Теплопотери помещения расчет – Расчет теплопотерь: методики, формулы, пример

Подсчет вручную

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.

obogrevguru.ru

Теплопотери в домах, их подробный правильный расчет

Энергосбережение сейчас наиболее популярная тема в интернете. Еще бы, ведь экономить хочет каждый, а тем более в нынешних экономических условиях. Расчет потерь тепла при этом играет наиболее важную роль. Теплопотери в наиболее простом понимании это количество тепла, которое теряется помещением, домом или квартирой. Измеряются они в Вт. Возникают тепловые потери в доме из-за разницы внешних и внутренних температур воздуха.

Содержание статьи:

В переходной и холодный период года температура на улицах падает, и возрастает разница температур внутреннего воздуха и воздуха на улице. И как уже мы упоминали, Второй закон термодинамики никто не отменял, поэтому тепло с ваших домов и квартир стремится его покинуть и обогреть холодную окружающую среду. Для снижения этих утрат тепла, делается утепление домов в различных видах от пенопласта и вентилируемых фасадов до современных теплоизоляционных материалов в виде шпаклевки. Главной же задачей в нашей профессии является поддержание в помещении комфортных параметров микроклимата. И в первую очередь, мы рассчитываем теплопотери для их компенсации.

Зачем делать расчет теплопотерь?

Когда же делают расчет потерь тепла в доме? Расчет теплопотерь обязателен при проектировании систем отопления, систем вентиляции, воздушных отопительных систем. Расчетные температуры берут из нормативных документов. Значение внешней температуры воздуха отвечает температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. Внутреннюю температуру берут или ту, которую желаете, или из норм, для жилых помещений это 20+-2°С.

Исходными данными для расчета служат: внешняя и внутренняя температура воздуха, конструкция стен, пола, перекрытий, назначение каждого помещения, географическая зона строительства. Все тепловые потери на прямую зависят от термического сопротивления ограждающих конструкций, чем оно больше, тем меньше теплопотери.

Для обеспечения комфортных условий пребывания людей в помещении нужно чтобы было правдивым уравнение теплового баланса 

           Qп+ Qо+ Qс+ Qк= Qср+ Qос+ Qпр+ Qлюд,       

где Qп–теплопотери через пол, Qо–теплопотери через окна, Qс–теплопотери через стену, Qк- теплопотери через крышу, Qср–теплопоступления от солнечной радиации, Qос–теплопоступления от отопительных систем, Qпр–теплопоступления от приборов, Qлюд–теплопоступления от людей.

На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная. 

Расчет теплопотерь

Получив исходные данные, проектировщики начинают расчет. Рассмотрим основные виды тепловых потерь и формулы их расчета. Теплопотери бывают: через стены, через пол, через окна, через крышу, через вентиляционные шахты и дополнительные потери тепла. Термическое сопротивление для всех конструкций рассчитывается по формуле 

R_ст =1/ α_в+Σ(δ_і / λ_і)+1/ α_н,

где α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м²·^оС;
λ_і и δ_і – коэффициент теплопроводности для материала каждого слоя стены и толщина этого слоя в м;
α_н – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждения, Вт/ м²·^ос;

Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий.    

И так, начнем:

 Первым делом рассмотрим теплопотери через стены

На них наибольшее влияние имеет конструкция стен. Рассчитываются  по формуле:     Коэф. n-поправочный коэффициент. Зависит от материала конструкций, и принимается n=1 если конструкции из штучных материалов,и n=0,9 для чердака, n=0,75 для перекрытия подвала.                                                           

Пример: Рассмотрим теплопотери сквозь кирпичную стену 510 мм с утеплителем минеральной ватой 100 мм и декоративным финишным шаром 30 мм. Внутренняя температура воздуха 22ºС, наружная -20ºС. Высотой пусть будет 3 м и длиной 4 м. В комнате одна внешняя стена, размещение на Юг, местность не ветреная, без внешних дверей. Для начала необходимо узнать коэффициенты теплопроводности этих материалов. Из размещенной выше таблицы узнаем: λ_к =0,58 Вт/мºС,  λ_ут =0,064 Вт/мºС, λ_шт =0,76  Вт/мºС. После этого рассчитывается термическое сопротивление ограждающей конструкции:

R_ст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м² ºС/Вт.

Для нашей местности такого сопротивления недостаточно и дом нужно утеплить лучше. Но сейчас не об этом.  Расчет теплопотерь:

Q=1/R·FΔt·n·β=1/2,64·12·42·1·(10/100+1)=210Вт.

ß- это дополнительные потери тепла. Далее мы распишем их значение и станет ясно, откуда взялось число 10 и зачем делить на 100.

Далее идут тепловые потери сквозь окна

Здесь все проще. Расчет термического сопротивления не нужен, ведь в паспорте современных окон он уже указан. Теплопотери через окна рассчитываются по той же схеме, что и через стены. Для примера рассчитаем потери через энергосберегающие окна с термическим сопротивлением R_о= 0,87 (м²°С/Вт) размером 1,5*1,5 с  ориентацией на Север. Q=1/0,87·2,25·42·1·(15/100+1)=125 Вт.

К теплопотерям через перекрытия относят отвод тепла через крышные и половые перекрытия. В основном это делается для квартир, где и пол и потолок представляет собой железобетонную плиту. На последнем этаже учитываются только потери сквозь потолок, а на первом лишь через подвальное перекрытие. Это обусловлено тем, что во всех квартирах принимается одинаковая температура воздуха, и теплоотдачу от квартиры к квартире не берут во внимание. Недавние исследования показали, что через не утепленные узлы примыкания перекрытий к ограждающим конструкциям идут большие потери тепла.        Определение утечки тепла через перекрытие такое же как и для стены, но не учитываются дополнительные теплопотери. Коэффициент α берется другой: α _вн =8,7 Вт/(м ²·К) α _вн =6 Вт/(м²·К), разница температур также, ведь в подвале или на крытом чердаке температура принимается в пределах 4-6ºС. Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле R_ст = 1/ α_в + Σ ( δ_і / λ_і ) + 1/ α. Возьмем перекрытие с сопротивлением 4,95 и примем воздух на чердаке +4ºС, площадь потолка 3х4м, внутри 22ºС. Подставляем в формулу и получаем:Q=1/R·FΔt·n·β=1/4,95·12·18·0,9= 40 Вт.  

Расчет потерь тепла через пол на грунте

Он немного сложнее нежели через перекрытие. Теплопотери рассчитываются по зонам. Зоной называют полосу пола шириной 2 м, параллельно внешней стене. Первая зона находится непосредственно возле стены, здесь происходит больше всего потерь тепла. За ней последуют вторая и другие зоны, до центра пола. Для каждой зоны рассчитывается свой коэффициент теплопередачи. Для упрощения вводится понятие удельного сопротивления: для первой зоны R1=2,15 (м²°С/Вт), для второй R2=4,3 (м²°С/Вт), для третьей R3=8,6 (м²°С/Вт)

 Пример Есть комната в которой пол на грунте, размер пола 6х8 м Температуры все те же. Сначала разделим пол на зоны. У нас их получилось две. Находим площадь каждой зоны. У нас это 20 м2 для первой зоны и 8 м2 для второй. Затем задаемся условными сопротивлениями R1=2,15 (м²°С/Вт), R2=4,3 (м²°С/Вт), подставляем в формулу:                                                 Q=(F1/R1+F2/R2+F3/R3)(tвт — tвн)·n=(20/2,15+8/4,3)·42·1= 470 Вт.                       

Дополнительные теплопотери

Учитываются  только для стен и окон, то есть конструкций которые напрямую соприкасаются с окружающей средой. Существует четыре вида дополнительных потерь тепла: на ориентацию, на ветреность, на количество стен и наличие внешних дверей. Выражаются они в процентах и в последствии переводятся в коэффициент дополнительных теплопотерь. Если помещение ориентированно на Север, Восток, Северо-Восток, Северо-Запад дополнительные потери тепла составляют 10%, когда на Юг, Запад, Юго-Запад, Юго-Восток, додаются 5%. Если здание находится в ветреной местности, додаются еще 10% тепловых потерь,а когда в защищенной от ветров местности только 5%. Если в помещении есть две внешние стены, то дополнительные потери составляют 5%, когда только одна — дополнительных потерь нет. Если в наружной стене есть дверь, можно рассчитать убыток сквозь нее, но проще добавить 60% если двери тройные, 80% когда двойные двери и 95% если они одинарные. Например: Комната имеет две внешние стены, размещенная в ветреной местности, одна стена выходит на Юг, вторая на Север, дверей нету. Тогда дополнительные потери составляют 10%+5% на ориентацию +10% на ветер +5% так как две стены. И того 30%, чтобы добавить их к основным теплопотерям нужно перевести в коэффициент β =30% + 100% =30/100 +1 =1,3 и подставляем в общую формулу. 

Теплопотери на вентиляцию

Не учитываются, если проектируется воздушное отопление или используется вентустановка с подогревом воздуха, так как воздух в помещение поступает уже теплый, и на его нагрев не тратится тепло. Но если установка без подогрева, необходимо учесть расход тепла на нагрев входящего воздуха. Упрощенная формула выглядит так:

Q=0,337·V·Δt

где V — бьем помещения в м3,  Δt — разница внешней и наружной температур.

Сума всех потерь тепла и составляет общие потери помещения. 

Расчет тепловых потерь в программе Excel

Сам процесс расчета тепловых потерь дома занимает довольно много времени, поэтому для себя мы создали шаблон в Excel, с помощью которого делаем расчеты. Решили с вами поделиться и использовать его можно перейдя по ссылке. Здесь же распишем инструкцию пользования.

Шаг 1

Перейти по ссылке и открыть программный файл. Вы перед собой увидите таблицу такого вида:

Шаг 2

Нужно заполнить исходные данные: номер помещения (если вам нужно), его название и температура внутри, название ограждающих конструкций и их ориентация, размеры конструкций. Вы увидите, что площадь считается сама. Если хотите отнимать площадь окна от стен, нужно корректировать формулы, так как мы не знаем где у вас будут записаны окна. У нас площади отнимаются. Также нужно заполнить коэффициент теплопередачи 1/R, разницу температур и поправочный коэффициент. К сожалению, их заполняют вручную. В примере у нас кабинет с тремя внешними стенами в одной стене два окна, в другой нет окон и третья имеет одно окно. Конструкции стен будет как в примере, где мы рассчитывали R, поесть к=1/R=1/2,64=0,38. Пол пусть будет на грунте и его поделим на зоны у нас их две и потери считаем для двух зон , тогда к1=1/2,15=0,47, к2=1/4,3=0,23. Окна пусть будут энергосберегающие R_о= 0,87 (м²°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14.

На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.

Шаг 3

К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент. И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%. Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся.

Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и  есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений. 

Шаг 4

В нашем же случае воздух не подогревается ,и чтобы рассчитать полные потери тепла, нужно в столбик Rввести площадь нашего помещения 18 м2, а в столбец S его высоту  3 м.

Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!

Заключение

 Правильный расчет теплопотерь покажет, что вы профессионал своего дела. Ведь согласитесь, расчет потерь 100 Вт/м2 слегка преувеличен, а в некоторых случаях недостаточен. Поэтому потратьте на 15 минут больше времени и рассчитайте тепловые потери здания. Исходя из этого вы сможете не только спроектировать более чем комфортные условия пребывания людей, но и сэкономить заказчику немалые средства на эксплуатацию систем. А опыт показывает, что к таким проектировщикам обращаются чаще.

Читайте также:

airducts.ru

Расчет теплопотерь помещений

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.

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

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.

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.

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.

dekormyhome.ru

Калькулятор для расчета теплопотерь при отоплении дома онлайн

Расчет теплопотери помещения

Метод расчета отопления помещения

Qт= 0.1 кВт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7 = кВт

Где:

• Qт – теплопотери дома;
• ватт/м2 – удельная величина тепловых потерь, которая состоит из теплового потока через материалы окон, стен и потолка, вентиляция и т.п.;
• S – площадь помещения;
• К – коэффициенты.

Коэффициенты для расчета отопления (К)

Высота помещения (K1)

2,5м K1=1,0
3,0м K1=1,05
3,5м K1=1,1
4,0м K1=1,15
4,5м K1=1,2

Число наружных стен (K2)

Одна K2=1,1
Две K2=1,2
Три K2=1,3
Четыре K2=1,4

Теплоизоляция стен (К3)

Хорошая К3=0,85
Средняя К3= 1,0
Плохая К3=1,27

Окна (К4)

Тройной стеклопакет К4=0,85
Двойной стеклопакет К4=1,0
Обычное(двойное)остекленение К4=1,27

Вид помещения сверху (K5)

Обогреваемое помещение K5=0,8
Теплый чердак K5=0,9
Холодный чердак K5=1,0

Соотношение площадей окон и пола (К6)

10% К6=0,8
20% К6=0,9
30% К6=1,0
40% К6=1,1
50% К6=1,2

Температура снаружи помещения (К7)

-10℃ К7=0,7
-15℃ K7=0,9
-20℃ K7=1,1
-25℃ K7=1,3
-30℃ K7=1,5

strojdvor.ru

Расчет теплопотерь: методики, формулы, пример

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.

1poteply.ru

Расчет теплопотерь здания – готовимся к зимнему периоду

Многие, строя загородный дом, забывают о приближении зимних холодов, из-за чего расчет теплопотерь здания делают в спешке, и в итоге отопление не создает комфортный микроклимат в помещениях. А ведь сделать дом теплым не сложно, нужно лишь учесть ряд нюансов.

На чем основывается расчет теплопотерь здания

Таким свойством, как теплопроводность, обладает любой материал, различается лишь уровень термического сопротивления, то есть пропускная способность. Из любого дома, даже с устроенной по всем правилам термоизоляцией, тепло уходит через окна, двери, стены, пол, потолок (крышу), а также через вентиляцию. При разнице внешней и внутренней температур обязательно возникает так называемая «точка росы», со средним значением. И только от микроклимата в помещениях, материала и толщины стен, а также характеристик термоизоляции зависит, где окажется эта точка: внутри, снаружи или непосредственно в стене, а также какая в ней будет температура.

Если ответственно подходить к задаче и выполнять расчет теплопотерь здания по всем правилам, это займет у вас немало часов и придется составить множество формул, вычисления займут целую тетрадь. Поэтому определим интересующие нас показатели упрощенным методом, либо обратившись за помощью к СНиП и ГОСТам. И, поскольку решено делать подсчеты не слишком углубленно, оставим в стороне определение среднегодовых температуры и влажности по самой холодной пятидневке за несколько лет, как того требуется по СНиП 23-01-99. Просто отметим наиболее морозный день за последний зимний сезон, допустим, это будет -30 ^оС. Также не будем принимать во внимание среднесезонную скорость ветра, влажность в регионе и длительность отопительного периода.

Калькулятор теплопотерь здания

Однако из чего же складывается микроклимат в жилой комнате? Комфортные условия для жильцов зависят от температуры воздуха t_в, его влажности φ_в и движения v_в, возникающего при наличии вентиляции. И еще один фактор влияет на уровень тепла – радиационное излучение тепла или холода t_р, свойственное нагреваемым (охлаждаемым) естественным путем предметам и поверхностям в обстановке. По нему определяется результирующая температура t_п, с помощью формулы [t_п = (t_р + t_в)/2]. Все эти показатели для разных помещений можно рассмотреть в приведенной ниже таблице.

Оптимальные параметры микроклимата жилых зданий по ГОСТ 30494-96 [2]

Буквами НН обозначаются ненормируемые параметры.

Делаем теплотехнический расчет стены с учетом всех слоев

Как уже было сказано, каждому материалу свойственно сопротивление теплопередаче, и чем толще стены или перекрытия, тем выше это значение. Однако не стоит забывать и про термоизоляцию, при наличии которой ограждающие помещение поверхности становятся многослойными и намного лучше препятствуют утечке тепла. У каждого слоя свое сопротивление прохождению тепла, и сумма всех этих величин обозначается в формулах как ΣR_i (здесь буква i определяет номер слоя).

Поскольку составляющие ограждения помещений материалы с разными свойствами имеют некоторое возмущение температурного режима в своей структуре, высчитывается общее сопротивление теплопередаче. Формула у него следующая: [R_o = R_в + ΣR_i + R_н], где R_в и R_н соответствуют сопротивлению на внутренней и наружной поверхностях ограждения, будь то стена или перекрытие. Однако утеплители вносят в теплотехнический расчет стены коррективы, которые базируются на коэффициенте теплотехнической однородности r, определяемом формулой [r = r₁ + r₂].

Показатели с цифровыми индексами являются, соответственно, коэффициентами внутренних крепежей и соединения расчетного ограждения с любым другим. Первый, то есть r₁, отвечает как раз за фиксацию утеплителей. Если коэффициент теплопроводности последних λ = 0,08 Вт/(м·°С), значение r₁ будет большим, если же теплопроводность термоизоляции оценивается как λ = 0,03 Вт/(м·°С), то меньшим.

Значение коэффициента внутренних крепежей уменьшается по мере возрастания толщины слоя утеплителя.

В целом, картина складывается следующая. Допустим, термоизоляция монтируется прямым анкерным креплением на трехслойной ячеистобетонной стене, снаружи облицованной кирпичом. Тогда при слое утеплителя в 100 миллиметров r₁ соответствует 0,78-0,91, толщина в 150 миллиметров дает коэффициент внутреннего крепежа 0,77-0,90, тот же показатель, но в 200 мм, определяет r₁ как 0,75-0,88. Если внутренний слой также из кирпича, то r₁ = 0,78-0,92, а если стены помещения железобетонные, то коэффициент смещается до 0,79-0,93. А вот оконные откосы и вентиляция дают значение r₂ = 0,90-0,95. Все эти данные следует учитывать в дальнейшем.

Некоторые сведения о том, как рассчитать толщину утеплителя

Для того чтобы приступить к расчету термоизоляции, нам необходимо, прежде всего, высчитать R_o, затем узнать требуемое термическое сопротивление R_req по следующей таблице (сокращенный вариант).

Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Коэффициенты a и b необходимы для тех случаев, когда значение D _d , °С·сут отличается от приведенного в таблице, тогда R _req , м²·°С/Вт рассчитывается по формуле R _req = a D _d + b. Для колонки 6 первой группы зданий существуют поправки: если значение градусо-суток менее 6000 °С·сут, a = 0,000075, а b = 0,15, если тот же показатель в диапазоне 6000-8000 °С·сут, то a = 0,00005, b = 0,3, если же более 8000 °С·сут, то a = 0,000025, а b = 0,5. Когда все данные будут собраны, приступаем к расчету термоизоляции.

Теперь выясним, как рассчитать толщину утеплителя. Здесь придется обратиться к математике, поэтому будьте готовы поработать с формулами. Вот первая из них, по ней определяем требуемое условное сопротивление теплопередаче R_o^{усл. тр} = R _req/r. Данный параметр нам нужен для определения требуемого сопротивления теплопередачи утеплителя R_ут^тр = R_o^{усл. тр} – (R_в + ΣR_{т. изв} + R_н), здесь ΣR_{т. изв} является суммой термического сопротивления слоев ограждения без учета теплоизоляции. Находим толщину утеплителя δ_ут = R_ут^тр λ_ут (м), причем λ_ут берется из таблицы Д.1 СП 23-101-2004 [7], и округляем полученный результат в большую сторону до конструктивного значения с учетом номенклатуры производителя.

remoskop.ru