Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
Чтобы сделать расчет теплопотерь дома нужно знать темрические сопротивления таких элементов как: Стена, окно, крыша, фундамент и так далее. Чтобы найти термическое сопротивление необходимо знать теплопроводность материалов. Учесть вентиляцию и инфильтрацию. Далее мы это разберем по кусочкам.
Предлагаю для простоты понимания расчетов теплопотерь порешать маленькие задачки…
Рассмотрим строение куба 5х5 метра. Грани, которого сделаны из бетона толщиной 200 мм.
Соберем из 6 граней (стен) куб. Смотри изображение.
Внутри куба температура 25 градусов. С наружи -30° С градусов. С земли 6° С.
Кстати не многие знают и понимают, что с земли идет температура 6-7 градусов. На глубине 2 метров эта температура стабильно держится. Я имею ввиду Россию, даже зимой на глубине 2 метра держится температура выше нуля круглогодично. Находящийся сверху снег увеличивает сохранение тепла под землей. И если у Вас под полом первого этажа ничего нет, значит, температура там будет стремиться к 6-8 градусам. При условии утепленного фундамента и отсутствии внешней вентиляции.
Задача, пример расчета
Найти теплопотери конструкции имеющие размеры 5х5х5 метров. Стены, которого сделаны из бетона толщиной 200 мм.
Решение
Сначала рассчитаем одну стену (грань 5х5 м.) S=25 м2
R – термическое (температурное) сопротивление теплопередаче. (м2•°С)/Вт
Rмат – термическое сопротивление материала (стена/грань)
Rвн – термическое сопротивление воздуха находящегося возле стенки внутри помещения
Rнар – термическое сопротивление воздуха находящегося возле стенки на улице.
авн – Коэффициент теплоотдачи стенки в помещении
анар – Коэффициент теплоотдачи стенки с улицы
Коэффициет теплоотдачи авн и анар найдены опытным путем и принимаются за константу и при расчетах всегда: авн = 8,7 Вт/м2; анар =23 Вт/м2. Бывают исключения.
Коэффициент теплоотдачи согласно СНиП
То есть, если это боковые стены и крыша, то коэффициент теплоотдачи принимается равным 23 Вт/м2Если это внутри помещения к наружной стене или крыше то принимается 8,7 Вт/м2.
В любом случае, если стены утеплены, то влияние теплоотдачи резко становится не значительным. То есть сопротивление воздуха возле стенки примерно составляет 5% от сопротивления самой стены. Даже если Вы ошибетесь в выборе коэффициента теплоотдачи, то результат общих теплопотерь измениться не более чем на 5%.
Находим теплопотери
Все величины известны кроме термического сопротивления материала (Rмат) — стены
Находим термическое сопротивление материала
Известно, что материал стены – бетон, термическое сопротивление находится по формуле
Теплопроводность материалов таблица
Теплопроводность бетона будет 1,2 Вт/(м•°С)
Подробнее о программе
Ответ: Теплопотери одной стены составляют 4243,8 Вт
Посчитаем теплопотери снизу
Ответ: Теплопотери вниз составляют 1466 Вт
В большинстве случаев конструкция снизу выглядит следующим образом
Такая конструкция утепления фундамента позволяет достигнуть эффекта, когда температура под полом у земли достигает 6-8 °С. Это в случаях, когда подпольное помещение не проветривается. Если У Вас имеется вентиляция подпольного помещения, то естественно температура будет снижаться на уровень вентилируемого воздуха. Проветривают подпольное помещение, если требуется исключить попадания вредных газов на первые этажи. Теплые водяные полы на первом этаже в конструкции имеют параизолирующий слой, который препятствует инфильтрации вредных газов и различных паров. Естественно плита перекрытия утепляется до требуемого значения. Утепляют обычно материалом имеющим толщину не менее 50-100 мм, ваты или пенополистирола.
Возвращаемся к задаче
У нас имеется 6 стен, одна из которых смотрит вниз. Поэтому 5 граней соприкасаются с воздухом -30 °С, а грань смотрящая вниз соприкасается с землей, то есть 6 градусов.
Общая сумма тепловых потерь куба составит:
W•5 граней+Wвниз= 4243,8 Вт•5+1466 Вт=22685 Вт
Расчет вентиляции
Предлагаю для расчета использовать простой практический пример:
Для жилого дома вентиляцию рассчитывать на каждый квадратный метр площади 1 куб.метр воздуха в час.
Представим что наш куб это двухэтажное здание 5х5метров. Тогда его площадь составит 50 м2. Соответственно его расход воздуха(вентиляция) будет равен 50 м3/час.
Формула расчета тепловых потерь через вентиляцию
Подробнее: Как мы теряем тепло обычным воздухом через вентиляцию?
Для быстрого расчета вентиляции воспользуемся программой:
Ответ: Теплопотери на вентиляцию составляют 921 Вт.
Требовния СНиП для вентиляции
В итоге для расчета теплопотерь дома нужно найти теплопотери теряемые через ограждения(стены) и вентиляцию. Конечно, в теплотехнике встречается более глубокие расчеты. Например, расчет с применением инфильтрация и сторон света (юг, север, запад и восток).
Инфильтрация – это не организованное поступление воздуха в помещение через неплотности в ограждениях зданий под действием теплового и ветрового давления, а также, возможно, вследствие работы механической вентиляции. Также инфильтрацию называют воздухопроницаемостью.
Грубо говоря, по простому. Стены дышат с помощью инфильтрации. Через микроскопические щели, а они в большинстве случаев есть циркулирует воздух через стены. При расчете теплопотерь здания инфильтрацией можно пренебречь, так как это очень маленькие цифры. Каждый материал обладает своей уникальной способностью пропускать через себя воздух. Если у Вас стены закрыты пенополистирольной плитой, то можно смело сказать что это пароизоляция. А пароизоляция почти исключает инфильтрацию. Обои, штукатурка и краска уменьшают инфильтрацию на столько что ее можно не использовать в расчетах. Теплопоетри на инфильтрацию могут быть меньше 5% теплопотерь от вентиляции.
Расчет инфильтрации
Расчет инфильтрация – это расчет воздухопроницаемости ограждений за счет давления на стену. Давление на стену создается разностью масс воздуха. Поэтому чтобы Вас не грузить формулами расчета воздухопроницаемости, советую воспользоваться программным обеспечением, с помощью этой программы можно делать расчет инфильтрации воздуха.
Купить программу
Также в теплотехнике при расчете теплопотерь дома встречается понимание того, что в зависимости от положения стен (юг, север, запад и восток) меняются теплопотери. И разница между стеной смотрящий на юг и стеной смотрящей на север: Всего 10%.
То есть к существующим потерям через ограждающую конструкцию (стену) добавляется 10% на северную стену.
Таблица. Добавочный коэффициент на сторону света
На практике часто опытные инженеры не занимаются вычислением сторон света, в силу того что иногда нет информации куда смотрит стена. Поэтому можно грубо добавить 5% мощности к общим теплопоетрям.
Но мы посчитаем, как положено:
Теплопотери через ограждающие конструкции составляет: 23746 Вт.
Вместе с вентиляцией: 23746+921=24667 Вт.
Если мы с наружи куба добавим утеплитель: Пенополистирол толщиной 100 мм. То получим следующее.
Ответ: 432,24 Вт. Без утеплителя через бетонную стену уходит 4243,8 Вт тепла. Разница в 10 раз.
Теплопотери через окна
Для расчета теплопотерь окон используется такая же формула, но для определения теплопотерь используется только значение термического сопротивления определенного образца.
Например, имеется одно окно 1,4 х 1,4 м. площадью 2 кв.метра.
Ответ: 167,17 Вт тепла будет уходить через окно.
Конечно, в программе указаны средние значения термического сопротивления. Точные термические сопротивления можно узнать у производителя конкретной выбранной модели.
Существуют в домах не отапливаемые помещения, как в них посчитать теплопотери?
Например,
Расчет
Подробнее: Найти теплопотери через чердак и узнать температуру на чердаке
Внутренние стены в расчете теплопотерь не учавствуют, если по разные стороны ограждения одинаковые температуры.
Обсуждаем данную тему здесь: Форум отопление
В разделе ремонт отопления, можете подробно ознакомиться с нашими услугами. Что мы делаем:
- работаем круглосуточно;
- собственная аварийная служба;
- большое количество офисов по Москве и Московской области;
- используем только профессиональный инструмент;
- гарантия на выполненные работы;
- сервисное обслуживание систем отопления.
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ
Надежный помощник по ремонту отопления.
+7(495)744-67-74
Рассчитать стоимость отопления можно в разделе калькулятор отопления
Узнать подробнее про водоснабжение
Ознакомиться с котельными тут