Топлинните загуби през отоплителния сезон са допустими стойности за жилищна сграда. Изчисляване на топлинните загуби у дома: онлайн калкулатор
Изчисляването на топлинните загуби у дома е в основата на отоплителната система. Необходимо е най-малкото да изберете правилния котел. Можете също така да прецените колко пари ще бъдат изразходвани за отопление в планираната къща, да анализирате финансовата ефективност на изолацията, т.е. разберете дали разходите за инсталиране на изолация ще бъдат възстановени чрез спестяване на гориво през експлоатационния живот на изолацията. Много често, когато избират мощността на отоплителната система на помещението, хората се ръководят от средната стойност от 100 W на 1 m 2 площ при стандартна височинатавани до три метра. Тази мощност обаче не винаги е достатъчна за пълно попълване на топлинните загуби. Сградите се различават по състава на строителните материали, техния обем, местоположение в различни климатични зонии т.н. За правилно изчисляване на топлоизолацията и избор на мощност отоплителни системитрябва да знаете за реалните топлинни загуби у дома. Ще ви кажем как да ги изчислите в тази статия.
Основни параметри за изчисляване на топлинните загуби
Топлинните загуби във всяка стая зависят от три основни параметъра:
- обем на помещението - интересува ни обемът въздух, който трябва да се затопли
- разликата в температурата вътре и извън помещението - колкото по-голяма е разликата, толкова по-бърз е топлообменът и въздухът губи топлина
- топлопроводимост на ограждащи конструкции - способността на стените и прозорците да задържат топлина
Най-простото изчисление на топлинните загуби
Qt (kW/час)=(100 W/m2 x S (m2) x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7)/1000
Тази формула за изчисляване на топлинните загуби с помощта на обобщени показатели, които се основават на средни условия от 100 W на 1 квадратен метър. Когато основните изчислителни показатели за изчисляване на отоплителната система са следните стойности:
Qt- топлинна мощност на предложения нагревател на отработено масло, kW/час.
100 W/m2- специфична стойност на топлинните загуби (65-80 вата/м2). Включва изтичане на топлинна енергия чрез поглъщането й от прозорци, стени, тавани и подове; течове през вентилация и течове от помещения и други течове.
С- площ на помещението;
К1- коефициент на топлинна загуба на прозорците:
- конвенционален стъклопакет К1=1,27
- стъклопакет К1=1,0
- троен стъклопакет К1=0,85;
К2- коефициент на топлинна загуба на стена:
- лоша топлоизолация К2=1,27
- стена от 2 тухли или изолация с дебелина 150 мм К2=1,0
- добра топлоизолацияК2=0,854
К3съотношение площ на прозореца към пода:
- 10% К3=0,8
- 20% К3=0,9
- 30% К3=1,0
- 40% К3=1,1
- 50% К3=1,2;
К4- коефициент на външна температура:
- -10oC K4=0,7
- -15oC К4=0,9
- -20oC K4=1.1
- -25oC K4=1,3
- -35oC K4=1,5;
К5- брой стени с външно изложение:
- един - К5=1,1
- две К5=1,2
- три К5=1,3
- четири К5=1,4;
К6- вид стая, която се намира над изчислената:
- студено таванско помещение К6=1,0
- топло таванско помещение К6=0,9
- отопляема стая К6-0,8;
К7- височина на помещението:
- 2,5 m K7=1,0
- 3.0 m K7=1.05
- 3.5 m K7=1.1
- 4.0 m K7=1.15
- 4,5 м К7=1,2.
Опростено изчисляване на топлинните загуби у дома
Qt = (V x ∆t x k)/860; (kW)
V- обем на помещението (куб.м)
∆t- температурна делта (на открито и на закрито)
к- коефициент на разсейване
- k= 3,0-4,0 – без топлоизолация. (Опростено дървена конструкцияили конструкция от гофрирана ламарина).
- k= 2,0-2,9 – ниска топлоизолация. (Опростена строителна конструкция, единична тухлена зидария, опростена прозоречна и покривна конструкция).
- k= 1,0-1,9 – средна топлоизолация. (Стандартно строителство, двойна тухлена зидария, няколко прозорци, стандартен керемиден покрив).
- k= 0,6-0,9 – висока топлоизолация. (Подобрена конструкция, тухлени стени с двойна изолация, малко стъклопакети, дебела подова настилка, висококачествен изолиран покрив).
Тази формула много условно отчита коефициента на дисперсия и не е съвсем ясно кои коефициенти да се използват. В класиката рядка модерна стая, изработена от съвременни материали, като се вземат предвид настоящите стандарти, има ограждащи конструкции с коефициент на дисперсия повече от един. За по-подробно разбиране на методологията на изчисление предлагаме следните по-точни методи.
Бих искал веднага да обърна внимание на факта, че ограждащите конструкции като цяло не са хомогенни по структура, а обикновено се състоят от няколко слоя. Пример: черупкова стена = мазилка + черупка + външна украса. Този дизайн може също да включва затворени въздушни пространства (пример: кухини в тухли или блокове). Горните материали имат различни термични характеристики. Основната характеристика на структурния слой е неговата устойчивост на топлопредаване R.
ре количеството загубена топлина квадратен метърограждаща повърхност (обикновено се измерва във W/m2)
ΔT- разликата между температурата вътре в изчислените помещения и температурата на външния въздух (температурата на най-студения петдневен период °C за климатичния район, в който се намира изчислената сграда).
По принцип вътрешната температура в помещенията се приема:
- Жилищни помещения 22C
- Нежилищен 18С
- Зони за пречистване на водата 33C
Когато става въпрос за многослойна конструкция, съпротивленията на слоевете на конструкцията се сумират. Отделно бих искал да обърна внимание на изчисления коефициент топлопроводимост на материала на слоя λ W/(m°C). Тъй като производителите на материали най-често го посочват. Имайки изчисления коефициент на топлопроводимост на материала на строителния слой, можем лесно да получим устойчивост на топлопредаване на слоя:
δ - дебелина на слоя, m;
λ - изчислен коефициент на топлопроводимост на материала на строителния слой, като се вземат предвид условията на работа на ограждащите конструкции, W / (m2 oC).
Така че, за да изчислим топлинните загуби през сградните обвивки, имаме нужда от:
1. Съпротивление на топлопреминаване на конструкциите (ако структурата е многослойна, тогава Σ R слоеве)Р
2. Разликата между температурата в помещението за изчисляване и навън (температурата на най-студения петдневен период °C). ΔT
3. Оградни зони F (отделни стени, прозорци, врати, таван, под)
4. Ориентация на сградата спрямо кардиналните посоки.
Формулата за изчисляване на топлинните загуби от ограда изглежда така:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlimit- топлинни загуби през ограждащи конструкции, W
Rogr– съпротивление на топлопреминаване, m2°C/W; (Ако има няколко слоя, тогава ∑ Rogr слоеве)
Флим– площ на ограждащата конструкция, m;
н– коефициент на контакт между ограждащата конструкция и външния въздух.
|
Тип ограждаща конструкция |
Коефициент n |
|
1. Външни стени и облицовки (включително вентилирани с външен въздух), тавански подове (с покрив от парчета) и над алеи; тавани над студени (без ограждащи стени) подземия в Северна строително-климатична зона |
|
|
2. Тавани над студени сутерени, комуникиращи с външния въздух; тавански подове (с покрив от рулонни материали); тавани над студени (с ограждащи стени) подземия и студени подове в Северна строително-климатична зона |
|
|
3. Тавани над неотопляеми сутерени със светли отвори в стените |
|
|
4. Тавани над неотопляеми сутерени без светли отвори в стените, разположени над нивото на терена |
|
|
5. Тавани над неотопляеми технически подземия, разположени под нивото на земята |
(1+∑b) – допълнителни топлинни загуби във фракции от основните загуби. Допълнителните топлинни загуби b през ограждащите конструкции трябва да се приемат като част от основните загуби:
а) в помещения с всякакво предназначение чрез външни вертикални и наклонени (вертикална проекция) стени, врати и прозорци, обърнати на север, изток, североизток и северозапад - в размер на 0,1, на югоизток и запад - в размер на 0,05; в ъглови помещения допълнително - 0,05 за всяка стена, врата и прозорец, ако една от оградите е обърната на север, изток, североизток и северозапад и 0,1 - в останалите случаи;
б) в помещения, разработени за стандартен дизайн, през стени, врати и прозорци, обърнати към всяка от кардиналните посоки, в размер на 0,08 за една външна стена и 0,13 за ъглови стаи (с изключение на жилищни), както и във всички жилищни помещения - 0,13;
в) през неотопляеми подове на първия етаж над студените подземия на сгради в райони с прогнозна външна температура на въздуха минус 40 ° C и по-ниска (параметри B) - в размер на 0,05,
г) през външни врати, които не са оборудвани с въздух или въздушно-топлинни завеси, с височина на сградата N, m, от средното ниво на земята до върха на корниза, центъра на изпускателните отвори на фенера или устието на шахтата в размер на: 0,2 N - за тройни врати с две преддверия между тях; 0,27 H - за двойни вратис вестибюли между тях; 0,34 H - за двукрили врати без преддверие; 0,22 H - за единични врати;
д) през външни портали без въздушни и въздушно-термични завеси - в размер 3, ако няма вестибюл и в размер 1 - ако има вестибюл на портала.
За летни и аварийни външни врати и порти не трябва да се вземат предвид допълнителни топлинни загуби по букви "г" и "д".
Отделно, нека вземем такъв елемент като под на земята или на греди. Тук има някои особености. Под или стена, които не съдържат изолационни слоеве, изработени от материали с коефициент на топлопроводимост λ по-малък или равен на 1,2 W/(m °C), се наричат неизолирани. Съпротивлението на топлопреминаване на такъв под обикновено се обозначава с Rn.p, (m2 oC) / W. За всяка зона на неизолиран под са предоставени стандартни стойности на устойчивост на топлопреминаване:
- зона I - RI = 2,1 (m2 oC) / W;
- зона II - RII = 4,3 (m2 oC) / W;
- зона III - RIII = 8,6 (m2 oC) / W;
- зона IV - RIV = 14,2 (m2 oC) / W;
Първите три зони са ленти, разположени успоредно на периметъра на външните стени. Останалата площ е класифицирана като четвърта зона. Широчината на всяка зона е 2 м. Началото на първата зона е мястото, където подът граничи с външната стена. Ако неизолираният под е в съседство със стена, заровена в земята, тогава началото се прехвърля към горната граница на погребението на стената. Ако конструкцията на пода, разположен на земята, има изолационни слоеве, тя се нарича изолирана и нейното съпротивление на топлопреминаване Rу.п, (m2 оС) / W, се определя по формулата:
Rу.п. = Rn.p. + Σ (γу.с. / λу.с.)
Rn.p- съпротивление на топлопреминаване на разглежданата зона на неизолирания под, (m2 oC) / W;
γу.с- дебелина на изолационния слой, m;
λу.с- коефициент на топлопроводимост на материала на изолационния слой, W/(m °C).
За под върху гредоред съпротивлението на топлопреминаване Rl, (m2 oC) / W, се изчислява по формулата:
Rl = 1,18 * Rу.п
Топлинните загуби на всяка ограждаща конструкция се изчисляват отделно. Количеството топлинни загуби през ограждащите конструкции на цялото помещение ще бъде сумата от топлинните загуби през всяка ограждаща конструкция на помещението. Важно е да не се бъркате в измерванията. Ако вместо (W) се появи (kW) или дори (kcal), ще получите грешен резултат. Можете също така по невнимание да посочите келвини (K) вместо градуси по Целзий (°C).
Разширено изчисляване на топлинните загуби у дома
Отоплението в граждански и жилищни сгради, топлинните загуби на помещения се състоят от топлинни загуби през различни ограждащи конструкции, като прозорци, стени, тавани, подове, както и консумация на топлина за отопление на въздуха, който се инфилтрира през течове в защитните конструкции (ограждащи конструкции) на дадено помещение. IN промишлени сградиИма и други видове топлинни загуби. Изчисляването на топлинните загуби на помещението се извършва за всички ограждащи конструкции на всички отопляеми помещения. Загуба на топлина чрез вътрешни структури, когато температурата в тях се различава от температурата съседни помещениядо 3С. Топлинните загуби през ограждащите конструкции се изчисляват съгласно следната формула, вт:
Qlimit = F (калай – tnB) (1 + Σ β) n / Rо
tnB– температура на външния въздух, °C;
tvn– стайна температура, °C;
Е– площ на защитната конструкция, m2;
н– коефициент, който отчита положението на оградата или защитната конструкция (външната й повърхност) спрямо външния въздух;
β
– допълнителни топлинни загуби, фракции от основните;
Ро– съпротивление на топлопреминаване, m2 °C / W, което се определя по следната формула:
Rо = 1/ αв + Σ (δі / λі) + 1/ αн + Rв.п., където
αв – коефициент на топлопоглъщане на оградата (вътрешната й повърхност), W/m2 o C;
λі и δі – изчислен коефициент на топлопроводимост за материала на даден конструктивен слой и дебелината на този слой;
αн – коефициент на топлопреминаване на оградата (външната й повърхност), W/m2 o C;
Rв.n – при затворена въздушна междина в конструкцията, нейното термично съпротивление, m2 o C / W (виж таблица 2).
Коефициентите αн и αв се приемат съгласно SNiP и за някои случаи са дадени в таблица 1;
δі - обикновено се определя съгласно спецификациите или се определя от чертежите на ограждащи конструкции;
λі – приети от справочници.
Таблица 1. Коефициенти на топлопоглъщане αв и коефициенти на топлопреминаване αн
|
Повърхност на обвивката на сградата |
αв, W/m2 о С |
αn, W/ m2 o C |
|
Вътрешна повърхност на подове, стени, гладки тавани |
||
|
Външна повърхност на стени, безпокривни тавани |
||
|
Тавански подове и тавани над неотопляеми мазета със светли отвори |
||
|
Тавани над неотопляеми мазета без светли отвори |
Таблица 2. Термично съпротивление на затворени въздушни слоеве Rв.n, m2 o C / W
|
Дебелина на въздушния слой, мм |
Хоризонтални и вертикални слоеве с топлинен поток отдолу нагоре |
Хоризонтален слой с топлинен поток отгоре надолу |
||
|
При температурата в пространството на въздушната междина |
||||
За врати и прозорци устойчивостта на топлопреминаване се изчислява много рядко и по-често се взема в зависимост от техния дизайн според референтни данни и SNiP. Площите на оградите за изчисления се определят, като правило, съгласно строителни чертежи. Температурата tvn за жилищни сгради се избира от Приложение I, tnB - от Приложение 2 на SNiP, в зависимост от местоположението на строителната площадка. Допълнителните топлинни загуби са посочени в таблица 3, коефициентът n - в таблица 4.
Таблица 3. Допълнителни топлинни загуби
|
Фехтовка, нейният тип |
Условия |
Допълнителна загуба на топлина β |
|
Прозорци, врати и екстериор вертикални стени: |
ориентация северозапад изток, север и североизток |
|
|
запад и югоизток |
||
|
Външни врати, врати с вестибюли 0,2 N без въздушна завеса при височина на сградата N, m |
тройни врати с две преддверия |
|
|
двукрили врати с вестибюл |
||
|
Ъглови стаи допълнително за прозорци, врати и стени |
една от оградите е ориентирана на изток, север, северозапад или североизток |
|
|
други случаи |
Таблица 4. Стойността на коефициента n, която отчита позицията на оградата (външната й повърхност)
Разходът на топлина за отопление на външния проникващ въздух в обществени и жилищни сгради за всички видове помещения се определя от две изчисления. Първото изчисление определя потреблението на топлинна енергия Qi за отопление на външния въздух, който постъпва в i-тата стая в резултат на действието на естествения смукателна вентилация. Второто изчисление определя потреблението на топлинна енергия Qi за отопление на външния въздух, който прониква в дадено помещение през течове в оградите в резултат на вятър и (или) термично налягане. За изчислението се взема най-голямата стойност на топлинните загуби, определени от следните уравнения (1) и (или) (2).
Qі = 0,28 L ρн s (калай – tnB) (1)
L, m3/час c – дебитът на въздуха, отстранен от помещенията, 3 m3/час на 1 m2 жилищна площ, включително кухни;
с– специфичен топлинен капацитет на въздуха (1 kJ/(kg °C));
ρн– плътност на въздуха извън помещението, kg/m3.
Специфично тегловъздух γ, N/m3, неговата плътност ρ, kg/m3, се определят по формулите:
γ = 3463/ (273 +t), ρ = γ / g, където g = 9,81 m/s2, t, °C – температура на въздуха.
Консумацията на топлина за отопление на въздуха, който влиза в помещението през различни течове на защитни конструкции (огради) в резултат на вятър и топлинно налягане, се определя по формулата:
Qi = 0,28 Gi s (калай – tnB) k, (2)
където k е коефициент, отчитащ насрещния топлинен поток, за еднокрили балконски врати и прозорци се приема 0,8, за еднокрили и двукрили прозорци – 1,0;
Gi – дебитът на въздуха, проникващ (инфилтриращ) през защитни конструкции (ограждащи конструкции), kg/h.
За балконски врати и прозорци стойността Gi се определя:
Gi = 0,216 Σ F Δ Рі 0,67 / Ri, kg/h
където Δ Рi е разликата в налягането на въздуха върху вътрешните Рвн и външните Рн повърхности на вратите или прозорците, Pa;
Σ F, m2 – прогнозни площи на всички огради на сградата;
Ri, m2·h/kg - съпротивление на пропускливост на въздуха на тази ограда, което може да се приеме в съответствие с Приложение 3 на SNiP. В панелните сгради освен това се определя допълнителен въздушен поток, инфилтриран през течове в панелните фуги.
Стойността на Δ Рi се определя от уравнението, Pa:
Δ Рі= (H – hі) (γн – γвн) + 0,5 ρн V2 (се,n – се,р) k1 – рінт,
където H, m – височината на сградата от нулево нивокъм устието на вентилационния вал (в сгради без тавани устата обикновено се намира на 1 m над покрива, а в сгради с таван - 4–5 m над таванския етаж);
hі, m – височина от нулево ниво до върха на балконски врати или прозорци, за които се изчислява въздушният поток;
γн, γвн – специфични тегла на външен и вътрешен въздух;
ce, pu ce, n – аеродинамични коефициенти съответно за подветрената и наветрената повърхност на сградата. За правоъгълни сгради се,р= –0,6, ce,n= 0,8;
V, m/s – скорост на вятъра, която се приема за изчисление съгласно Приложение 2;
k1 – коефициент, който отчита зависимостта на скоростта на вятъра от налягането и височината на сградата;
ріnt, Pa – условно постоянно налягане на въздуха, което възниква при принудителна вентилация, при изчисляване на жилищни сгради ріnt може да се пренебрегне, тъй като е равно на нула.
За огради с височина до 5,0 m коефициентът k1 е 0,5, за височина до 10 m е 0,65, за височина до 20 m е 0,85, а за огради от 20 m и повече. се приема за 1.1.
Общи очаквани топлинни загуби в помещението, W:
Qcalc = Σ Qlim + Qunf – Qbyt
където Σ Qlim – обща загуба на топлина през всички предпазни оградипомещения;
Qinf – максимален разход на топлина за загряване на въздуха, който се инфилтрира, взет от изчисления по формули (2) u (1);
Qdomestic – всички топлинни емисии от домакинството електрически уреди, осветление и други възможни източници на топлина, които се приемат за кухни и жилищни помещения в размер на 21 W на 1 m2 изчислена площ.
Владивосток -24.
Владимир -28.
Волгоград -25.
Вологда -31.
Воронеж -26.
Екатеринбург -35.
Иркутск -37.
Казан -32.
Калининград -18
Краснодар -19.
Красноярск -40.
Москва -28.
Мурманск -27.
Нижни Новгород -30.
Новгород -27.
Новоросийск -13.
Новосибирск -39.
Омск -37.
Оренбург -31.
Орел -26.
Пенза -29.
Перм -35.
Псков -26.
Ростов -22.
Рязан -27.
Самара -30.
Санкт Петербург -26.
Смоленск -26.
Твер -29.
Тула -27.
Тюмен -37.
Уляновск -31.
Към днешна дата спестяване на топлинае важен параметър, което се взема предвид при изграждането на жилищна или офис пространство. В съответствие със SNiP 23-02-2003 „Термична защита на сгради“, устойчивостта на топлопреминаване се изчислява, като се използва един от двата алтернативни подхода:
- предписващ;
- Консуматор.
За да изчислите системите за отопление на дома, можете да използвате калкулатора за изчисляване на отоплението и топлинните загуби на дома.
Предписващ подход- това са стандартите за отделните елементи на топлинната защита на сградата: външни стени, подове над неотопляеми помещения, покрития и тавански подове, прозорци, входни врати и др.
Потребителски подход(съпротивлението на топлопреминаване може да бъде намалено спрямо предписаното ниво, при условие че проектната специфична консумация на топлинна енергия за отопление на помещения е по-ниска от стандартната).
Санитарно-хигиенни изисквания:
- Разликата между температурата на вътрешния и външния въздух не трябва да надвишава определени допустими стойности. Максимално допустимата температурна разлика за външна стена е 4°C. за покриви и тавански подове 3°C и за тавани над мазета и пространства за обхождане 2°C.
- Температурата на вътрешната повърхност на оградата трябва да бъде над температурата на точката на оросяване.
напр: за Москва и Московска област изискваното термично съпротивление на стената според потребителския подход е 1,97 ° C m 2 / W, а според предписания подход:
- за дома постоянно пребиваване 3,13 °C m 2 / W.
- за административни и др обществени сгради, включително структури сезонно пребиваване 2,55 °C m 2 / W.
Поради тази причина при избора на котел или други отоплителни уреди се съобразявайте единствено с посочените в тях техническа документацияпараметри. Трябва да се запитате дали къщата ви е построена при стриктно спазване на изискванията на SNiP 23.02.2003 г.
Следователно, за правилният избормощност на отоплителния котел или отоплителни уреди, е необходимо да се изчисли действителната загуба на топлина от вашия дом. По правило жилищната сграда губи топлина през стените, покрива, прозорците и земята; значителни загуби на топлина могат да възникнат и чрез вентилация.
Топлинните загуби зависят главно от:
- температурни разлики в къщата и навън (колкото по-голяма е разликата, толкова по-големи са загубите).
- топлозащитни характеристики на стени, прозорци, тавани, покрития.
Стените, прозорците, таваните имат определена устойчивост на изтичане на топлина, топлоизолиращите свойства на материалите се оценяват чрез стойност, наречена устойчивост на топлопредаване.
Устойчивост на топлопредаванеще покаже колко топлина ще изтече през квадратен метър конструкция при дадена температурна разлика. Този въпрос може да се формулира по различен начин: каква температурна разлика ще възникне, когато определено количество топлина преминава през квадратен метър ограда.
R = ΔT/q.
- q е количеството топлина, което излиза през квадратен метър повърхност на стена или прозорец. Това количество топлина се измерва във ватове на квадратен метър (W/m2);
- ΔT е разликата между температурата навън и в помещението (°C);
- R е съпротивлението на топлопреминаване (°C/W/m2 или °C m2/W).
В случаите, когато говорим за многослойна структура, съпротивлението на слоевете просто се сумира. Например съпротивлението на дървена стена, облицована с тухли, е сумата от три съпротивления: тухлената и дървената стена и въздушната междина между тях:
R(общо)= R(дърво) + R(въздух) + R(тухла)
Разпределение на температурата и въздушни гранични слоеве по време на пренос на топлина през стена.
Изчисляване на топлинните загубиизвършва се за най-студения период от годината, който е най-студената и ветровита седмица в годината. В строителната литература термичната устойчивост на материалите често се посочва въз основа на дадените условия и климатичния регион (или външната температура), където се намира вашият дом.
Таблица за устойчивост на топлопреминаване различни материали
при ΔT = 50 °C (T външна = -30 °C. T вътрешна = 20 °C.)
|
Материал и дебелина на стените |
Устойчивост на топлопредаване Rm.
|
|
Тухлена стена |
0.592 |
|
Дървена къща Ø 25 |
0.550 |
|
Дървена къща от дървен материал Дебелина 20 сантиметра |
0.806 |
|
Рамкова стена (дъска + |
|
|
Стена от пенобетон 20 сантиметра |
0.476 |
|
Шпакловка върху тухла, бетон. |
|
|
Тавански (тавански) етаж |
|
|
Дървени подове |
|
|
Двойни дървени врати |
Таблица на топлинните загуби на прозорци с различни конструкции при ΔT = 50 °C (T външен = -30 °C. T вътрешен = 20 °C.)
|
Забележка
. Четни числа в символпрозорците с двоен стъклопакет показват въздух
празнина в милиметри;
. Буквите Ar означават, че празнината е изпълнена не с въздух, а с аргон;
. Буквата K означава, че външното стъкло има специален прозрачен
топлозащитно покритие.
Както се вижда от горната таблица, модерните прозорци с двоен стъклопакет го правят възможно намаляване на топлинните загубипрозорците почти удвоени. Например, за 10 прозореца с размери 1,0 m x 1,6 m спестяванията могат да достигнат до 720 киловатчаса на месец.
За да изберете правилно материали и дебелина на стената, приложете тази информация към конкретен пример.
При изчисляването на топлинните загуби на m2 се използват две величини:
- температурна разлика ΔT.
- устойчивост на топлопредаване R.
Да приемем, че стайната температура е 20 °C. и външната температура ще бъде -30°C. В този случай температурната разлика ΔT ще бъде равна на 50 °C. Стените са направени от дървен материал с дебелина 20 сантиметра, тогава R = 0,806 °C m 2 / W.
Топлинните загуби ще бъдат 50 / 0,806 = 62 (W/m2).
За опростяване на изчисленията на топлинните загуби в строителните справочници показват загуба на топлина различни видовестени, тавани и др. за някои стойности на зимната температура на въздуха. Обикновено се дават различни числа ъглови стаи(турболентността на въздуха, който набъбва в къщата, влияе върху това) и неъглови, а също така взема предвид разликата в температурите за помещенията на първия и горния етаж.
Таблица на специфичните топлинни загуби на елементите на ограждащите сгради (на 1 m 2 вътрешен контурстени) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Забележка.Ако зад стената има външно неотопляемо помещение (навес, остъклена веранда и др.), то загубата на топлина през него ще бъде 70% от изчислената стойност, а ако зад това неотопляемо помещение има друго външно помещение, тогава топлината загубата ще бъде 40 % от изчислената стойност.
Таблица на специфичните топлинни загуби на сградни ограждащи елементи (на 1 m2 по вътрешния контур) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
Пример 1.
Ъглова стая(1-ви етаж)
Характеристики на стаята:
- 1-ви етаж.
- площ на помещението - 16 м2 (5х3,2).
- височина на тавана - 2,75м.
- Има две външни стени.
- материал и дебелина на външните стени - дървен материал с дебелина 18 см, облицован с гипсокартон и тапет.
- дограма - две (височина 1,6 м, широчина 1,0 м) с двоен стъклопакет.
- подове - дървена изолация. мазе отдолу.
- над таванския етаж.
- прогнозна външна температура -30 °C.
- необходима стайна температура +20 °C.
- Площ на външните стени минус прозорците: S стени (5+3,2)x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 m2.
- Площ на прозореца: S прозорци = 2x1.0x1.6 = 3.2 m2
- РЗП: S етаж = 5х3,2 = 16 м2
- Площ на тавана: Таван S = 5x3.2 = 16 m2
Площта на вътрешните прегради не е включена в изчислението, тъй като температурата от двете страни на преградата е една и съща, следователно топлината не излиза през преградите.
Сега нека изчислим топлинните загуби на всяка повърхност:
- Q стени = 18,94x89 = 1686 W.
- Q прозорци = 3,2x135 = 432 W.
- Етаж Q = 16x26 = 416 W.
- Таван Q = 16x35 = 560 W.
Общите топлинни загуби на помещението ще бъдат: Q общ = 3094 W.
Трябва да се има предвид, че много повече топлина излиза през стените, отколкото през прозорците, подовете и таваните.
Пример 2
Стая под покрива (таванско помещение)
Характеристики на стаята:
- последен етаж.
- площ 16 м2 (3,8х4,2).
- височина на тавана 2,4м.
- външни стени; два покривни наклона (шисти, непрекъсната обшивка, 10 сантиметра минерална вата, облицовка). фронтони (греди с дебелина 10 сантиметра, покрити с дъска) и странични прегради ( рамкова стенас пълнеж от керамзит 10 сантиметра).
- дограма - 4 (по две на всеки фронтон) с височина 1,6 м и ширина 1,0 м със стъклопакет.
- прогнозна външна температура -30°C.
- необходима стайна температура +20°C.
- Площ на крайните външни стени минус прозорци: S крайни стени = 2x(2.4x3.8-0.9x0.6-2x1.6x0.8) = 12 m2
- Площ на покривните наклони, граничещи с помещението: S наклонени стени = 2x1.0x4.2 = 8.4 m2
- Площ на страничните прегради: S странична преграда = 2x1.5x4.2 = 12.6 m 2
- Площ на прозореца: S прозорци = 4x1.6x1.0 = 6.4 m2
- Площ на тавана: Таван S = 2.6x4.2 = 10.92 m2
След това изчисляваме топлинни загубитези повърхности е необходимо да се вземе предвид, че в този случай топлината няма да излезе през пода, тъй като има топла стая. Топлинни загуби за стениИзчисляваме като за ъглови стаи, а за тавана и страничните прегради въвеждаме 70 процента коефициент, тъй като неотопляемите стаи са разположени зад тях.
- Q крайни стени = 12x89 = 1068 W.
- Q наклонени стени = 8,4x142 = 1193 W.
- Q странично изгаряне = 12,6x126x0,7 = 1111 W.
- Q прозорци = 6.4x135 = 864 W.
- Таван Q = 10,92x35x0,7 = 268 W.
Общата топлинна загуба на помещението ще бъде: Q общ = 4504 W.
Както виждаме, топла стая 1-вият етаж губи (или консумира) значително по-малко топлина от таванска стаяс тънки стени и голяма остъклена площ.
За да направите тази стая подходяща за зимно настаняване, е необходимо преди всичко да се изолират стените, страничните прегради и прозорците.
Всяка ограждаща повърхност може да бъде представена под формата на многослойна стена, всеки слой от която има собствено термично съпротивление и собствено съпротивление на преминаване на въздух. Като сумираме топлинното съпротивление на всички слоеве, получаваме топлинното съпротивление на цялата стена. Освен това, ако обобщите съпротивлението на преминаването на въздуха на всички слоеве, можете да разберете как стената диша. Повечето най-добрата стенаот дървен материал трябва да е еквивалентен на стена от дървен материал с дебелина 15 - 20 сантиметра. Таблицата по-долу ще ви помогне с това.
Таблица на устойчивост на топлопредаване и преминаване на въздух от различни материали ΔT = 40 ° C (T външен = -20 ° C. T вътрешен = 20 ° C.)
|
|
Дебелина |
Съпротива |
Съпротива |
|
|
Еквивалентен |
||||
|
Тухлена зидарияот обичайното 12 сантиметра |
12 |
0.15 |
12 |
6 |
|
Зидария от керамзитобетонни блокове 1000 кг/м3 |
1.0 |
75 |
17 |
|
|
Пенобетон с дебелина 30 см 300 кг/м3 |
2.5 |
190 |
7 |
|
|
Дебела дървена стена (бор) 10 сантиметра |
10 |
0.6 |
45 |
10 |
За да получите пълна картина на топлинните загуби на цялата стая, трябва да вземете предвид
- Топлинните загуби чрез контакт на основата със замръзнала почва обикновено се приемат за 15% от топлинните загуби през стените на първия етаж (като се вземе предвид сложността на изчислението).
- Топлинни загуби, свързани с вентилацията. Тези загуби се изчисляват, като се вземат предвид строителните норми (SNiP). Една жилищна сграда изисква около една смяна на въздуха на час, тоест през това време е необходимо да се осигури същия обем свеж въздух. По този начин загубите, свързани с вентилацията, ще бъдат малко по-малки от количеството топлинни загуби, което се дължи на ограждащите конструкции. Оказва се, че загубата на топлина през стените и остъкляването е само 40%, а загуба на топлина за вентилация 50%. В европейските стандарти за вентилация и изолация на стени коефициентът на топлинни загуби е 30% и 60%.
- Ако стената "диша", като стена от дървен материал или трупи с дебелина 15 - 20 сантиметра, тогава топлината се връща. Това ви позволява да намалите топлинните загуби с 30%. следователно стойността на топлинното съпротивление на стената, получена по време на изчислението, трябва да бъде умножена по 1,3 (или съответно намаляване на топлинните загуби).
Като обобщите всички топлинни загуби у дома, можете да разберете каква е мощността на котела и отоплителни урединеобходимо за комфортно отопление на къщата в най-студените и ветровити дни. Също така, такива изчисления ще покажат къде е „слабата връзка“ и как да я премахнете с помощта на допълнителна изолация.
Можете също така да изчислите потреблението на топлина, като използвате обобщени индикатори. Така че в 1-2 етажни къщи, които не са много изолирани, при външна температура от -25 ° C са необходими 213 W на 1 m 2 обща площ, а при -30 ° C - 230 W. За добре изолирани къщи тази цифра ще бъде: при -25 °C - 173 W на m 2 обща площ и при -30 °C - 177 W.
Изчисляване на топлинните загуби у дома
Къщата губи топлина през ограждащите конструкции (стени, прозорци, покрив, фундамент), вентилация и канализация. Основните топлинни загуби се осъществяват през ограждащите конструкции - 60-90% от всички топлинни загуби.
Изчисляването на топлинните загуби у дома е необходимо най-малкото, за да изберете правилния котел. Можете също така да прецените колко пари ще бъдат изразходвани за отопление в планираната къща. Ето пример за изчисление за газов котел и електрически. Също така е възможно, благодарение на изчисленията, да се анализира финансовата ефективност на изолацията, т.е. разберете дали разходите за инсталиране на изолация ще бъдат възстановени чрез спестяване на гориво през експлоатационния живот на изолацията.
Топлинни загуби през сградни ограждащи конструкции
Ще дам пример за изчисление за външни стенидвуетажна къща.| 1) Изчислете съпротивлението на топлопреминаване на стената, като разделите дебелината на материала на неговия коефициент на топлопроводимост. Например, ако една стена е изградена от топла керамика с дебелина 0,5 m с коефициент на топлопроводимост 0,16 W/(m×°C), тогава разделете 0,5 на 0,16: 0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m 2 ×°C/W Могат да се вземат коефициентите на топлопроводимост на строителните материали. |
| 2) Изчислете общата площ на външните стени. Нека ви дам опростен пример за квадратна къща: (10 m ширина × 7 m височина × 4 страни) - (16 прозореца × 2,5 m 2) = 280 m 2 - 40 m 2 = 240 m 2 |
| 3) Разделете модула на съпротивлението на топлопреминаване, като по този начин получите топлинни загуби от един квадратен метър стена на градус температурна разлика. 1 / 3,125 m 2 ×°C/W = 0,32 W / m 2 ×°C |
| 4) Изчисляваме топлинните загуби на стените. Умножаваме топлинните загуби от един квадратен метър стена по площта на стените и по температурната разлика между вътрешната и външната страна на къщата. Например, ако вътре е +25°C, а отвън е -15°C, тогава разликата е 40°C. 0,32 W/m 2 ×°C × 240 m 2 × 40 °C = 3072 W Това число е топлинната загуба на стените. Топлинните загуби се измерват във ватове, т.е. това е мощността на топлинните загуби. |
| 5) По-удобно е да се разбере значението на топлинните загуби в киловатчаса. За 1 час се губи топлинна енергия през нашите стени при температурна разлика от 40°C: 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Загуба на енергия за 24 часа: 3072 W × 24 h = 73,728 kWh |
Ясно е, че през отоплителния сезон времето е различно, т.е. Температурната разлика се променя през цялото време. Следователно, за да изчислите топлинните загуби за целия отоплителен период, трябва да умножите в стъпка 4 по средната температурна разлика за всички дни от отоплителния период.
Например за 7 месеца от отоплителния период средната разлика в температурите на закрито и на открито е 28 градуса, което означава загуба на топлина през стените през тези 7 месеца в киловатчаса:
0,32 W/m × °C × 240 m × 28 °C × 7 месеца × 30 дни × 24 часа = 10838016 Wh = 10838 kWh
Числото е доста „осезаемо“. Например, ако отоплението беше електрическо, тогава можете да изчислите колко пари ще бъдат изразходвани за отопление, като умножите полученото число по цената на kWh. Можете да изчислите колко пари са изразходвани за отопление на газ, като изчислите цената на kWh енергия от газов котел. За да направите това, трябва да знаете цената на газа, калоричността на газа и ефективността на котела.
Между другото, при последното изчисление, вместо средната температурна разлика, броя на месеците и дните (но не часове, оставяме часовете), беше възможно да се използва градус-ден на отоплителния период - GSOP, някои информация. Можете да намерите вече изчислените GSOP за различни градове на Русия и да умножите топлинните загуби от един квадратен метър по площта на стените, по тези GSOP и по 24 часа, като получите топлинни загуби в kWh.
Подобно на стените, трябва да изчислите стойностите на топлинните загуби за прозорци, входна врата, покрив и основа. След това сумирайте всичко и вземете стойността на топлинните загуби през всички ограждащи конструкции. За прозорците, между другото, няма да е необходимо да разберете дебелината и топлопроводимостта; обикновено вече има готово съпротивление на топлопреминаване на стъклопакета, изчислено от производителя. За под (в случай плоча основа) температурната разлика няма да е твърде голяма, почвата под къщата не е толкова студена, колкото външния въздух.
Загуба на топлина чрез вентилация
Приблизителният обем на наличния въздух в къщата (обем вътрешни стении не вземам предвид мебели):10 m x 10 m x 7 m = 700 m 3
Плътността на въздуха при +20°C е 1,2047 kg/m3. Специфичният топлинен капацитет на въздуха е 1,005 kJ/(kg×°C). Въздушна маса в къщата:
700 m 3 × 1,2047 kg/m 3 = 843,29 kg
Да кажем, че целият въздух в къщата се сменя 5 пъти на ден (това е приблизително число). При средна разликавътрешни и външни температури от 28 °C за целия отоплителен период, следната топлинна енергия ще се изразходва средно на ден за загряване на входящия студен въздух:
5 × 28 °C × 843,29 kg × 1,005 kJ/(kg × °C) = 118650,903 kJ
118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)
Тези. По време на отоплителния сезон, с петкратна подмяна на въздуха, къщата чрез вентилация ще загуби средно 32,96 kWh топлинна енергия на ден. За 7 месеца от отоплителния период загубите на енергия ще бъдат:
7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Топлинни загуби през канализацията
През отоплителния сезон водата, която влиза в къщата, е доста студена, да кажем, че има средна температура от +7°C. Загряването на водата е необходимо, когато жителите мият чинии и се къпят. Водата в тоалетното казанче също се загрява частично от околния въздух. Жителите изхвърлят цялата топлина, генерирана от водата, в канала.Да кажем, че едно семейство в къща консумира 15 m 3 вода на месец. Специфичният топлинен капацитет на водата е 4,183 kJ/(kg×°C). Плътността на водата е 1000 kg/m3. Да приемем, че средно водата, която влиза в къщата, се нагрява до +30°C, т.е. температурна разлика 23°C.
Съответно на месец топлинните загуби през канализационната система ще бъдат:
1000 kg/m 3 × 15 m 3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg × °C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
През 7-те месеца на отоплителния период жителите изливат в канализацията:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
Заключение
Накрая трябва да съберете получените числа на топлинните загуби през сградната обвивка, вентилацията и канализацията. Ще получите приблизителния общ брой топлинни загуби у дома.Трябва да се каже, че загубата на топлина чрез вентилация и канализация е доста стабилна и трудно се намалява. Няма да се къпете по-рядко или да проветрявате лошо къщата си. Въпреки че загубата на топлина чрез вентилация може да бъде частично намалена с помощта на рекуператор.
Ако съм сгрешил някъде, пишете в коментарите, но изглежда, че съм проверил всичко няколко пъти. Трябва да се каже, че има много по-сложни методи за изчисляване на топлинните загуби; допълнителните коефициенти се вземат предвид, но тяхното влияние е незначително.
Допълнение.
Изчисляването на топлинните загуби у дома може да се извърши и с помощта на SP 50.13330.2012 (актуализирано издание на SNiP 23.02.2003 г.). Има Приложение D „Изчисляване на специфичните характеристики на потреблението на топлинна енергия за отопление и вентилация на жилищни и обществени сгради“, самото изчисление ще бъде много по-сложно, там се използват повече фактори и коефициенти.
Показани са 25-те най-нови коментара. Покажи всички коментари (54).
|
Андрей Владимирович (11.01.2018 14:52)
Като цяло всичко е наред за обикновените смъртни. Единственото нещо, което бих посъветвал е тези, които обичат да посочват неточности, да посочат повече в началото на статията пълна формула Q=S*(tin-tout)*(1+∑β)*n/Rо и обяснете, че (1+∑β)*n, като се вземат предвид всички коефициенти, ще се различава леко от 1 и не може да изкриви значително изчислението на топлинни загуби на цялата ограждаща конструкция, т.е. Вземаме за основа формулата Q=S*(tin-tout)*1/Ro. Не съм съгласен с изчислението на вентилационните топлинни загуби, мисля, че ще изчисля общия топлинен капацитет на целия обем и след това ще го умножа по реалния фактор. Все още бих взел специфичната топлина на въздуха от мразовит въздух (ще затоплим уличния въздух), но ще бъде значително по-висок. И е по-добре да вземете топлинния капацитет на въздушната смес директно във W, равен на 0,28 W / (kg ° C). |
Изборът на топлоизолация, опции за изолация на стени, тавани и други ограждащи конструкции е трудна задача за повечето клиенти-разработчици. Има твърде много противоречиви проблеми за решаване наведнъж. Тази страница ще ви помогне да разберете всичко.
В момента запазването на топлината на енергийните ресурси придоби голямо значение. Съгласно SNiP 23-02-2003 „Термична защита на сгради“, устойчивостта на топлопреминаване се определя с помощта на един от двата алтернативни подхода:
предписващ ( нормативни изискваниясе отнася за отделни елементи на топлинната защита на сградата: външни стени, подове над неотопляеми помещения, покрития и тавански подове, прозорци, входни врати и др.)
потребител (съпротивлението на топлопреминаване на оградата може да бъде намалено спрямо предписаното ниво, при условие че проектният специфичен разход на топлинна енергия за отопление на сградата е по-нисък от стандартния).
Хигиенните изисквания трябва да се спазват през цялото време.
Те включват
Изискването е разликата между температурите на вътрешния въздух и на повърхността на ограждащите конструкции да не надвишава допустимите стойности. Максимално допустимите стойности на падане за външна стена са 4°C, за покриви и тавански подове 3°C, а за тавани над сутерени и помещения за обхождане 2°C.
Изискването е температурата на вътрешната повърхност на оградата да е над температурата на точката на оросяване.
За Москва и нейния регион изискваното термично съпротивление на стената според потребителския подход е 1,97 °C m. кв./W, а по разпоредителния подход:
за постоянен дом 3,13 °C m. кв./W,
за административни и други обществени сгради, вкл. сгради за сезонно обитаване 2,55 °С m. кв./W.
Таблица на дебелината и термичната устойчивост на материалите за условията на Москва и нейния регион.
|
Име на стенен материал |
Дебелина на стената и съответно термично съпротивление |
Необходима дебелина според потребителския подход (R=1,97 °C sq.m/W) и според предписания подход (R=3,13 °C sq.m/W) |
|
Масивна масивна глинена тухла (плътност 1600 kg/m3) |
510 mm (две тухли), R=0,73 °С m. кв./W |
1380 мм 2190 мм |
|
Керамзитобетон (плътност 1200 кг/м3) |
300 mm, R=0,58 °С m. кв./W |
1025 мм 1630 мм |
|
Дървена греда |
150 mm, R=0,83 °С m. кв./W |
355 мм 565 мм |
|
Дървен щит с пълнеж минерална вата(дебелината на вътрешната и външната обшивка на дъските е 25 mm) |
150 mm, R=1,84 °С m. кв./W |
160 мм 235 мм |
Таблица на необходимото съпротивление на топлопреминаване на ограждащи конструкции в къщи в района на Москва.
|
Външна стена |
прозорец, балконска врата |
Настилки и подове |
Тавански етажи и подове над неотопляеми мазета |
Входна врата |
|
Според прескриптивния подход |
||||
|
Според потребителския подход |
||||
От тези таблици става ясно, че по-голямата част от крайградските жилища в района на Москва не отговарят на изискванията за запазване на топлината, докато дори потребителският подход не се наблюдава в много новопостроени сгради.
Следователно, като изберете котел или отоплителни уреди само според възможността за отопление на определена площ, посочена в тяхната документация, вие твърдите, че къщата ви е построена при стриктно спазване на изискванията на SNiP 23.02.2003 г.
Изводът следва от горния материал. За да изберете правилно мощността на котела и отоплителните уреди, е необходимо да изчислите действителните топлинни загуби на помещенията на вашия дом.
По-долу ще покажем прост метод за изчисляване на топлинните загуби на вашия дом.
Къщата губи топлина през стената, покрива, силни емисии на топлина идват през прозорците, топлината също отива в земята, значителни топлинни загуби могат да възникнат чрез вентилация.
Топлинните загуби зависят главно от:
температурни разлики в къщата и навън (колкото по-голяма е разликата, толкова по-големи са загубите),
топлоизолационни свойства на стени, прозорци, тавани, покрития (или, както се казва, ограждащи конструкции).
Ограждащите конструкции са устойчиви на изтичане на топлина, поради което техните топлозащитни свойства се оценяват чрез стойност, наречена устойчивост на топлопредаване.
Съпротивлението на топлопреминаване показва колко топлина ще бъде загубена през квадратен метър от обвивката на сградата при дадена температурна разлика. Можем също така да кажем, обратно, каква температурна разлика ще възникне, когато определено количество топлина преминава през квадратен метър ограда.
където q е количеството топлина, загубена на квадратен метър от ограждащата повърхност. Измерва се във ватове на квадратен метър (W/m2); ΔT е разликата между температурата навън и в помещението (°C), а R е съпротивлението на топлопреминаване (°C/W/m2 или °C·m2/W).
Когато става дума за многослойна структура, устойчивостта на слоевете просто се сумира. Например, съпротивлението на стена, изработена от дърво, облицована с тухла, е сумата от три съпротивления: тухлената и дървената стена и въздушната междина между тях:
R(общо)= R(дърво) + R(въздух) + R(тухла).
Разпределение на температурата и въздушни гранични слоеве при пренос на топлина през стена
Изчисленията на топлинните загуби се извършват за най-неблагоприятния период, който е най-студената и ветровита седмица в годината.
Строителните справочници по правило посочват термичната устойчивост на материалите въз основа на това състояние и климатичния регион (или външната температура), където се намира вашият дом.
Таблица – Съпротивление на топлопреминаване на различни материали при ΔT = 50 °C (T адв. = –30 °С, T вътрешни = 20 °C.)
|
Материал и дебелина на стените |
Устойчивост на топлопредаванеР м , |
|
Тухлена стена с дебелина 3 тухли (79 см) с дебелина 2,5 тухли (67 см) с дебелина 2 тухли (54 см) с дебелина 1 тухла (25 см) |
0,592 0,502 0,405 0,187 |
|
Дървена къща Ø 25 Ø 20 |
|
|
Дървена къща от дървен материал 20см дебелина 10см дебелина |
|
|
Рамка стена (плоча + минерална вата + плоскост) 20 см |
|
|
Стена от пенобетон 20см 30см |
|
|
Мазилка върху тухли, бетон, пенобетон (2-3 см) |
|
|
Тавански (тавански) етаж |
|
|
Дървени подове |
|
|
Двойни дървени врати |
Таблица – Топлинни загуби на прозорци с различни конструкции при ΔT = 50 °C (T адв. = –30 °С, T вътрешни = 20 °C.)
ЗабележкаЧетните числа в обозначението на прозорец с двоен стъклопакет показват въздушна междина в mm; Символът Ar означава, че празнината е запълнена не с въздух, а с аргон; Буквата K означава, че външното стъкло има специално прозрачно топлозащитно покритие. |
Както се вижда от предишната таблица, модерните прозорци с двоен стъклопакет могат да намалят топлинните загуби на прозорец почти наполовина. Например за десет прозореца с размери 1,0 м х 1,6 м спестяванията ще достигнат киловат, което дава 720 киловатчаса на месец.
За да изберете правилно материалите и дебелините на ограждащите конструкции, ще приложим тази информация към конкретен пример.
При изчисляване на топлинните загуби на кв. метър има две включени количества:
температурна разлика ΔT,
устойчивост на топлопредаване R.
Нека дефинираме стайната температура като 20 °C, а външната да приемем –30 °C. Тогава температурната разлика ΔT ще бъде равна на 50 °C. Стените са направени от дървен материал с дебелина 20 cm, тогава R = 0,806 °C m. кв./W.
Топлинните загуби ще бъдат 50 / 0,806 = 62 (W/m2).
За да се опростят изчисленията на топлинните загуби, топлинните загуби са дадени в строителните справочници различни видовестени, тавани и др. за някои стойности на зимната температура на въздуха. По-специално, дадени са различни цифри за ъглови стаи (там се отразява турбулентността на въздуха, който набъбва къщата) и не-ъглови стаи, като се взема предвид и различната топлинна картина за стаите на първия и горния етаж.
Таблица – Специфични топлинни загубистроителни оградни елементи (на 1 кв.м. по вътрешния контур на стените) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
ЗабележкаАко зад стената има външно неотопляемо помещение (навес, остъклена веранда и др.), тогава топлинните загуби през него са 70% от изчислените, а ако зад това неотопляемо помещение има не улица, а друга външна стая (например козирка с лице към верандата), след това 40% от изчислената стойност. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица – Специфични топлинни загуби на ограждащи елементи на сградата (на 1 кв.м. по вътрешния контур) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
|
Характеристики на оградата |
Външна температура, °C |
Топлинни загуби, kW |
|
Прозорец с двоен стъклопакет |
||
|
Масивна дървена врата (двойна) |
||
|
Мансарден етаж |
||
|
Дървени подове над сутерена |
Нека разгледаме пример за изчисляване на топлинните загуби на две различни стаиедна област с помощта на таблици.
Пример 1.
Ъглова стая (приземен етаж)
Характеристики на стаята:
първи етаж,
площ на помещението – 16 кв.м. (5x3,2),
височина на тавана – 2,75 м,
външни стени - два броя,
материал и дебелина на външните стени - дървен материал с дебелина 18 см, облицован с гипсокартон и тапети,
дограма – две (вис. 1,6 м, ширина 1,0 м) със стъклопакет,
подове – дюшеме, отдолу мазе,
над таванския етаж,
прогнозна външна температура –30 °С,
необходима стайна температура +20 °C.
Площ на външните стени без прозорци:
S стени (5+3,2)x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 кв. м.
Площ на прозореца:
S дограма = 2x1.0x1.6 = 3.2 кв. м.
Площ на пода:
S етаж = 5x3,2 = 16 кв. м.
Площ на тавана:
Таван S = 5x3,2 = 16 кв. м.
Площта на вътрешните прегради не е включена в изчислението, тъй като топлината не излиза през тях - в крайна сметка температурата е една и съща от двете страни на преградата. Същото важи и за вътрешната врата.
Сега нека изчислим топлинните загуби на всяка повърхност:
Q общо = 3094 W.
Имайте предвид, че повече топлина излиза през стените, отколкото през прозорците, подовете и таваните.
Резултатът от изчислението показва топлинните загуби на помещението в най-студените (T околна среда = –30 °C) дни от годината. Естествено, колкото по-топло е навън, толкова по-малко топлина ще напусне стаята.
Пример 2
Стая под покрива (таванско помещение)
Характеристики на стаята:
последен етаж,
площ 16 кв.м. (3,8x4,2),
височина на тавана 2,4 м,
външни стени; два покривни наклона (шисти, масивна обшивка, 10 см минерална вата, облицовка), фронтони (10 см дебел дървен материал, покрит с облицовка) и странични прегради (рамкова стена с 10 см експандиран глинен пълнеж),
прозорци – четири (по два на всеки фронтон) с височина 1,6 м и ширина 1,0 м със стъклопакет,
прогнозна външна температура –30°С,
необходима стайна температура +20°C.
Нека изчислим площите на топлообменните повърхности.
Площ на крайните външни стени с изключение на прозорците:
S крайна стена = 2x(2.4x3.8-0.9x0.6-2x1.6x0.8) = 12 кв. м.
Площ на покривните склонове, граничещи със стаята:
S наклонени стени = 2x1.0x4.2 = 8.4 кв. м.
Площ на страничните прегради:
S странична горелка = 2x1.5x4.2 = 12.6 кв. м.
Площ на прозореца:
S дограма = 4x1.6x1.0 = 6.4 кв. м.
Площ на тавана:
Таван S = 2.6x4.2 = 10.92 кв. м.
Сега нека изчислим топлинните загуби на тези повърхности, като вземем предвид, че топлината не излиза през пода (там стаята е топла). Изчисляваме топлинните загуби за стени и тавани като за ъглови стаи, а за тавана и страничните прегради въвеждаме коефициент от 70 процента, тъй като зад тях има неотопляеми помещения.
Общите топлинни загуби на помещението ще бъдат:
Q общо = 4504 W.
Както можете да видите, топла стая на първия етаж губи (или консумира) значително по-малко топлина от таванска стая с тънки стени и голяма остъклена площ.
За да направите такава стая подходяща за зимен живот, първо трябва да изолирате стените, страничните прегради и прозорците.
Всяка ограждаща конструкция може да бъде представена под формата на многослойна стена, всеки слой от която има собствено термично съпротивление и собствено съпротивление на преминаване на въздух. Събирайки топлинното съпротивление на всички слоеве, получаваме топлинното съпротивление на цялата стена. Освен това, като обобщим съпротивлението на преминаване на въздуха на всички слоеве, ще разберем как стената диша. Перфектна стенаот дървен материал трябва да е еквивалентен на дървена стена с дебелина 15 - 20 см. Таблицата по-долу ще помогне за това.
Таблица – Устойчивост на топлопредаване и преминаване на въздух на различни материали ΔT=40 °C (T адв. =–20 °С, T вътрешни =20 °C.)
|
Стенен слой |
Дебелина на стенния слой (cm) |
Съпротивление на топлопреминаване на стенния слой |
Съпротива въздухопропускливост, еквивалентна на дебелината на дървената стена (cm) |
|
|
Еквивалентна дебелина на тухлената зидария (cm) |
||||
|
Тухлена зидария от обикновени глинени тухли с дебелина: 12 см 25 см 50 см 75 см |
0,15 0,3 0,65 1,0 |
|||
|
Зидария от керамзитобетонни блокове с дебелина 39 см с плътност: 1000 кг/куб.м 1400 кг/куб.м 1800 кг/куб.м |
||||
|
Пенобетон с дебелина 30 см, плътност: 300 кг/куб.м 500 кг/куб.м 800 кг/куб.м |
||||
|
Дебела дървена стена (бор) 10 см 15 см 20 см |
||||
За обективна картина на топлинните загуби на цялата къща е необходимо да се вземе предвид
Топлинните загуби чрез контакт на основата със замръзнала почва обикновено се приемат за 15% от топлинните загуби през стените на първия етаж (като се вземе предвид сложността на изчислението).
Топлинни загуби, свързани с вентилацията. Тези загуби се изчисляват, като се вземат предвид строителните норми (SNiP). Една жилищна сграда изисква около една смяна на въздуха на час, тоест през това време е необходимо да се осигури същия обем свеж въздух. По този начин загубите, свързани с вентилацията, са малко по-малки от количеството топлинни загуби, което се дължи на ограждащите конструкции. Оказва се, че загубата на топлина през стените и стъклопакетите е само 40%, а загубата на топлина през вентилацията е 50%. В европейските стандарти за вентилация и изолация на стени съотношението на топлинните загуби е 30% и 60%.
Ако стената „диша“, като стена от дървен материал или трупи с дебелина 15–20 см, тогава топлината се връща. Това ви позволява да намалите топлинните загуби с 30%, така че стойността на топлинното съпротивление на стената, получена при изчислението, трябва да се умножи по 1,3 (или топлинните загуби трябва да бъдат съответно намалени).
Като обобщите всички топлинни загуби в къщата, ще определите каква мощност на топлогенератора (котела) и отоплителните уреди са необходими за комфортно отопление на къщата в най-студените и ветровити дни. Също така изчисленията от този вид ще покажат къде е „слабото звено“ и как да го премахнете с помощта на допълнителна изолация.
Потреблението на топлина може да се изчисли и с помощта на обобщени показатели. Така в едно- и двуетажни къщи, които не са силно изолирани, при външна температура от –25 °C са необходими 213 W на квадратен метър обща площ, а при –30 °C – 230 W. За добре изолирани къщи това е: при –25 °C – 173 W на кв.м. обща площ, а при –30 °C – 177 W.
Цената на топлоизолацията спрямо цената на цялата къща е значително малка, но по време на експлоатацията на сградата основните разходи са за отопление. В никакъв случай не трябва да пестите от топлоизолация, особено когато удобно живееневърху големи площи. Цените на енергията по света непрекъснато растат.
Модерен Строителни материалиимат по-висока термична устойчивост от традиционните материали. Това ви позволява да направите стените по-тънки, което означава по-евтини и по-леки. Всичко това е добре, но тънки стенипо-малък топлинен капацитет, тоест съхраняват топлината по-зле. Трябва постоянно да го нагрявате - стените бързо се нагряват и бързо се охлаждат. В старите къщи с дебели стени е прохладно в горещ летен ден, стените са изстинали през нощта, „натрупали студ“.
Изолацията трябва да се разглежда във връзка с въздухопропускливостта на стените. Ако увеличаването на термичното съпротивление на стените е свързано със значително намаляване на пропускливостта на въздуха, тогава не трябва да се използва. Идеалната стена по отношение на дишането е еквивалентна на стена от дървен материал с дебелина 15…20 cm.
Много често неправилното използване на пароизолация води до влошаване на санитарните и хигиенните свойства на жилищата. При правилно организирана вентилация и "дишащи" стени е излишно, а при лошо дишащи стени е излишно. Основната му цел е да предотврати проникването на стените и да предпази изолацията от вятър.
Изолацията на стените отвън е много по-ефективна от вътрешната.
Не трябва безкрайно да изолирате стените. Ефективността на този подход за пестене на енергия не е висока.
Вентилацията е основният източник на енергоспестяване.
Чрез кандидатстване модерни системистъклопакети (стъклопакети, топлоизолационни стъкла и др.), нискотемпературни отоплителни системи, ефективна топлоизолацияограждащи конструкции, можете да намалите разходите за отопление 3 пъти.
Възможности за допълнителна изолация на строителни конструкции на базата на строителна топлоизолация тип “ИЗОВЕР” при наличие на въздухообменни и вентилационни системи в помещенията.
Изолация на керемидени покриви с топлоизолация ISOVER
|
Изолация на стена от леки бетонни блокове |
Изолация на тухлена стена с вентилирана междина |
Изолация на дървена стена |
||
|
|
|
|
Преди да започнете да строите къща, трябва да закупите план на къщата - това казват архитектите. Трябва да закупите услугите на професионалисти - това казват строителите. Необходимо е да се купуват висококачествени строителни материали - това казват продавачите и производителите на строителни материали и изолационни материали.
И знаете ли, в някои отношения всички те са малко прави. Но никой освен вас няма да се интересува толкова много от вашия дом, че да вземе предвид всички точки и да обедини всички въпроси, свързани с неговото изграждане.
Един от най важни въпроси, което трябва да се реши на етапа, е топлинната загуба на къщата. Дизайнът на къщата, нейната конструкция и какви строителни материали и изолационни материали ще закупите ще зависи от изчисляването на топлинните загуби.
Няма къщи с нулеви топлинни загуби. За да направи това, къщата трябва да плава във вакуум със стени от 100 метра високоефективна изолация. Ние не живеем във вакуум и не искаме да инвестираме в 100 метра изолация. Това означава, че къщата ни ще претърпи топлинни загуби. Нека бъдат, стига да са разумни.
Топлинни загуби през стените
Топлинни загуби през стените - всички собственици веднага мислят за това. Изчислете топлинното съпротивление на ограждащите конструкции и ги изолирайте, докато достигнат стандартен индикатор R и тук приключват работата си по изолацията на къщата. Разбира се, трябва да се вземат предвид загубите на топлина през стените на къщата - стените имат най-голямата площ от всички ограждащи конструкции на къщата. Но те не са единственият начин за излизане на топлината.
Изолация на къщата - единствения начиннамаляване на топлинните загуби през стените.
За да се ограничат загубите на топлина през стените, е достатъчно да се изолира къщата със 150 mm за европейската част на Русия или 200-250 mm от същата изолация за Сибир и северните райони. И с това можете да оставите този индикатор сам и да преминете към други, които са не по-малко важни.
Загуба на топлина на пода
Студеният под в къщата е катастрофа. Топлинните загуби от пода, спрямо същия показател за стените, са приблизително 1,5 пъти по-важни. И дебелината на изолацията на пода трябва да бъде точно толкова по-голяма от дебелината на изолацията на стените.
Топлинните загуби от пода стават значителни, когато имате студена основа или просто уличен въздух под пода на първия етаж, например с винтови пилоти.
Ако изолирате стените, изолирайте и пода.
Ако поставите 200 мм в стените базалтова ватаили полистиролова пяна, тогава ще трябва да поставите 300 милиметра еднакво ефективна изолация в пода. Само в този случай ще бъде възможно да се ходи на пода на първия етаж бос при всякакви, дори и най-тежките условия.
Ако имате отопляемо мазе под пода на първия етаж или добре изолирано мазе с добре изолирана широка сляпа зона, тогава изолацията на пода на първия етаж може да бъде пренебрегната.
Освен това такова мазе или сутерен трябва да се изпомпва с топъл въздух от първия етаж или още по-добре от втория. Но стените на мазето и неговата плоча трябва да бъдат изолирани колкото е възможно повече, за да не се „нагрява“ почвата. Разбира се, постоянната температура на земята е +4C, но това е на дълбочина. А през зимата около стените на мазето все още е същата -30C, както на повърхността на земята.
Загуба на топлина през тавана
Цялата топлина се повишава. И там то се стреми да излезе навън, тоест да напусне стаята. Топлинните загуби през тавана във вашия дом са едно от най-големите количества, които характеризират загубата на топлина на улицата.
Дебелината на изолацията на тавана трябва да бъде 2 пъти по-голяма от дебелината на изолацията на стените. Ако монтирате 200 мм в стените, монтирайте 400 мм на тавана. В този случай ще ви бъде гарантирана максимална термична устойчивост на вашата термична верига.
Какво правим? Стени 200 мм, под 300 мм, таван 400 мм. Помислете за спестяванията, които ще използвате за отопление на дома си.
Загуба на топлина от прозорци
Това, което е напълно невъзможно да се изолира са прозорците. Топлинните загуби на прозорците са най-голямото количество, което описва количеството топлина, напускащо вашия дом. Без значение какъв ще направите вашия стъклопакет - двукамерен, трикамерен или петкамерен, топлинните загуби на прозорците ще бъдат гигантски.
Как да намалим топлинните загуби през прозорците? Първо, струва си да се намали стъклената площ в цялата къща. Разбира се, с голямо остъкляване къщата изглежда елегантна, а фасадата й напомня за Франция или Калифорния. Но тук има само едно нещо - или витражи в половината стена, или добра топлоустойчивост на вашия дом.
Ако искате да намалите загубата на топлина от прозорците, не планирайте голяма площ.
Второ, тя трябва да бъде добре изолирана прозоречни склонове– местата, където връзките залепват за стените.
И трето, струва си да използвате нови продукти от строителната индустрия за допълнително запазване на топлината. Например автоматични нощни топлоспестяващи щори. Или филми, които отразяват топлинното излъчване обратно в къщата, но свободно предават видимия спектър.
Къде топлината напуска къщата?
Стените са изолирани, таванът и пода също, монтирани са щорите на петкамерни стъклопакети, пожарът е в разгара си. Но къщата все още е готина. Къде продължава да отива топлината от къщата?
Сега е моментът да потърсите пукнатини, пукнатини и пукнатини, където топлината излиза от дома ви.
Първо, вентилационната система. Студен въздух влиза захранваща вентилацияв къщата, топлият въздух напуска къщата чрез смукателна вентилация. За да намалите топлинните загуби чрез вентилация, можете да инсталирате рекуператор - топлообменник, който отнема топлината от изходящия топъл въздух и загрява входящия студен въздух.
Един от начините за намаляване на топлинните загуби в дома чрез вентилационната система е инсталирането на рекуператор.
Второ, входните врати. За да предотвратите загуба на топлина през вратите, трябва да инсталирате студен вестибюл, който ще бъде буфер между входни вратии уличен въздух. Вестибюлът трябва да бъде относително затворен и неотопляем.
Трето, струва си да погледнете къщата си поне веднъж в студено време с термична камера. Посещението на специалисти не струва толкова пари. Но ще имате в ръцете си „карта на фасадите и таваните“ и ясно ще знаете какви други мерки да предприемете, за да намалите топлинните загуби у дома през студения период.