Рассчитать теплопотери дома через окна и входную дверь
Давайте на простом примере разберем вариант расчета теплопотерь дома через окна и входную дверь дома, для утепление которого может использоваться эковата экстра. Для расчета возьмем два окна по разным стенам дома размером 100х120 см (1х1,2 м), еще одно окно меньшего размера который составляет 60х120 см (0,6х1,2 м).
Для расчета теплопотерь дома через входную дверь возьмем следующие параметры двери 80х120х5 см (ширина двери – 0,8 м, высота двери – 2 м, толщина дверного полотна – 0,05 м). структура дверного полотна – массив сосны. Дверь со стороны улицы защищена от прямого воздействия атмосферных явлений неотапливаемой террасой, поэтому по правилам расчета теплопотерь необходимо применять понижающий коэффициент равный показателю 0,7.
Расчет теплопотерь через окна
Для начала проведения расчетов теплопотерь дома через окна необходимо вычислить общую площадь всех ранее оговоренных окон. Расчет проведем по формуле:
S окон = 1 ∙ 1,2 ∙ 2 + 0,6 ∙ 1,2 = 3,12 м2
Теперь для продолжения расчета теплопотерь дома через окна узнаем их характеристики. Для примера возьмем следующие технические показатели:
- Окна сделаны из трехкамерного профиля ПВХ
- Окна имеют двухкамерный стеклопакет (4-16-4-16-4, где 4 это толщина стекла, 16 это расстояние между стеклами стеклопакетов каждого окна).
Теперь можно приступить к дальнейшим расчета и узнать тепловое сопротивление установленных окон. Тепловое сопротивление двухкамерного стеклопакета и трехкамерного профиля такой конструкции окон:
- R ст-а = 0,4 м² ∙ °С / Вт – тепловое сопротивление стеклопакета
- R профиля = 0,6 м² ∙ °С / Вт — тепловое сопротивление трехкамерного профиля
Большую часть окна — 90%,занимает стеклопакет и 10% — профиль ПВХ. Тепловое сопротивление окна рассчитываем по формуле :
R окна = (R ст-а ∙ 90 + R профиля ∙ 10) / 100 = 0,42 м² ∙ °С / Вт.
Имея данные о площади окон и их тепловое сопротивление, выполняем расчет теплопотерь через окна:
Q окон = S ∙ dT ∙ / R = 3,1 м² ∙ 52 градуса / 0,42 м² ∙ °С / Вт = 383,8 Вт (0,38 кВт), это мы с вами получаем теплопотери дома через окна, теперь рассчитаем теплопотери дома через входную дверь.
Расчет теплопотерь через дверь
По паспорту теплопроводность материала входной двери равна 0,14 Вт/мК. Тепловое сопротивление двери:
R двери = B / K = 0,05 м / 0,14 Вт/мК = 0,36 м² ∙ °С / Вт,
Расчет теплопотерь через дверь выполняем по известной нам формуле:
Q двери = S ∙ dT ∙ / R = 1,6 м² ∙ 52 градуса / 0,36 м² ∙ °С / Вт = 231,1 Вт (0,23 кВт), применяем коэффициент 0,7:
Q двери с коэф = 0,23 кВт ∙ 0,7 = 0,16 кВт — теплопотери входной двери.
Вuilderclub 2014г.
Статьи на тему:
- Как сэкономить на отоплении дома
- Расчет теплопотерь через стены дома
Источник: http://www.radota-motoblok.ru/publ/dom_dacha_banja/teplopoteri_doma_cherez_okna_i_dveri/8-1-0-71
Расчеты теплопотерь
Выбор теплоизоляции, вариантов утепления стен, перекрытий и других огрождающих конструкций для большинства заказчиков-застройщиков задача сложная. Слишком много противоречивых проблем требуется решить одновременно. Данная страничка поможет Вам во всем этом разобраться.
В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», сопротивление теплопередаче определяется по одному из двух альтернативных подходов:
- предписывающему (нормативные требования предьявляются к отдельным элементам теплозащиты здания: наружным стенам, полам над не отапливаемым пространствами, покрытиям и чердачным перекрытиям, окнам, входным дверям и т.п.)
- потребительскому (сопротивление теплопередачи ограждения может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного).
Санитарно-гигиенические требования должны выполняться всегда.
К ним относятся
— требование, что бы перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности огрождающих конструкций не превышали допустимых значений. Максимальные допустимые значения перепада для наружной стены 4°С, для покрытия и чердачного перекрытия 3°С и для перекрытия над подвалами и подпольями 2°С.
— требование, что бы температура на внутренней поверхности ограждения была выше температуры точки росы.
Для Москвы и ее области требуемое теплотехническое сопротивление стены по потребительскому подходу составляет 1,97 °С·м. кв./Вт, а по предписывающему подходу:
- для дома постоянного проживания 3,13 °С·м. кв./ Вт,
- для административных и других общественных зданий в т.ч. зданий сезонного проживания 2,55 °С·м. кв./ Вт.
Таблица толщин и термических сопротивление материалов для условий Москвы и ее области.
Наименование материала стены | Толщина стены и соответствующее ей термическое сопротивление | Необходимая толщина по потребительскому подходу(R=1,97 °С·м. кв./ Вт)и по предписывающему подходу(R=3,13 °С·м. кв./ Вт) |
Полнотелый сплошной глиняный кирпич (плотность 1600 кг/м. куб) | 510 мм (кладка в два кирпича), R=0,73 °С·м. кв./Вт | 1380 мм2190 мм |
Керамзитобетон (плотность 1200 кг/м. куб.) | 300 мм, R=0,58 °С·м. кв./Вт | 1025 мм1630 мм |
Деревянный брус | 150 мм, R=0,83 °С·м. кв./Вт | 355 мм565 мм |
Деревянный щит с заполнением минеральной ватой (толщины внутренней и наружной обшивки из досок по 25 мм) | 150 мм, R=1,84 °С·м. кв./Вт | 160 мм235 мм |
Таблица требуемых сопротивлений теплопередаче огрождающих конструкций в домах Московской области.
Наружная стена | Окно, балконная дверь | Покрытие и перекрытия | Перекрытие чердачное и перекрытия над неотапливаемыми подвалами | Входной двери |
По предписывающему подходу | ||||
3,13 | 0,54 | 3,74 | 3,30 | 0,83 |
По потребительскому подходу | ||||
1,97 | 0,51 | 4,67 | 4,12 | 0,79 |
Из этих таблиц видно, что большинство загородного жилья в Подмосковье не удовлетворяют требованиям по теплосбережению, при этом даже потребительский подход несоблюдается во многих вновь строящихся зданиях.
Поэтому, подбирая котел или обогревательные приборы только по указанным в их документации способности обогреть определенную площадь, Вы утверждаете, что Ваш дом построен со строгим учетом требований СНиП 23-02-2003.
Из вышеизложенного материала следует вывод. Для правильного выбора мощности котла и обогревательных приборов, необходимо рассчитать реальные теплопотери помещений Вашего дома.
Ниже мы покажем несложную методику расчета теплопотерь Вашего дома.
Дом теряет тепло через стену, крышу, сильные выбросы тепла идут через окна, в землю тоже уходит тепло, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.
Тепловые потери в основном зависят от:
- разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше),
- теплозащитных свойств стен, окон, перекрытий, покрытий (или, как говорят ограждающих конструкций).
Ограждающие конструкции сопротивляются утечкам тепла, поэтому их теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередачи.
Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать и наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.
R = ΔT/q,
где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м. кв.); ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С) и, R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/м. кв. или °С·м. кв./ Вт).
Когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто складываются. Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:
R(сумм.)= R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.).
Распределение температуры и пограничные слои воздуха при передаче тепла через стену
Расчет на теплопотери проводят для самого неблагоприятного периода, которым является самая морозная и ветреная неделя в году.
В строительных справочниках, как правило, указывают тепловое сопротивление материалов исходя из этого условия и климатического района (или наружной температуры), где находится Ваш дом.
Таблица – Сопротивление теплопередачи различных материалов при ΔT = 50 °С (Тнар. = –30 °С, Твнутр. = 20 °С.)
Материал и толщина стены | Сопротивление теплопередаче Rm, |
Кирпичная стенатолщиной в 3 кирпича (79 см)толщиной в 2,5 кирпича (67 см)толщиной в 2 кирпича (54 см)толщиной в 1 кирпич (25 см) | 0,5920,5020,4050,187 |
Сруб из бревен Ø 25Ø 20 | 0,5500,440 |
Сруб из брусатолщиной 20 смтолщиной 10 см | 0,8060,353 |
Каркасная стена (доска +минвата + доска) 20 см | 0,703 |
Стена из пенобетона 20 см30 см | 0,4760,709 |
Штукатурка по кирпичу, бетону,пенобетону (2-3 см) | 0,035 |
Потолочное (чердачное) перекрытие | 1,43 |
Деревянные полы | 1,85 |
Двойные деревянные двери | 0,21 |
Таблица – Тепловые потери окон различной конструкции при ΔT = 50 °С (Тнар. = –30 °С, Твнутр. = 20 °С.)
Источник: Теплопотери дома – куда реально уходит тепло
Перед тем, как начать строить дом, нужно купить проект дома – так говорят архитекторы. Надо купить услуги профессионалов – так говорят строители. Необходимо купить качественные строительные материалы – так говорят продавцы и производители стройматериалов и утеплителей. И вы знаете, в чем-то они все немножечко правы. Однако никто кроме вас не будет настолько заинтересован в вашем жилье, чтобы учесть все моменты и свести воедино все вопросы по его строительству. Один из самых важных вопросов, которые стоит решить на этапе планирования строительства, это теплопотери дома. От расчета теплопотерь будут зависеть и проект дома, и его строительство и то, какие стройматериалы и утеплители вы будете закупать. Не бывает домов с нулевыми теплопотерями. Для этого дом должен был бы плыть в вакууме со стенами в 100 метров высокоэффективного утеплителя. Мы живем не в вакууме, и вкладываться в 100 метров утеплителя не хотим. А значит, у нашего дома будут теплопотери. Пусть будут, лишь бы они были разумными. Посмотрим, какие теплопотери можно считать разумными, и куда уходит тепло из дома в холодный период года. Теплопотери через стеныТеплопотери через стены – об этом думают сразу все хозяева. Считают теплосопротивление ограждающих конструкций, утепляются до достижения нормативного показателя R и на этом заканчивают свою работу по утеплению дома. Конечно, теплопотери через стены дома надо считать – стены обладают максимальной площадью из всех ограждающих конструкций дома. Но они – не единственный путь для тепла наружу. Утепление дома — единственный способ снизить теплопотери через стены. Для того, чтобы ограничить теплопотери через стены, достаточно утеплить дом 150 мм высокоэффективного утеплителя для европейской части России или 200-250 мм того же утеплителя для Сибири и северных регионов. И на этом можно оставить в покое этот показатель и перейти к другим, не менее важным. Теплопотери полаХолодный пол в доме – это беда. Теплопотери пола, относительно такого же показателя для стен, важнее примерно в 1,5 раза. И именно во столько же толщина утеплителя в полу должна быть больше толщины утеплителя в стенах. Теплопотери пола становятся значимыми, когда под полом первого этажа у вас холодный цоколь или просто уличный воздух, например, при винтовых сваях. Утепляете стены — утепляйте и пол. Если в стены вы закладываете 200 мм базальтовой ваты или пенопласта, то в пол вам придется заложить 300 миллиметров настолько же эффективного утеплителя. Только в этом случае можно будет ходить по полу первого этажа босиком в любую, даже самую лютую, зиму.
Мало того, в такой подвал или цоколь стоит нагнетать нагретый воздух с первого этажа, а лучше со второго. А вот стены подвала, его плита должны быть утеплены максимально, чтобы не «обогревать» грунт. Конечно, постоянная температура грунта +4С, но это на глубине. А зимой вокруг стен подвала все те же -30С, как и на поверхности грунта. Теплопотери через потолокВсе тепло идет вверх. И там оно стремится выйти наружу, то есть покинуть помещение. Теплопотери через потолок в вашем доме – это одна из наибольших величин, которая характеризует уход тепла на улицу. Толщина утеплителя на потолке должна быть в 2 раза больше толщины утеплителя в стенах. Монтируете 200 мм в стены – монтируйте 400 мм на потолок. В этом случае вам будет гарантировано максимальное теплосопротивление вашего теплового контура. Потолок нуждается в самом толстом утеплителе. Что у нас получается? Стены 200 мм, пол 300 мм, потолок 400 мм. Считайте, что вы сэкономите на любом энергоносителе, которым будете отапливать свой дом. Теплопотери оконЧто совершенно невозможно утеплить, так это окна. Теплопотери окон – самая большая величина, которой описывается количество тепла, покидающего ваш дом. Какими бы вы не сделали свои стеклопакеты – двухкамерными, трехкамерными или пятикамерными, теплопотери окон все равно будут гигантскими. Как сократить теплопотери через окна? Во-первых, стоит сократить площадь остекления во всем доме. Конечно, при большом остеклении дом выглядит шикарно, и его фасад напоминает вам о Франции или Калифорнии. Но тут уже что-то одно – или витражи в половину стены или хорошее теплосопротивление вашего дома. Хотите снизить теплопотери окон — не планируйте большую их площадь. Во-вторых, следует хорошо утеплять оконные откосы – места прилегания переплетов к стенам. И, в-третьих, стоит использовать для дополнительного сбережения тепла новинки строительной отрасли. Например, автоматические ночные теплосберегающие ставни. Или пленки, отражающие тепловое излучение обратно в дом, но свободно пропускающие видимый спектр. Куда уходит тепло из дома?Стены утеплены, потолок и пол тоже, ставни поставлены на пятикамерные стеклопакеты, вовсю раскочегарен газовый котел. А в доме все равно прохладно. Куда же продолжает уходить тепло из дома? Настало время искать щели, щелки и щелочки, куда уходит тепло из дома. Во-первых, система вентиляции. Холодный воздух приходит по приточной вентиляции в дом, теплый воздух покидает дом по вытяжной вентиляции. Чтобы уменьшить теплопотери через вентиляцию, можно установить рекуператор – теплообменник, забирающий тепло у выходящего теплого воздуха и нагревающий входящий холодный воздух. Один из способов снизить теплопотери дома через систему вентиляции — установить рекуператор. Во-вторых, входные двери. Чтобы исключить теплопотери через двери, следует смонтировать холодный тамбур, который будет буфером между входными дверями и уличным воздухом. Тамбур должен быть относительно герметичным и необогреваемым.
Источник: Расчет теплопотерь: методики, формулы, примерПервый шаг в организации отопления частного дома — расчет теплопотерь. Цель этого расчета — выяснить, сколько тепла уходит наружу сквозь стены, полы, кровлю и окна (общее название — ограждающие конструкции) при самых суровых морозах в данной местности. Зная, как рассчитать теплопотери по правилам, можно получить довольно точный результат и приступить к подбору источника тепла по мощности. Базовые формулыЧтобы получить более-менее точный результат, необходимо выполнять вычисления по всем правилам, упрощенная методика (100 Вт теплоты на 1 м² площади) здесь не подойдет. Общие потери теплоты зданием в холодное время года складываются из 2 частей:
Базовая формула для подсчета расхода тепловой энергии через наружные ограждения выглядит следующим образом: Q = 1/R х (tв — tн) х S х (1+ ∑β). Здесь:
Термическое сопротивление стен либо кровли здания определяется исходя из свойств материала, из которого они сделаны, и толщины конструкции. Для этого используется формула R = δ / λ, где:
Если стена возведена из 2 материалов (например, кирпич с утеплителем из минваты), то термическое сопротивление рассчитывается для каждого из них, а результаты суммируются. Уличная температура выбирается как по нормативным документам, так и по личным наблюдениям, внутренняя — по необходимости. Добавочные теплопотери — это коэффициенты, определенные нормами:
Порядок выполнения вычисленийЧтобы учесть все тепло, уходящее из дома, необходимо сделать расчет теплопотерь помещения, причем каждого по отдельности. Для этого производятся замеры всех ограждений, соседствующих с окружающей средой: стен, окон, крыши, пола и дверей. https://www.youtube.com/watch?v=QnsoSvKnuKw Важный момент: обмеры следует выполнять по внешней стороне, захватывая углы строения, иначе расчет теплопотерь дома даст заниженный расход тепла. Окна и двери измеряются по проему, который они заполняют. По результатам замеров рассчитывается площадь каждой конструкции и подставляется в первую формулу (S, м²). Туда же вставляется значение R, полученное делением толщины ограждения на коэффициент теплопроводности строительного материала. В случае с новыми окнами из металлопластика величину R вам подскажет представитель фирмы-установщика. В качестве примера стоит провести расчет теплопотерь через ограждающие стены из кирпича толщиной 25 см, площадью 5 м² при температуре окружающей среды -25°С. Предполагается, что внутри температура составит +20°С, а плоскость конструкции обращена к северу (β = 0,1). Сначала нужно взять из справочной литературы коэффициент теплопроводности кирпича (λ), он равен 0,44 Вт/(м°С). Затем по второй формуле вычисляется сопротивление передаче тепла кирпичной стены 0,25 м: R = 0,25 / 0.44 = 0,57 м²°С / Вт
Q = 1 / 0,57 х (20 — (-25)) х 5 х (1 + 0,1) = 434 Вт = 4.3 кВт Если в комнате имеется окно, то после вычисления его площади следует таким же образом определить теплопотери сквозь светопрозрачный проем. Такие же действия повторяются относительно полов, кровли и входной двери. В конце все результаты суммируются, после чего можно переходить к следующему помещению. Учет тепла на подогрев воздухаВыполняя расчет теплопотерь здания, важно учесть количество тепловой энергии, расходуемой системой отопления на подогрев вентиляционного воздуха. Доля этой энергии достигает 30% от общих потерь, поэтому игнорировать ее недопустимо. Рассчитать вентиляционные теплопотери дома можно через теплоемкость воздуха с помощью популярной формулы из курса физики: Qвозд = cm (tв — tн). В ней:
Здесь все величины известны, кроме массового расхода воздуха при вентиляции помещений. Чтобы не усложнять себе задачу, стоит согласиться с условием, что воздушная среда обновляется во всем доме 1 раз в час. Тогда объемный расход воздуха нетрудно посчитать путем сложения объемов всех помещений, а затем нужно перевести его в массовый через плотность. Поскольку плотность воздушной смеси меняется в зависимости от его температуры, нужно взять подходящее значение из таблицы:
Пример. Необходимо просчитать вентиляционные теплопотери здания, куда поступает 500 м³ в час с температурой -25°С, внутри поддерживается +20°С. Сначала определяется массовый расход: m = 500 х 1,422 = 711 кг/ч Подогрев такой массы воздуха на 45°С потребует такого количества теплоты: Qвозд = 0.28 х 711 х 45 = 8957 Вт, что примерно равно 9 кВт. По окончании расчетов результаты тепловых потерь сквозь наружные ограждения суммируются с вентиляционными теплопотерями, что дает общую тепловую нагрузку на систему отопления здания. Представленные методики вычислений можно упростить, если формулы ввести в программу Excel в виде таблиц с данными, это существенно ускорит проведение расчета. Источник: Как предотвратить потери тепла через пластиковые окнаКак показывает практика, очень большая доля тепла из дома улетучивается через окна. Поскольку во многих домах установлены пластиковые окна, которые практически сводят к нулю сквозняки и выхолаживание помещений за счет притока холодного воздуха, то это имеет преимущество перед обычными окнами. И все же пластиковые окна способны терять тепло от 20 до 40% от общих теплопотерь дома, разберемся в причинах этого и как предотвратить потери тепла через окна. Теплопотери через стеклопакетПластиковые окна способны очень хорошо удерживать тепло и этот показатель тем выше, чем толще стеклопакет. Как показывает практика, для теплопотерь не столь важно из скольких камер состоит ваш стеклопакет. Две, или три камеры, или одна — не столь важно. Утечка тепла происходит через всю площадь стекла. Это излучение лежит в инфракрасной области спектра. Современные технологи справляются с этой задачей следующим образом: изобретены так называемые энергосберегающие стеклопакеты. Они отличаются от обычных тем, что на его стекло нанесен особый слой низкоэмиссионного напыления.
При этом солнечная радиация тоже не проникает сквозь такое стекло, что очень хорошо для регионов с жарким климатом. Двухкамерный стеклопакет обеспечит вам необходимую толщину окна для лучшего сбережения тепла. И вместе с тем необходимо помнить, что такой стеклопакет заметно тяжелее обычного, что может привести к провисанию створок со временем. Помимо всего прочего замечено, что от уличного шума такой стеклопакет может начать издавать звуки низкой частоты. Это связано с тем, что между стеклами может возникать стоячая звуковая волна, которая может способствовать возникновению резонанса и появлению характерного дребезга.
Еще одним неприятным моментом бывает промерзание зимой окон, а также появление наледи на стеклопакете. Чаще всего это показатель того, что герметик окон пришел в негодность. Это случается по причине его разрушения. Для того, чтобы пенный герметик не разрушался, его необходимо при монтаже покрыть влагоизолирующей мастикой. Проверьте также плотность прилегания защитной уплотнительной резины окна. Для того, чтобы резина сохраняла свои изолирующие функции, необходимо как минимум дважды смазывать её специальной смазкой из набора для ухода за пластиковыми окнами. Вы удивитесь, сколько грязи может скапливаться на резине за полгода, когда наконец решитесь её помыть моющим средством. Если этого не делать, то резина потрескается и потеряет свою эластичность. Силиконовая смазка поможет продлить срок службы уплотнительной резины пластиковых окон.
Мы познакомили вас с ответом на вопрос как предотвратить потери тепла через стеклопакет и вы обратите серьезное внимание на ваши окна. Заходите в наш магазин «Скобяная лавка», где вы найдете все для ведения хозяйства вашего дома, дачи. Загляните также в наш магазин на сайте, чтобы ознакомиться с некоторым перечнем товаров в нашем магазине. Мы вам всегда рады! Источник: Теплопотери в доме
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,
На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная. Расчет теплопотерьПолучив 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 Rст =1/ αв+Σ(δі / λі)+1/ αн, где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м2·оС; Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий. И так, начнем: Первым делом рассмотрим теплопотери через стеныНа 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: λк =0,58 Вт/мºС, λут =0,064 Вт/мºС, λшт =0,76 Вт/мºС. После этого рассчитывается термическое сопротивление ограждающей конструкции: Rст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м2 ºС/Вт.
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 окнаЗдесь 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 Rо= 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.
Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле Rст = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 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 грунтеОн 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.
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 теплопотериУчитываются 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.
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 вентиляциюНе 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 ExcelСам 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 1Перейти по ссылке и открыть программный файл. Вы перед собой увидите таблицу такого вида:Шаг 2Нужно 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 Rо= 0,87 (м2°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14. На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается. Шаг 3К 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%.
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 4В 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! ЗаключениеПравильный 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. Источник: Утепление домов — Теплопотери через окна и двери-Утепление домов
| Сопротивление теплопередаче современных окон колеблется от 0,42 до 0,72 м2*К/Вт. Окон и дверей в проекте Пирос 40м2. Имеем 40м2*40К/0,5м2*К/Вт=3,2кВт/час это 77кВт/сутки. Много это или мало? Смотря как к этому отнестись В случае неутеплённого дома (стена в 1,5 кирпича) один м2 окна по теплопотерям равен двум м2 стены. Так в неутеплённом доме стены теряют 240кВт (см статью «Стены») за сутки, а обычные окна теряют 96 кВт. В этом случае соотношение теплопотерь окно/стена равно 2,5:1. В случае, если мы утеплим «старые стены» дома до значения, допустим, 3,6 м2*К/Вт и оставим в этом доме «старые окна», тогда уже соотношение теплопотерь окно/стена будет равно 9:1. Однако! Это значит, что один квадратный метр окна теряет тепла столько же, сколько девять квадратных метров стены!!! Получается, что в целом, в нормально утепленном доме окна теряют тепла практически в 1,5 раза больше чем стены! (96кВт — старые окна / 68 кВт — вновь утеплённые стены = 1,41) Что в этом случае можно сделать? В этом случае можно применить самые лучшие окна с двойными рамами, снабженные «К» стёклами. Тогда теплопотери будут 55кВт/сутки. Уже неплохо, теперь теплопотери дома через «новые окна» стали на 20% меньше, чем теплопотери дома через утеплённые стены. То есть снизились в 1,5 раза. Как можно ещё уменьшить теплопотери через окна? Умные люди предложили закрывать окна жалюзями – ставнями, но ставнями не простыми, а теплозащитными. Закрывать хотя бы в темное время суток, а зимой, как известно, этого времени суток больше чем светлого. В темноё время суток окна всё равно закрывают непрозрачными шторами.
Предположим, что теперь окна в доме в световой день (9 часов) излучают то же тепло — 20,7кВт, а в темное время суток окна, закрытые ставнями, выпустят уже только 6,5кВт итого 27,2кВт/сутки. Так применение теплосберегающих ставней во время зимнего проживания в 2 раза уменьшает энергопотери. В случае утеплённых стен соотношение теплопотерь в доме возвращается к обычному 2,5. А в режиме консервации, когда людей в доме нет, благодаря постоянно закрытым ставням энергопотери уменьшаются более чем в 5 раз! Неплохо! В новом «тёплом доме» все компоненты (стены, окна, крыша) должны соответствовать друг другу. Очевидно, что нужно обзавестись утеплёнными ставнями.
А кто такие дома имеет, об этом пока не догадываются. Пока энтузиастам приходится конструировать их самостоятельно из подручных материалов. Окна и влажностьВ воздухе есть растворенная в виде пара вода – это явление называется влажностью. При разной температуре воздух способен удерживать в себе разное количество водяного пара. На границе холода с теплом водяные пары превращаются в воду — выпадает конденсат. Сельские люди сталкиваются с этим явлением поутру в поле – «коси коса пока роса». Городские жители сейчас наблюдают это явление в виде капающей на голову летом воды из кондиционеров, установленных на фасадах здания, в холодильниках — в виде снега. Известно, что зимой в сильные морозы воздух гораздо суше, чем летом во время ливня. В тёплом доме влажность всегда выше, чем на морозной улице. Выше по определению, ведь в доме +20, а на улице, допустим, -20 градусов. И ещё выше, чем выше по определению: ведь в доме живут тёплые люди, практически целиком состоящие из воды. Они пьют воду, испаряют влагу с поверхности кожи, источают влагу при дыхании. Они всё время норовят сырость развести: готовят пищу (варят и жарят), моются сами и стирают вещи. Они – существа, с точки зрения увеличения влажности, зловредные. |