Normálne tepelné straty doma. Výpočet tepelných strát doma: online kalkulačka. Názov materiálu steny

Prvým krokom pri organizácii vykurovania súkromného domu je výpočet tepelných strát. Účelom tohto výpočtu je zistiť, koľko tepla uniká von cez steny, podlahy, strechy a okná (všeobecný názov - obal budovy) počas najväčších mrazov v danej oblasti. Keď viete, ako vypočítať tepelné straty podľa pravidiel, môžete získať pomerne presný výsledok a začať s výberom zdroja tepla pomocou energie.

Základné vzorce

Na získanie viac či menej presného výsledku je potrebné vykonať výpočty podľa všetkých pravidiel, zjednodušená metóda (100 W tepla na 1 m² plochy) tu nebude fungovať. Celková tepelná strata budovy počas chladného obdobia pozostáva z 2 častí:

tepelné straty cez uzavreté konštrukcie;
straty energie na vykurovanie ventilačný vzduch.

Základný vzorec na výpočet spotreby tepelnej energie cez vonkajšie ploty je nasledovný:

Q \u003d 1 / R x (t v - t n) x S x (1+ ∑β). Tu:

Q je množstvo tepla strateného konštrukciou jedného typu, W;
R je tepelný odpor stavebného materiálu, m²°C / W;
S je plocha vonkajšieho plotu, m²;
t in - vnútorná teplota vzduchu, ° С;
t n - väčšina nízka teplota prostredie, °С;
β - dodatočné tepelné straty v závislosti od orientácie budovy.

Tepelný odpor stien alebo strechy budovy sa určuje na základe vlastností materiálu, z ktorého sú vyrobené, a hrúbky konštrukcie. Na tento účel sa používa vzorec R = δ / λ, kde:

λ je referenčná hodnota tepelnej vodivosti materiálu steny, W/(m°C);
δ je hrúbka vrstvy tohto materiálu, m.

Ak je stena postavená z 2 materiálov (napríklad tehla s izoláciou z minerálnej vlny), potom sa tepelný odpor vypočíta pre každý z nich a výsledky sa zosumarizujú. Vonkajšia teplota sa vyberá podľa regulačných dokumentov aj podľa osobných pozorovaní, vnútorná - podľa potreby. Dodatočné tepelné straty sú koeficienty definované normami:

Keď je stena alebo časť strechy otočená na sever, severovýchod alebo severozápad, potom β = 0,1.
Ak je konštrukcia otočená na juhovýchod alebo západ, β = 0,05.
β = 0, keď vonkajší plot smeruje na juh alebo juhozápad.

Poradie výpočtu

Pre zohľadnenie všetkého tepla vychádzajúceho z domu je potrebné vypočítať tepelné straty miestnosti, každú zvlášť. Na tento účel sa vykonajú merania všetkých plotov susediacich s prostredím: stien, okien, striech, podláh a dverí.

Dôležitý bod: merania by sa mali vykonávať podľa vonku, zachytávanie rohov budovy, inak výpočet tepelnej straty domu dá podhodnotenú spotrebu tepla.

Okná a dvere sa merajú podľa otvoru, ktorý vyplnia.

Na základe výsledkov meraní sa vypočíta plocha každej štruktúry a dosadí sa do prvého vzorca (S, m²). Vkladá sa tam aj hodnota R získaná vydelením hrúbky plotu tepelnou vodivosťou stavebného materiálu. V prípade nových kovoplastových okien vám hodnotu R vyžiada zástupca inštalatéra.

Ako príklad sa oplatí vypočítať tepelné straty cez obvodové steny z tehál s hrúbkou 25 cm s plochou 5 m² pri teplote okolia -25 ° C. Predpokladá sa, že teplota vo vnútri bude +20°C a rovina konštrukcie smeruje na sever (β = 0,1). Najprv musíte z referenčnej literatúry zobrať koeficient tepelnej vodivosti tehly (λ), rovná sa 0,44 W / (m ° C). Potom sa podľa druhého vzorca vypočíta odpor voči prenosu tepla tehlová stena 0,25 m:

R \u003d 0,25 / 0,44 \u003d 0,57 m² ° C / W

Na určenie tepelných strát miestnosti s touto stenou je potrebné všetky počiatočné údaje nahradiť prvým vzorcom:

Q \u003d 1 / 0,57 x (20 - (-25)) x 5 x (1 + 0,1) \u003d 434 W \u003d 4,3 kW

Ak má miestnosť okno, potom po výpočte jeho plochy by sa tepelné straty cez priesvitný otvor mali určiť rovnakým spôsobom. Rovnaké akcie sa opakujú pre podlahy, strechy a predné dvere. Na konci sú zhrnuté všetky výsledky, po ktorých môžete prejsť do ďalšej miestnosti.

Meranie tepla pre ohrev vzduchu

Pri výpočte tepelných strát budovy je dôležité vziať do úvahy množstvo tepelnej energie spotrebovanej vykurovacím systémom na ohrev vetracieho vzduchu. Podiel tejto energie dosahuje 30 % z celkových strát, preto je neprijateľné ju ignorovať. Tepelnú stratu vetraním doma môžete vypočítať pomocou tepelnej kapacity vzduchu pomocou obľúbeného vzorca z kurzu fyziky:

Q vzduch \u003d cm (t in - t n). v ňom:

Q vzduch - teplo spotrebované vykurovacím systémom na vykurovanie privádzaný vzduch, W;
t in a t n - rovnaké ako v prvom vzorci, ° С;
m je hmotnostný prietok vzduchu vstupujúceho do domu zvonku, kg;
c je tepelná kapacita zmesi vzduchu rovná 0,28 W / (kg ° С).

Tu sú známe všetky množstvá okrem hmotnostný prietok vzduch na vetranie. Aby ste svoju úlohu nekomplikovali, mali by ste súhlasiť s podmienkou, že vzdušné prostredie sa aktualizuje v celom dome 1 krát za hodinu. Potom nie je ťažké vypočítať objemový prietok vzduchu sčítaním objemov všetkých miestností a potom ho musíte previesť na objemový vzduch prostredníctvom hustoty. Keďže hustota vzduchovej zmesi sa mení s jej teplotou, musíte vziať primeranú hodnotu zo stola:

m = 500 x 1,422 = 711 kg/h

Zahriatie takejto masy vzduchu o 45 °C bude vyžadovať nasledujúce množstvo tepla:

Q vzduch \u003d 0,28 x 711 x 45 \u003d 8957 W, čo sa približne rovná 9 kW.

Po dokončení výpočtov sa k tepelným stratám vetraním pripočítajú výsledky tepelných strát cez vonkajšie kryty, čím sa získa celková tepelná záťaž na vykurovací systém budovy.

Prezentované spôsoby výpočtu je možné zjednodušiť, ak sa vzorce zadajú do programu Excel vo forme tabuliek s údajmi, výrazne to urýchli výpočet.

Aby sa váš dom nestal bezodnou jamou na náklady na vykurovanie, odporúčame vám preštudovať si základné smery tepelnotechnického výskumu a metodiky výpočtu.

Bez predbežná kalkulácia tepelná priepustnosť a akumulácia vlhkosti sa stráca celá podstata bytovej výstavby.

Fyzika tepelných procesov

Rôzne oblasti fyziky majú veľa spoločného pri opise javov, ktoré skúmajú. Tak je to v tepelnom inžinierstve: princípy opisujúce termodynamické systémy jasne odrážajú základy elektromagnetizmu, hydrodynamiky a klasickej mechaniky. Hovoríme predsa o opise toho istého sveta, preto niet divu, že modely fyzikálnych procesov charakterizujú niektoré spoločné znaky v mnohých oblastiach výskumu.

Podstata tepelných javov je ľahko pochopiteľná. Teplota telesa alebo stupeň jeho zahriatia nie je nič iné ako miera intenzity kmitov elementárnych častíc, z ktorých je toto teleso zložené. Je zrejmé, že keď sa zrazia dve častice, tá s vyššou energetickou hladinou prenesie energiu častici s nižšou energiou, ale nikdy nie naopak.

Nie je to však jediný spôsob výmeny energie, prenos je možný aj cez kvantá tepelného žiarenia. V čom základný princíp nevyhnutne konzervované: kvantum emitované menej zahriatym atómom nie je schopné preniesť energiu na teplejšiu elementárnu časticu. Jednoducho sa od nej odrazí a buď zmizne bez stopy, alebo odovzdá svoju energiu inému atómu s menšou energiou.

Termodynamika je dobrá, pretože procesy, ktoré sa v nej vyskytujú, sú absolútne vizuálne a možno ich interpretovať pod zámienkou rôzne modely. Hlavná vec je dodržiavať základné postuláty, ako je zákon prenosu energie a termodynamická rovnováha. Ak teda vaša prezentácia spĺňa tieto pravidlá, ľahko pochopíte spôsob tepelnotechnických výpočtov od a do.

Koncepcia odolnosti voči prenosu tepla

Schopnosť materiálu prenášať teplo sa nazýva tepelná vodivosť. Vo všeobecnosti je vždy vyššia, čím väčšia je hustota látky a tým lepšie je jej štruktúra prispôsobená na prenos kinetických vibrácií.

Veličina nepriamo úmerná tepelnej vodivosti je tepelný odpor. Pre každý materiál táto vlastnosť nadobúda jedinečné hodnoty v závislosti od štruktúry, tvaru a množstva ďalších faktorov. Napríklad účinnosť prestupu tepla v hrúbke materiálov a v zóne ich styku s inými médiami sa môže líšiť, najmä ak je medzi materiálmi aspoň minimálna vrstva hmoty v inom stave agregácie. Kvantitatívne sa tepelný odpor vyjadruje ako teplotný rozdiel vydelený rýchlosťou tepelného toku:

Rt = (T2 - T1) / P

kde:

Rt - tepelný odpor sekcie, K / W;
T2 - teplota začiatku úseku, K;
T1 - teplota konca úseku, K;
P - tepelný tok, W.

V kontexte výpočtu tepelných strát zohráva rozhodujúcu úlohu tepelný odpor. Akákoľvek obklopujúca štruktúra môže byť reprezentovaná ako planparalelná bariéra pre tepelný tok. Jeho celkový tepelný odpor je súčtom odporov každej vrstvy, pričom sa sčítajú všetky priečky priestorová konštrukcia, čo je vlastne budova.

Rt = l / (λ S)

kde:

Rt - tepelný odpor časti obvodu, K / W;
l - dĺžka úseku tepelného okruhu, m;
λ - súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálu, W/(m K);
S - prierezová plocha pozemku, m2.

Faktory ovplyvňujúce tepelné straty

Tepelné procesy dobre korelujú s elektrickými: teplotný rozdiel pôsobí ako napätie, tepelný tok možno považovať za silu prúdu, ale nemusíte ani vymýšľať vlastný výraz pre odpor. Plne platí aj koncept najmenšieho odporu, ktorý sa v tepelnej technike objavuje ako studené mosty.

Ak vezmeme do úvahy ľubovoľný materiál v reze, je celkom ľahké určiť cestu tepelného toku na mikro- aj makro úrovni. Vezmime si ako prvý model betónová stena, v ktorom sú z technologickej potreby zhotovené priechodné spoje oceľovými tyčami ľubovoľného prierezu. Oceľ trochu vedie teplo lepšie ako betón, takže môžeme rozlíšiť tri hlavné tepelné toky:

cez betón
cez oceľové tyče
od oceľových tyčí po betón

Posledný model tepelného toku je najzaujímavejší. Pretože sa oceľová tyč ohrieva rýchlejšie, teplotný rozdiel medzi týmito dvoma materiálmi bude pozorovaný bližšie k vonkajšej časti steny. Oceľ teda nielen sama "čerpá" teplo von, ale zvyšuje aj tepelnú vodivosť susedných hmôt betónu.

V poréznych médiách prebiehajú tepelné procesy podobným spôsobom. Takmer všetky Konštrukčné materiály pozostávajú z rozvetvenej siete pevnej hmoty, ktorej priestor je vyplnený vzduchom.

Pevný, hustý materiál teda slúži ako hlavný vodič tepla, ale v dôsledku zložitej štruktúry sa cesta, po ktorej sa teplo šíri, ukáže byť väčšia ako prierez. Druhým faktorom, ktorý určuje tepelný odpor, je teda heterogenita každej vrstvy a plášťa budovy ako celku.

Tretím faktorom ovplyvňujúcim tepelnú vodivosť môžeme pomenovať hromadenie vlhkosti v póroch. Voda má tepelný odpor 20–25-krát nižší ako vzduch, takže ak vyplní póry, celková tepelná vodivosť materiálu sa ešte zvýši, ako keby póry vôbec neboli. Keď voda zamrzne, situácia sa ešte zhorší: tepelná vodivosť sa môže zvýšiť až 80-krát. Zdrojom vlhkosti je zvyčajne vzduch v miestnosti a zrážok. V súlade s tým existujú tri hlavné metódy riešenia takéhoto javu vonkajšia hydroizolácia steny, použitie parozábrany a výpočet akumulácie vlhkosti, ktorý sa nevyhnutne vykonáva súbežne s prognózou tepelných strát.

Diferencované schémy výpočtu

Najjednoduchší spôsob, ako určiť veľkosť tepelných strát budovy, je sčítať hodnoty tepelného toku cez konštrukcie, ktoré tvoria túto budovu. Táto technika plne zohľadňuje rozdiel v štruktúre rôzne materiály, ako aj špecifiká tepelného toku cez ne a na križovatkách jednej roviny s druhou. Takýto dichotomický prístup značne zjednodušuje úlohu, pretože rôzne uzatváracie konštrukcie sa môžu výrazne líšiť v návrhu systémov tepelnej ochrany. Preto je v samostatnej štúdii ľahšie určiť množstvo tepelných strát, pretože na to rôznymi spôsobmi výpočty:

Pri stenách sa únik tepla kvantitatívne rovná Celková plocha vynásobený pomerom teplotného rozdielu k tepelnému odporu. Zároveň sa nevyhnutne berie do úvahy orientácia stien ku svetovým stranám, aby sa zohľadnilo ich vykurovanie počas dňa, ako aj vetranie. stavebné konštrukcie.
Pre prekrytia je technika rovnaká, ale prítomnosť podkrovný priestor a spôsob prevádzky. Za izbovú teplotu sa berie aj hodnota o 3–5 °С vyššia, vypočítaná vlhkosť sa tiež zvýši o 5–10 %.
Tepelné straty cez podlahu sú vypočítané zónovo, popisujúc pásy po obvode budovy. Je to spôsobené tým, že teplota pôdy pod podlahou je v blízkosti stredu budovy vyššia v porovnaní so základovou časťou.
Tepelný tok zasklením určujú štítkové údaje okien, treba brať do úvahy aj typ okien nadväzujúcich na steny a hĺbku sklonov.

Q = S (∆T / Rt)

kde:

Q- strata tepla, W;
S - plocha steny, m2;
ΔT - teplotný rozdiel vo vnútri a mimo miestnosti, ° С;
Rt - odolnosť proti prestupu tepla, m2 °C / W.

Príklad výpočtu

Predtým, ako prejdeme k ukážke, odpovedzme si na poslednú otázku: ako správne vypočítať integrálny tepelný odpor zložitých viacvrstvových štruktúr? To sa dá, samozrejme, manuálne, našťastie, v moderná konštrukcia nepoužíva sa veľa druhov nosné základy a vykurovacie systémy. Počítajte však s prítomnosťou dekoratívne povrchové úpravy, interiér a fasádna omietka, rovnako ako vplyv všetkých prechodných a iných faktorov je dosť ťažké, je lepšie použiť automatizované výpočty. Jedným z najlepších online zdrojov pre takéto úlohy je smartcalc.ru, ktorý navyše zobrazuje posun rosného bodu v závislosti od klimatických podmienok.

Vezmime si napríklad ľubovoľnú budovu, po preštudovaní popisu ktorej bude čitateľ schopný posúdiť súbor počiatočných údajov potrebných na výpočet. Je tu jednoposchodový dom správneho obdĺžnikový tvar s rozmermi 8,5x10 m a výškou stropu 3,1 m, nachádza sa v Leningradskej oblasti.

Dom má na zemi nezateplenú podlahu s doskami na guľatine s vzduchová medzera, výška podlahy je o 0,15 m vyššia ako územnoplánovacia značka na pozemku. Materiál steny je troskový monolit hrúbky 42 cm s vnútornou cementovo-vápennou omietkou do hrúbky 30 mm a vonkajšou škvarovocementovou omietkou typu „kožuch“ do hrúbky 50 mm. Celková plocha zasklenia je 9,5 m2, využívaná ako okná dvojité zasklenie v tepelne úspornom profile s priemerným tepelným odporom 0,32 m2 °C / W.

Kryt bol vyrobený na drevené trámy: zospodu omietnuté na šindle, vyplnené vysokopecnou troskou a zhora prekryté hlinený poter, nad stropom - podkrovie studeného typu. Úlohou výpočtu tepelných strát je vytvorenie systému tepelnej ochrany stien.

Poschodie

V prvom rade sa zisťujú tepelné straty podlahou. Keďže ich podiel na celkovom odtoku tepla je najmenší, a to aj v dôsledku Vysoké číslo premenných (hustota a druh pôdy, hĺbka zamrznutia, masívnosť základu a pod.), výpočet tepelných strát sa vykonáva podľa zjednodušenej metódy so zníženým odporom prestupu tepla. Po obvode budovy, začínajúc od línie kontaktu so zemou, sú opísané štyri zóny - obopínajúce pásy široké 2 metre.

Pre každú zo zón sa berie jej vlastná hodnota zníženého odporu proti prestupu tepla. V našom prípade ide o tri zóny s rozlohou 74, 26 a 1 m2. Nech ťa to netrápi celková suma oblasti zón, ktoré väčšiu oblasť budova na 16 m2, dôvodom je dvojitý prepočet pretínajúcich sa pásov prvej zóny v rohoch, kde sú tepelné straty oveľa vyššie v porovnaní s úsekmi pozdĺž stien. Pomocou hodnôt odporu prestupu tepla 2,1, 4,3 a 8,6 m2 °C/W pre zóny jedna až tri určíme tepelný tok cez každú zónu: 1,23, 0,21 a 0,05 kW, v tomto poradí.

Steny

Pomocou údajov o teréne, ako aj materiálov a hrúbky vrstiev, ktoré tvoria steny, musíte vyplniť príslušné polia vo vyššie uvedenej službe smartcalc.ru. Podľa výsledkov výpočtu je odpor prestupu tepla 1,13 m2 °C / W a tepelný tok cez stenu je 18,48 W na meter štvorcový. Pri celkovej ploche steny (bez zasklenia) 105,2 m2 je celková tepelná strata stenami 1,95 kWh. V tomto prípade budú tepelné straty oknami 1,05 kW.

Krytina a zastrešenie

Výpočet tepelných strát cez podkrovie možno vykonať aj v online kalkulačke výberom požadovaný typ uzatváracie konštrukcie. Odolnosť podlahy voči prestupu tepla je tak 0,66 m2 °C/W a tepelná strata 31,6 W s meter štvorcový, teda 2,7 kW z celej plochy obvodového plášťa budovy.

Celková celková tepelná strata podľa výpočtov je 7,2 kWh. Vzhľadom na pomerne nízku kvalitu stavebných konštrukcií je toto číslo zjavne oveľa nižšie ako skutočné. V skutočnosti je takýto výpočet idealizovaný, neberie do úvahy špeciálne koeficienty, fúkanie, konvekčnú zložku prestupu tepla, straty vetraním a vchodovými dverami.

V skutočnosti v dôsledku nekvalitnej inštalácie okien, nedostatočnej ochrany na spoji strechy s mauerlatom a zlej hydroizolácie stien od základov môžu byť skutočné tepelné straty 2 alebo dokonca 3-krát vyššie ako vypočítané. Už základné tepelnotechnické štúdie však pomáhajú určiť, či konštrukcie rozostavaného domu budú vyhovovať hygienické normy aspoň ako prvé priblíženie.

Nakoniec si dajme jednu dôležité odporúčanie: Ak naozaj chcete úplne pochopiť tepelnú fyziku konkrétnej budovy, musíte pochopiť princípy opísané v tomto prehľade a odbornej literatúre. Veľmi dobrým pomocníkom v tejto veci môže byť napríklad referenčná príručka od Eleny Malyaviny „Tepelné straty budovy“, kde sú veľmi podrobne vysvetlené špecifiká procesov tepelnej techniky, sú uvedené odkazy na potrebné predpisov, ako aj príklady výpočtov a všetky potrebné podkladové informácie.publikované

Ak máte nejaké otázky na túto tému, opýtajte sa ich na špecialistov a čitateľov nášho projektu.

Každá budova bez ohľadu na to dizajnové prvky, chýba termálna energia cez ploty. Tepelné straty v životné prostredie musí byť obnovená vykurovacím systémom. Množstvo tepelných strát s normalizovanou rezervou je požadovaný výkon zdroja tepla, ktorý vykuruje dom. Vytvárať v obydlí komfortné podmienky, výpočet tepelných strát sa vykonáva s prihliadnutím rôznych faktorov: stavebné usporiadanie a dispozičné riešenie priestorov, orientácia na svetové strany, smer vetra a priemerná miera podnebia v chladnom období, fyzikálne vlastnosti stavebných a tepelnoizolačných materiálov.

Na základe výsledkov tepelnotechnického výpočtu sa vyberie vykurovací kotol, určí sa počet sekcií batérie, zohľadní sa výkon a dĺžka rúrok podlahového vykurovania, vyberie sa generátor tepla pre miestnosť - vo všeobecnosti akákoľvek jednotka ktorý kompenzuje tepelné straty. Vo všeobecnosti je potrebné určiť tepelné straty, aby sa dom vykuroval ekonomicky - bez dodatočnej dodávky energie vykurovacieho systému. Vykonajú sa výpočty ručne alebo zvoliť vhodný počítačový program, do ktorého sa údaje nahrádzajú.

Ako urobiť výpočet?

Najprv by ste sa mali zaoberať manuálnou technikou - pochopiť podstatu procesu. Ak chcete zistiť, koľko tepla stráca dom, určte straty cez každý plášť budovy zvlášť a potom ich spočítajte. Výpočet sa vykonáva v etapách.

1. Vytvorte základ počiatočných údajov pre každú miestnosť, najlepšie vo forme tabuľky. V prvom stĺpci je zaznamenaná vopred vypočítaná plocha dverových a okenných blokov, vonkajších stien, stropov a podláh. V druhom stĺpci sa zadáva hrúbka konštrukcie (sú to údaje návrhu alebo výsledky meraní). V treťom - koeficienty tepelnej vodivosti zodpovedajúcich materiálov. Tabuľka 1 obsahuje štandardné hodnoty, ktoré budú potrebné pri ďalšom výpočte:

Čím je λ vyššie, tým viac tepla uniká metrovou hrúbkou daného povrchu.

2. Určte tepelnú odolnosť každej vrstvy: R = v/ λ, kde v je hrúbka budovy alebo tepelnoizolačného materiálu.

3. Vypočítajte tepelné straty každého z nich konštrukčný prvok podľa vzorca: Q \u003d S * (T v -T n) / R, kde:

T n - vonkajšia teplota, ° C;
T in - vnútorná teplota, ° C;
S je plocha, m2.

Samozrejme, v celom rozsahu vykurovacie obdobie počasie je iné (napríklad teplota sa pohybuje od 0 do -25°C) a dom je vykúrený na požadovanú úroveň komfortu (napríklad do +20°C). Potom sa rozdiel (T v -T n) pohybuje od 25 do 45.

Na výpočet potrebujete priemerný teplotný rozdiel za celú vykurovaciu sezónu. Na tento účel v SNiP 23-01-99 "Stavebná klimatológia a geofyzika" (tabuľka 1) nájdite priemernú teplotu vykurovacieho obdobia pre konkrétne mesto. Napríklad pre Moskvu je toto číslo -26°. V tomto prípade je priemerný rozdiel 46°C. Na určenie spotreby tepla každou konštrukciou sa spočítajú tepelné straty všetkých jej vrstiev. Takže pri stenách sa berie do úvahy omietka, murovací materiál, vonkajšia tepelná izolácia a obklad.

4. Vypočítajte celkové tepelné straty a definujte ich ako súčet Q vonkajšie steny, podlahy, dvere, okná, stropy.

5. Vetranie. K výsledku pridávania sa pripočítava 10 až 40 % strát infiltráciou (vetraním). Ak sú v dome namontované kvalitné okná s dvojitým zasklením a nezneužíva sa vetranie, koeficient infiltrácie možno brať ako 0,1. AT samostatné zdroje uvádza sa, že budova vôbec nestráca teplo, keďže úniky sú kompenzované pomocou slnečné žiarenie a teplo domácnosti.

Počítanie ručne

Počiatočné údaje. Chata s rozlohou 8x10 m, výškou 2,5 m. Steny sú hrubé 38 cm a sú vyrobené z keramická tehla, z vnútornej strany ukončené vrstvou omietky (hrúbka 20 mm). Podlaha je vyrobená z 30 mm hranatá doska, zateplené minerálnou vlnou (50 mm), opláštené drevotrieskové dosky(8 mm). K objektu prislúcha pivnica, kde je v zime teplota 8°C. Strop je pokrytý drevenými panelmi, zateplený minerálnou vlnou (hr. 150 mm). Dom má 4 okná 1,2x1 m, vchodové dubové dvere 0,9x2x0,05 m.

Úloha: určiť celkové tepelné straty domu na základe skutočnosti, že sa nachádza v regióne Moskva. Priemerný teplotný rozdiel vo vykurovacom období je 46°C (ako už bolo spomenuté). V miestnosti a suteréne je rozdiel teplôt: 20 – 8 = 12°C.

1. Tepelné straty vonkajšími stenami.

Celková plocha (okrem okien a dverí): S \u003d (8 + 10) * 2 * 2,5 - 4 * 1,2 * 1 - 0,9 * 2 \u003d 83,4 m2.

Určuje sa tepelný odpor murivo a omietková vrstva:

R klad. = 0,38/0,52 = 0,73 m2*°C/W.
R kusy. = 0,02/0,35 = 0,06 m2*°C/W.
R celkom = 0,73 + 0,06 = 0,79 m2*°C/W.
Tepelné straty cez steny: Q st \u003d 83,4 * 46 / 0,79 \u003d 4856,20 W.

2. Tepelné straty cez podlahu.

Celková plocha: S = 8*10 = 80 m2.

Počíta sa tepelná odolnosť trojvrstvovej podlahy.

R dosky = 0,03 / 0,14 = 0,21 m2 * ° C / W.
R drevotrieska = 0,008/0,15 = 0,05 m2*°C/W.
R izolácia = 0,05/0,041 = 1,22 m2*°C/W.
R celkom = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 m2*°C/W.

Hodnoty hodnôt dosadíme do vzorca na zistenie tepelných strát: podlaha Q \u003d 80 * 12 / 1,3 \u003d 738,46 W.

3. Tepelné straty cez strop.

Námestie povrch stropu rovná podlahovej ploche S = 80 m2.

Pri určovaní tepelného odporu stropu v tomto prípade neberú do úvahy drevené štíty: sú upevnené s medzerami a nie sú prekážkou proti chladu. Tepelný odpor stropu sa zhoduje s príslušným parametrom izolácie: R pot. = R ins. = 0,15/0,041 = 3,766 m2*°C/W.

Množstvo tepelných strát cez strop: Q pot. \u003d 80 * 46 / 3,66 \u003d 1005,46 W.

4. Tepelné straty oknami.

Plocha zasklenia: S = 4*1,2*1 = 4,8 m2.

Na výrobu okien sa používajú trojkomorové PVC profil(zaberá 10% plochy okna), ako aj okno s dvojitým zasklením s hrúbkou skla 4 mm a vzdialenosťou medzi sklami 16 mm. Medzi technické údaje výrobca udával tepelný odpor okna s dvojitým zasklením (R st.p. = 0,4 m2*°C/W) a profilu (R prof. = 0,6 m2*°C/W). S prihliadnutím na rozmerový podiel každého konštrukčného prvku sa určí priemerná tepelná odolnosť okna:

R ok. \u003d (R st.p. * 90 + R prof. * 10) / 100 \u003d (0,4 * 90 + 0,6 * 10) / 100 \u003d 0,42 m2 * ° C / W.
Na základe vypočítaného výsledku sa vypočítajú tepelné straty oknami: Q cca. \u003d 4,8 * 46 / 0,42 \u003d 525,71 W.

Plocha dverí S = 0,9 * 2 = 1,8 m2. Tepelný odpor R dv. \u003d 0,05 / 0,14 \u003d 0,36 m2 * ° C / W a Q ext. \u003d 1,8 * 46 / 0,36 \u003d 230 W.

Celková výška tepelných strát v domácnosti je: Q = 4856,20 W + 738,46 W + 1005,46 W + 525,71 W + 230 W = 7355,83 W. Pri zohľadnení infiltrácie (10%) sa straty zvyšujú: 7355,83 * 1,1 = 8091,41 W.

Ak chcete presne vypočítať, koľko tepla budova stráca, použite online kalkulačka strata tepla. Toto je počítačový program, do ktorej sa zapisujú nielen vyššie uvedené údaje, ale aj rôzne doplnkové faktory, ktoré ovplyvňujú výsledok. Výhodou kalkulačky je nielen presnosť výpočtov, ale aj rozsiahla databáza referenčných údajov.

Presný výpočet tepelných strát doma je starostlivá a pomalá úloha. Na jeho výrobu sú potrebné prvotné údaje vrátane rozmerov všetkých obvodových plášťov budov (steny, dvere, okná, stropy, podlahy).

Pre jednovrstvové a / alebo viacvrstvové steny, ako aj podlahy, sa koeficient prestupu tepla dá ľahko vypočítať vydelením tepelnej vodivosti materiálu hrúbkou jeho vrstvy v metroch. Pre viacvrstvovú štruktúru bude celkový koeficient prestupu tepla rovný prevrátenej hodnote súčtu tepelných odporov všetkých vrstiev. Pre okná môžete použiť tabuľku tepelných charakteristík okien.

Steny a podlahy ležiace na zemi sú vypočítané podľa zón, takže v tabuľke je potrebné pre každú z nich vytvoriť samostatné čiary a uviesť zodpovedajúci koeficient prestupu tepla. Rozdelenie do zón a hodnoty koeficientov sú uvedené v pravidlách pre meranie priestorov.

11. stĺpec. Základné tepelné straty. Tu sa automaticky vypočítajú hlavné tepelné straty na základe údajov zadaných v predchádzajúcich bunkách linky. Konkrétne sa používa teplotný rozdiel, plocha, koeficient prenosu tepla a koeficient polohy. Vzorec v bunke:

12. stĺpec. Orientačný doplnok. V tomto stĺpci sa automaticky vypočíta aditívum pre orientáciu. V závislosti od obsahu bunky Orientácia sa vloží príslušný koeficient. Vzorec na výpočet bunky vyzerá takto:

IF(H9="E",0,1,IF(H9="SE",0,05,IF(H9="S",0,IF(H9="SW",0,IF(H9="W ";0,05); IF(H9="SW";0.1;IF(H9="S";0.1;IF(H9="SW";0.1;0))))))))

Tento vzorec vloží faktor do bunky takto:

Východ - 0,1
Juhovýchod - 0,05
Juh - 0
Juhozápad - 0
Západ - 0,05
Severozápad - 0,1
Sever - 0,1
Severovýchod - 0,1

13. stĺpec. Iná prísada. Tu zadáte súčiniteľ pridania pri výpočte podlahy alebo dverí v súlade s podmienkami v tabuľke:

14. stĺpec. Strata tepla. Tu je konečný výpočet tepelných strát plotu podľa čiary. Vzorec bunky:

V priebehu výpočtov je možné vytvárať bunky so vzorcami na sčítanie tepelných strát podľa miestností a odvodenie súčtu tepelných strát zo všetkých plotov domu.

Dochádza tiež k tepelným stratám v dôsledku infiltrácie vzduchu. Možno ich zanedbať, keďže sú do určitej miery kompenzované emisiami tepla z domácností a tepelnými ziskami zo slnečného žiarenia. Pre úplnejší a vyčerpávajúci výpočet tepelných strát môžete použiť metodiku opísanú v referenčnej príručke.

V dôsledku toho pre výpočet výkonu vykurovacieho systému zvyšujeme výsledné množstvo tepelných strát všetkých plotov domu o 15 - 30%.

Iní, viac jednoduchými spôsobmi výpočet tepelných strát:

rýchly výpočet v mysli približná metóda výpočtu;
o niečo zložitejší výpočet pomocou koeficientov;
najpresnejší spôsob výpočtu tepelných strát v reálnom čase;

Nižšie je celkom jednoduché výpočet tepelných strát budovy, ktoré vám však pomôžu presne určiť výkon potrebný na vykurovanie vášho skladu, nákupné centrum alebo inej podobnej budovy. To umožní predbežne odhadnúť náklady v štádiu projektovania. vykurovacie zariadenia a následné náklady na vykurovanie a v prípade potreby upraviť projekt.

Kam ide teplo? Teplo uniká cez steny, podlahy, strechy a okná. Okrem toho sa pri vetraní priestorov stráca teplo. Na výpočet tepelných strát cez plášť budovy použite vzorec:

Q - tepelné straty, W

S – stavebná plocha, m2

T - teplotný rozdiel medzi vnútorným a vonkajším vzduchom, °C

R - hodnota tepelná odolnosťštruktúra, m2 °C/W

Schéma výpočtu je nasledovná - vypočítame tepelné straty jednotlivé prvky, zhrňte a pridajte tepelné straty pri vetraní. Všetky.

Predpokladajme, že chceme vypočítať tepelné straty pre objekt zobrazený na obrázku. Výška budovy je 5 ... 6 m, šírka - 20 m, dĺžka - 40 m, a tridsať okien s rozmermi 1,5 x 1,4 metra. Vnútorná teplota 20 °C, vonkajšia teplota -20 °C.

Uvažujeme o oblasti obvodových konštrukcií:

poschodie: 20 m * 40 m = 800 m2

strecha: 20,2 m * 40 m = 808 m2

okno: 1,5 m * 1,4 m * 30 ks = 63 m2

steny:(20 m + 40 m + 20 m + 40 m) * 5 m = 600 m2 + 20 m2 (účtovníctvo šikmá strecha) = 620 m2 - 63 m2 (okná) = 557 m2

Teraz sa pozrime na tepelnú odolnosť použitých materiálov.

Hodnotu tepelného odporu je možné prevziať z tabuľky tepelných odporov alebo vypočítať na základe hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti pomocou vzorca:

R - tepelný odpor, (m2 * K) / W

? - súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálu, W / (m2 * K)

d – hrúbka materiálu, m

Hodnota súčiniteľov tepelnej vodivosti pre rôzne materiály moze byt videny.

poschodie: betónový poter 10 cm a minerálna vlna s hustotou 150 kg/m3. 10 cm hrubý.

R (betón) = 0,1 / 1,75 = 0,057 (m2*K)/W

R (minerálna vlna) \u003d 0,1 / 0,037 \u003d 2,7 (m2 * K) / W

R (podlaha) \u003d R (betón) + R (minerálna vlna) \u003d 0,057 + 2,7 \u003d 2,76 (m2 * K) / W

strecha:

R (strecha) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

okno: hodnota tepelného odporu okien závisí od typu použitého dvojskla
R (okná) \u003d 0,40 (m2 * K) / W pre jednokomorovú sklenenú vatu 4–16–4 at? T \u003d 40 ° С

steny: panely z minerálna vlna hrúbka 15 cm
R (steny) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

Vypočítajme tepelné straty:

Q (podlaha) \u003d 800 m2 * 20 ° C / 2,76 (m2 * K) / W \u003d 5797 W \u003d 5,8 kW

Q (strecha) \u003d 808 m2 * 40 ° C / 4,05 (m2 * K) / W \u003d 7980 W \u003d 8,0 kW

Q (okná) \u003d 63 m2 * 40 ° C / 0,40 (m2 * K) / W \u003d 6300 W \u003d 6,3 kW

Q (steny) \u003d 557 m2 * 40 ° C / 4,05 (m2 * K) / W \u003d 5500 W \u003d 5,5 kW

Dostaneme, že celkové tepelné straty plášťom budovy budú:

Q (celkovo) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 kWh

Teraz o ventilačných stratách.

Na ohrev 1 m3 vzduchu z teploty -20 °C na +20 °C bude potrebných 15,5 W.

Q (1 m3 vzduchu) \u003d 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 \u003d 15,5 W, tu 1,4 je hustota vzduchu (kg / m3), 1,0 - špecifické teplo vzduch (kJ / (kg K)), 3,6 - prevodný faktor na watty.

Zostáva určiť počet potrebný vzduch. Predpokladá sa, že pri normálnom dýchaní potrebuje človek 7 m3 vzduchu za hodinu. Ak používate budovu ako sklad a pracuje na nej 40 ľudí, musíte za hodinu vykurovať 7 m3 * 40 osôb = 280 m3 vzduchu, bude to vyžadovať 280 m3 * 15,5 W = 4340 W = 4,3 kW. A ak máte supermarket a v priemere je na území 400 ľudí, potom bude ohrev vzduchu vyžadovať 43 kW.