Расчет отопления в частном доме

Понятие сопротивления теплопередаче

Описанные выше явления не зависят от материалов. Это значит, что после соединения двух изделий (нагретого и охлажденного) постепенно температура их станет одинаковой. Однако скорость процесса будет отличаться.

Понятие теплопроводности поясняет простой эксперимент

Комбинированный пруток из меди/ стали фиксируют горизонтально. К нижней части на клейком воске прикрепляют контрольные грузы. При нагреве центральной части они отсоединяются неравномерно, что наглядно демонстрирует разную теплопроводность.

Обратное понятие, определяющее изоляционные свойства материала, называют термическим сопротивлением (Rт). Количественные параметры указывают в кельвинах на ватты. Для расчета применяют формулу Rт=(Т2-Т1)/Р, где:

  • Т2 и Т1 – температура области нагрева и другого торца, соответственно;
  • Р – перемещающийся по изделию тепловой поток.

При одинаковом сечении Rт можно вычислить, разделив длину всего участка на произведение специального коэффициента (λ) и площади сечения.

К сведению. Кельвины переводят в градусы Цельсия, вычитая постоянное число 275,15. 300 К-275,15=26,85°C.

Теплопроводность разных материалов

Вещество, изделие Коэфф. теплопроводности, Вт/(м*К)
Графит 278-2435
Медь 401
Алюминий (сплавы) 201-248
Железо 92
Нержавеющая сталь 15
Гранит 2,4-3,2
Базальт 1,1-1,5
Вода при комнатной температуре 0,6
Кирпич 0,18-0,65
Блоки из пенобетона 0,1-0,3
Дерево 0,14-0,16
Маты из каменной ваты 0,033-0,04
Панель из пенополистирола 0,034-0,041
Воздух 0,022

Тепловые потери окон

Потери тепла за счет окон рассчитываются по следующей формуле:

Qок=Kок*Fок(tвнут-tвнеш), где

  • Kок – коэффициент теплопроводности материала, °С м2/Вт;
  • Fок – площадь стены, м2;
  • tвнут – температура внутри помещения, °С;
  • tвнеш – температура снаружи, °С

Так же как и у стен, снизить теплопотери окон можно за счет многослойности стекла. Также огромное влияние оказывают правильно установленные комплектующие и качественный утеплитель. Также большое влияние оказывает качество материалов, из которых изготовлено окно. Большая площадь окон также оказывает негативное влияние. Поэтому не стоит в регионах с холодными зимами устанавливать большие окна.

Потери тепла через окна

Теплопотери через окна рассчитываются по такой же формуле:
Qокон = kокон * Fокон (tвн — tнар),
где Qокон — теплопотери, Вт;
kокон — коэффициент теплопередачи окон, Вт/(м2*град.C);
Fокон — площадь окон;
tвн — температура воздуха внутри, град. C; можно принимать 20 град.С

tнар — температура воздуха снаружи , град. C; для Киева — минус 22 град.С, Минска — минус 25, Москвы — минус 26, для других городов — по справочнику

kокон рассчитывается по формуле:

,
где kст — коэффициент теплопередачи стеклопакета, Вт/(м2*град.C); дает производитель

Fст
где kр — коэффициент теплопередачи рамы, Вт/(м2*град.C); дает производитель

Fр
P — периметр остекления, м;
ψ — коэффициент для учета теплопередачи алюминиевой полосы. принимаем равным 0,07

Система отопления

Еще одним моментом, влияющим на потерю тепла, является работа самой отопительной системы. Чтобы радиатор не отапливал улицу за ним стоит установить отражающий экран из специального материала.

Перед началом нового отопительного сезона нужно стравить воздух из системы, это поможет сохранить фитинги в нормальном рабочем состоянии. Так же необходимо несколько раз промыть систему, чтобы убрать возможные засоры.

Нормальная работа отопительной системы гарантирует комфортные температурные условия в помещении.

Таким образом, расчет теплопотерь помогает сократить расходы на отопление. Основными параметрами, влияющими на тепловые потери являются выбор изоляционных материалов, площадь помещения, разность температур между помещением и окружающей средой, наличие воздушных полостей, а также исправность отопительной и вентиляционной системы.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Рассмотрим стандартный алгоритм для варианта с общим контуром. Ниже последовательно приведены главные особенности основных этапов.

Тепловые потери на вентиляцию

Берут совокупный свободный объем, вычисляют массу воздуха. С учетом нормированной кратности обмена за 24 часа и удельной теплоемкости определяют количество потерянного тепла. Полученное значение из джоулей переводят для удобства в киловатт-часы.

Теплопотери через стены

Уточняют послойно толщину и состав стен. Далее пользуются приведенными выше формулами для получения общей теплопроводности. Поправочный коэффициент разницы температур берут в справочнике для конкретного региона. Как отмечено выше, следует сделать расчет точки росы.

Теплопотери через окна

В этом блоке вычислений следует учесть:

  • количество камер стеклопакета (в рамах);
  • тип заполнения пленочных покрытий;
  • особенности конструкции оконных проемов.

Теплопотери через потолок

Для каждого варианта существует отдельный порядок расчета:

  • комнаты верхнего этажа находятся под «холодным» чердаком;
  • мансарда отапливается в нормальном режиме;
  • промежуток между перекрытием и кровельным покрытием активно вентилируется.

Как и в случае со стенами, суммируют параметры каждого слоя.

Теплопотери через пол

Здесь также имеют значение особенности архитектурных решений:

  • режим и наличие отопления в подвале;
  • применение вентиляции;
  • непосредственный контакт пола с грунтом или наличие изоляционного слоя.

Теплопотери на инфильтрацию

Этим термином обозначают произвольное проникновение наружного воздуха в комнаты через строительные конструкции. Если для расчета теплопотерь дома применить известный калькулятор онлайн Valtec, с поправкой на инфильтрацию потери будут увеличены на 60-70%. Реальная ситуация существенно отличается от подобного расчета. Деревянные стены старого дома обеспечивают хорошую естественную вентиляцию. Здание из монолитного бетона с многокамерными оконными блоками обеспечивает идеальную герметичность. В современных зданиях приходится решать вопросы принудительной вентиляции для создания внутри здоровых условий.

Примерное минимальное качество утепления наружных стен

Чтобы поддерживать теплый режим в помещениях (+20°C), надо вычислить мощность подходящего отопительного оборудования. Рассчитаем параметры дома с обычной конструкцией фасада (без вентиляционной прослойки) в Подмосковье с общей площадью наружных стен 360 м кв. Для этого региона средняя минимальная наружная температура по справочнику составляет -20°C. Вставим в калькулятор следующие значения для каждого слоя (материал/ толщина в см/ коэффициент теплопроводности):

  • бетон/ 20/ 2,1;
  • пенобетон плотностью 1000 кг на м куб./ 30/ 0,47;
  • пенополистирол/ 20/ 0,06.

В результате получим 3,9 кВт. Изменяя исходные параметры, можно сделать нужные корректировки.

Калькулятор для расчета тепловых потерь

Пользоваться специализированным программным обеспечением удобнее, чем последовательным вычислением с помощью формул. При выборе подходящего инструментария следует проверить используемую методику. Необходимо убедиться, что в исходных данных учитываются все значимые факторы. Полученное значение рекомендуется несколько увеличить, чтобы отопительное оборудование не работало с повышенными нагрузками.

Как рассчитать теплопотери дома?

В большой мере на сохранение температур влияет надежность установленных окон и само расположение помещения относительно всей постройки. При указании нужного типа остекления стоит знать, что обычные стекла, а не стеклопакеты могут быть главной причиной теплопотерь. Отсутствие теплоизоляции стен в кирпичном строении недопустимо за счет неплохого сохранения температур материалом, способным поддерживать нужный режим в комнатах. Обычные помещения из железобетонных плит или бетонных блоков в недостаточной мере задерживают тепло.

Специальный калькулятор расчета теплопотерь стен дома учитывает и соотношение площади окон относительно площади пола. Чем выше получаемый процент, тем больше коэффициент потерь тепла. Подсчет производится суммированием площади всех окон в комнате и определением их процентного соотношения относительно площади пола.

Температура снаружи учитывается по средним показателям во время зимнего периода. Количество стен, которые выходят наружу, напрямую сказываются на сохранности заданных температур: именно через стены происходит наибольшая отдача тепла. Поэтому точный расчет теплопотерь дома можно получить только при правильном задании параметров комнаты.

Указание типа помещения, размеров стен, пола и потолка необходимы для корректного расчета потери тепла для каждой плоскости. Это позволит калькулятору провести суммирование и, опираясь на дополнительные данные (количество и тип остекления окон, утепление стен) получить правильный результат.

Расчет онлайн — калькулятором

Онлайн — калькулятор – это сайт – сервис, воспользовавшись которым можно более точно, быстро и удобно произвести необходимые расчеты. Данная программа может производить не только простые, но и сложные операции над числами, выполнить действия с квадратными уравнениями, решать задачи с дробями и процентами.

Приведем наглядный пример онлайн — калькулятора для расчета теплопотерь дома.

Рассмотрев и изучив способы расчета теплопотрерь дома, рассчитать утечку тепла сможет даже новичок строительно – монтажных работ. Выбор метода зависит от индивидуальных предпочтений потребителя. Но как показала практика, лучше воспользоваться онлайн – калькулятором, так как программа не только может рассчитать теплопотери, но и подсказать какой строительный материал и обогревающая система оптимально подойдет для здания.

Дифференцированные схемы расчёта

Для правильных вычислений надо учитывать специфику типовых компонентов строений. Потери в стенах рассчитывают по общей площади с учетом сопротивления (теплового) каждого слоя. Внутри помещений поддерживают необходимую температуру. Проверяют несколько контрольных точек с учетом изменения сезонных, дневных и ночных внешних условий. Одновременно оценивают размещение точки росы. Следует не забывать о существенном влиянии ветровых нагрузок, особенностях режима проветривания. Над перекрытиями находятся верхние этажи, чердак. Соответственно, при общем одинаковом подходе некоторые негативные внешние воздействия можно исключить.

К сведению. Специалисты рекомендуют делать небольшой запас (добавить ≈10%) при выборе уровня влажности и температуры в комнате. Такой подход поможет учесть экстремальные условия (потребности) в процессе эксплуатации.

Расчетные параметры для оконных (дверных) блоков приводят производители в сопроводительной документации. Для повышения точности следует учитывать изоляционные характеристики откосов, узлов примыкания рам к стенам.

Пол в центральной части теплее, по сравнению с периметром. Влияние оказывают вентилируемый подвал, дополнительная изоляция фундамента. Применяют зонирование, которое учитывает особенности отдельных площадей.

Теплопотери стен

Qcт=Kст*Fст(tвнут-tвнеш), где

  • Kст – коэффициент теплопроводности материала, °С м2/Вт;
  • Fст – площадь стены, м2;
  • tвнут – температура внутри помещения, °С;
  • tвнеш – температура снаружи, °С.

Стены дома непосредственно контактируют с внешней средой, поэтому при правильной постройке большая часть тепла будет уходить именно через них. Помимо материала на теплопотери за счет стен влияет внутренняя и наружная отделка, количество слоев стены и их теплопроводность, толщина стены. Слабыми местами в стеновых потерях являются потери на швы между панелями, различные технологические отверстия.

Для того чтобы сократить потери необходимо между слоями стены создать воздушную прослойку или прослойку, утепленную пористым утеплителем, так как воздух плохо проводит тепло и помогает сохранить его в помещении. Технологические отверстия также следует обкладывать утеплителем, для лучшего сохранения тепла.

Ручной расчет теплопотерь

Чтобы рассчитать теплопотери дома ручным способом, понадобится найти значения утечки тепла через ограждающую конструкцию, вентиляцию и канализационную систему.

Теплопотери через ограждающую конструкцию

У любого здания окружающая конструкция состоит из разных слоев материала. Поэтому для более точного расчета, необходимо найти теплопотери для каждого слоя отдельно. Вычисляются они по следующей формуле – Q окр.к. = (A / D) *dT, где:

  • D – сопротивление теплового потока;
  • dT – разность наружной и внутренней температуры помещения;
  • А – площадь здания.

Все значения измеряются соответствующими приборами, а для нахождения сопротивления теплового потока, применяется формула — D = Z / Кф., где: Кф. – коэффициент теплопроводности материала (он производителями указан в паспорте материала), а Z – толщина его слоя.

Если здание состоит из нескольких этажей, посчитать ручным способом теплопотери через ограждающую конструкцию будет достаточно долго и неудобно. В связи с этим, можно будет воспользоваться следующей таблицей, где специалисты вывели средние

Неугловая комната. Комната, у которой угол граничит с улицей. Неугловая комната.
Кирпичная стена шириной — 67 см. и с внутренней отделкой. штукатурки. -25 -27 -29 -31 77 84 88 90 76 82 84 86 71 76 79 81 67 72 76 77
Кирпичная стена шириной — 54 см. с внутренней отделкой. -25 -27 -29 -30 92 98 103 104 91 97 101 102 83 87 92 94 80 88 90 91
Деревянная стена шириной — 25 см с внутренней обшивкой. -25 -27 -29 -30 62 66 68 70 61 64 66 67 56 59 61 62 53 57 58 60
Деревянная стена шириной — 20 см с внутренней обшивкой. -25 -27 -29 -30 77 84 88 89 77 82 85 87 70 76 79 80 67 73 76 77
Каркасная стена шириной — 20 см. с утеплителем. -25 -27 -29 -30 63 66 69 71 61 64 67 69 56 59 62 63 55 57 60 62
Пенобетонная стена шириной — 20 см с внутренней отделкой. -25 -27 -29 -30 93 98 102 105 90 95 99 102 88 89 91 94 81 85 89 91

Утечка тепла через вентиляцию

У каждого помещения через ограждающую конструкцию, циркулирует поток воздуха. Чтобы рассчитать, сколько происходит теплопотерь при вентиляции, используется формула тепловых зданий:

Qвент. = (В* Кв / 3600)* W * С *dT, где:

  • В — кубические метры длинны и ширины помещения;
  • Кв — кратность подаваемого и удаляемого воздуха помещения за 1 час;
  • W — плотность воздуха = 1,2047 кг/куб. м;
  • С — теплоемкость воздуха = 1005 Дж/кг*С.

В зданиях с паропроницаемыми ограждениями, воздухообмен происходит – 1 раз в час. У зданий, которые выполнены по «Евростандарту», кратность подаваемого и удаляемого воздуха увеличивается до – 2. Таким образом, обмен воздуха за 1 час происходит 2 раза.

Утечки тепла через канализацию

Для комфортного проживания жильцы домов нагревают воду для быта и гигиены. Также частично от окружающей среды нагревается вода в бочке и сифоне унитаза. Все полученное тепло после эксплуатации вместе с водой уходит через стоки трубопровода

Поэтому очень важно рассчитать теплопотери дома, расчет производится по следующей символической формуле:

Qкан. = (Vвод. * T * Р * С * dT) / 3 600 000, где:

  • Vвод. — общий потребляемый кубический объем воды за 30 дней;
  • Р — плотность жидкости = 1 тонна/куб. м;
  • С — теплоемкость жидкости = 4183 Дж/кг*С;
  • 3 600 000 — величина джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.;
  • dT — разность температуры между поступающей и нагретой водой.

Подсчет dT проводится следующим образом. Допустим, при поступлении в помещение вода имеет температуру +8 градусов, после нагрева ее температура составляет + 30 градусов. Следовательно, чтобы найти разницу, нужно из 30 вычесть 8. Получившийся итог 21 градус и следует принимать за dT.

Полученные результаты теплопотерь через вентиляцию, ограждающие конструкции и канализацию необходимо сложить вместе. Получившаяся сумма и будет примерное количество теплопотерь дома.

Расход тепла на нагрев приточного воздуха (инфильтрации)

Расход тепла на нагрев приточного считается для жилых комнат, кухни и санузлов по формуле:
Qi = 0,28 * Ln * ρ * C * (tp — ti) * k,
где Qi — количества тепла, необходимое для нагрева инфильтрации, Вт;
Ln — расход удаляемого воздуха, куб.м./час; принимаем равным 3 куб.м./час на каждый кв.м. площади жилого помещения.

ρ — плотность воздуха в помещении, кг./куб.м.; принимаем равной 1,1

C — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг*K); принимаем равной 1

tp — температура воздуха помещения, град.C;
ti — температура наружного воздуха, град.C;
k — коэффициент учета встречного теплового потока в конструкциях. можно принять равным 1

Чтобы заложить низкие затраты на тепло еще на этапе проекта, читайте статью «как сэкономить на отоплении»

Обсудить эту статью, оставить отзыв в | |

Калькулятор расчета теплопотерь

Информация по назначению калькулятора

К алькулятор теплопотерь предназначен для расчета примерного количества тепла, теряемого помещением через ограждающие конструкции в единицу времени в самую холодную пятидневку выбранного населенного пункта (по актуализированной редакции СП 131.13330.2012).

Д анные расчеты являются достаточно приблизительными, так как невозможно учесть абсолютно все факторы, влияющие на тепловые потери, а полученные результаты необходимо проверять экспериментально, для подтверждения расчетов. Ошибки в конструкции стен так же могут значительным образом повлиять на фактические теплопотери. Например, образование конденсата внутри стеновой конструкции может значительно увеличить теплопроводность теплоизолирующего материала в зимний период.

Т акже на общие теплопотери влияют разность наружной и внутренней температур, солнечная радиация, атмосферные осадки, ветра и другие факторы. Моделирование процессов тепловых потерь целого здания является актуальной проблемой. Зная теплопотери здания, можно переходить к выбору мощности и вариантов системы отопления.

Д ля снижения тепловых потерь здания необходимо использовать максимально эффективные теплоизоляционные материалы

Особенно стоит уделить внимание кровле, так как именно через нее наружу уходит наибольшее количество тепла из помещения. Для поддержания комфортного внутреннего микроклимата, а так же снижения финансовых затрат на отопление, необходимо соблюдать правильный баланс утепления всех ограждающих конструкций

Примерное минимальное качество утепления наружных стен

300 мм Дерево + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

500 мм Газо- и пенобетон

300 мм Газо- и пенобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

400 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

250 мм Кирпич + 200 мм Полистирол/Каменная Вата

300 мм Дерево + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

400 мм Газо- и пенобетон

300 мм Газо- и пенобетон + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

200 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

250 мм Кирпич + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

200 мм Газо- и пенобетон

100 мм Газо- и пенобетон + 120 мм Кирпич

300 мм Керамзитобетон

Общие сведения по результатам расчетов

  • Т еплопотери помещения – Общее количество тепла, измеряемое в Ваттах, которое теряет расчетное помещение в единицу времени через ограждающие конструкции.
  • У дельные теплопотери помещения – Теплопотери помещения отнесенные к его площади
  • Т емпература воздуха наиболее холодных суток
  • Т емпература воздуха наиболее холодной пятидневки
  • П родолжительность отопительного сезона
  • С редняя температура воздуха отопительного сезона

Калькулятор работает в тестовом режиме.

Способы расчетов тепловой энергии

Некоторые жильцы для расчета теплопотерь пользуются простым методом. Он заключается в том, что при условии высоты потолка – 2,5 м., площадь помещения умножается на 100 Вт. (при другой высоте потолка, вводится поправочный коэффициент). Но полученный результат при этом способе настолько не достоверный, что его можно смело прировнять к нулю.

Такое утверждение объясняется тем, что на теплопотери влияют несколько важных факторов, такие как:

  • ограждающая конструкция;
  • площадь окон и вид их остекленения;
  • внутренняя температура;
  • кратность теплообмена и др.

Помимо этого даже при равных условиях значений вышеперечисленных факторов, теплопотери у маленьких домов и больших зданий будут разные. Поэтому, чтобы более точно определить теплопотери, были разработаны следующие специальные методики:

  1. Ручной подсчет. В этом случае все расчеты выполняются самостоятельно при помощи специально выведенных формул и таблиц.
  2. Онлайн — калькулятор. Здесь достаточно будет ввести все указанные данные, в вычислительную программу, после чего она самостоятельно произведет расчет и выдаст итог.

При использовании этих способов, можно будет не только достоверно рассчитать теплопотери, но и правильно подобрать отопительную систему, при использовании которой не возникнет неоправданных затрат.

расчет теплопотерь

Итак, чтобы не допустить ошибок, рассмотрим каждый вычислительный способ более подробно.

Общие замечания по порядку расчета

  • Сначала рассчитываются теплопотери через двери, стены и окна, все сразу, то есть после ввода всех данных по ним, или по отдельности – после ввода параметров, например по одной из стен или двери; затем рассчитываются таким же образом теплопотери через потолок, пол и потери на инфильтрацию.
  • Каждый элемент может быть пересчитанный повторно после корректировки его параметров; при этом следует учесть, что если вы изменяете количество слоев материалов, сами материалы, наличие или отсутствие окон, перед всеми этими действиями следует нажать кнопку “сброс входных данных”.
  • Расчет теплопотерь через пол, потолок и инфильтрацию возможен только после расчета потерь через стены.
  • “Температура воздуха снаружи” (для стен) и “температура над” (для потолка) вводятся в случае, если они отличаются от температуры, указанной в общих условиях для расчета.
  • Перед расчетом теплопотерь через стены из их площади вычитается площадь окон и двери.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
Электрошок
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector