Теплодомус Розрахунок тепловтрат

Вибір теплоізоляції, варіантів оздоблення стін для більшості замовників - забудовників завдання складне. Занадто багато суперечливих проблем потрібно вирішити одночасно. Ця сторінка допоможе Вам у цьому розібратися. В даний час теплозбереження енергоресурсів набуло великого значення. Відповідно до СНиП II-3-79 * «Будівельна теплотехніка», опір теплопередачі визначається виходячи з:

санітарно-гігієнічних та комфортних умов (перша умова),
умов енергозбереження (друга умова).

Для Москви та її області необхідний теплотехнічний опір стіни за першою умовою становить 1,1 °С·м. кв. /Вт, а за другою умовою:

для будинку постійного проживання 3,33 ° С·м. кв. / Вт,
для будинку сезонного проживання 2,16 ° С · м. кв. / Вт.

1.1 Таблиця товщин і термічних опір матеріалів для умов Москви та її області.

1.2 Таблиця мінімального наведеного опору теплопередачі зовнішніх конструкцій у будинках Московської области.

З цих таблиць видно, що більшість заміського житла в Підмосков'ї не задовольняють вимогам теплозбереження, при цьому навіть перша умова не дотримується в багатьох будівлях, що будуються.

Тому, підбираючи котел або обігрівальні прилади тільки за вказаною в їх документації здатністю обігріти певну площу, Ви стверджуєте, що Ваш будинок збудований зі строгим урахуванням вимог СНиП II-3-79*.

З вищевикладеного матеріалу випливає висновок. Для правильного вибору потужності котла та обігрівальних приладів, необхідно розрахувати реальні тепловтрати приміщень Вашої оселі.

Нижче ми покажемо нескладну методику розрахунку тепловтрат Вашого будинку.

Будинок втрачає тепло через стіну, дах, сильні викиди тепла йдуть через вікна, в землю теж йде тепло, суттєві втрати тепла можуть припадати на вентиляцію.

Теплові втрати в основному залежать від:

різниці температур у будинку та на вулиці (чим різниця більше, тим втрати вищі),
теплозахисних властивостей стін, вікон, перекриттів, покриттів (або, як кажуть огороджувальних конструкцій).

Огороджувальні конструкції пручаються витіканням тепла, тому їх теплозахисні властивості оцінюють величиною, яка називається опором теплопередачі. Опір теплопередачі показує, скільки тепла піде через квадратний метр огороджувальної конструкції при заданому перепаді температур. Можна сказати і навпаки, який перепад температур виникне при проходженні певної кількості тепла через метр квадратний огорож.

де q - це кількість тепла, яке втрачає квадратний метр огороджувальної поверхні. Його вимірюють у ВАТ на квадратний метр (Вт/м. кв.); ΔT — це різниця між температурою на вулиці та в кімнаті (°С) і R — це опір теплопередачі (°С/Вт/м. кв. або °С·м. кв./Вт). Коли йдеться про багатошарову конструкцію, то опір шарів просто складаються. Наприклад, опір стіни з дерева, обкладеного цеглою, є сумою трьох опорів: цегляної та дерев'яної стінки та повітряного прошарку між ними:

R (сум.) = R (дерев.) + R (воз.) + R (кирп.).

1.3 Розподіл температури та прикордонні шари повітря при передачі тепла через стіну

Розрахунок на тепловтрати проводять для найнесприятливішого періоду, яким є найморозніший і вітряний тиждень на рік.

У будівельних довідниках, як правило, вказують тепловий опір матеріалів виходячи зцієї умови та кліматичного району (або зовнішньої температури), де знаходиться Ваш будинок.

1.3 Таблиця- Опір теплопередачі різних матеріалів при ΔT = 50 ° С (Тнар. = -30 ° С, Твнутр. = 20 ° С.)

1.4 Таблиця - Теплові втрати вікон різної конструкції

при ΔT = 50 ° С (Тнар. = -30 ° С, Твнутр. = 20 ° С.)

Примітка• Пора цифри в умовному позначенні склопакета означають повітряний зазор у мм; • Символ Ar означає, що проміжок заповнений не повітрям, а аргоном; • Літера К означає, що зовнішнє скло має спеціальне прозоре теплозахисне покриття.

Як видно із попередньої таблиці, сучасні склопакети дозволяють зменшити тепловтрати вікна майже вдвічі. Наприклад, для десяти вікон розміром 1,0 м х 1,6 м економія досягне кіловата, що на місяць дає 720 кіловат-годин. Для правильного вибору матеріалів та товщин огороджувальних конструкцій застосуємо ці відомості до конкретного прикладу. У розрахунку теплових втрат на один кв. метр беруть участь дві величини:

перепад температур ΔT,
опору теплопередачі R.

Температуру в приміщенні визначимо 20 °С, а зовнішню температуру приймемо рівною -30 °С. Тоді перепад температур ΔT дорівнюватиме 50 °С. Стіни виконані з бруса завтовшки 20 см, тоді R= 0,806 °С·м. кв. / Вт. Теплові втрати становитимуть 50 / 0,806 = 62 (Вт/м. кв.). Для спрощення розрахунків тепловтрат у будівельних довідниках наводять тепловтрати різного виду стін, перекриттів і т.д. для певних значень зимової температури повітря. Зокрема, даються різні цифри для кутових приміщень (там впливає завихрення повітря, що набрякає будинок) та некутових, а також враховується різна теплова картина для приміщень першого та верхнього поверху.

1.5Таблиця - Питомі тепловтрати елементів огорожі будівлі

(на 1 кв. м. за внутрішнім контуром стін) залежно від середньої температури найхолоднішого тижня на рік.

ПриміткаЯкщо за стіною знаходиться зовнішнє неопалюване приміщення (сіни, засклена веранда і т. д.), то втрати тепла через неї становлять 70% від розрахункових, а якщо за цим неопалюваним приміщенням не вулиця, а ще одне приміщення назовні (наприклад, сіни, що виходять на веранду), то 40% від розрахункового значення.

1.6 Таблиця - Питомі тепловтрати елементів огорожі будівлі

(на 1 кв. м. за внутрішнім контуром) залежно від середньої температури найхолоднішого тижня на рік.

2. Розглянемо приклад розрахунку

теплових втрат двох різних кімнат однієї площі за допомогою таблиць. приклад 1.

2.1 Кутова кімната (перший поверх)

поверх перший,
площа кімнати - 16 кв. м. (5х3,2),
висота стелі - 2,75 м,
зовнішніх стін - дві,
матеріал і товщина зовнішніх стін - брус товщиною 18 см, обшитий гіпсокартоном і обклеєний шпалерами,
вікна - два (висота 1,6 м, ширина 1,0 м) з подвійним склінням,
підлога - дерев'яні утеплені, знизу підвал,
вище горищне перекриття,
розрахункова зовнішня температура -30 ° С,
потрібна температура в кімнаті +20 °С.

Розрахуємо площі тепловіддаючих поверхонь.

Площа зовнішніх стін за вирахуванням вікон:

Sстін (5 +3,2) х2, 7-2х1, 0х1, 6 = 18,94 кв. м.

Sокон = 2х1, 0х1, 6 = 3,2 кв. м.

Sполу = 5х3,2 = 16 кв. м.

Sстелі = 5х3,2 = 16 кв. м.

Площа внутрішніх перегородок не бере участі, оскільки через них тепло не йде — адже по обидва боки перегородки температура однакова. Тежвідноситься і до внутрішніх дверей. Тепер обчислимо тепловтрати кожної з поверхонь:

Сумарні тепловтрати кімнати становитимуть:

Qсумарні = 3094 Вт.

Зауважимо, що через стіни йде тепла більше ніж через вікна, підлогу і стелю. Звичайно, чим тепліше на вулиці, тим менше піде з кімнати тепла.

2.2 Кімната під дахом (мансарда)

поверх верхній
площа 16 кв. м. (3,8 х4, 2),
висота стелі 2,4 м,
зовнішні стіни; два скати даху (шифер, суцільна решетування, 10 см мінвати, вагонка), фронтони (брус товщиною 10 см, обшитий вагонкою) та бічні перегородки (каркасна стіна з керамзитовим заповненням 10 см),
вікна - чотири (по два на кожному фронтоні), висотою 1,6 м і шириною 1,0 м з подвійним склінням,
розрахункова зовнішня температура -30 ° С,
необхідна температура у кімнаті +20°С.

2.3 Розрахуємо площі тепловіддаючих поверхонь.

Площа торцевих зовнішніх стін за вирахуванням вікон:

Сторц. стін = 2х (2,4 х3, 8-0,9 х0, 6-2х1, 6х0, 8) = 12 кв. м.

Площа схилів даху, що обмежують кімнату:

Sскатів. стін = 2х1, 0х4, 2 = 8,4 кв. м.

Площа бічних перегородок:

Sбік. перегор = 2х1, 5х4, 2 = 12,6 кв. м.

Sікон = 4х1, 6х1, 0 = 6,4 кв. м.

Sстелі = 2,6 х4, 2 = 10,92 кв. м.

2.4 Тепер розрахуємо теплові втрати цих поверхонь, при цьому врахуємо, що через підлогу тепло не йде (там тепле приміщення). Тепловтрати для стін та стелі ми вважаємо як для кутових приміщень, а для стелі та бічних перегородок вводимо 70-відсотковий коефіцієнт, так як за ними розташовуються неопалювані приміщення.

Сумарнітепловтрати кімнати становитимуть:

Qсумарні = 4504 Вт.

Як бачимо, тепла кімната першого поверху втрачає (або споживає) значно менше тепла, ніж мансардна кімната з тонкими стінками та великою площею скління. Щоб таке приміщення зробити придатним для зимового проживання, потрібно насамперед утеплювати стіни, бічні перегородки та вікна. Будь-яка конструкція, що захищає, може бути представлена у вигляді багатошарової стіни, кожен шар якої має свій тепловий опір і свій опір проходженню повітря. Склавши тепловий опір всіх шарів, отримаємо тепловий опір усієї стіни. Також підсумовуючи опір проходженню повітря всіх шарів, зрозуміємо, як дихає стіна. Ідеальна стіна з бруса повинна бути еквівалентна стіні з бруса товщиною 15 - 20 см. Наведена нижче таблиця допоможе цьому.

2.5 Таблиця — Опір теплопередачі та проходженню повітря

різних матеріалів ΔT = 40 ° С (Тнар. = -20 ° С, Твнутр. = 20 ° С.)

Втрати тепла через контакт фундаменту з мерзлим ґрунтом зазвичай приймають 15% втрат тепла через стіни першого поверху (з урахуванням складності розрахунку).
Втрати тепла пов'язані з вентиляцією. Ці втрати розраховуються з урахуванням будівельних норм (СНіП). Для житлового будинку потрібно близько одного повітрообміну на годину, тобто за цей час необхідно подати той самий об'єм свіжого повітря. Таким чином, втрати пов'язані з вентиляцією, становлять трохи менше суми тепловтрат припадають на огороджувальні конструкції. Виходить, що втрати тепла через стіни та скління становить лише 40%, а втрати тепла на вентиляцію 50%. У європейських нормах вентиляції та утеплення стін співвідношення теплових втрат становлять 30% і 60%.
Якщо стіна «дихає», як стіна з бруса чи колоди завтовшки15 - 20 см, то відбувається повернення тепла. Це дозволяє зменшити теплові втрати на 30%, тому отриману при розрахунку величину теплового опору стіни слід помножити на 1,3 (або відповідно зменшити тепловтрати).

Підсумовувавши всі тепловтрати будинку, Ви визначите, який потужності генератор тепла (котел) та опалювальні прилади необхідні для комфортного обігріву будинку в холодні та вітряні дні. Також, подібні розрахунки покажуть, де «слабка ланка» і як його виключити за допомогою додаткової ізоляції. Розрахувати витрати тепла можна і за укрупненими показниками. Так, в одно- та двоповерхових не сильно утеплених будинках при зовнішній температурі -25 ° С потрібно 213 Вт на один квадратний метр загальної площі, а при -30 ° С - 230 Вт. Для добре утеплених будинків це: при -25 ° С - 173 Вт на кв. м. загальної площі, а при -30 ° С - 177 Вт. висновки та рекомендації

Вартість теплоізоляції щодо вартості всього будинку суттєво мала, проте при експлуатації будівлі основні витрати припадають саме на опалення. На теплоізоляції в жодному разі не можна економити, особливо при комфортному проживанні на великих площах. Ціни на енергоносії у всьому світі постійно підвищуються.
Сучасні будівельні матеріали мають більш високий термічний опір, ніж матеріали традиційні. Це дозволяє робити стіни тоншими, а значить, дешевшими і легшими. Все це добре, але у тонких стінок менше теплоємність, тобто вони гірше запасають тепло. Топити доводиться постійно - стіни швидко нагріваються і швидко остигають. У старих будинках з товстими стінами жарким літнім днем прохолодно, стіни, що охолонули за ніч, «накопичили холод».
Утеплення необхідно розглядати разом із повітропроникністю стін. Якщо збільшення теплового опорустін пов'язано зі значним зменшенням повітропроникності, то не слід застосовувати. Ідеальна стіна по повітропроникності еквівалентна стіні із бруса товщиною 15...20 см.
Дуже часто неправильне застосування пароізоляції призводить до погіршення санітарно-гігієнічних властивостей житла. При правильно організованій вентиляції та «дихаючих» стінах вона зайва, а при погано повітропроникних стінах це непотрібно. Основне її призначення - це запобігання інфільтрації стін та захист утеплення від вітру.
Утеплення стін зовні значно ефективніше внутрішнього утеплення.
Не слід нескінченно утеплювати стіни. Ефективність такого підходу до енергозбереження не висока.
Вентиляція – ось основні резерви енергозбереження.
Застосувавши сучасні системи скління (склопакети, теплозахисне скло тощо), низькотемпературні системи, що обігрівають, ефективну теплоізоляцію огороджувальних конструкцій, можна скоротити витрати на опалення в 3 рази.