Места примыкания строительных конструкций
Соединения нарушают целостные свойства материалов. Поэтому углы, стыки и примыкания настолько уязвимы для холода и влаги. Места соединения бетонных панелей отсыревают первыми, там же проявляются грибок и плесень. Разница температур угла комнаты (место стыковки конструкций) и основной стены может колебаться от 5-6 градусов, до минусовых температур и конденсата внутри угла.
Угол комнаты окна на тепловизоре
Подсказка! На местах таких соединений мастера рекомендуют делать снаружи увеличенный слой изоляции.
Тепло часто уходит через межэтажное перекрытие, когда плита укладывается на всю толщину стены и ее края выходят на улицу. Здесь увеличиваются теплопотери как первого, так и второго этажа. Формируются сквозняки. Опять же, если на втором этаже есть теплый пол — наружное утепление должно быть на это рассчитано.
Типы тепловых трат
Для каждого участка характерен свой тип тепловых трат. Рассмотрим каждый из них подробнее.
Котельная
В ней установлен котел, который преобразует топливо и передает тепловую энергию теплоносителю. Любой агрегат теряет часть вырабатываемой энергии по причине недостаточного сгорания топлива, выхода тепла через стенки котла, проблем с продувкой. В среднем, используемые на сегодняшний день котлы имеют КПД 70-75%, тогда как более новые котлы будут обеспечивать коэффициент 85% и процент потерь у них существенно ниже.
Дополнительное влияние на растраты энергии оказывают:
- отсутствие своевременной наладки режимов котла (потери возрастают на 5-10%);
- несоответствие диаметра сопел горелок нагрузке теплового агрегата: снижается теплоотдача, топливо сгорает не до конца, потери увеличиваются в среднем на 5%;
- недостаточно частая чистка стенок котла — появляется накипь и отложения, эффективность работы уменьшается на 5%;
- отсутствие контролирующих и регулировочных средств — измерителей пара, счетчиков электроэнергии, датчиков тепловой нагрузки, — или их неверная настройка уменьшают коэффициент полезности на 3-5%;
- трещины и повреждения стенок котла снижают КПД на 5-10%;
- использование устаревшего насосного оборудования уменьшает затраты котельной по ремонту и обслуживанию.
Потери в трубопроводах
Эффективность работы теплотрассы определяют следующие показатели:
- КПД насосов, с помощью которых теплоноситель двигается по трубам;
- качество и способ укладки теплопровода;
- правильные настройки тепловой сети, от которых зависит распределение тепла;
- протяженность трубопровода.
При грамотном проектировании тепловой трассы нормативные потери тепловой энергии в тепловых сетях составят не более 7%, даже если потребитель энергии будет располагаться от места производства топлива на расстоянии 2 км. Фактически на сегодняшний день на данном участке сети теплопотери могут достигать 30 и более процентов.
Читайте также:
Потери объектов потребления
Определить лишние траты энергии в отапливаемом помещении можно при наличии прибора учета или счетчика.
Причинами такого рода потерь могут быть:
- неравномерное распределение отопления по помещению;
- уровень обогрева не соответствует погодным условиям и времени года;
- отсутствие рециркуляции горячего водоснабжения;
- отсутствие датчиков контроля температуры на бойлерах горячей воды;
- загрязнение труб или наличие внутренних утечек.
Методика расчета
Для проведения расчета или перерасчета тепловой нагрузки на отопление зданий, уже эксплуатируемых или вновь подключаемых к системе отопления проводят следующие работы:
- Сбор исходных данные об объекте.
- Проведение энергетического обследования здания.
- На основании полученной после обследования информации производится расчет тепловой нагрузки на отопление, ГВС и вентиляцию.
- Составление технического отчета.
- Согласование отчета в организации, предоставляющей теплоэнергию.
- Заключение нового договора или изменение условий старого.
Сбор исходный данных об объекте тепловой нагрузки
Какие данные необходимо собрать или получить:
- Договор (его копия) на теплоснабжение со всеми приложениями.
- Справка оформленная на фирменном бланке о фактической численности сотрудников (в случае производственного зданий) или жителей (в случае жилого дома).
- План БТИ (копия).
- Данные по системе отопления: однотрубная или двухтрубная.
- Верхний или нижний розлив теплоносителя.
Все эти данные обязательны, т.к. на их основе будет производиться расчет тепловой нагрузки, так же вся информация попадет в итоговый отчет. Исходные данные, кроме того, помогут определиться со сроками и объемами работа. Стоимость же расчета всегда индивидуальна и может зависеть от таких факторов как:
- площадь отапливаемых помещений;
- тип системы отопления;
- наличия горячего водоснабжения и вентиляции.
Энергетическое обследование здания
Энергоаудит подразумевает выезд специалистов непосредственно на объект. Это необходимо для того, чтобы провести полный осмотр системы отопления, проверить качество ее изоляции. Так же во время выезда собираются недостающие данные об объекте, которые невозможно получить кроме как по средствам визуального осмотра. Определяются типы используемых радиаторов отопления, их месторасположение и количество. Рисуется схема и прикладываются фотографии. Обязательно осматриваются подводящие трубы, измеряется их диаметр, определяется материал, из которого они изготовлены, как эти трубы подведены, где расположены стояки и т.п.
В результат такого энергетического обследования (энергоаудита) заказчик получит на руки подробный технический отчет и на основании этого отчета уже и будет проихводиться расчет тепловых нагрузок на отопление здания.
Технический отчет
Технический отчет по расчету тепловой нагрузки должен состоять из следующих разделов:
- Исходные данные об объекте.
- Схема расположения радиаторов отопления.
- Точки вывода ГВС.
- Сам расчет.
- Заключение по результатам энергоаудита, которое должно включать сравнительную таблицу максимальных текущих тепловых нагрузок и договорных.
- Приложения. Свидетельство членства в СРО энергоаудитора.
- Поэтажный план здания.
- Экспликация.
- Все приложения к договору по энергоснабжению.
После составления, технический отчет обязательно должен быть согласован с теплоснабжающей организацией, после чего вносятся изменения в текущий договор или заключается новый.
-
Читайте также:
Расчет потерь в тепловых сетях
Здравствуйте, друзья! Расчет тепловых потерь трубопроводами отопления является важным и нужным расчетом, так как позволяет в цифрах определить количество тепла, теряемого в трубах отопления. Также этот расчет важен по той причине, что теплоснабжающие организации включают потери тепла через трубопроводы в оплату теплоэнергии, в том случае если прибор учета тепловой энергии не находится на границе балансовой принадлежности, а от границы раздела до прибора учета тепла есть участки теплотрассы на балансе потребителя тепла.
Вообще, надо сказать, что расчет этот довольно трудоемкий. Ниже приведен пример расчета тепловых потерь трубопроводами отопления. Расчет производится согласно Приказа Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г. N 325 «Об утверждении порядка определения нормативов технологических потерь при передаче тепловой энергии, теплоносителя» и методических указаний по составлению энергетической характеристики для систем транспорта тепловой энергии по показателю «тепловые потери» СО 153-34.20.523-2003, Часть 3.
Изоляционный материал: скорлупы минераловатные оштукатуренные,
δ- толщина изоляции = 0,05 м,
α – коэффициент теплоотдачи от изоляции трубопровода к воздуху канала, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),
αв – коэффициент теплоотдачи от воздуха к грунту, принимается согласно приложению 9 СНиП 2.04.14-88 равным 8 Вт/(м2 °С),
H – глубина заложения до оси трубопроводов, м,
Ø – наружный диаметр трубопровода = 0,076 м,
L – длина трассы = 60 м,
-
Читайте также:
b – ширина канала теплосети = 0,9 м,
h — высота канала теплосети = 0,45 м,
tпср.г. – средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в подающем трубопроводе = 65,2 °С,
tоср.г — средняя за отопительный сезон температура теплоносителя в обратном трубопроводе= 48,5 °С,
tгрср.г — среднегодовая температура грунта = 4,5 °С,
λгр – коэффициент теплопроводности грунта = 2,56 Вт/(м °С).
Коэффициент теплопроводности изоляции:
λиз = 0,069+0,00019*((56,85+40)/2) =0,07820075 Вт / (м °С).
Термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности изоляции в воздушное пространство:
-
Читайте также:
Rвозд = 1 / (π * α * (Ø + 2δ)) = 1 / (π * 8 * (0,076 + 2 * 0,05)) = 0,2262 (м °С) / Вт.
Эквивалентный диаметр сечения канала в свету:
Øэкв. = 2 * h * b / (h + b) = 2 * 0,45 * 0,9 / (0,45 + 0,9) = 0,6 м.
Термическое сопротивление теплоотдаче от воздуха в канале к грунту:
Rвозд.кан = 1 / (π * αв * Øэкв.) = 1 / (π * 8 * 0,6) = 0,06631456 (м °С) / Вт.
Термическое сопротивление массива грунта:
Rгр = (ln (3,5 * (Н / h) * (h / b) 0,25) / (λгр * (5,7 + 0,5 * b / h)) = (ln (3,5 * (1/ 0,45) * (0,45 / 0,9) 0,25) / (2,56 * (5,7 + 0,5 * 0,9 / 0,45)) = 0,109390664 (м °С) / Вт.
Температура воздуха в канале:
tкан = (tпср.г./( Rиз + Rвозд) + tоср.г/( Rиз + Rвозд) + tгрср.г/( Rвозд.кан + Rгр)) / (1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rиз + Rвозд) + 1/( Rвозд.кан + Rгр)) = (65,2/(1,1397+0,2262) + 48,5/(1,1397 + 0,02262) + 4,5/(0,066 + 0,109)) / (1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(1,1397 + 0,2262) + 1/(0,066 + 0,109)) = 15,195 °С.
Среднегодовые часовые удельные тепловые потери qр (Вт / м):
qр = (tкан — tгрср.г) / (Rвозд.кан + Rгр) = (15,195 – 4,5) / (0,066 + 0,109) = 61,1 Вт = 52,55 ккал/час.
Часовые тепловые потери при среднегодовых условиях работы тепловой сети:
Qнорм ср.г. = Σ (qр *L *ß) * 10-6 , Гкал/час,
где ß – коэффициент местных потерь (1,2 для Ø < 150 мм);
Qнорм ср.г. = 52,55 *60 *1,2 * 10-6 = 0,0038 Гкал/час.
Количество дней : (n)
В мае принята 1-я половина – 15 дней.
В сентябре принята 2-я половина – 15 дней
Qиз мес = Qнормср.г. *(( tпср.м + tоср.м — 2* tгрср.м) / (tпср.г + tоср.г – 2* tгрср.г)) * 24 * n.
Qиз сентябрь = 0,0038 * ((65 + 51,9 – 2 * 13,6) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 15 = 1,17 Гкал;
Qиз октябрь = 0,0038 * ((65 + 51,4 – 2 * 8,9) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 2,5 Гкал;
Qиз ноябрь = 0,0038 * ((65 + 50– 2 * 5,1) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 30 = 2,74 Гкал;
Qиз декабрь = 0,0038 * ((79 + 56,2– 2 * 3,0) / (65,2 + 48,5 – 2 * 4,5)) * 24 * 31 = 3,5 Гкал;
Qиз январь = 0,0038 * ((75,3 + 54,2– 2 * 1,6) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,4 Гкал;
Qиз февраль = 0,0038 * ((80,2 + 56,9– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 28 = 3,3 Гкал;
Qиз март = 0,0038 * ((65 + 49,6– 2 * 0,5) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,1 Гкал;
Qиз апрель = 0,0038 * ((65 + 51,3– 2 * 0,9) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 31 = 3,0 Гкал;
Qиз май = 0,0038 * ((65 + 52– 2 * 4,1) / (65,2 + 48,5 – 2*4,5)) * 24 * 15 = 1,42 Гкал.
Суммарные потери тепловой энергии через изоляцию
Совсем недавно я выпустил программу для расчета потерь в тепловых сетях, где максимально автоматизировал процесс расчета теплопотерь трубопроводами отопления.
Мою программу расчета теплопотерь в тепловых сетях можно
=======>>> посмотреть здесь .
Программу можно получить и напрямую, написав мне через форму обратной связи на моем сайте. В этом случае предусмотрена скидка.
Таблицы для расчета тепловых потерь дома
Таблица «К — коэффициент теплопередачи»:
| Конструкция | Толщина конструкции, мм | К, Вт/ (м2 х °С) | |
| Кирпичная стена (на холодном растворе с внутренней штукатуркой) толщиной | в 1,5 кирпича | 395 | 1,5 |
| в 2 кирпича | 525 | 1,24 | |
| в 2,5 кирпича | 655 | 1,04 | |
| Рубленые деревянные стены из бревен диаметром, мм | 200 | 160 | 1,02 |
| 240 | 200 | 0,85 | |
| Брусчатые деревянные стены | 150 | 1,0 | |
| 200 | 0,76 | ||
| Чердачное деревянное перекрытие | 100 | 1,0 | |
| Двойные окна | — | 2,68 | |
| Двойные двери | — | 2,33 |
Таблица « n — коэффициент уменьшения»:
| Наименование ограждения | n |
| Полы на грунте и лагах | 1,0 |
| Чердачные перекрытия при стальной, черепичной или асбестоцементной кровлях при разреженной обрешетке и бесчердачные покрытия с вентилируемыми продухами | 0,9 |
| То же для перекрытий по сплошному настилу | 0,8 |
| Чердачные перекрытия при кровлях из рулонных материалов | 0,75 |
| Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, сообщающиеся с наружным воздухом | 0,7 |
| Ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающиеся с наружным воздухом | 0,4 |
| Перекрытия над подпольями, расположенными ниже уровня земли | 0,4 |
| Перекрытия над подпольями, расположенными выше уровня земли | 0,75 |
| Перекрытия над неотапливаемыми подвалами, расположенными ниже уровня грунта или выступающие на высоту до 1 м | 0,6 |
Таблица « Значения R0 и 1/R0»:
| Конструкция | Толщина | R0, ккал/(м2 х ч х °С) | 1/R0, ккал/ (м2 х ч х °С) | |
| в кирпичах | в мм | |||
| Стены | ||||
| Сплошная кладка из обыкновенного кирпича | 0,5 | 135 | 0,38 | 2,64 |
| 1 | 265 | 0,57 | 1,76 | |
| 1,5 | 395 | 0,76 | 1,32 | |
| 2 | 525 | 0,94 | 1,06 | |
| 2,5 | 655 | 1,13 | 0,89 | |
| Сплошная кладка из обыкновенного кирпича с воздушной прослойкой ( = 50 мм) в перевязку через каждые 6 рядов | 1,5 | 435 | 0,9 | 1,11 |
| 2 | 565 | 1,09 | 0,92 | |
| 2,5 | 695 | 1,28 | 0,78 | |
| Сплошная кладка из дырчатого кирпича | 1,5 | 395 | 0,89 | 1,12 |
| 2 | 525 | 1,2 | 0,89 | |
| 2,5 | 655 | 1,4 | 0,71 | |
| Кирпичная кладка с термоизоляционной засыпкой | 1,5 | 395 | 1,03 | 0,97 |
| 2 | 525 | 1,49 | 0,67 | |
| Деревянные рубленые | — | 200 | 1,33 | 0,75 |
| — | 220 | 1,45 | 0,68 | |
| — | 240 | 1,56 | 0,64 | |
| Брусчатые | — | 150 | 1,18 | 0,85 |
| — | 180 | 1,28 | 0,78 | |
| — | 200 | 1,32 | 0,76 | |
| Чердачные перекрытия | ||||
| Железо-бетонные из сборных ребристых плит с утеплителем | — | 100 | 0,69 | 1,45 |
| — | 150 | 0,89 | 1,12 | |
| — | 200 | 1,09 | 0,92 | |
| — | 250 | 1,29 | 0,77 |
Перед тем как рассчитать теплопотери дома , помните, что добавочные потери тепла зависят от расположения здания на местности, от ориентации стен по сторонам света, скорости ветра и инфильтрации. Если конструктивные элементы дома обращены на север, восток, северо-восток и северо-запад, дополнительные потери составят 10 %, а если на запад или на юго-восток — 5 %. Расход тепла для нагрева воздуха в помещении можно найти по формуле: Q = F(пл.) х (tв — tн).
В ней используются величины:
- F — площадь пола помещения (в м2);
- tв- tн — внутренняя и наружная температура.
Помимо вышеизложенных вычислений, следует уменьшить теплопотери на величину бытовых тепловыделений. Бытовые тепловыделения определяются из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола.
В итоге для определения теплопроизводительности системы отопления следует: вычислить основные и дополнительные теплопотери, суммировать их и вычесть величину, которая характеризует бытовые тепловыделения.
Факторы, влияющие на теплопотери
Тепловые процессы хорошо коррелируют с электротехническими: в роли напряжения выступает разница температур, тепловой поток можно рассматривать как силу тока, ну а для сопротивления даже своего термина придумывать не нужно. Также в полной степени справедливо и понятие наименьшего сопротивления, фигурирующего в теплотехнике как мостики холода.
Если рассматривать произвольный материал в разрезе, достаточно легко установить путь теплового потока как на микро-, так и на макроуровне. В качестве первой модели примем бетонную стену, в которой по технологической необходимости выполнены сквозные крепления стальными стержнями произвольного сечения. Сталь проводит тепло несколько лучше бетона, поэтому мы можем выделить три основных тепловых потока:
- через толщу бетона
- через стальные стержни
- от стальных стержней к бетону
В пористых средах тепловые процессы протекают похожим образом. Практически все строительные материалы состоят из разветвлённой паутины твёрдого вещества, пространство между которым заполнено воздухом. Таким образом, основным проводником тепла служит твёрдый, плотный материал, но за счёт сложной структуры путь, по которому распространяется теплота, оказывается больше поперечного сечения. Таким образом, второй фактор, определяющий термическое сопротивление, это неоднородность каждого слоя и ограждающей конструкции в целом.
Уменьшение теплопотерь и смещение точки росы в утеплитель при наружном утеплении стены
Третьим фактором, влияющим на теплопроводность, мы можем назвать накопление влаги в порах. Вода имеет термическое сопротивление в 20–25 раз ниже, чем у воздуха, таким образом, если она наполняет поры, в целом теплопроводность материала становится даже выше, чем если бы пор вообще не было. При замерзании воды ситуация становится ещё хуже: теплопроводность может возрасти до 80 раз. Источником влаги, как правило, служит комнатный воздух и атмосферные осадки. Соответственно, три основных метода борьбы с таким явлением — это наружная гидроизоляция стен, использование парозащиты и расчёт влагонакопления, который обязательно производится параллельно прогнозированию теплопотерь.
Программное обеспечение при проектировании отопительной системы
С помощью компьютерных программ от можно рассчитать все материалы, затраченные на отопление, а также сделать подробный поэтажный план коммуникаций с отображением радиаторов, удельной теплоемкости, энергозатрат, узлов.
Фирма предлагает базовый САПР для проектных работ любой сложности – ZWCAD 2021 Professional. В нем можно не только сконструировать отопительную систему, но и создать подробную схему для строительства всего дома. Это можно реализовать благодаря большому функционалу, числу инструментов, а также работе в двух– и трехмерном пространстве.
Перед постройкой дома сделайте теплотехнический расчет. Это поможет вам не ошибиться с выбором оборудования и покупкой стройматериалов и утеплителей.
Что и зачем утеплять?
При строительстве домов многие не знают, и даже не догадываются, что в построенном частном доме, в отопительный сезон до 70% тепла будет уходить на отопление улицы.
Задавшись вопросом экономии семейного бюджета и проблемой утепления дома, многие задаются вопросом: что, и как утеплять?
На этот вопрос очень легко ответить. Достаточно зимой взглянуть на экран тепловизора, и вы сразу же помете, через какие элементы конструкции уходит тепло в атмосферу.
Если у Вас нет такого прибора, то не беда, ниже мы опишем статистические данные, которые показывают, куда и в каких процентах уходит тепло из дома, а также размести видео тепловизора с реального проекта.
При утеплении дома важно понимать, что тепло уходит не только через перекрытия и крышу, стены и фундамент, но и через старые окна и двери, которые нужно будет заменить, или утеплить в холодное время года.
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.
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.
Теплопотери окон
Что 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.
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.
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.
Величины измерения теплопотери
Ограждающие конструкции выполняют барьерную функцию для тепла и не позволяют ему свободно выходить наружу. Такой эффект объясняется теплоизоляционными свойствами изделий. Величина, использующаяся для измерения теплоизоляционных свойств, зовется теплопередающим сопротивлением. Такой показатель отвечает за отражение перепада значения температур при прохождении n-ого количества тепла через участок оградительных конструкций площадью 1 м2. Итак, разберемся с тем, как рассчитать теплопотери дома.
К основным величинам, необходимым для вычисления теплопотери дома, относятся:
- q – величина, обозначающая количество тепла, уходящего из помещения наружу через 1 м2 барьерной конструкции. Измеряется в Вт/м2.
- ∆T – разница между температурой в доме и на улице. Измеряется в градусах (оС).
- R – сопротивление теплопередаче. Измеряется в °С/Вт/м² или °С·м²/Вт.
- S – площадь здания или поверхности (используется по необходимости).
Теплопотери пола
Холодный 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.
Если же у вас под полом первого этажа отапливаемый подвал или хорошо утепленный цоколь с отлично утепленной широкой отмосткой, то утеплением пола первого этажа можно пренебречь.
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.
Пример расчета теплопотерь дома
В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.
Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.
Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.
Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.
Потребление воды — 15 куб. м/мес.
Продолжительность отопительного периода — 6 мес.
Термическое сопротивление:
- основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
- утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.
То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.
Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.
Теплопотери через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.
Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.
Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.
Теплопотери через вентиляцию
Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):
V = 10х10х7 = 700 куб. м.
Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:
Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.
Вентиляция в доме
Теплопотери через канализацию
С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:
Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч
Оценка полного объема энергозатрат
Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.
Тогда средняя мощность потерь через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.
Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.
Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.
Тогда за весь период на отопление придется затратить:
W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.
К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.
Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.
Большие теплопотери дома? Как их снизить?
Зачастую владельцам частного жилья приходится сталкиваться с проблемой повышенных теплопотерь. Несмотря на то, что все расчеты были произведены соответственно нормативной документации, тепла коттеджа всегда не хватает. Это может быть связано с огрехами, допущенными при строительстве дома, установке стеклопакетов, системы кондиционирования, утепления стен.
Чаще всего причиной утечки тепла коттеджа может стать:
- поврежденный во время монтажа или неправильно закрепленный утеплитель;
- неэффективная работа радиаторов (радиаторы слишком близко расположены к стене, нагревают ограждающую перегородку);
- проникновение холода через монтажные отверстия кондиционера или люки;
- некачественно заделанные кладочные швы;
- близкая укладка теплых полов к стене;
- некачественный монтаж стеклопакетов.
Выявить подобные дефекты можно посредством термограммы. Термограмма показывает, какие участки ограждающей перегородки нагреваются сильнее, соответственно отдают больше тепла в окружающую среду.
Чтобы избежать подобных проблем, важно позаботиться о качестве монтажных работ, утепления коттеджа этапа строительства дома. Выбор материалов утепления, стеклопакетов, систем кондиционирования, радиаторов, систем теплых полов также определяет дальнейший уровень теплопотерь
Экономия строительных материалов может впоследствии стать причиной переплат на энергоресурсы.
Сокращению теплопотерь может способствовать правильно составленный архитектурный проект дома. Считается, что отапливать одноэтажный дом простой геометрии, ограниченным количеством углов — экономичнее. Также способствует экономии наличие рольставней окон, остекление южной стороны.
Расчет теплопотерь
Вот как следует производить вычисления:
Теплопотери через ограждающие конструкции
Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.
Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,
Где:
- А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
- dT — разность наружной и внутренней температур.
- dT следует определять для самой холодной пятидневки.
Теплопотери через вентиляцию
Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.
В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.
В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.
Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:
Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,
Где
- V — объем помещения, куб. м;
- Кв — кратность воздухообмена;
- Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
- С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.
Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:
- понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
- на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
- предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.
Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.
Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.
Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:
W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,
Где:
- W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
- N — количество дней в отопительном сезоне.
Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.
Разновидности теплопотерь
Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).
На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.
Теплопотери дома
Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.
Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.
Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:
- потери через ограждающие конструкции;
- обусловленные работой вентиляционной системы;
- связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.
Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.
Базальтовый утеплитель – популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. Базальтовый утеплитель – вредность и экологическая безопасность.
Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте тут.
Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. В статье вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.
