Пример расчета теплопотерь помещения: Расчет теплопотерь помещения как основа подбора отопительной системы

Расчет теплопотерь: калькулятор, формулы, пример, таблица

Обеспечение того или иного пространства здания теплом достигается с помощью установки соответствующего оборудования. В зависимости от типа здания, это могут быть разные приборы и обогреватели. Так, например, в частном доме чаще всего используются небольшие одно- или двухконтурные газовые котлы, которые могут быть напольными или настенными. В некоторых отдельных домах и по сей день встречаются такие нагревательные сооружения, как дровяные печи или печи-буржуйки. Конечно же, это бывает очень редко, но все-таки эти обогреватели, которые в течение нескольких сотен лет позволяли людям обеспечивать тепло в домах, и сейчас на должном уровне выполняют свои прямые функции. Что же касается производственных предприятий, то на них довольно широкое применение получили так называемые «воздушные пушки», которые, благодаря встроенному вентилятору, разгоняют по всему помещению нагретый до определенной температуры воздух, а в теплое время года они способны выполнять функции кондиционера и вентилятора (достаточно лишь отключить нагревательный элемент).

Напольный котел отопления устанавливают в отдельное помещение.

Помимо этих приспособлений, на крупных предприятиях по созданию и производству каких-то промышленных или продуктовых товаров используется паровое отопление. Оно заключается в том, что образующийся в процессе производства пар не отправляется на прямую в атмосферу через отводящую трубу, а направляется по трубам, расположенным по всему периметру здания. Этот способ позволяет экономить средства на оплате за электроэнергию или за магистральный газ. Помимо всего прочего, это замечательный способ уменьшить масштабы негативного влияния продуктов человеческой деятельности на окружающую среду. Конечно же, по сравнению с отопительным оборудованием прошлого поколения, техника сейчас оказывается на несколько шагов впереди, но теплопотери остаются на достаточно критическом уровне. Именно поэтому необходимо не только осуществлять систематический расчет теплопотерь здания, но и предпринимать некоторые попытки для того, чтобы эти показатели снижались.

Как проводятся расчеты тепловых потерь?

Процесс теплопотерь дома.

Независимо от того, в каком здании или помещении проводится замер теплопотерь, они в большинстве своем связаны с тем, что нагретый воздух выходит из помещения через разнообразные ограждающие конструкции. К ним относятся стены, потолки, полы, окна, двери и многое другое. Помимо этого, здесь еще следует назвать такой фактор, как необходимость нагревать тот воздух, который просачивается в помещение через всевозможные зазоры и неплотные соединения опять-таки между ограждающими конструкциями. Таким образом, для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо произвести их расчет и потом уже попытаться наметить основные этапы работы по преодолению данной ситуации.

Методика расчета теплопотерь помещений и порядок его выполнения

Схема утепление входных дверей.

Все потери помещениями различных типов тепла складываются из теплопотерь, происходящих через разнообразные ограждающие конструкции, например, стены, окна, перегородки, перекрытия или полы, и из расходования тепла на процесс нагревания воздуха, который попадает внутрь здания через неплотно защищенные сооружения, присутствующие в конструкции данного рассматриваемого помещения. Иногда в некоторых промышленных зданиях случаются и другие варианты возможной потери тепла, природу которых можно связать только с практической деятельностью предприятия и условиями, в которых происходит непосредственная деятельность этой организации.

В любом случае учет теплопотерь необходимо производить для всех конструкций ограждающего типа, которые присутствуют в отапливаемом помещении.

При этом не обязательно учитывать потери тепла, которые осуществляются через внутренние конструкции, если разность их температуры с температурой в соседних помещениях не превышает 3 градусов по Цельсию.

Как рассчитать теплопотери здания сквозь ограждающие конструкции?

Формулы расчета теплопотерь.

Для этой цели существует следующая формула: Qогр = F (tвн – tнБ) (1 + Σ β ) n / Rо

В которой, tнБ – это температура воздуха снаружи, измеряемая градусами по Цельсию;

tвн – температура внутри помещения, мера измерения которой тоже – градус по Цельсию;

далее за F принимается площадь всех защитных сооружений, в квадратных метрах;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждений или защитных сооружений внутри здания, то есть положение внешней поверхности этих объектов по отношению к наружному воздуху;

под β подразумеваются добавочные теплопотери, рассчитанные в некоторых долях от основных потерь тепла;

Rо – это сопротивление процессу передачи тепла, измеряемое в отношении произведения кв.

метров на градусы по Цельсию к Вт.

Сопротивление обычно тоже находится по формуле Rо = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ αн + Rв.п. Здесь за αв берется коэффициент восприятия тепла внутренней поверхностью имеющихся ограждений, мера измерения этого компонента – отношение Вт к произведению метра в квадрате на градус по Цельсию;

λі – это расчетный коэффициент теплопроводности для используемого материала одного слоя конструкции;

δі – толщина одного слоя материала;

αн – коэффициент отдачи тепла ограждением;

Rв.n – термосопротивление внутри воздушной замкнутой прослойки;

Коэффициенты αн и αв в некоторых случаях имеют постоянные значения, как и значение λі, которое указано в специальных справочниках;

δі – величина, которую назначают дополнительно, согласно заданию, и определить ее можно только по чертежам конструкций ограждений;

Коэффициенты восприятия тепла αв для внутренней поверхности стен, полов и потолков равна 8,7 кв.м׺С/Вт. Обозначаемый символом αн коэффициент теплоотдачи наружных стен и перекрытий, над которыми нет чердака, равен 23. В случае же с имеющимися в конструкции здания чердаками и подвалами этот коэффициент снижается практически вдвое, равняясь таким образом, 12 кв.м׺С/Вт.

Вернуться к оглавлению

Добавочные тепловые потери через окна и двери

Крайне редко прибегают к технологии подсчета потерь тепла через двери или окна, поэтому удобнее воспользоваться приведенными в справочных материалах данными. Согласно им, через двери, окна и стены, ориентированные на северные стороны, наблюдаются потери тепла в 0,1 β. Если же окна, стены и двери смотрят на запад или юго-восток, то теплопотери уменьшаются и равны 0,05 β

Вернуться к оглавлению

Расчет расходов тепла на нагревание попадающего снаружи воздуха

Добавочные теплопотери.

Существует два общепринятых для этого случая типа расчетов. Посредством первого можно определить расход энергии Qі, уходящей на нагревание воздуха, проникнувшего извне через вентиляционную вытяжку. Второй же расчет помогает определить расход тепловой энергии на подогрев воздуха извне, проникающего внутрь помещения через неплотно установленные ограждения.

Определяем Qі по формуле 0,28 L ρн с (tвн – tнБ) (1),

в которой L, м3 на 1 час, представляет собой расход выходящего наружу воздуха;

с – это удельная величина тепловой емкости воздуха, измеряемая в кДж;

ρн – это плотность наружного воздуха, кг/м3.

Вернуться к оглавлению

Расчет тепловых потерь частного дома

Достаточно часто происходит так, что, еще до того как вы поселитесь в новом доме, в нем остается всего-навсего доработать какие-то мелочи своими собственными руками или же, наоборот, приходится обращаться за помощью профессионалов, для того чтобы сделать то, что вы оставили на последнюю очередь. И в первом, и во втором случае проблему необходимо решить как можно скорее, но разница заключается в том, что, до того как приступить к реализации какой-то серьезной задачи, нередко требуется провести мероприятия подготовительного характера. Так, например, если у вас еще не проведено отопление, то сначала нужно будет провести расчет тепловых потерь и только потом определяться с тем, какая отопительная система будет подходящей в вашем конкретном случае.

Для того чтобы осуществить намеченное мероприятие, необходимо определиться с тем, через что именно в частном доме может выходить тепло. Самый первый ответ, который приходит на ум, связан, конечно же, с дверью. Еще бы, ведь именно она является той частью, которая не только стоит на границе улицы и дома, но и находится в открытом состоянии очень часто. И если в весенний или летний период данное ее положение становится всего-навсего причиной проникновения в дом комаров, мух и каких-то других мелких (порой и крупных) насекомых, то осенью, зимой и ранней весной результаты данных действий намного серьезнее: за несколько секунд выхолаживается одна комната, а если учесть, что в дом не только приходят, но из него еще и выходят, то, как минимум, раз в день дверь открывается на 2-3 минуты. И если в квартирах более быстрому остыванию внутренней температуры помещения препятствует подъезд, то в частном доме такой защиты нет.

Итак, с дверью разобрались, здесь ничего нового мы не узнали, а лишь подтвердили лишний раз правоту своих догадок и подозрений. Далее представляем список частей здания, виновных в тепловых потерях:

• стены;
• окна;
• потолок;
• чердачное покрытие или крыша;
• пол на первом или на цокольном этаже;
• вентиляционная система.

Вернуться к оглавлению

Теплопотери и их расчет на примере двухэтажного здания

Сравнение расходов на отопление зданий разной формы.

Итак, возьмем для примера небольшой домик с двумя этажами, утепленный по кругу. Коэффициент сопротивления теплопередаче у стен (R) при этом будет в среднем равен трем. Здесь учитывается то, что к основной стене уже прикреплена теплоизоляция из пеноплекса или из пенопласта, толщиной около 10 см. У пола данный показатель окажется чуть меньше, 2,5, так как утеплителя под отделочным материалом нет. Что касается кровельного покрытия, то здесь коэффициент сопротивления достигает 4,5-5 благодаря тому, что утеплен чердак с помощью стекловаты или минеральной ваты.

Кроме того, что вы определите то, насколько способны те или иные интерьерные элементы противиться естественному процессу улетучивания и охлаждения теплого воздуха, нужно будет определиться с тем, каким именно способом это происходит.

Возможно несколько вариантов: испарение, излучение или конвекция. Помимо них, существуют и другие возможности, но к частному жилому помещению они не относятся. При этом, осуществляя расчеты теплопотерь в доме, не нужно будет учитывать, что время от времени температура внутри помещения может повышаться от того, что сквозь окно солнечные лучи нагреют воздух на несколько градусов. Не стоит в данном процессе ориентироваться еще и на то, что дом стоит в каком-то особом положении по отношению к сторонам света.

Для того чтобы определить то, насколько серьезными являются теплопотери, достаточно провести расчет данных показателей в самых населенных комнатах. Наиболее точный расчет предполагает следующее. Сначала нужно подсчитать общую площадь всех стен в комнате, затем из данной суммы нужно вычесть площадь всех расположенных в этой комнате окон и, учитывая площадь кровли и пола, рассчитать теплопотери. Это возможно осуществить с помощью формулы:

dQ=S*(t внутри – t уличная)/R

Так, например, если площадь стен у вас равна 200 кв. метрам, температура в помещении – 25ºС, а на улице – минус 20ºС, то стены потеряют приблизительно 3 киловатта тепла за каждый час. Аналогично осуществляется и расчет теплопотерь всех остальных составляющих. После этого их остается лишь суммировать и у вас получится, что комната с 1 окном потеряет в час около 14 киловатт тепла. Итак, это мероприятие производится до монтажа отопительной системы по специальной формуле.

Расчет теплопотерь дома с примером

Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.

Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.

И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.

[ads-pc-2]

Содержание

• 1 Разновидности теплопотерь
• 2 Расчет теплопотерь
  • 2.1 Теплопотери через ограждающие конструкции
  • 2.2 Теплопотери через вентиляцию
  • 2.3 Теплопотери через канализацию
• 3 Пример расчета теплопотерь дома
  • 3.1 Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)
  • 3.2 Теплопотери через вентиляцию
  • 3.3 Теплопотери через канализацию
  • 3.4 Оценка полного объема энергозатрат
• 4 Видео на тему

Разновидности теплопотерь

Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).

На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.

Теплопотери дома

Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.

Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.

Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:

• потери через ограждающие конструкции;
• обусловленные работой вентиляционной системы;
• связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.

Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

Где:

• А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
• dT — разность наружной и внутренней температур.
• dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

Где

• V — объем помещения, куб. м;
• Кв — кратность воздухообмена;
• Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
• С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

• понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
• на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
• предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.[ads-mob-1]

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

Где:

• W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
• N — количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Теплопотери через канализацию

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

Где:

• Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
• Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
• С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
• dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
• 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.

Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.

Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.

Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.

Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.

Потребление воды — 15 куб. м/мес.

Продолжительность отопительного периода — 6 мес.

Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)

Термическое сопротивление:

• основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
• утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Теплопотери через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.

Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.

Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

[ads-pc-3]Средняя мощность теплопотерь через вентиляцию составит:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.[ads-mob-2]

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Видео на тему

• Предыдущая записьРасчет циркуляционного насоса для системы отопления — примеры вычислений
• Следующая записьКак по среднему рассчитать электроэнергию — общедомовые расходы

Adblock
detector

формулы, пример вычислений, онлайн калькулятор

Каждое здание, независимо от конструктивных особенностей, пропускает тепловую энергию через ограждения. Потери тепла в окружающую среду необходимо восстанавливать с помощью системы отопления. Сумма теплопотерь с нормируемым запасом – это и есть требуемая мощность источника тепла, которым обогревается дом. Чтобы создать в жилище комфортные условия, расчет теплопотерь производят с учетом различных факторов: устройства здания и планировки помещений, ориентации по сторонам света, направления ветров и средней мягкости климата в холодный период, физических качеств строительных и теплоизоляционных материалов.

По итогам теплотехнического расчета выбирают отопительный котел, уточняют количество секций батареи, считают мощность и длину труб теплого пола, подбирают теплогенератор в помещение – в общем, любой агрегат, компенсирующий потери тепла. По большому счету, определять потери тепла нужно для того, чтобы отапливать дом экономно – без лишнего запаса мощности системы отопления. Вычисления выполняют ручным способом либо выбирают подходящую компьютерную программу, в которую подставляют данные.

Как выполнить расчет?

Сначала стоит разобраться с ручной методикой – для понимания сути процесса. Чтобы узнать, сколько тепла теряет дом, определяют потери через каждую ограждающую конструкцию по отдельности, а затем складывают их. Расчет выполняют поэтапно.

1. Формируют базу исходных данных под каждое помещение, лучше в виде таблицы. В первом столбце записывают предварительно вычисленную площадь дверных и оконных блоков, наружных стен, перекрытий, пола. Во второй столбец заносят толщину конструкции (это проектные данные или результаты замеров). В третий – коэффициенты теплопроводности соответствующих материалов. В таблице 1 собраны нормативные значения, которые понадобятся в дальнейшем расчете:

Наименование и краткая характеристика материала	Коэффициент теплопроводности (λ), Вт/(м*С)
Дерево	0,14
ДСП	0,15
Керамический кирпич с пустотами 1000 кг/м3),кладка на цементно-песчаный раствор	0,52
Гипсовая штукатурка	0,35
Минеральная вата	0,041

Чем выше λ, тем больше тепла уходит сквозь метровую толщину данной поверхности.

2. Определяют теплосопротивление каждой прослойки: R = v/ λ, где v – толщина строительного или теплоизоляционного материала.

3. Делают расчет теплопотерь каждого конструктивного элемента по формуле: Q = S*(Т_в-Т_н)/R, где:

• Т_н – температура на улице, °C;
• Т_в – температура внутри помещения,°C;
• S – площадь, м2.

Разумеется, на протяжении отопительного периода погода бывает разной (к примеру, температура колеблется от 0 до -25°C), а дом обогревается до нужного уровня комфорта (допустим, до +20°C). Тогда разность (Т_в-Т_н) варьируется от 25 до 45.

Чтобы сделать расчет, нужна средняя разница температур за весь отопительный сезон. Для этого в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика» (таблица 1) находят среднюю температуру отопительного периода для конкретного города. Например, для Москвы этот показатель равен -26°. В этом случае средняя разница составляет 46°C. Для определения расхода тепла через каждую конструкцию складывают теплопотери всех ее слоев. Так, для стен учитывают штукатурку, кладочный материал, внешнюю теплоизоляцию, облицовку.

4. Считают итоговые потери тепла, определяя их как сумму Q внешних стен, пола, дверей, окон, перекрытий.

5. Вентиляция. К результату сложения добавляется от 10 до 40 % потерь на инфильтрацию (вентиляцию). Если установить в дом качественные стеклопакеты, а проветриванием не злоупотреблять, коэффициент инфильтрации можно принять за 0,1. В отдельных источниках указывается, что здание при этом вообще не теряет тепло, поскольку утечки компенсируются за счет солнечной радиации и бытовых тепловыделений.

Исходные данные. Одноэтажный дом площадью 8х10 м, высотой 2,5 м. Стены толщиной 38 см сложены из керамического кирпича, изнутри отделаны слоем штукатурки (толщина 20 мм). Пол изготовлен из 30-миллиметровой обрезной доски, утеплен минватой (50 мм), обшит листами ДСП (8 мм). Здание имеет подвал, температура в котором зимой составляет 8°C. Потолок перекрыт деревянными щитами, утеплен минватой (толщина 150 мм). Дом имеет 4 окна 1,2х1 м, входную дубовую дверь 0,9х2х0,05 м.

Задание: определить общие теплопотери дома из расчета, что он находится в Московской области. Средняя разность температур в отопительный сезон – 46°C (как было сказано ранее). Помещение и подвал имеют разницу по температуре: 20 – 8 = 12°C.

1. Теплопотери через наружные стены.

Общая площадь (за вычетом окон и дверей): S = (8+10)*2*2,5 – 4*1,2*1 – 0,9*2 = 83,4 м2.

Определяется теплосопротивление кирпичной кладки и штукатурного слоя:

• R клад. = 0,38/0,52 = 0,73 м2*°C/Вт.
• R штук. = 0,02/0,35 = 0,06 м2*°C/Вт.
• R общее = 0,73 + 0,06 = 0,79 м2*°C/Вт.
• Теплопотери сквозь стены: Q ст = 83,4 * 46/0,79 = 4856,20 Вт.

2. Потери тепла через пол.

Общая площадь: S = 8*10 = 80 м2.

Вычисляется теплосопротивление трехслойного пола.

• R доски = 0,03/0,14 = 0,21 м2*°C/Вт.
• R _ДСП = 0,008/0,15 = 0,05 м2*°C/Вт.
• R утепл. = 0,05/0,041 = 1,22 м2*°C/Вт.
• R общее = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 м2*°C/Вт.

Подставляем значения величин в формулу для нахождения теплопотерь: Q пола = 80*12/1,3 = 738,46 Вт.

3. Потери тепла через потолок.

Площадь потолочной поверхности равна площади пола S = 80 м2.

Определяя теплосопротивление потолка, в данном случае не берут во внимание деревянные щиты: они закреплены с зазорами и не являются барьером для холода. Тепловое сопротивление потолка совпадает с соответствующим параметром утеплителя: R пот. = R утепл. = 0,15/0,041 = 3,766 м2*°C/Вт.

Величина теплопотерь сквозь потолок: Q пот. = 80*46/3,66 = 1005,46 Вт.

4. Теплопотери через окна.

Площадь остекления: S = 4*1,2*1 = 4,8 м2.

Для изготовления окон использован трехкамерный ПВХ профиль (занимает 10 % площади окна), а также двухкамерный стеклопакет с толщиной стекол 4 мм и расстоянием между стеклами 16 мм. Среди технических характеристик производитель указал тепловые сопротивления стеклопакета (R ст.п. = 0,4 м2*°C/Вт) и профиля (R проф. = 0,6 м2*°C/Вт). Учитывая размерную долю каждого конструктивного элемента, определяют среднее теплосопротивление окна:

• R ок. = (R ст.п.*90 + R проф.*10)/100 = (0,4*90 + 0,6*10)/100 = 0,42 м2*°C/Вт.
• На базе вычисленного результата считаются теплопотери через окна: Q ок. = 4,8*46/0,42 = 525,71 Вт.

5. Дверь.

Площадь двери S = 0,9*2 = 1,8 м2. Тепловое сопротивление R дв. = 0,05/0,14 = 0,36 м2*°C/Вт, а Q дв. = 1,8*46/0,36 = 230 Вт.

Итоговая сумма теплопотерь дома составляет: Q = 4856,20 Вт + 738,46 Вт + 1005,46 Вт + 525,71 Вт + 230 Вт = 7355,83 Вт. С учетом инфильтрации (10 %) потери увеличиваются: 7355,83*1,1 = 8091,41 Вт.

Чтобы безошибочно посчитать, сколько тепла теряет здание, используют онлайн калькулятор теплопотерь. Это компьютерная программа, в которую вводятся не только перечисленные выше данные, но и различные дополнительные факторы, влияющие на результат. Преимуществом калькулятора является не только точность расчетов, но и обширная база справочных данных.

Дата: 5 июля 2016

формула расчета тепловых потерь здания, тепловой расчет отопительных приборов, фото и видео примеры

Содержание:

1. Этапы выполнения теплового расчета помещения
2. Как правильно выполнить тепловой расчет здания
3. Формула расчета тепловой энергии
4. Коэффициенты расчета тепловых потерь здания
5. Принцип гидравлического расчета для системы отопления

Чтобы смонтировать надежную и стабильно работающую систему теплоснабжения в любом помещении, будь то офис, производственная постройка или жилое помещение, очень важно четко и грамотно выполнить тепловой расчет помещения.

Правильно произведенный тепловой расчет здания, расчет мощности и других показателей системы позволят обезопасить себя от возможных неприятностей, связанных с поломкой нагревательного оборудования и позволят сконструировать эффективную, но и экономичную отопительную систему, к которой не будет никаких претензий ни у жилищно-коммунальных служб, ни у других органов, контролирующих подобные работы.

Именно о том, как выполнить тепловой расчет помещения и какие действия потребуется выполнить для этого мероприятия, далее и пойдет речь.

Этапы выполнения теплового расчета помещения

Как известно, тепловой расчет отопительных приборов осуществляется в несколько стадий, а именно:

• прежде всего следует узнать то, чему равны тепловые потери дома, чтобы правильно определить мощность не только отопительного котла, но и каждого из приборов нагрева, т.е. каждой батареи. Подобные вычисления должны быть произведены для каждого помещения, которое имеет в своей конструкции внешнюю стену.

  Важно запомнить, что полученный результат крайне необходимо проверить на предмет правильности тепловой нагрузки на отопление. Так, итоговые цифры следует разделить на параметр площади конкретного помещения, чтобы получить размер удельных тепловых потерь, который измеряется в Вт/м². Наиболее часто этот показатель составляет 50/150 Вт/м². При условии, если результат расчета количества тепла на отопление здания слишком отличается от данного показателя, то следует все перепроверить и при необходимости заново выполнить вычисления, так как в случае использования неправильных расчетов возникает серьезная угроза нормальному функционированию всей отопительной системы в целом;

• после этого следует определиться с рабочей температурой. Правильнее всего будет принять за основу следующие параметры: 75/65/20°C, что равно температурному режиму в котле отопления, в радиаторе и в комнате соответственно;
• далее необходимо выполнить расчет тепловой мощности системы отопления, принимая во внимание расчет тепловых потерь здания;
• затем требуется произвести расчет гидравлики, так как система теплоснабжения не сможет нормально функционировать без него. Подобные вычисления также необходимы для определения параметров трубы, в частности, их диаметра, а также для изучения технических характеристик насоса циркуляции, входящего в конструкцию системы. При выполнении расчетов в загородном доме частного типа можно воспользоваться специальными материалами и изучить фото различных таблиц, где приведены данные о сечении труб отопления;
• продолжаются расчеты выбором отопительного котла и определением его свойств. Так, главное – это решить, какой тип конструкции будет применяться: бытовой или промышленный;
• завершается процесс определением объема системы теплоснабжения. Знать этот параметр важно, в первую очередь, для того, чтобы правильно выбрать бак расширения или удостовериться в том, что объема того бака, который вмонтирован в генератор тепла, будет достаточно. Для выполнения любых расчетов всегда можно воспользоваться стандартным бытовым калькулятором, не прибегая к сложным математическим вычислениям (подробнее: “Расчет объема системы отопления, включая радиаторы”).

Как правильно выполнить тепловой расчет здания

Для того чтобы произвести тепловой расчет здания, требуется, в первую очередь, иметь в наличии необходимые данные, которые понадобятся для вычислений.

Этапы этой работы будут следующими:

1. Для начала потребуется тщательно изучить проектный план сооружения, где обязательно должны быть отображены параметры каждого из помещений как изнутри, так и снаружи, а кроме того, должны быть информация о размерах проемов дверей и окон.
2. Затем необходимо определить, как именно расположена постройка относительно световых сторон, чтобы иметь сведения о поступающих в комнату прямых солнечных лучах, а также тщательно рассмотреть условия климата в конкретном регионе.
3. После этого необходимо уточнить данные о том, из какого материала состоят внешние стены, а также то, какую высоту они имеют.
4. Нелишним также будет получить информацию о структуре пола непосредственно от помещения и до самой земли, а также об основе перекрытия, начиная от комнаты и заканчивая улицей.

По окончании сбора всей этой информации можно приступать к расчету объема тепловой энергии, который потребуется затратить на качественный обогрев жилища. В процессе монтажа также можно будет получить необходимые сведения, требуемые для выполнения гидравлических подсчетов.

Формула расчета тепловой энергии

Чтобы правильно рассчитать необходимый объем тепла для отопления, обязательно важно учитывать такие параметры, как мощность, которой обладает нагревательный котел, а также потери тепла в процессе работы. Формула расчета тепловой энергии, требуемой для нагрева помещения, является следующей: Мк = 1,2 * Тп (Мк – это измеряемая в кВт мощность, которой обладает генератор тепла, Тп – это объем теплопотерь жилой конструкции, а 1,2 – это необходимый запас, который должен быть равен 20%).

Важно запомнить, что коэффициент 1,2 допускает саму возможность резкого снижения давления в системе газопровода в холодное время года, кроме того, сюда же входят и потенциальные потери тепла, причиной которых зачастую являются сильные морозы, особое влияние которых наблюдается ввиду недостаточной теплоизоляции дверей комнаты. Наличие такого запаса делает возможным значительно варьировать температурные режимы.

Нельзя не упомянуть и тот факт, что при подсчете затрачиваемой энергии тепла его потери будут проходить совсем неравномерно, поэтому следует помнить о следующих данных:

• через внешние стены теряется больше всего полезного тепла – около 40% от общего объема;
• через оконные проемы уходит примерно 20%;
• тепло покидает помещение через поле в объеме, равном 10%;
• через крышу также выходит примерно 10%;
• еще один участок тепловых потерь – дверные проемы и вентиляция, через которые способно испариться около 20% тепла.

Коэффициенты расчета тепловых потерь здания

Важно не только знать необходимую формулу, требующуюся для расчета необходимой энергии тепла для обогрева постройки, но и применять следующие коэффициенты, которые позволяют учитывать абсолютно все факторы, влияющие на такие вычисления:

• К1 – это тип окон, которыми оборудовано конкретное помещение;
• К2 – это показатели тепловой изоляции стен конструкции;
• К3 – показатель соотношения площади оконных проемов и полов;
• К4 – наименьшая температура снаружи дома;
• К5 – количество внешних стен, имеющихся в сооружении;
• К6 – количество этажей в постройке;
• К7 – параметр высоты помещения.

Если говорить о потерях тепла, осуществляемых через окна, важно помнить о коэффициентах для таких расчетов, которые являются:

• для окон со стандартным остеклением этот параметр составляет 1,27;
• для стеклопакетов двухкамерного типа – 1;
• для трехкамерных стеклопакетов – 0,85.

Не стоит забывать, что увеличение объема окон относительно полов в доме прямо пропорционально увеличению теплопотерь в постройке.

Так, соотношение оконных площадей и пола в жилище будет:

• для 10% – 0,8;
• для 10 – 19% – 0,9;
• для 20% – 1;
• для 21 – 29% – 1,1;
• для 30% – 1,2;
• для 31 – 39% – 1,3;
• для 40% – 1,4;
• для 50% – 1,5.

Выполняя расчет потребления необходимого количества энергии тепла, также важно помнить, что для материала, из которого изготовлены стены сооружения, также имеются свои коэффициенты:

• для блоков или бетонных панелей – от 1,25 до 1,5;
• для бревенчатых стен или стен из бруса – 1,25;
• для кирпичной кладки толщиной в 1,5 кирпича – 1,5;
• для 2,5 кирпичной кладки – 1,1;
• для блоков из пенобетона – 1.

Стоит учитывать и тот факт, что если температуры за пределами дома являются низкими, то и тепловые потери становятся более существенными, например:

• если температура достигает -10°C, то коэффициент будет составлять 0,7;
• если этот параметр является ниже -10°C, то коэффициент должен быть 0,8;
• если температура составляет -15°C, то цифра будет равна 0,9;
• при морозе в -20°C коэффициент должен составлять 1;
• величина коэффициента при -25°C – 1,2;
• в случае понижения температуры до -30°C коэффициент должен быть равен 1,2;
• если столбик термометра на улице достигает -35°C, то коэффициент должен составлять 1,3.

Кроме того, рассчитывая объем требуемого для обогрева дома тепла, важно учитывать непосредственно площадь комнаты, которая отображается как Пк, а также удельное значение, которое составляет теплопотери – это УДтп.

Так, высчитать объем возможных потерь тепла конкретного помещения можно, воспользовавшись следующей формулой: Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. Параметр УДтп в этом случае должен быть равен 100 Вт/м².

Принцип гидравлического расчета для системы отопления

На этом этапе расчетов необходимо подобрать нужные параметры отопительных труб, такие как их длина и диаметр, а также осуществить балансировку всей системы посредством клапанов радиатора. Подобные вычисления также позволят определить оптимальную мощность такого функционального элемента системы, как электрический насос циркуляции.

Итоги гидравлических расчетов позволяют узнать следующие показатели: М – объем воды, который расходуется в процессе работы (измеряется в кг/с), DP1, DP2… DPn – это тот напор, который теряется при прохождении теплоносителя от котла к каждому из радиаторов. Как следствие, расход воды можно высчитать по следующей формуле: M = Q/Cp * DPt Q, где Ср – это параметр удельной теплоемкости теплоносителя, который равен в среднем 4,19 кДж, а DPt – это разница температур воды на входе в котел и на выходе из него.

Проведение всех вышеперечисленных расчетов позволит оборудовать надежную, экономичную и эффективную систему отопления и не даст механизму выйти из строя в самый неприятный момент.

Тепловой расчет помещения на видео:

как рассчитать теплопотери здания с помощью калькулятора

Содержание

• 1 Потери тепла через внешнюю оболочку
• 2 Способы оценки теплопотерь дома
• 3 Пример расчета теплопотерь жилого дома
  • 3.1 Тепловые потери на вентиляцию
• 4 Видео

Энергоэффективная реконструкция здания поможет сэкономить тепловую энергию и повысить комфортность жизни. Наибольший потенциал экономии заключается в хорошей теплоизоляции наружных стен и крыши. Самый простой способ оценить возможности эффективного ремонта – это потребление тепловой энергии. Если в год потребляется более 100 кВт ч электроэнергии (10 м³ природного газа) на квадратный метр отапливаемой площади, включая площадь стен, то энергосберегающий ремонт может быть выгодным.

Расчет теплопотерь здания

Потери тепла через внешнюю оболочку

Основная концепция энергосберегающего здания – это сплошной слой теплоизоляции над нагретой поверхностью контура дома.

1. Крыша. С толстым слоем теплоизоляции потери тепла через крышу можно уменьшить;

Важно! В деревянных конструкциях теплозащитное уплотнение крыши затруднено, так как древесина набухает и может повреждаться от большой влажности.

2. Стены. Как и с крышей, потери тепла снижаются при применении специального покрытия. В случае внутренней теплоизоляции стен существует риск того, что конденсат будет собираться за изоляцией, если влажность в помещении слишком высокая;

Способы выхода тепла из дома

3. Пол или подвал. По практическим соображениям тепловая изоляция производится изнутри здания;
4. Термические мосты. Тепловые мосты представляют собой нежелательные охлаждающие ребра (теплопроводники) снаружи здания. Например, бетонный пол, который одновременно является балконным полом. Многие тепловые мосты находятся в области почвы, парапетах, оконных и дверных рамах. Существуют также временные тепловые мосты, если детали стен закреплены металлическими элементами. Термомосты могут составлять значительную часть потерь тепла;
5. Окна. За последние 15 лет теплоизоляция оконного стекла улучшилась в 3 раза. Сегодняшние окна обладают специальным отражающим слоем на стеклах, что уменьшает потери излучения, это одно,- и двухкамерные стеклопакеты;
6. Вентиляция. Обычное здание имеет воздушные утечки, особенно в области окон, дверей и на крыше, что обеспечивает необходимый воздухообмен. Однако в холодное время года это вызывает значительные теплопотери дома от выходящего нагретого воздуха. Хорошие современные здания достаточно воздухонепроницаемы, и необходимо регулярно вентилировать помещения, открывая окна на несколько минут. Чтобы уменьшить потери тепла за счет вентиляции, все чаще устанавливаются комфортные вентиляционные системы. Этот вид теплопотерь оценивается в 10-40%.

Термографические съемки в здании с плохой изоляцией дают представление о том, как много тепла теряется. Это очень хороший инструмент для контроля качества ремонта или нового строительства.

Термографическая съемка здания

Способы оценки теплопотерь дома

Закон Ома — калькулятор онлайн

Существуют сложные методики расчетов, учитывающие различные физические процессы: конвекционный обмен, излучение, но они часто являются излишними. Обычно используются упрощенные формулы, а при необходимости можно добавить к полученному результату 1-5%. Ориентация здания учитывается в новых постройках, но солнечное излучение также не влияет значительно на расчет теплопотерь.

Важно! При применении формул для расчетов потерь тепловой энергии всегда учитывается время нахождения людей в том или ином помещении. Чем оно меньше, тем меньшие температурные показатели надо брать за основу.

Чтобы рассчитать теплопотери здания, можно воспользоваться несколькими способами:

1. Усредненные величины. Самый приблизительный метод, не обладает достаточной точностью. Существуют таблицы, составленные для отдельных регионов с учетом климатических условий и средних параметров здания. Например, для конкретной местности указывается значение мощности в киловаттах, необходимое для нагрева 10 м² площади помещения с потолками высотой 3 м и одним окном. Если потолки ниже или выше, и в комнате 2 окна, показатели мощности корректируются. Этот метод совершенно не учитывает степень теплоизоляции дома и не даст экономии тепловой энергии;
2. Расчет теплопотерь ограждающего контура здания. Суммируется площадь внешних стен за вычетом размеров площадей окон и дверей. Дополнительно находится площадь крыши с полом. Дальнейшие расчеты ведутся по формуле:

Q = S x ΔT/R, где:

• S – найденная площадь;
• ΔT – разность между внутренней и наружной температурами;
• R – сопротивление передаче тепла.

Результат, полученный для стен, пола и крыши, объединяется. Затем добавляются вентиляционные потери.

Важно! Такой подсчет теплопотерь поможет определиться с мощностью котла для здания, но не позволит рассчитать покомнатное количество радиаторов.

3. Расчет теплопотерь по комнатам. При использовании аналогичной формулы рассчитываются потери для всех комнат здания по отдельности. Затем находятся теплопотери на вентиляцию путем определения объема воздушной массы и примерного количества раз в день ее смены в помещении.

Важно! При расчете вентиляционных потерь нужно обязательно учитывать назначение помещения. Для кухни и ванной комнаты необходима усиленная вентиляция.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Применяется второй способ расчета, только для внешних конструкций дома. Через них уходит до 90 процентов тепловой энергии. Точные результаты важны, чтобы выбрать необходимый котел для отдачи эффективного тепла без излишнего нагрева помещений. Также это показатель экономической эффективности выбранных материалов для теплозащиты, показывающий, как быстро можно окупить затраты на их приобретение. Расчеты упрощенные, для здания без наличия многослойного теплоизоляционного слоя.

Дом обладает площадью 10 х 12 м и высотой 6 м. Стены толщиной в 2,5 кирпича (67 см), покрытые штукатуркой, слоем 3 см. В доме 10 окон 0,9 х 1 м и дверь 1 х 2 м.

Расчет сопротивления передаче тепла стен:

1. R = n/λ, где:

• n – толщина стен,
• λ – удельная теплопроводность (Вт/(м °C).

Это значение ищется по таблице для своего материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

2. Для кирпича:

Rкир = 0,67/0,38 = 1,76 кв.м °C/Вт.

3. Для штукатурного покрытия:

Rшт = 0,03/0,35 = 0,086 кв.м °C/Вт;

4. Общая величина:

Rст = Rкир + Rшт = 1,76 + 0,086 = 1,846 кв. м °C/Вт;

Вычисление площади внешних стен:

1. Общая площадь внешних стен:

S = (10 + 12) х 2 х 6 = 264 кв.м.

2. Площадь окон и дверного проема:

S1 = ((0,9 х 1) х 10) + (1 х 2) = 11 кв.м.

3. Скорректированная площадь стен:

S2 = S — S1 = 264 — 11 = 253 кв.м.

Тепловые потери для стен будут определяться:

Q = S x ΔT/R = 253 х 40/1,846 = 6810,22 Вт.

Термосопротивление различных стен

Важно! Значение ΔT взято произвольно. Для каждого региона в таблицах можно отыскать среднее значение этой величины.

На следующем этапе идентичным образом высчитываются теплопотери через фундамент, окна, крышу, дверь. При вычислении показателя тепловых потерь для фундамента берется меньшая разность температур. Затем надо просуммировать все полученные цифры и получить итоговую.

Чтобы определить возможный расход электроэнергии на отопление, можно представить эту цифру в кВт ч и рассчитать ее за отопительный сезон.

Если использовать только цифру для стен, получается:

• за сутки:

6810,22 х 24 = 163,4 кВт ч;

• за месяц:

163,4 х 30 = 4903,4 кВт ч;

• за отопительный сезон 7 месяцев:

4903,4 х 7 =34 323,5 кВт ч.

Когда отопление газовое, определяется расход газа, исходя из его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия котла.

Тепловые потери на вентиляцию

Чтобы рассчитать общие потери на весь дом, нужно:

1. Найти воздушный объем дома:

10 х 12 х 6 = 720 м³;

2. Масса воздуха находится по формуле:

М = ρ х V, где ρ – плотность воздуха (берется из таблицы).

М = 1, 205 х 720 = 867,4 кг.

3. Надо определить цифру, сколько раз сменяется воздух во всем доме за сутки (например, 6 раз), и высчитать теплопотери на вентиляцию:

Qв = nxΔT xmx С, где С – удельная теплоемкость для воздуха, n – число раз замены воздуха.

Qв = 6 х 40 х 867,4 х 1,005 = 209217 кДж;

4. Теперь надо перевести в Квт ч. Так как в одном киловатт-часе 3600 килоджоулей, то 209217 кДж = 58,11 кВт ч

Некоторые методики расчета предлагают взять потери тепла на вентиляцию от 10 до 40 процентов общих теплопотерь, не высчитывая их по формулам.

Для облегчения расчетов теплопотерь дома есть калькуляторы онлайн, где можно вычислить результат для каждой комнаты или дома целиком. В предлагаемые поля просто вводятся свои данные.

Учитывая полученные цифры, рекомендуется изучить внешнюю и внутреннюю конструкцию здания для поиска уязвимостей и принять соответствующие меры.

Видео

Расчет падения напряжения в кабеле

Оцените статью:

Расчет теплопотерь дома своими руками

Программа для расчета

Автономные системы отопления характеризуются популярностью и неоспоримыми преимуществами. Но они ставят перед домовладельцами, решившимися на коренную перестройку своего дома или квартиры, сложную задачу — необходимость проведения множества специальных расчетов. Ведь чтобы новая инженерная сеть справилась с поставленными задачами, она должна быть правильно спроектирована. А в основе проекта лежат расчеты мощности отопительного агрегата, количества радиаторов, метража труб и других элементов системы. Не меньшее значение имеет и правильный расчет теплопотерь. Онлайновый калькулятор теплопотерь — самый простой способ получить необходимые цифры. Однако рассчитать количество тепла, уходящего из здания, можно и самостоятельно с помощью специальных формул и методик.

Содержание

1. Просто о сложном — расчет по удельным характеристикам
2. Теплоизолирующие свойства ограждающих конструкций
3. Приступаем к расчетам
4. Способ простой — «на глазок»
5. Способ точный — теплопотери ограждающих конструкций
6. Способ оптимальный — покомнатный расчет
7. Заключение

Просто о сложном — расчет по удельным характеристикам

Расчет теплопотерь легко может превратиться в настоящую головную боль. На практике рассчитать показатели можно по удельным характеристикам здания. Самое главное — помнить, что расчет ведется не по площади, а по объему здания. Также необходимо учитывать его назначение и этажность. Тепло уходит из дома через строительные ограждающие конструкции.

«Воротами», через которые теплый воздух покидает здание, являются окна, двери, стены, пол, кровля. Кроме этого, влияние оказывает дельта температур — разница между температурой воздуха внутри и снаружи дома. Нельзя сбрасывать со счетов и климатические условия местности. Значительная часть тепла уходит через систему вентиляции. Парадокс заключается в том, что при выполнении расчетов многие начинающие домостроители забывают учесть этот параметр и получают цифры, далекие от объективности.

Теплоизолирующие свойства ограждающих конструкций

По теплоизолирующим свойствам ограждающих конструкций выделяются две категории зданий по энергоэффективности:

• Класс С. Отличается нормальными показателями. К этому классу относятся дома старой постройки и значительная часть новостроек в малоэтажном строительстве. Типовой кирпичный или бревенчатый дом будет иметь класс С.
• Класс А. Эти дома имеют очень высокий показатель энергоэффективности. В их строительстве используются современные теплоизолирующие материалы. Все строительные конструкции выполнены таким образом, чтобы минимизировать потери тепла.

Зная, к какой категории относится дом, приняв во внимание климатические условия, можно начинать расчеты. Использовать для этого специальные программы или обойтись «дедовскими» методами и считать с помощью ручки и бумаги, решать владельцу дома. Коэффициент теплопередачи для ограждающих конструкций можно рассчитать табличными методами.

Зная, какие материалы были использованы для строительства и утепления дома, какие установлены стеклопакеты (сейчас на рынке немало энергосберегающих вариантов), можно найти все необходимые показатели в специальных таблицах.

Приступаем к расчетам

Основы потерь

Если верить специальной литературе и учебникам, тепло уходит из зданий и сооружений разными способами — конвекцией, излучением и т. п. Конечно, можно учесть при подсчетах и этот параметр, но на практике такие сложности абсолютно не нужны. Достаточно использовать общие формулы. В некоторых случаях к полученному результату необходимо добавить несколько процентов. Проводить такие расчеты значительно проще, чем углубляться в дебри узкоспециальных наук.

Сбросить со счетов можно и такие параметры, как тепло, получаемое через окна от солнечного света, поправку на ориентацию здания по сторонам света. Несколько недостающих ватт можно просто прибавить к полученным результатам. Нужны максимально точные результаты? Тогда своими силами, без специалистов, обойтись все равно не получится, даже с использованием специальных программ.

Пользуясь общими формулами, нужно помнить еще один важный момент. Помещения в доме имеют разное предназначение. Некоторые из них вообще необитаемы, например, кладовые и холлы, а значит, показатели нормальной температуры в них будут ниже, чем в жилых комнатах. При этом принцип расчета будет одинаковым, независимо от «обитаемости» комнаты.

Способ простой — «на глазок»

Как бы парадоксально это ни звучало, но простейшие расчеты можно сделать вообще без формул, методик и программ. Просто «на глаз». Для каждой местности существуют свои усредненные показатели. Например, в климатических условиях Центрального региона для отопления 10 кв. метров площади, при высоте потолков менее 3 метров, потребуется 1 кВт мощности. Такая «усредненная комната» имеет одну наружную стену и одно окно. В реальной комнате количество окон больше? Значит, мощностные показатели немного увеличиваются.

Такой расчет — самый грубый. Он позволяет прикинуть мощность котла и количество радиаторов. Решив считать таким способом, нужно помнить, что усредненные показатели могут не подходить для конкретного дома. Здание плохо утеплено? Мощности котла, рассчитанной таким методом, будет недостаточно. Владелец не экономил на теплоизоляции? Котел с усредненной мощности тоже не подойдет. В лучшем случае дома будет невыносимо жарко. Как видим, такой подсчет простой, но неперспективный.

Способ точный — теплопотери ограждающих конструкций

Соотношение потери и поступления

Более точные данные получаем другим методом. Сначала определяется площадь всех стен в доме. Из нее вычитается общая площадь оконных и дверных проемов. Отдельно определяем площадь кровли и пола. Все эти данные подставляем в формулу dQ=SxdT/R, где:

S — площадь

dT — дельта температур, или разница между температурой дома и на улице

R — сопротивление теплопередаче

Q, естественно, сами рассчитываем теплопотери и делаем расчеты для каждой ограждающей конструкции. Полученные результаты суммируем — получаем общие теплопотери. К полученной цифре добавляем потери на вентиляцию.

Такого расчета вполне достаточно, чтобы определить оптимальную мощность котла. С другой стороны, полученные этим способом данные не расскажут о том, сколько радиаторов потребуется для обеспечения тепла в каждой комнате.

Способ оптимальный — покомнатный расчет

При выполнении покомнатного расчета обязательно должна учитываться вентиляция. В соответствии со СНиП, в помещении должен обеспечиваться однократный воздухообмен за один час. На практике, такие показатели практически никогда не достигаются, но это не значит, что вентиляция не будет уносить тепло. Допустимо сокращение воздухообмена, но полностью обойтись без вентиляции нельзя.

Программное обеспечение

Расчет теплопотерь в этом случае будет выглядеть следующим образом. Для комнаты считаются потери тепла по вышеприведенной формуле. Далее определяется объем воздуха, необходимого для того, чтобы в комнате (с учетом ее обитаемости и посещаемости) могли спокойно находиться люди. Вычисляется мощность, необходимая для нагревания этого объема воздуха до комфортной температуры. Все полученные результаты — теплопотери стен, пола, потолка, окон, дверей, затраты на вентиляцию — суммируются, и получается реальная картина.

Аналогичные расчеты проводятся для каждого помещения, с учетом его предназначения, функционального использования, продолжительности нахождения в нем людей и других параметров. Например, кухня и ванная — это помещения с повышенной влажностью, а значит, здесь нужна хорошая вентиляция, что увеличит теплопотери.

Заключение

Рассчитав показатели для всего дома с учетом вентиляции, можно определить мощность котла. Покомнатные подсчеты помогут правильно выбрать радиаторы и количество их секций. Для облегчения работы по проектированию системы отопления можно воспользоваться онлайн-сервисами и специальными программами. Нужен идеально точный результат? Направляемся к специалистам, которые разработают профессиональный проект системы отопления со всеми ее особенностями.

Читайте далее:

Пример расчета теплопотерь помещения

Простой пример для двухквартирного дома

Основные сведения о расчете теплопотерь дома описаны на отдельной странице этого сайта. Прежде чем рассматривать этот пример, взгляните на страницу расчета размеров, чтобы понять основные принципы.

Для этого примера, помимо размеров, показанных на приведенных выше чертежах, также необходимо знать:

1. Высота всех комнат 8 футов.
2. Все наружные стены представляют собой 11-дюймовые полости без изоляции.
3. Стена для вечеринок из полнотелого кирпича толщиной 9 дюймов.
4. Внутренние стены все оштукатурены, 4,5-дюймовый кирпич, штукатурка.
5. Пол подвесной деревянный.
6. Все остекление выполнено из UVPC с двойным остеклением.
7. Расчетная температура наружного воздуха до 30°F.
8. Температура в соседнем помещении неизвестна, поэтому предположим, что разница температур составляет 5°F.
9. Расчетная температура помещения – смотрите на этой странице.
10. Большие окна размером 10 футов x 4 фута, меньшие окна размером 4 фута x 4 фута.
11. Крыша черепичная на войлоке с изоляцией 100 мм.
12. План не в масштабе!!

В этом примере мы подробно рассмотрим одну комнату (гостиную).

1. Рассмотрим 4 стены по очереди и рассчитаем площадь каждого вида ткани:
   • Передняя стенка:
     1. Общая площадь стен 14 футов x 8 футов = 112 кв. футов
     2. Окно 10 футов x 4 фута = 40 кв. футов
     3. Полая стена So – 112 – 40 = 72 кв. фута
   • Стена для вечеринки:
     1. Общая площадь стен 15 футов x 8 футов = 120 кв. футов
   • Стена в столовую:
     1. На этой стене нет разницы температур, поэтому нет потока тепловой энергии, поэтому нет необходимости вычислять площадь.
   • От стены до зала:
     1. Полная стена 15 футов x 8 футов = 120 кв. футов
     2. Дверь рассматривается как стена
   • Потолочные и напольные покрытия:
     1. 15 футов x 14 футов = 210 кв. футов:
2. Используя рисунки выше, значения U (см. эту страницу) и температуру разница между каждой стеной/потолком/полом позволяет рассчитать потери тепла (площадь x значение U x разница температур).
   

   	район (кв. футов)	Значение U	темп. разница	всего
   Передняя стенка: полая стенка	72	0,18	40	518,4
   Окно	40	0,51	40	816
   Стенка для вечеринок	120	0,38	5	228
   Стена столовой	–	0,39	0	0
   Стена зала	120	0,39	10	468
   Потолок	210	0,29	5	304,5
   Этаж	210	0,12	40	1008
   Общая потеря ткани =				3342,9

   
   Таким образом, общие потери тепла через ткань здания составляют 3345 БТЕ
3. Теперь нужно рассчитать потери тепла из-за воздухообмена.
   • объем помещения = 14 х 15 х 8 = 1680 куб. футов
     воздухообмен = 1 в час (зависит от помещения – смотрите на этой странице)
     , поэтому потери тепла при воздухообмене составляют
                1680 x 1 x 0,02 x 40 = 1344 БТЕ
4. Сложите результаты 2 и 3 вместе, и получите общие потери тепла в час:
   • 3345 + 1344 = 4689 БТЕ/час

Это расчеты для гостиной, теперь необходимо провести расчеты для всех остальных комнат в доме. Учтите, что при «потерях» тепла через внутренние стены или пол/потолок одна комната теряет тепло, а другая получает его. В расчетах помещение, получающее тепло, покажет отрицательную потерю тепла для этой конкретной части строительной ткани.

всего

	потеря ткани	потеря воздухообмена	(БТЕ/час)
Столовая	3391	3046	6437
Гостиная	3343>	1344	4687
Кухня	1714	941	2655
Прихожая	1501	1250	2751
Спальня 1	1162	666	1828
Спальня 2	1678	588	2266
Спальня 3	1009	134	1143
Ванная	2192	1129	3321
Итого по дому = 25 088

Справа показаны результаты расчетов для всех комнат в доме-примере. Это указывает на количество тепла, которое необходимо вырабатывать в каждом помещении, чтобы поддерживать в них расчетную температуру. Это необходимо не только для определения соответствующего размера радиаторов, но и для определения размера труб для водяного центрального отопления.

Когда все значения сложены вместе, окончательная цифра указывает мощность котла, необходимого для обогрева дома (примечание: она не учитывает дополнительный нагрев, необходимый для системы горячего водоснабжения).

Подробные расчеты для всего дома показаны на другой странице этого сайта.

---

В этих упрощенных расчетах не учитывается тепло, производимое жителями или их деятельностью (например, приготовление пищи, стирка и т. д.). Его можно изменить, улучшив (то есть уменьшив) количество воздухообменов за счет увеличения тяги, за исключением улучшения изоляции ткани или принятия более низкой расчетной температуры в любом из помещений.

Как правило, нет смысла слишком точно подсчитывать показатели тепловых потерь, его основная цель – дать представление о размерах необходимых радиаторов и котла. Знание этих показателей тепловых потерь должно гарантировать, что выбранные радиаторы и котел не будут излишне занижены или завышены; некоторая переоценка будет неизбежна, поскольку окончательный расчетный показатель не будет полностью соответствовать номинальной мощности любого радиатора или котла.

Примеры задач расчета теплопотерь стены

Распечатать

Пример №1

Посмотрите следующую презентацию продолжительностью 4:58, посвященную Примеру №1. Дом в Государственном колледже, штат Пенсильвания, имеет 580 футов ² окон (R = 1), 1920 футов ² стен и 2750 футов ² крыши (R = 22). Стены выполнены из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, утеплителя из стекловолокна 3 дюйма, полиуретановой плиты 1,5 дюйма и гипсокартона 0,5 дюйма. Рассчитать потребность дома в отоплении на отопительный сезон.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть расшифровку видеоролика «Потери тепла стенами — проблема № 1».

Урок 7b, Экран 14: Расчет теплопотерь стены

Пример 15 (ранее пример 3-14)

Дом в Государственном колледже, штат Пенсильвания, имеет 580 футов ² окон (R=1), 1920 футов ² стен и 2750 футов ² крыши (R=22). Стены состоят из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, утеплителя из стекловолокна 3 дюйма, полиуретановой плиты 1,5 дюйма и гипсокартона 0,5 дюйма. Рассчитать потребность дома в отоплении на отопительный сезон.

Вот в этой задаче мы пытаемся рассчитать теплопотери всего дома. Потери тепла через окна, потери тепла через крышу, потери тепла через стены и суммировать их. Мы можем напрямую рассчитать потери тепла через окна. Площадь указана как 580 футов ² , значение R указано как 1, а жесткий диск для Государственного колледжа равен 6000 градусов по Фаренгейту (°F дней). Таким образом, потери тепла за сезон равны 580 футов 90 326 2 90 327 умножить на 6000 °F дней, умноженных на 24 часа в сутки, деленных на 1 Rvalue (фут ² (°F час/БТЕ). Таким образом, мы можем отменить их, и потери тепла через окна составят 83 520 000 БТЕ.

Окна

Площадь=580ft2R=1HDD=6000°F дней

Аналогично можно рассчитать потери тепла через крышу. А площадь крыши определяется как 2750 футов ² умножить на 6000 °F дней, умноженных на 24 часа в сутки, деленных на 22 фута ² °F в час на БТЕ. Теперь, когда вы делаете этот расчет, мы теряем около 18 миллионов БТЕ через крышу.

Тепловые потери Сезон

580FT2 × 6000 ° FDAYS × 24HR/Day1ft2 × ° F DaysBtu

Потеря тепла. нам нужно рассчитать составное значение R, потому что нам не сразу дают значение R, а нам дают площадь. Итак, давайте рассчитаем составное значение R. Первый слой – это деревянный сайдинг, а деревянный сайдинг имеет значение R 0,81, а следующий слой – фанера ¾ дюйма, значение R которого составляет 0,9.4. И мы получили 3 дюйма из стекловолокна, и каждый дюйм обеспечивает значение R 3,7, поэтому 3 дюйма будет 11,10, и у нас есть еще 1 ½ полиуретана, у которого значение R 6,25 на дюйм, поэтому 1,5 дюйма обеспечивает значение R. 9.375. В конце или внутри у нас есть гипсокартон толщиной ½ дюйма, значение R которого составляет 0,45. Итак, вместе все эти слои дадут значение R 22,7.

Деревянный сайдинг = 0,81
¾ дюйма, фанера = 0,94
3 дюйма, стекловолокно = 11,10
1,5 дюйма, полиуретан = 9,375
,5 дюйма, гипсокартон = 0,45
Итого = 22,7

Итак, теперь можно рассчитать потери тепла. Мы знаем площадь, которая составляет 1920 кв. футов и те же самые 6000 °F дней, умноженные на 24 часа в сутки, деленные на 22,67, и получается 12 119 164 БТЕ.

Тепловые потери = 1920 фут2 × 6000 °F дней x 24 ч/дни22,67 фут2 °F чБТЕ = 12 119 164 БТЕ

Таким образом, если сложить все эти три потери тепла, общие потери тепла равны 113 753 164 БТЕ за отопительный сезон. .

Общие потери тепла = 113 753 164 БТЕ

Пример №2

Пожалуйста, посмотрите следующую 9:00 презентацию о Примере #2. Одноэтажный дом в Анкоридже, штат Аляска (HDD = 11 000), имеет размеры 50 на 70 футов с потолком высотой 8 футов. Имеется шесть окон (R = 1) одинакового размера, шириной 4 фута и высотой 6 футов. Крыша утеплена до Р-30. Стены состоят из слоя деревянного сайдинга (R = 0,81), 2-дюймовой полиуретановой плиты (R = 6,25 на дюйм), 4-дюймового стекловолокна (R = 3,70 на дюйм) и слоя гипсокартона (R = 0,45). . Рассчитайте потери тепла через дом (не считая этажа) за сезон. (Хорошая оценка для площади крыши в 1,1 раза больше площади стен, прежде чем вы вычтете площадь окон.)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть расшифровку видеоматериала о теплопотерях стены — проблема № 2.

Тепловые потери стен #3

Проблема

[ТЕКСТ НА ЭКРАНЕ]: Одноэтажный дом в Анкоридже, штат AK (HDD = 11 000), имеет размеры 50 на 70 футов с высотой потолков 8 футов. Имеется шесть окон (R = 1) одинакового размера, шириной 4 фута и высотой 6 футов. Крыша утеплена до Р-30. Стены состоят из слоя деревянного сайдинга (R = 0,81), 2-дюймовой полиуретановой плиты (R = 6,25 на дюйм), 4-дюймового стекловолокна (R = 3,70 на дюйм) и слоя гипсокартона (R = 0,45). . Рассчитайте потери тепла через дом (не считая этажа) за сезон. (Хорошая оценка для площади крыши в 1,1 раза больше площади стен, прежде чем вы вычтете площадь окон.)

САРМА ПИСУПАТИ: Хорошо, для этой задачи 3.15. Мы делаем примерно то же самое, что и предыдущий дом, за исключением того, что этот дом находится в Анкоридже, Аляска, где HDD составляет 11 000 градусо-дней. ХОРОШО. Теперь нам нужно рассчитать здесь теплопотери через окна, через стены и через крышу, рассчитать общие теплопотери из дома, так же, как мы это делали раньше.

Потери тепла через окна. Сначала нам нужна площадь окон. Таким образом, площадь окон равна… Каждое окно имеет размеры 4 на 6 футов. Итак, 24 кв. Итак, у нас их шесть, поэтому общая площадь составляет 144 квадратных фута. Таким образом, потери тепла равны 144 квадратным футам, умноженным на жесткие диски, 11 000 градусо-дням, умноженным на 24 часа в день, и разделенным на значение r, значение r оказывается равным 1. Таким образом, 1 квадратный фут, градусы по Фаренгейту, час больше БТЕ.

Жесткий диск = 11 000 °F дней Площадь Windows = 4 фута 2 × 6 футов 224 фута 2 × 6 = 144 фута 2 Теплопотери = 144 фута 2 × 11 000 дней × 24 часа в день 1 фут 2 °F часа BTU

Таким образом, вы можете отменить некоторые из них. Мы получим потери тепла БТЕ. Это за год. ХОРОШО. Таким образом, мы получим, что это будет примерно 38 миллионов. 38 016 000 БТЕ. Это за сезон или за год. ХОРОШО. Теперь второе, что нам нужно сделать, это стены.

Здесь мы должны вычислить площадь, а также значение r. r, потому что это композитная стена, состоящая из четырех слоев. Он имеет деревянный сайдинг, который имеет значение r 0,81 и 2 дюйма полиуретана. И 2 раза по 6,25, так что получается стоимость 12,5р. И у нас есть третий слой 4 дюйма из стекловолокна. 4 дюйма умножить на 3,7, это равно 14,8.

А еще у нас есть гипсокартон толщиной 1/2 дюйма. И мы знаем, что значение r для гипсокартона сразу равно 0,45, так что теперь общее значение r для этой стены равно 28,56. ХОРОШО. Теперь нам нужно рассчитать площадь стен. Площадь стен мы можем рассчитать.

Позвольте мне нарисовать здесь небольшую картинку и показать вам. Если у нас есть… Скажем, это область, и у нас есть… и эта сторона около 70, эта сторона 50. И у нас будет там внизу, 50 с этой стороны и 70 с этой стороны. Таким образом, общее время этой высоты равно 8 футам. Таким образом, общая площадь будет 2 умножить на 120. 120 — это 70 плюс 50 умножить на 2, потому что удвоить эти значения, умножить на 8 футов — это высота. Получаем примерно 1,920 футов квадратных.

Конечно, здесь также есть несколько окон, около шести окон, как мы изначально рассматривали, но на данный момент мы возьмем это как 1920 и вычтем из него окна. Окна составляют 144 квадратных фута, поэтому 1920 минус 144 дают нам 1776 квадратных футов.

1920ft2−144ft2=1776ft2

Итак, теперь мы должны вычислить площадь… Теперь, если мы вычислим площадь 1776 футов в квадрате, умноженную на 11000 раз, это градусы Фаренгейта в днях, умноженные на 24 часа в день, разделенные по– имеем 28,56. Таким образом, потери тепла здесь составляют 16 416 806 БТЕ в год.

Тепловые потери = 1776 футов2 × 11 000 °F день × 26 часов/день = 16 416 806 БТЕ/год

Хорошо, теперь нам нужно рассчитать крышу. Крыша в 1,1 раза больше площади стен. Площадь стен составляла 1920 квадратных футов. Опять же, мы должны взять это без окон, фактическую площадь стен, умножить на 1,1, что составляет 2112 квадратных футов.

Крыша=1,1×1920 футов2=2112 футов2

Таким образом, тепловые потери 2112 квадратных футов умножить на 11 000 умножить на 24, разделить на– значение r равно 30– градусов по Фаренгейту, квадратный фут, час, свыше БТЕ. Таким образом, получается 18 585 600 БТЕ в год.

Тепловые потери = 2112 фут2 × 11 000 × 2430°F фут2 чБТЕ = 18 585 600 БТЕ/год. Так то есть сначала у нас сколько? Если мы посмотрим, у нас есть 38 016 000, то есть 38 016 000 плюс 16 416 806 плюс 18 585 600, так что это равно 73 019 000 БТЕ. Это и есть общие теплопотери дома.

Общие потери тепла = 38 016 000 + 16 416 806 + 18 585 600 = 73 019 000 БТЕ

‹ Расчет теплопотерь стены вверх Выбор топлива ›

Heat Geek’s Guide to Understanding Тепловые расчеты

Понимание отопления

Автор: Luke Hollinshead

Чтобы понять «нагрев», мы должны понять тепловые потери, потому что без них в действительности не было бы необходимости в отоплении!

Потери тепла происходят из-за переноса тепла изнутри здания через стены и окна и т. д. (теплопотери тканью) и теплопередачи через потоки теплого воздуха через щели в ткани, который замещается более холодным наружным воздухом (вентиляция инфильтрационные потери).

Прежде всего, давайте установим, что такое «Тепло».

Тепло – это просто тепловая энергия. Это результат того, что частицы подпрыгивают с «разной скоростью».

Чем быстрее движутся частицы, тем выше кинетическая энергия. Мы называем среднюю кинетическую энергию температурой.

Таким образом, чем выше кинетическая энергия, тем выше температура. Не путайте тепло и температуру! Они разные.

Температура – ​​это скорость частиц, а тепло – это количество частиц в движении.

Представьте, что вы находитесь в комнате и зажигаете маленькую свечу, которая горит при температуре около 1000˚C. Нагреет ли свеча комнату? Нет, конечно, нет (если только это не была особо большая свеча!).

Теперь представьте радиатор в той же комнате, где температура 70˚C. Будет ли радиатор обогревать комнату?

Да, будет, потому что у радиатора больше тепла, хотя его температура намного ниже, чем у свечи.

Движущееся тепло

Правило номер 1 о тепле – сохранение энергии. Это важно, потому что это означает, что мы не можем просто создавать новую энергию, мы можем только передавать ее от одного предмета к другому.

Правило № 2 также важно и актуально для понимания, когда речь идет о потерях тепла. Правило номер 2 довольно просто гласит, что вещи с более высокой температурой всегда будут «притягиваться» и будут стремиться к более холодным вещам.

Другими словами, горячие вещи действительно любят холодные вещи и будут двигаться только в направлении холодных вещей. Это как бросить мяч.

Мяч может упасть только на землю, он никогда не упадет вверх! Это поток кинетической энергии.

По сути, более быстро движущиеся частицы сталкиваются с более медленными частицами, в результате чего более медленные немного ускоряются, а более быстрые немного замедляются.

Это будет продолжаться до тех пор, пока все частицы не будут прыгать с одинаковой скоростью.

Равновесие

Мы называем это равновесием.

Проще говоря, если вы поставите чашку с горячим кофе на стол, тепло от чашки переместится в сторону стола и, конечно же, нагреет эту часть стола.

Итак, чашка остывает, потому что отдает тепло столу.

Это будет продолжаться до тех пор, пока кофейная чашка и стол не станут одинаковой температуры, что означает, что передача тепла больше невозможна. Они находятся в равновесии.

Это также известно как «закон охлаждения Ньютона». Важно – всегда должна быть разница температур (∆T) для отвода тепла.

Если вы помните из школы, существует 3 способа передачи тепловой энергии: теплопроводность, конвекция и излучение, которые, конечно же, играют большую роль в системах отопления.

Сначала поговорим о проводимости. С теплопроводностью довольно легко разобраться, так как это в основном передача тепла из-за физического контакта между средами.

Итак, когда вы прикасаетесь к стакану с ледяной водой, он кажется холодным, потому что тепло от вашей кожи передается (с использованием теплопроводности) к стеклу.

Ткань

Тепловые потери

Это именно то, что происходит в собственности, когда мы говорим о тепловых потерях ткани. Я думаю, вы могли бы также думать о «потере тепла» как о «притоке тепла», но снаружи.

В любом случае, это просто передача тепла, а, как мы знаем, тепло может двигаться только в одном направлении: от горячего к холодному.

Это, конечно, нежелательно, потому что чем больше тепла мы теряем, тем больше тепла нам нужно добавить для компенсации.

Важно отметить, что чем больше разница температур внутри и снаружи, тем выше скорость теплопередачи. Подумайте об этом так:

Представьте себе 10-литровое ведро. Что-то вроде того, что вы бы использовали, чтобы помыть машину.

Вы наполняете его водой из-под крана до отметки 5 литров.

Затем вы просверлите несколько отверстий в дне ведра, и, конечно же, вода будет вытекать.

Это похоже на потерю тепла. Большие отверстия, очевидно, будут означать большую скорость потери тепла.

Чтобы попытаться поддерживать уровень воды на отметке 5 литров, вам придется снова открыть кран, но ровно настолько, чтобы количество воды, поступающей в ведро, было таким же, как и количество вытекающей.

В этой аналогии кран — это котел, так как он компенсирует потери.

Итак, чтобы уменьшить передачу тепла изнутри наружу, мы утепляем наши дома. Это снижает проводимость ткани объекта и затрудняет передачу тепла за счет теплопроводности.

Показатели U и R

При более глубоком изучении потерь тепла тканью вы неизбежно столкнетесь с такими вещами, как значения U и R.

Значения U очень часто связаны с тепловыми потерями и изоляцией.

Чем ниже коэффициент теплопередачи, тем лучше изоляция. Но что на самом деле представляют собой значения U и R?

Проще говоря, когда речь идет о потерях тепла тканью, U-значение является мерой того, сколько тепла будет проходить через конкретный материал.

Измеряется в единицах Вт/м²К (ватт на метр в квадрате по Кельвину).

R-величина в основном противоположна и является мерой сопротивления определенного материала теплопроводности.

Измеряется в м²K/Вт (метры в квадрате по Кельвину на ватт). Таким образом, U и R-значения являются обратными (противоположными) друг другу.

Но все же, что это значит? Что такое Вт/м²К и м²К/Вт?

Чтобы понять это, мы должны сначала выяснить, откуда взялись эти устройства.

Поскольку потери тепла тканью связаны с теплопроводностью, давайте начнем с теплопроводности (насколько теплопроводен материал).

Мы знаем, что теплопроводность — это передача тепла за счет физического контакта между двумя средами, но как мы можем ее измерить?

Что ж, тут сложно разобраться. По сути, теплопроводность определяет пропорциональную зависимость между двумя другими свойствами материала.

Коэффициент теплопроводности

Это коэффициент теплопроводности. Это уникальная «константа» для любого данного материала, которая обозначается символом «λ» (лямда) или иногда «k» (нижний регистр k).

Единицы измерения: Вт/мК (ватт на метр-кельвин). Два свойства, к которым относится этот коэффициент, — это «тепловой поток» и «температурный градиент» материала.

Тепловой поток

Тепловой поток – определяется как скорость теплопередачи на единицу площади. Его единицами измерения являются Вт/м² (ватт на квадратный метр).

Таким образом, это мера количества ватт, передаваемых на каждый 1 квадратный метр материала.

Градиент температуры

Градиент температуры – определяется как изменение температуры на определенном расстоянии между двумя точками.

Единицы измерения: К/м (градусы Кельвина на метр). Так что это просто разница температур между одной стороной материала и другой.

Или разница температур относительно толщины материала. Или изменение температуры на каждый метр… 

Разобраться во всем

Верно. У тебя болит голова? Давайте попробуем разобраться в этом.

По сути, мы говорим, что любой данный материал имеет значение теплопроводности, которое представляет собой отношение между тепловым потоком этого материала и температурным градиентом… 

\[Тепло\hпространство{3мм} Проводимость = {{Тепло\hпространство{3мм} Поток } \over Temperature\hspace{3mm} Gradient}\] ​​

Или

\[λ = {{W/m²} \over K/m}\]

Но ранее мы говорили, что теплопроводность (λ) имеет единицы Вт/мК (ватт на метр-кельвин)? То есть λ = Вт/мК . Легкий! Нам просто нужно упростить!

\[{{Вт/м²} \более К/м}\]

То же, что и

\[{{Вт÷м²} \более К÷м}\]

то же, что и

\[{{W} \более м²} ÷ {{K} \более м}\]

то же, что и

\[{{W} \более м²} X {{м} \более K} \]

то же, что и

\[{{Wm} \over m²K}\]

то же, что и

\[{{W} \over mK}\]

что совпадает с

Вт/мК

Итак…… λ = Вт/мК

все еще со мной? Верно! Теперь, когда мы понимаем теплопроводность, мы можем видеть, как возникают значения U и R.

Начнем со значения R, которое, как мы сказали, является термическим сопротивлением конкретного материала и выражается в единицах м²K/Вт .

Таким образом, значение R определяется как толщина (в метрах) материала, деленная на теплопроводность этого материала.

\[R \hspace{3mm} Значение = {{Толщина} \over \hspace{3mm} Теплопроводность}\]

Или

\[R \hspace{3mm} Значение = {{m} \over λ }\]

Опять же, мы можем разбить приведенное выше, чтобы увидеть, как мы пришли к единицам для R-значения, а именно:

\[{{m} \over λ}\]

совпадает с

\[{{м} \более Вт/мК}\]

то же, что и

\[{{м} \более 1}÷{{Вт} \более мК}\]

то же самое то же, что и

\[{{m} \over 1}X{{mK} \over W}\]

то же, что и

\[{{m²K} \over W}\]

то же, что и

м²K/Вт

Таким образом…/K-значение = 0 0 0 0 0 м²K/Вт W

Теперь мы можем видеть, откуда берется значение R.

Наконец, это означает, что мы также можем увидеть, откуда берется важнейшее U-значение.

Помните, мы сказали, что U-значение является обратной величиной R-значения, что означает, что они обратны друг другу.

Следовательно, значение U равно 1, деленному на значение R.

\[U \hspace{3mm} Value = {{1} \over R\hspace{3mm}Value}\]

Еще раз, мы можем разбить это, чтобы увидеть, где единицы U-значений (Вт/м²K ) тоже родом.

\[{{1} \over R}\]

то же, что и

\[{{1} \over m²K/W}\]

то же самое, что и

\[{{1 } \over 1}÷{{m²K} \over W}\]

то же, что и

\[{{1} \over 1}X{{W} \over m²K}\]

то же, что и

\[{{W} \over m²K}\]

то же, что и

Вт/м²K

Итак……U-значение = Вт/м²K

Хорошо. Нам всем хорошо известно, что такое U-ценность и откуда она берется. Но как мы можем применить его к проектированию отопления?

Ну, U-значения – это все, когда речь идет о потерях тепла тканью. Они дают нам важную информацию, относящуюся к материалам, из которых построено здание.

Можно использовать для определения количества тепла, которое будет потеряно за счет теплопроводности в расчетных условиях.

Когда мы говорим о расчетных условиях, мы имеем в виду самый большой переменный фактор, который будет влиять на тепловые потери свойств ткани. Температура!

Или, точнее, разница температур внутри помещения и снаружи. Таким образом, «расчетные условия» — это наихудший сценарий, с которым может столкнуться система отопления.

Это просто разница между идеальной комфортной внутренней температурой (21˚C) и самой низкой наружной температурой в среднем по региону.

Мы называем это «расчетной наружной температурой» или «DOT».

В Великобритании это может быть от 1˚C до -5˚C, в зависимости от того, где находится недвижимость. Вы можете спроектировать систему с любой внутренней и внешней температурой, которая вам нравится.

Вы можете спроектировать для внутренней температуры 35˚C  и DOT -100˚C, если хотите! Однако это было бы смешно по многим причинам.

Во-первых, 35˚C внутри было бы очень-очень некомфортно, а вероятность того, что в Великобритании когда-либо достигнет -100˚C, равна нулю.

Во-вторых, система была бы огромной! Источник тепла, трубы, излучатели, все! Это было бы непрактично и очень дорого.

В-третьих, система всю свою жизнь будет работать с негабаритными размерами. На самом деле это верно для систем нормального размера.

Реально мы достигнем DOT только около 1% в году, поэтому наши системы отопления могут расходовать 99% времени на самом деле «негабаритные».

Отсюда видно, что чем меньше разница температур внутри и снаружи, тем меньше скорость кондуктивных потерь тепла.

Что нужно учитывать

Итак, какая информация о собственности нам нужна, чтобы узнать, сколько тепла она потеряет через ткань, из которой она сделана?

Простой: 

• Расчетная внутренняя температура
• Расчетная наружная температура (DOT)
• Площадь объекта
• U-значения имущества

Конечно, стены, крыша, окна и т. д. сделаны из разных материалов и, следовательно, все они имеют разные U-значения и, конечно, разные поверхности тоже.

Вот почему, как правило, вы рассчитываете тепловые потери всех этих элементов по отдельности и суммируете их все для получения общих тепловых потерь здания.

Итак, вы видите, что единственной переменной является внешняя температура. Мы всегда стремимся к комфортной для проживания температуре внутри.

Если свойство не сделано из эластика, площадь поверхности не может измениться, а значения U также абсолютно фиксированы, поскольку они являются свойством конкретных строительных материалов.

Исходя из этого, мы можем просто сказать, что потеря тепла тканью является результатом: Площадь поверхности x Значение U x (внутренняя температура – ​​внешняя температура).

Тепловые потери = A x U x ∆T

Или

Q = AU∆T

Зная это, мы можем рассчитать скорость тепловых потерь на каждый градус изменения температуры. Поскольку A и U фиксированы, они становятся константами, определяющими пропорциональность между Q и ∆T.

(AU) = Q/∆T

Пример:

У вас есть стена размером 2,4 м x 3 м, построенная из кирпича толщиной 102 мм. Его показатель U составляет 2,97 Вт/м²К. Расчетная температура внутри составляет 21 ˚C, а расчетная температура наружного воздуха составляет -3 ˚C.

Мы можем рассчитать потери тепла стенами при этих условиях следующим образом:

• Площадь стены (A) = 2,4 м x 3 м = 7,2 м²
• Значение U (U) = 2,97 Вт/м²K
• Разность температур (∆ T) = 21°C – (-3°C) = 24°C
• Q = AU∆T 

Q = 7,2 м² x 2,97 Вт/м²K x 24˚C = 513,2 Вт

Теперь нужно узнать потери тепла тканью на градус изменения температуры. Вт/К (ватт на кельвин).

Вы просто берете тепловые потери ткани (Q) 513,2 Вт и делите их на ∆T 24˚C. То есть Q/∆T, о котором мы уже говорили, равно AU, верно?

Итак, чтобы еще больше связать все это вместе:

Q/∆T = A x U   Или     W/K = m²x W/m²K,

\[W/K={{m²} \over 1}X{{ Вт} \над м²К},\]

\[Вт/К={{Вт м²} \над м²К},\]

\[Вт/К={{Вт} \над К},\]

Вт/К = Вт/К

Итак, это потери тепла тканью, но, как уже упоминалось, это не единственный способ потери тепла. Мы также должны учитывать вентиляционные и инфильтрационные потери.

Потери на вентиляцию и инфильтрацию

Это потери тепла из-за воздухообмена в помещении.

Воздухообмен осуществляется как за счет контролируемых, так и неконтролируемых утечек воздуха через щели в ткани помещения и через специально созданную вентиляцию.

Для каждого типа помещений также будет определено определенное количество требуемых воздухообменов в час для целей вентиляции.

Это просто означает, что воздух, выходящий из помещения, заменяется наружным воздухом, который необходимо нагреть до расчетной внутренней температуры.

Это, безусловно, вносит существенный вклад в общие тепловые потери дома.

Вентиляция и инфильтрация

Помните, что это не НАСА, поэтому мы можем только предположить, что эти изменения воздуха действительно происходят.

Я полагаю, что в новых объектах легче учитывать конкретные требования к вентиляции, поскольку они могут быть выполнены с использованием более точных средств естественной вентиляции и использования механической вентиляции.

О старых объектах сказать сложнее, но они, конечно, существуют, поэтому мы должны их учитывать.

В общем, вентиляцию и инфильтрацию рассчитать немного проще.

На этапе проектирования проектировщик определяет объем вентиляции, необходимый для каждого помещения с точки зрения воздухообмена в час (ACH) в соответствии с действующими стандартами.

Опять же, происходят ли эти изменения воздуха на самом деле, это другой вопрос, но мы должны что-то проектировать.

Вентиляционные отверстия в окнах, например, теоретически должны обеспечивать расчетную естественную вентиляцию, предусмотренную строительными требованиями. Как и системы MVHR и т. д.  

Итак, когда мы указываем, сколько воздухообменов в час (ACH) требуется для конкретного помещения, от чего это зависит?

Ну, очевидно, главный фактор – это тип комнаты. В ванных комнатах потребуется больше вентиляции, чем, скажем, в гостиной!

Другим фактором является величина неконтролируемой инфильтрации, которая зависит от самого здания с точки зрения ожидаемой утечки воздуха.

Старые здания, построенные по устаревшим стандартам, имеют более неконтролируемую инфильтрацию, и, следовательно, проектировщику придется учитывать больше ACH, чем в новых зданиях.

Эти ACH классифицируются по различным строительным стандартам, например. кухня в доме, построенном до 2000 года, будет категории А и потребует 2 ACH.

Принимая во внимание, что кухня в доме, построенном после 2006 года, будет иметь категорию C и потребует только 0,5 ACH.

Другие факторы, такие как дымоходы, высокие потолки и открытые участки здания, также играют большую роль в инфильтрационных потерях.

Способ расчета этих потерь прост и широко используется.

Факторами, от которых они зависят, являются количество воздухообменов в час (AHC), внутренний объем помещений, разница температур между наружным и внутренним воздухом.

Вы можете подумать, что роль играют влажность и удельная теплоемкость воздуха, что, конечно же, имеет место, но опять же, это не НАСА!

Эти коэффициенты остаются почти постоянными в условиях, с которыми мы имеем дело, поэтому мы можем использовать постоянное значение SHC воздуха, как и для воды в других расчетах отопления.

Таким образом, основная формула для потерь на вентиляцию и инфильтрацию может быть выражена как:

Коэффициент тепловых потерь = V x ACH x ∆T x 0,33 

или

Коэффициент тепловых потерь на ˚C разница между внутренней и внешней средой = V x ACH x 0,33

0,33 – коэффициент, являющийся произведением SHC и плотности воздуха 

V – объем помещения

ACH — количество воздухообменов в час

∆T — разница температур между расчетной внутренней температурой в помещении и расчетной наружной температурой

Как мы сделали выше для потерь в тканях, мы можем далее разбить это и понять, почему это работает и как это происходит.

Давайте сначала рассмотрим, что комната — это просто коробка, наполненная жидкостью, которую мы называем воздухом. Воздух на самом деле жидкость!

Предположим, что воздух имеет требуемую температуру 21˚C, и весь он выходит и заменяется новым воздухом с температурой 5˚C.

Мы потеряли тепло, теперь нужно его заменить. Если бы в этом ящике был 1 ACH, это происходило бы один раз в час.

Конечно, сразу не бывает! Это происходит постепенно и постоянно, но соответствует замене всего объема воздуха за час.

Так что нам действительно нужно знать, сколько тепла нам нужно добавить, чтобы компенсировать это?

Легко! Это то же самое, что вычислить, сколько энергии потребуется, чтобы нагреть определенное количество воды (тоже жидкости).

У нас есть жидкость (Воздух), которая имеет массу (все имеет массу) и, следовательно, имеет удельную теплоемкость (количество энергии, необходимое для изменения определенной массы вещества при определенной температуре, обычно это джоули на кг на каждый градус изменения температуры).

Отсюда мы можем просто сказать, что количество тепла, необходимое для повышения температуры воздуха в наших боксах, выражается как:

Необходимое количество тепла = M x C x ∆T

Или

Q = M x C x ∆T 

M – масса воздуха, который необходимо нагреть

C – средняя удельная теплоемкость воздуха при данных условиях (1006 Дж/кг˚C)

∆T – разница температур между воздухом, поступающим в бокс (комнатная) и требуемая температура помещения

Теперь масса воздуха зависит от двух вещей: объема и плотности. Объем простой, это объем ящика (комнаты).

Плотность изменяется в зависимости от температуры, но не настолько, чтобы иметь какое-либо значение для этих условий, поэтому мы можем использовать для этого среднее значение (1,205 кг/м³).

Масса – это просто объем x плотность. Помните, что эта масса также основана на изменениях ACH-воздуха в час.

Поскольку мы работаем с мощностью (ватт), которая представляет собой энергию в единицу времени (джоулей в секунду), нам необходимо убедиться, что мы конвертируем обмен воздуха в час на обмен воздуха в секунду. АЧХ/3600.

Таким образом, расчет становится следующим:

   Q = V x ρ x C x ∆T x (ACH ÷ 3600) 

ρ – плотность воздуха вы увидите только «более простую» версию этого.

Если вы хорошо разбираетесь в математике, вы, возможно, заметили, что не имеет значения, где вы делите 3600.  

Вы можете буквально поставить его в любом месте формулы, и ответ будет таким же.

Это означает, что мы можем взять постоянные вещи, которые всегда будут одинаковыми, и «предварительно скомбинировать» их в аккуратный «коэффициент», поэтому дизайнеру нужно только заполнить переменные и умножить их на этот «коэффициент».

Плотность и SHC воздуха будут постоянными, поэтому мы можем просто взять эти две величины и разделить их на 3600.

Получаем:

Q = V x ∆T x ACH x (ρ x C / 3600)

Или

Q = V x ∆T x ACH x (1,205 x 1006/3600)

Таким образом, коэффициент равен 0,33.

Таким образом, мы можем сделать это еще проще, сказав:

Коэффициент тепловых потерь (на °C) = V x ACH x 0,33

Исходя из этого, проектировщику нужно только ввести объем помещения и количество воздухообменов, чтобы узнать вентиляционные потери на каждый градус разницы температур.

Расчет тепловых потерь

Моя учетная запись 0 шт. Просмотр корзины

Кадет Хромалокс Данфосс Деволт Димплекс Ханивелл Кинг Электрик Мистер Хитер Qmark/Марли Солайра Уильямс Главная>Расчет тепловых потерь   Хотите знать, сколько тепла требуется для вашего помещения? Используйте приведенный ниже инструмент, чтобы помочь вам определить, какая мощность или БТЕ/ч необходима для ваших обстоятельств. 933083 0,4293083 0,4293 3 3 30083 DELTA T (Temperature rise over outside ambient) – choose from below INSULATION FACTOR – choose from below 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 INSULATED (POST-YEAR 2000) 0.970 0.195 0.292 0.389 0.486 0.584 0.681 0.778 0.876 0.973 1.070 1.167 1.265 1.362 1.459 1.556 1.654 1. 751 M U L T I P L I E R Изолированная 0,107 0,215 0,322 0,429 0,536 0,429 0,536 0,536 0,536 083 0,429 .0084 0.858 0.966 1.073 1.180 1.288 1.395 1.503 1.609 1.717 1.824 1.931 PARTIALLY INSULATED 0.143 0.286 0.429 0.573 0.715 0.858 1.001 1.144 1.283 1.431 1.574 1.717 1.860 2.003 2.146 2.289 2.432 2.575 UN-INSULATED 0. 179 0.358 0.536 0.715 0.894 1.073 1.252 1.431 1.609 1.788 1.967 2.146 2.325 2.503 2.682 2.861 3.040 3.219 FREE-STANDING, UN-INSULATED 0.286 0.572 0.858 1.144 1.431 1.717 2.003 2.289   2.575 2.861 3.147 3.433 3.719 4.010 4.292 4.578 4.864 5.150 ANSWER = ACTUAL CUBIC FEET X MULTIPLIER FROM TABLE ABOVE 1.   ОПРЕДЕЛИТЕ КУБИЧЕСКИЕ ФУТИНЫ ОБОГРЕВАЕМОЙ ПЛОЩАДИ. (ДЛИНА X ШИРИНА X ВЫСОТА ПОТОЛА) 2.  ОПРЕДЕЛИТЕ ДЕЛЬТА Т (превышение температуры над температурой наружного воздуха или дополнительное повышение температуры) 3.  ВЫБЕРИТЕ КАТЕГОРИЮ ИЗОЛЯЦИИ ИЗ ВЫШЕ. 4.  ПЕРЕХОДИТЕ ЧЕРЕЗ РЯД К КОЛОННЕ С СООТВЕТСТВУЮЩИМ ТРЕБОВАНИЕМ ТРЕБОВАНИЯ. 6. ЧТОБЫ РАССЧИТАТЬ ЭКВИВАЛЕНТ БТЕ/Ч, УМНОЖИТЕ МОЩНОСТЬ НА 3,412. EXAMPLE: There is Помещение площадью 800 кубических футов, которое необходимо отапливать. Минимальная температура наружного воздуха составляет 0 F. Целью является комфортная температура 70 F. В этом примере Delta T будет составлять 70 F. Пространство характеризуется как изолированное. 800 кубических футов будут умножены на указанный выше коэффициент, который в данном случае будет равен 1,503. Результирующий ответ будет 1202,4 Вт. Таким образом, любая конструкция, будь то обогреватель плинтуса, настенный обогреватель и т. д., будет подходящим выбором, если номинальная мощность равна или превышает это значение. После того, как вы сделали свои расчеты, сообщите нам, если у вас есть какие-либо вопросы. Пожалуйста, позвоните нам по телефону 800-472-3292, и мы будем рады рассмотреть вашу заявку и помочь вам сделать правильный выбор обогревателя.

Узнать | OpenEnergyMonitor

Редактировать 

Потери тепла, теплопроводность и теплопроводность строительной конструкции

Потери тепла строительной тканью – это потери тепла через элементы здания, такие как стены, окна, полы, крыши, двери и т. д.

Строительные элементы состоят из материалов, и теплопроводность материала называется коэффициентом k. Единицы в W/m.K (Ватт на метр-Кельвин). Кельвин как единица не имеет ничего общего с наименованием значения k.

В фундаментальной физике нужно знать, что ватты — это количество энергии в единицу времени. 1 ватт равен 1 джоулю в секунду. Вт = Дж/с. 92.К Длина стены 10 метров, высота 2,6 метра. 0,032 * 10 * 2,6 = 0,832 Вт/К

Это означает, что на каждый градус Кельвина или градус Цельсия будет передаваться 0,832 Вт тепловой энергии.

Стандартное уравнение теплопроводности, которое даст нам величину теплопередачи для данной разницы температур, приведено здесь:

 Потери тепла = k x A x (Ti - Te) / d
k = теплопроводность материала элемента
A = площадь поверхности элемента
Ti = внутренняя температура
Te = внешняя температура
d = толщина или глубина элемента
Стена из тюков соломы является частью здания с заданной внутренней температурой 20 градусов по Цельсию.
Температура на улице -10 градусов. Таким образом, разница температур Ti-Te составляет 30 градусов Цельсия.
0,832 * 30 = 24,9Через стену теряется 6 Вт. 

Теплопередача имеет направление. В британских домах мы обычно заботимся о минимизации потерь тепла, как указано выше. То, как мы составили уравнение, означает, что положительный результат будет означать потерю тепла , но в сценарии, где разница температур отрицательна, это может означать отрицательный результат и может представлять тепло, поступающее в наше здание, возможно, вместо этого требуется охлаждение. отопления.

Разница температур иногда записывается как ΔT (дельта T).

Другой пример:

Представьте себе полый куб из однородного материала, без окон, отверстий и сквозняков, просто полый куб.

Допустим, этот кубический объект-дом состоит только из минерального утеплителя толщиной 100 мм, с внутренними размерами: 7 м в ширину, 7 м в длину и 7 м в высоту.

Наш кубический дом расположен в климате, где нет ветра и солнца, только стабильная температура наружного воздуха 12°C в течение всего года.

Сколько энергии потребуется, чтобы поддерживать в этом гипотетическом доме стабильную температуру 21°С?

Когда мы обогреваем дом, тепло будет перемещаться от более горячего внутреннего воздуха через стены к более холодному наружному воздуху посредством теплопроводности, поэтому уравнение, которое нам нужно, является уравнением фундаментальной физики для теплопроводности.

 H = (кА / л) x (Ti – Te) 

См. большой сайт гиперфизики для получения дополнительной информации об уравнении теплопроводности и обо всем остальном физике.

В таблице Википедии по теплопроводности материалов указано, что минеральная изоляция имеет теплопроводность 0,04 Вт/мК. Мы можем принять площадь материала за внутреннюю площадь нашего кубического дома (представьте, что кубический дом складывается так, что у нас есть только эта одномерная стена площадью A и толщиной l). площадь и внешнюю площадь нашего кубического дома, но давайте вернемся к этому позже и возьмем внутреннюю площадь, которая равна:

 7м x 7м x 6 поверхностей = 294 м2 

Подставляя числа в уравнение теплопроводности получаем:

 H = (0,04 x 294 / 0,1) x (21 – 12) = 1058 Ватт 

Итак, находим нам понадобится довольно стандартный обогреватель мощностью 1 кВт, чтобы поддерживать в нашем кубическом доме температуру 21°С. 1058 Вт непрерывно будут работать до 25 кВтч в день и 9268 кВтч в год.

Потери тепла через элементы здания являются одним из основных краеугольных камней энергетической модели здания. Но в таких моделях, как SAP, это обычно не называют уравнением теплопроводности, и теплопроводность материала не является обычной отправной точкой. Вместо этого такие модели, как SAP, начинаются с коэффициента теплопередачи элементов здания и уравнения, которое выглядит следующим образом:

 Тепловые потери = значение U x площадь x разница температур 

Для элемента, изготовленного из одного однородного материала, значение U равно коэффициенту теплопроводности k материала, деленному на его толщину. Но строительные элементы лишь иногда представляют собой отдельные однородные материалы; строительный элемент также может представлять собой сборку из различных материалов, например, деревянную каркасную стену с изоляцией, мембранами и воздухом внутри. Физический процесс теплопередачи через элемент также может быть смесью кондуктивного, конвективного и радиационного теплообмена.

В случае, когда материал является однородным, потери тепла через уравнение строительного элемента совпадают с основным уравнением теплопроводности, а значение U представляет собой просто часть k/l, объединенную в одну константу.

Коэффициент теплопередачи нашей 100-миллиметровой стены с минеральной изоляцией будет таким образом:

 Коэффициент теплопроводности = k / l = 0,04 / 0,1 = 0,4 Вт/м2.K. 

Если у вас есть композит материалов, скажем, слой дерева, а затем слой изоляции, можно рассчитать общее значение U так же, как мы рассчитываем эквивалентное сопротивление параллельных резисторов в электронике.

Для получения дополнительной информации о значениях U см. Определение значений U и расчеты RIBA.

---

В этой главе:

Что нужно знать о расчетах теплопотерь дома

Green Wave Dist. • 02 марта 2022 г.

Как рассчитать потери тепла в доме

Установка системы обогрева пола в вашем доме — это выгодное вложение. Излучающие полы не только позволят вам лучше использовать свое пространство и чувствовать себя более комфортно в комнате, но также позволят вам значительно сэкономить средства в долгосрочной перспективе. Если вы заинтересованы в установке теплых полов в своем доме, важно тесно сотрудничать с вашим подрядчиком и выбрать подходящую систему для вас в это время.

Ваш подрядчик может порекомендовать провести энергоаудит дома, в ходе которого обученный специалист проведет расчет потерь тепла в доме, чтобы определить, сколько тепла уходит из вашей комнаты. Знание результатов уравнения теплопотерь позволит вам и вашему подрядчику выбрать систему лучистого пола, которая будет эффективно и действенно обогревать помещение по вашему выбору.

Что такое теплопотери?

Тепловые потери — это расчет, который измеряет количество тепловой энергии, которая передается снаружи здания через поверхность или материал. Чаще всего специалисты сосредотачиваются на расчете потерь тепла через стену. Расчет тепловых потерь обычно измеряется либо в БТЕ, либо в кВт. По сути, расчет потерь тепла через стены определяет, сколько энергии требуется для поддержания желаемой температуры в комнате или помещении в самый холодный день. Важно знать, как рассчитать теплопотери через стену, так как это подскажет, какой тип системы отопления вам нужен, чтобы эффективно обогреть помещение до комфортной температуры.

Как рассчитать потери тепла

Чтобы рассчитать потери тепла через стену, вам, вашему подрядчику или энергоаудитору необходимо выполнить несколько шагов. Эти шаги включают:

• Определите расчетную температуру вашего дома. Имея в виду, что уравнение потери тепла разработано, чтобы помочь вам понять, сколько энергии потребуется для обогрева вашего дома в самый холодный день, важно знать расчетную температуру внутри вашего дома. Расчетная температура – ​​это разница между предпочитаемой вами температурой в помещении и средней самой низкой возможной температурой в вашем районе. Расчетная температура, расчет которой очень прост, измеряется как Delta T. 

• Определите площадь помещения, которое вы собираетесь обогревать. Фактический размер помещения, в котором вы собираетесь работать, играет важную роль в определении его тепловых потерь. При расчете потерь тепла через стену вам потребуется рассчитать площадь поверхности, используя общую длину внешней стены и высоту той же стены. Исключите размер любых окон или дверей вдоль этой стены при расчете площади поверхности комнаты. Вы захотите настроить площадь поверхности дверей и окон отдельно, чтобы завершить расчет.

• Рассчитайте R-значение и U-значение вашей комнаты. Значение R и значение U помещения помогают рассчитать потери тепла через стену, учитывая при этом влияние теплоизоляции на помещение. Комната с изоляцией в стене будет иметь более высокое значение R, чем комната без надлежащей изоляции. Сначала вы должны рассчитать R-значение, а затем использовать это число для определения U-значения комнаты.

• Определите поверхностные потери тепла. Поверхностные потери тепла определяют, сколько тепла теряется через стену из-за дверей и окон вдоль внешней стены. Потери тепла на поверхности можно рассчитать, определив коэффициент теплопередачи дверей и окон вдоль этой стены. Их U-значения можно использовать как часть уравнения тепловых потерь, чтобы определить ваши общие тепловые потери через стену.

• Рассчитайте количество потерь тепла на инфильтрацию воздуха. Потери тепла при инфильтрации воздуха — это отдельная цифра, которая определяет количество тепла, которое теряется через небольшие трещины, стыки и герметики вокруг окон и дверей на внешней стене. Потери тепла при инфильтрации воздуха могут показаться незначительными и незначительными, но на самом деле они могут иметь большое влияние на общие потери тепла в данном помещении. Однако потери тепла при инфильтрации воздуха могут быть непостоянными, так как на них влияют скорость ветра и изменения температуры в помещении. Существует специальная формула, которую можно использовать для определения тепловых потерь при инфильтрации воздуха.



• Используйте формулу потерь тепла для определения общих потерь тепла. После того, как вы определили все различные цифры и расчеты, которые включены в уравнение потери тепла, вы можете определить, каковы общие потери тепла в вашем помещении. Чтобы приступить к расчету потерь тепла через стену, вам необходимо сложить потери (в БТЕ) со всех стен, окон, дверей и потолков в помещении. Окончательная цифра покажет вам, сколько энергии требуется для постоянного поддержания желаемой температуры в помещении.

Использование расчетов теплопотерь дома для выбора наилучшего теплого пола для вашего дома

В Green Wave Distribution мы тесно сотрудничаем с нашими клиентами, чтобы определить лучшее решение для теплого пола для их дома. Мы учитываем не только размер помещения и назначение помещения, но и рассчитываем потери тепла через стену, чтобы определить наилучшие настройки и конфигурации для системы лучистого пола.

Наша система лучистого пола отличается от конкурентов, в основном благодаря своим инновационным характеристикам, в том числе:

• Саморегулирующаяся технология нагрева из углеродного полимера. Эта тонкая, гибкая и прочная технология предотвращает перегрев системы.

• Технология низковольтного питания, которая также повышает безопасность всей системы.

• Равномерное распределение тепла. Наша система напольных покрытий быстро и равномерно нагреет помещение и предотвратит потери тепла.

• Экологически чистые материалы. Все компоненты нашей системы изготовлены из переработанных материалов и подлежат биологическому разложению на свалках.

Для получения дополнительной информации о важности расчета теплопотерь в БТЕ и о системе лучистого пола, которая подойдет для вашего дома, свяжитесь с нами сегодня.

Новое сообщение > < Предыдущее сообщение

НАШИ УСЛУГИ

Есть вопросы?

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

НАША ПРОДУКЦИЯ

О нас говорят Компания

От замысла проекта до завершения, мы здесь, чтобы помочь вам на каждом этапе пути.

Подробнее о нас Все отзывы

“Мне потребовалось совсем немного усилий, чтобы убедить разработчика проекта использовать систему, поскольку устойчивость была важной частью проекта”

Ян Пинто – вице-президент/дизайн AIDD/ DPC

“Люди из Green Wave были очень хорошо осведомлены и обеспечил отличную поддержку от начала до конца!”

Том Ф.