Расчет теплопотерь по объему помещения: Расчет теплопотерь помещения как основа подбора отопительной системы

Теплотехнический расчет конструкции здания

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

1. Расчет потерь тепла по площади помещений.
2. Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
3. Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*100 Вт (150 Вт),

Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, Вт
 

S — отапливаемая площадь помещения, м?

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?.

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

• В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
• При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
• Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

Q=V*41 Вт (34 Вт),

где V – наружный объем помещения в м?,

А 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания стандартной постройки (в панельном доме).
  Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то удельный показатель теплопотерь принято включать в расчеты со значением 34 Ватт.

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

1. Тип остекления:

• тройной пакет 0,85,
• двойной 1,0,
• двойной переплет 1,27.

1. Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
2. Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:

• современные теплоизоляционные материалы 0,85
• стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
• низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.

1. Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
2. Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
3. Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
4. Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

• Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
• Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

• Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

 

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

Расчет отопления дома и теплопотерь по формулам, выбор модели котла

Автономная система отопления в частном доме обеспечивает поддержание заданного температурного режима при любой погоде. Основные элементы: котел, насос, трубы и радиаторы с циркулирующим теплоносителем, подбираются с учетом внешних условий и теплопотерь. С этой целью проводится предварительный расчет отопления дома и приобретается нагревательное устройство с соответствующей производительностью.

Оглавление:

1. Чем руководствоваться при покупке котла?
2. Определение необходимой мощности отопительной системы
3. Расчет количества радиаторов
4. Методика вычисления теплоотдачи котлов

Что учесть при выборе

Котел представляет собой закрытый сосуд для подогрева воды или пара (реже — воздуха) до нужной температуры. Выбор модели зависит от таких характеристик, как: номинальная мощность, используемое топливо, коэффициент полезного действия, рабочий теплоноситель в контуре отопления и его температурный диапазон. Немаловажными факторами являются безопасность и простота эксплуатации, санитарные нормы и способ размещения: в некоторых случаях для него необходимо отдельное помещение. В зависимости от вида энергоносителя (доступного в регионе), отопительные котлы делятся на:

• электрические;
• твердо- и жидкотопливные;
• газовые;
• комбинированные.

Электрические (электродные, индукционные и ТЭНовые) компактные, бесшумные, не выходят из строя при отсутствии воды, но плохо переносят перегрузки при низких температурах и экономически невыгодны. Топочные и мазутные требуют постоянного контроля. Самый приемлемый вариант топлива — газ, но если позволяют возможности, лучше купить комбинированный вид. В случае внезапного отключения одного источника система автоматически перейдет на другой. Если агрегат предназначен только для отопления дома, достаточно одноконтурного исполнения. При необходимости отбора горячей воды используют двухконтурную модель, с отключением в теплое время нагревательного контура.

Расчет мощности системы отопления

Этот показатель определяет эффективность работы котла в плане поддержки заданной температуры в доме, с учетом минимизации расхода топлива. Исходные данные для расчета: отапливаемая площадь (S) и удельная мощность на каждые 10 м2 (Wуд). Последняя зависит от климатической зоны:

• диапазон для южной полосы 0,7–0,9 кВт;
• средней широты 1,2–1,5;
• северных регионов от 1,5–2.

Теплоотдача рассчитывается по формуле: Wкот = (S×Wуд)/10.

Полученная величина будет верна только в идеальных условиях: при надежной теплоизоляции и неизменно высокой температуре воды — 90 °C. На практике жидкость имеет около 65 °C, корректировка составляет 20–25 %. Если планируется использование ГВС (горячего водоснабжения), требуемый показатель увеличивают на 40 %.

Пример. Следует рассчитать стоимость отопления двухэтажного дома в средней полосе общей площадью 170 м2 с учетом отбора воды: Wкот = (170×1,5)/10 = 25,5.

С поправкой на теплоноситель: Wкот = 25,5+20% = 30,6. С учетом ГВС: Wкот = 30,6+40% = 42,8 кВт. Полученную величину округляют в большую сторону, то есть для данного дома нужен котел с теплопроизводительностью не менее 43 кВт.

Важно: для площади более 100 м2 естественной циркуляции для эффективного отопления дома недостаточно, обязательно устанавливается насос.

Вычисление числа секций батарей

Расчет количества радиаторов отопления проводится отдельно для каждого помещения. Исходные данные: объем комнаты V, тепловая мощность для дома в средней полосе России — 41 Вт (Sсн), теплоотдача одной секции Sс (информация изготовителя). Для одного помещения Sк = V×Sсн. Далее эта величина корректируется, в зависимости от условий:

• Повышается на 20 % для дополнительного окна, на 10 для второй наружной стены.
• + 10, если окна выходят на восток или север.
• + 5 для радиаторов в открытой нише.
• + 15 — для скрытых декоративными панелями.

Количество секций для одной комнаты находится по формуле: К = (V×Sсн)/Sc. Еще один способ расчета: теплоотдачу одного сегмента делят на 100, а общую площадь помещения — на полученную величину. Округление идет в большую сторону, при вычислениях для угловых и балконных комнат добавляют две секции.

Определение теплопотерь

Важно проверить расчетную теплоотдачу выбираемого агрегата для отопления. Исходные данные: площадь строительных конструкций Sкон (рассчитывается для отдельного вида), максимальный перепад температур внутри и снаружи помещения Δ, и теплосопротивление слоя R (определяется путем деления толщины на справочную величину — коэффициент теплопроводности материала). Для этого находится общая сумма всех теплопотерь загородного дома: через окна, стены, полы, перекрытия, двери, крышу: Q = ∑(Sкон× Δ)/R.

Учитываются все части дома и слои стен, вплоть до штукатурки; теплопотери суммируются и увеличиваются на 10 % (на естественную вентиляцию). Если окна старые или помещение проветривают чаще обычного, то эту поправку следует поднять до 40 %. Общие теплопотери делят на всю площадь (включая коридоры или иные комнаты без радиаторов), полученная цифра не должна превышать расчетную мощность нагревательного устройства. Процесс вычислений сложный, стоит воспользоваться электронным онлайн-калькулятором.

Такой расчет теплопотерь весьма приблизителен. Невозможно учесть абсолютно все данные, из-за неоднородности стен и перекрытий. Если пол не утеплен, этот показатель рассчитывается через сложную формулу. Теплопроводность секций и КПД системы отопления также зависит от многих внешних факторов, к примеру — от материала труб и направления движения жидкости. Иногда целесообразнее утеплить здание, чем наращивать теплоотдачу нагревательного устройства и число радиаторов. Но без предварительного расчета теплопотерь наладить эффективную и экономную работу системы автономного отопления дома не получится.

 

Автор: Валерий Светлаков

Google

Тепловые потери зданий

Engineering ToolBox – Ресурсы, инструменты и базовая информация для проектирования и проектирования технических приложений!

Общие потери тепла от зданий – передача, вентиляция и инфильтрация.

Рекламные ссылки

Общие потери тепла зданием можно рассчитать как 12                                           (1)

где

H = общие потери тепла (Вт)

H _t = потери тепла из-за передачи через стены, окна, двери, пол и т. д. (Вт)

H _v = теплопотери, вызванные вентиляцией (Вт)

H _i 900 12 = потери тепла за счет инфильтрации (Вт)

1.

Потери тепла через стены, окна, двери, потолки, полы и т. д.>

Тепловые потери или нормо-нагрузка через стены, окна, двери, потолки, полы и т.д. можно рассчитать как                                    (2)

где

H _t = потери тепла при передаче (Вт)

A = площадь открытой поверхности (м ² )

U = общий коэффициент теплопередачи (Вт/м ² K)

t _i = температура воздуха в помещении ( ^o C)

t _o = температура наружного воздуха ( ^o C)

• Калькулятор тепловых потерь онлайн через крыши следует добавить 15% дополнительно из-за радиации в космос. (2) можно изменить на:

  H = 1,15 A U (T _I – T _O ) (2B)

  для стен и полов против Земли (2) Следует модифицировать с температурой Земли:

  H = A U (T _–

  .

  1.

  4. .

  . (2C)

  , где

  T _E = Температура Земли ( ^o C)

  Общий коэффициент теплопередачи

  Общий коэффициент теплопередачи – U – можно рассчитать как

  U = 1 / (1 / C _{i 90 014 + x 1 / k 1 + x 2 / k 2 + x 3 / k 3 + .. + 1 / C o )}                                                     (3)

  где

  C _i = поверхностная проводимость внутренней стены (Вт/м ² К)

  x = толщина материала (м)

  90 002 k = теплопроводность материала (Вт/мК)

  C _o = поверхностная проводимость наружной стены (Вт/м ² К)

  Проводимость строительного элемента может быть выражена как:

  C = k / x                                               (4)

  где

  C 900 12 = проводимость, поток тепла через единицу площади в единицу времени (Вт/м ² К)

  Удельное тепловое сопротивление строительного элемента является обратной величиной проводимости и может быть выражено как:

  R = x / k = 1 / C 900 12                                (5)

  где

  R = удельное тепловое сопротивление (м ² К/Вт)

  С (4) и (5), (3) можно изменить на

  1 / U = R 9001 3 i + R ₁ + R ₂ + R ₃ + . . + R _o                                                   (6)

  где

  R _i = тепловое сопротивление внутренней поверхности стены (м ² К/Вт)
  

  R _1.. = удельное тепловое сопротивление в отдельных слоях стены/конструкции (м ² К/Вт) 900 19

  R _o =  тепловое сопротивление наружной поверхности стены (м ² К/Вт)
  

  Для стен и полов на земле (6) – можно изменить на

  1 / U = R _i + R ₁ + R ₂ + R ₃ + .. + R _o + R _e                                               (6b)

  где

  R _e = удельное тепловое сопротивление земли (м ² К/Вт)

  9005 7

  2.

  Потери тепла на вентиляцию

  Потери тепла на вентиляцию без рекуперации можно выразить следующим образом:

  H _v = c _p ρ q _v (t _i – t _o )                                                        (7)

  где

  H _{900 12 v} = потери тепла на вентиляцию (Вт)

  c _p =  удельная теплоемкость воздуха (Дж/кг·К)

  900 12 ρ = плотность воздуха (кг/м ³ )

  q _v = объемный расход воздуха (м ³ /с)

  90 012 t _i = температура воздуха в помещении ( ^o C)

  t _o = температура наружного воздуха ( 90 091 o C)

  Потери тепла при вентиляции с рекуперацией тепла можно выразить как:

  H _v = (1 – β/100) c _p ρ q _v (t _i – t _o )                                                (8)

  где

  β = эффективность рекуперации тепла (%)

  Эффективность рекуперации тепла около 50% является обычной для обычного теплообменника с поперечным потоком. Для вращающегося теплообменника КПД может превышать 80% .

  3. Потери тепла на инфильтрацию

  Из-за протечек в конструкции здания, открывания и закрывания окон и т.п. воздух в здании смещается. Как правило, число воздушных смен часто устанавливается равным 9.0012 0,5 в час. Значение трудно предсказать, оно зависит от нескольких переменных – скорости ветра, разницы температур снаружи и внутри, качества конструкции здания и т. д.

  Потери тепла, вызванные инфильтрацией, можно рассчитать как (9)

  где

  H _i = теплопотери на инфильтрацию (Вт)

  c _p =  удельная теплоемкость воздуха 900 19 (Дж/кг/К)

  ρ = плотность воздуха (кг/м ³ )

  n = количество воздушных смен, сколько раз заменяется воздух в помещении в секунду (1/с) (0,5 1/ч = 1,4 10 ^-4 1/с, как правило)

  В = объем помещения (м ³ )

  t _i = температура воздуха в помещении ( ^o C)

  9001 2 t _o = температура наружного воздуха ( ^o C)

  Рекламные ссылки

  Похожие темы

  • Отопление 90 059 Системы отопления – мощность и конструкция котлов, трубопроводов, теплообменников, расширительных систем и другое.

    

  Связанные документы

  • Строительные элементы – Тепловые потери в зависимости от удельного теплового сопротивления

    Термическое сопротивление строительных элементов, таких как стены, полы и крыши над и под землей.

  • Теплоотдача от радиаторов и нагревательных панелей

    Теплоотдача от радиатора или отопительной панели зависит от разницы температур между радиатором и окружающим воздухом.

  • Эффективность рекуперации тепла

    Классификация эффективности рекуперации тепла – температурная эффективность, эффективность влажности и эффективность энтальпии – онлайн-калькулятор эффективности теплообменника.

  • Системы отопления – паровые и конденсатные нагрузки

    Расчет паровых и конденсатных нагрузок в системах парового отопления.

  • Расширительные баки для горячей воды – Калибровка

    Требуемый объем расширения для горячей воды в открытых, закрытых и мембранных баках.

  • Инфильтрация – теплопотери зданий

    Расчетные инфильтрационные теплопотери зданий.

  • Радиаторы – Тепловыделение

    Рассчитайте тепловыделение колонных и панельных радиаторов.

  • Радиаторы и конвекторы паровые. Теплопроизводительность

    Радиаторы и конвекторы паровые. Теплопроизводительность и температурные коэффициенты.

  • Потери тепла при передаче через строительные элементы

    Потери тепла через общие элементы здания из-за передачи, значения R и U – британские единицы и единицы СИ.

  • Окна – Конденсация внутри

    Конденсация воды на внутренней поверхности стеклянных окон в зависимости от температуры наружного воздуха, температуры и влажности внутри.

  Рекламные ссылки

  Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование онлайн!

  Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!

  Перевести

  О Engineering ToolBox!

  Мы не собираем информацию от наших пользователей. Подробнее о

  • Политика конфиденциальности Engineering ToolBox

  Реклама в ToolBox

  Если вы хотите рекламировать свои продукты или услуги в Engineering ToolBox, используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.

  Цитирование

  Эту страницу можно цитировать как

  • Инженерный набор инструментов (2003 г.). Тепловые потери зданий . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/heat-loss-buildings-d_113.html [День месяца год].

  Изменить дату доступа.

  . .

  закрыть

  Сделать ярлык на главный экран?

  Потери тепла от дома или здания

  Связанные ресурсы: передача тепла

  Потери тепла от дома или здания

  Проектирование теплопередачи
  Проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  Гражданское строительство

  Расчеты потерь тепла из дома или здания

  Потери тепла происходят из строительных конструкций в основном из-за теплопроводности через внешние поверхности, такие как стены и окна. Поскольку тепло движется во всех направлениях, при расчете теплопотерь здания мы в значительной степени учитываем все поверхности (наружные стены, крыша, потолок, пол и стекло), которые отделяют внутреннее отапливаемое пространство от внешней среды.

  Суммарные теплопотери здания (дома) можно определить по формуле:

  Q _всего = Q(теплопотери через стены) + Q(окна) + Q(пол) + Q(грунт) + Q(вентиляция) +, Q(и т.д.)…. 900 03

  или

  Q _всего = ( ΣΔU · A ) · ΔT

  Где

  Σ = сумма. стекло и т.д. в БТЕ/час
  A = Чистая площадь элемента теплопотерь (стена, окно и т. д.) 9 футов0091 2
  U = общий коэффициент теплопередачи стен, крыши, потолка, пола или стекла в БТЕ/ч·фут ² °F
  ΔT = изменение температуры в °F

  Потери тепла через стены определяются по уравнению:

  Q = Суммарная скорость теплопотерь через стены, крышу, стекло и т. д. в БТЕ/ч
  U = общий коэффициент теплопередачи стен, крыши, потолка, пола или стекла в БТЕ/ч·фут· ² °F
  A = Чистая площадь стен, крыши, потолка, пола или стекла в футах ²
  T _i = расчетная внутренняя температура в °F
  T _o = Наружная расчетная температура в °F

  Потери тепла от перекрытий внутри здания

  Потери тепла от перекрытий перекрытий можно оценить по уравнению:

  Q = F · P · ( T 9001 3 i – T _o )

  Где: 1)
  F = Коэффициент тепловых потерь для конкретной конструкции в БТЕ/ч-фут-°F ² )
  P = периметр плиты в футах ³ )
  T _i = внутренняя температура в °F
  T _o = температура наружного воздуха в °F

  Потери тепла из плиты на уровне фундамента зависят от периметра плиты, а не от площади пола. Периметр – это часть фундамента или плиты, ближайшая к поверхности земли снаружи. Потери идут с краев плиты, а утепление этих краев значительно снизит потери тепла.

  Для стен подвала пути теплового потока ниже линии уклона представляют собой примерно концентрические круговые узоры с центром на пересечении линии уклона и стены подвала. Термическое сопротивление грунта и стены зависит от длины пути через грунт и конструкции стены подвала. Упрощенный расчет теплопотерь через стены и пол подвала дается уравнением:

  Q = A · U _база · (T _база – T _o )

  Где

  A = Площадь стены или пола подвала ниже уровня земли в футах ²
  U _base = Общий коэффициент теплопередачи стены или пола и пути грунта, БТЕ/ч фут ² °F
  T _base = температура подвала, которую необходимо поддерживать в °F
  T _o = наружная температура в °F

  
  Рисунок 1 – Коэффициент тепловых потерь вниз и поперек для Бетонные плиты перекрытий 9 класса0322 Предоставлено ASHRAE Handbook HVAC Systems and Equipment
  Нажмите на изображение, чтобы увеличить его

  Типовой коэффициент тепловых потерь плитного перекрытия

  Конструкция	Изоляция	БТЕ/ч·фут·°F
  8-дюймовая блочная стена, кирпичная облицовка	Неизолированный R-5. 4 от края до нижнего колонтитула	0,68 0,50
  4-дюймовая блочная стена, кирпичная облицовка	Неизолированный R-5.4 от края до нижнего колонтитула	0,50 0,84
  Стена из металлических стоек, штукатурка	Неизолированный R-5.4 от края до нижнего колонтитула	0,49 1.20
  Залитая бетонная стена с воздуховод по периметру*	Неизолированный R-5.4 от края до нижнего колонтитула	2.12 0,72

  *Средневзвешенная температура нагревательного канала принята равной 110ºF во время нагрева сезона (температура наружного воздуха ниже 65ºF).

  Значения U _base примерно следующие:

  Корпус	от 0 до 2 футов ниже уровня	Ниже 2 футов
  Неизолированная стена	0,35	0,15
  Утепленная стена	0,14	0,09
  Цокольный этаж	0,03	0,03

  Источник: ASHRAE Handbook 1989, Fundamentals

  Расчет потерь тепла через подвал или перекрытие на уклоне более сложен по двум основным причинам: во-первых, потому что почва может удерживать большое количество тепла, во-вторых, потому что температура в земле не такая же, как наружная температура (на самом деле она мало меняется в зависимости от сезона). По этим причинам здания теряют больше тепла по периметру, и стандартной практикой является изоляция стен подвала и 2-4 футов под плитой возле этих стен. Метод ASHRAE заключается в том, чтобы рассчитать потери тепла в этой ситуации, чтобы найти коэффициент потерь тепла по периметру (называемый «F») в таблице на основе значения «R» используемой изоляции периметра.

  Обратите внимание, что долей теплопередачи из подвала обычно пренебрегают, за исключением случаев, когда погода зимой суровая и значения значительны по сравнению с другими формами теплопередачи.

  Потери тепла за счет инфильтрации и вентиляции

  Второй тип потерь тепла в зданиях – это инфильтрация. Чтобы рассчитать это, вам нужно знать объем помещения (т. е. кв. м пола, умноженный на высоту потолка) и количество воздуха, которое обычно просачивается наружу, что часто указывается как количество раз в час, когда весь воздух в пространстве здания теряется наружу, и называется воздухообменом в час или ACH. Инфильтрацию можно считать равной 0,15-0,5 воздухообмена в час (ач) в зимних расчетных условиях. Чем больше окон на наружных стенах, тем сильнее будет инфильтрация.

  Оценка количества инфильтрационного/вентиляционного воздуха обычно выполняется одним из трех методов: 1) метод воздухообмена, 2) инфильтрация через щели и 3) на основе занятости, т.е. количества людей в помещении.

  Скорость вентиляции на основе воздухообмена

  V = ACH · A · H / 60

  Где

  V = Вентиляционный воздух в CFM
  ACH = воздухообмен в час, обычно от 0,15 до 0,5 ACH в зависимости от конструкции здания
  A = площадь помещения в футах ²
  H = высота помещения в футах

  Примечание A * H — объем помещения.

  Скорость вентиляции по методу Crack:

  Объем воздуха = I · A

  Где

  V = Вентиляционный воздух в кубических футах в минуту
  I = скорость инфильтрации обычно 0,15 кубических футов в минуту/фут ²
  A = Площадь трещин/отверстий в футах ²

  Интенсивность вентиляции на основе метода присутствия

  V = N * 20

  Где

  V = Вентиляционный воздух в кубических футах в минуту o
  N = Количество людей в помещении обычно 1 человек на 100 кв. футов для офисного применения o
  20 = рекомендуемая скорость вентиляции составляет 20 кубических футов в минуту на человека [на основе стандарта ASHRAE 62 для оценки качества воздуха в помещении]

  При оценке тепловых потерь мы выбираем метод, обеспечивающий наибольшую нагрузку.

  После определения объемного расхода инфильтрованного воздуха, куб. фут/мин, потери явного тепла от инфильтрации можно рассчитать как

  Q = V ·ρ _воздух · C _p · (T _i – T _o ) · 60

  Где:

  Q = явная тепловая нагрузка в (B ту/час)
  V = объемный расход воздуха в (куб. фут/мин)
  ρ _air = плотность воздуха в (фунт/фут³)
  C _p = удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении в (Btu/lbm-F)
  T _i = температура воздуха в помещении в (°F)
  T _o = температура наружного воздуха в (°F)

  Годовая теплотворная способность

  Годовая теплотворная способность является функцией «градусо-дней» отопления. Отопительный градусо-день определяется как мера холода пережитой погоды. Понятие градусо-дня традиционно использовалось для определения холодности климата. Когда погода слегка прохладная, может понадобиться немного тепла на несколько часов вечером или рано утром, чтобы чувствовать себя комфортно. В очень холодный день потребуется много тепла весь день и всю ночь. Средняя дневная температура дает некоторое представление о том, сколько тепла потребуется в этот день. Климатологи используют измерение, известное как градусо-дни отопления (ГДС), для более точной оценки потребности в отоплении. Они предполагают, что люди будут использовать по крайней мере некоторое количество тепла в любой день, когда средняя температура наружного воздуха ниже 65ºF. Затем они рассчитывают потребности в отоплении на каждый день, вычитая среднюю дневную температуру из 65. Результатом является количество градусов нагрева для этого дня или жестких дисков. Чем выше число, тем больше топлива будет использоваться для обогрева вашего дома или здания.

  Пример для любого дня:

  Высокая температура = 50°F
  Низкая температура = 20°F

  Средняя температура = (50° + 20°F) / 2 = 35°F

  Градус День = 65°F – 35°F = 30°F

  Следовательно, день был 30°F.

  Из приведенных выше данных мы можем сделать обоснованное предположение о годовых потерях тепла. Чтобы определить годовые потери тепла, разделите скорость потерь энергии на расчетную разницу температур, а затем умножьте ее на 24 часа в сутки и количество ежегодных градусо-дней (из файлов погоды в данном месте).

  Например, дом с проектной тепловой нагрузкой 30 000 БТЕ/ч в Питтсбурге (средняя температура 4°F) будет потреблять: [30 000 БТЕ/ч · 24 ч/день / (65 – 4) (°F)] x 6000 DD/год = 71 миллион БТЕ/год

  Понятие градусо-дней: используется в основном для оценки потребности в энергии для отопления и охлаждения. В Соединенных Штатах, например, в Питтсбурге, Колумбусе, Огайо и Денвере, Колорадо, годовые градусо-дни сопоставимы (около 6000 DD/год). Можно ожидать, что одна и та же структура во всех трех местах будет иметь примерно одинаковые счета за отопление. Переместите здание в Грейт-Фолс, штат Монтана (7800 DD в год), у него будут более высокие счета за отопление; но в Альбукерке, штат Нью-Мексико, (4400 DD в год) затраты на отопление будут относительно ниже.

  Несмотря на полезность показаний градусо-дня, имейте в виду, что другие факторы, такие как солнечная нагрузка или чрезмерная инфильтрация из-за сильного ветра, также влияют на потребность здания в отоплении и не учитываются при расчете градусо-дня. Мы узнаем больше о градусо-днях и оценке тепловых потерь в примере, представленном в разделе 3 курса, но перед этим давайте кратко обсудим концепции теплопередачи.

  Связанный:

  • Потери тепла через окно с одним стеклом Уравнение и калькулятор
  • Потери тепла через окно с двойным остеклением Уравнение и калькулятор Рассматривается окно с двойным остеклением. Определить скорость теплопередачи через окно и температуру внутренней поверхности.