Как правильно считать теплопотери здания при проектировании системы отопления ?
Появились вопросы после прочтения нашей статьи «Как правильно считать теплопотери здания при проектировании системы отопления ?»? Позвоните по номеру +7(473)251-64-10 или воспользуйтесь формой расчета стоимости.
Любым строительно-монтажным работам и проведению инженерных систем предшествует кропотливая проектная подготовка. Это же касается и устройства отопления. Ключевым моментом в подготовке последнего станет расчет теплопотерь, необходимый для того, чтобы точно установить необходимое количество теплоносителей. Что же такое теплопотери? Это количество тепла, измеряемое в ваттах (Вт), которое в результате теплообмена покидает помещение. Пренебрежение расчетом теплопотерь приведет к тому, что в здании будет либо слишком высокая температура, либо слишком низкая, что никак не будет способствовать комфортному в нем нахождению.
Параметры проведения расчетов теплопотерь здания
Исследование на теплопотери производится на стартовом этапе проектирования систем коммуникаций, включая отопление и вентиляцию. Необходимо учесть следующие показатели:
• наиболее низкая температура в зимнее время года;
• термическое сопротивление ограждающих конструкций;
• определение нормативной температуры для здания (для жилых строений от +18 до +22 °С);
• количество оконных проемов;
• нюансы в конструкции стен, полов и плит перекрытия;
• площадь помещений по полу.
Рассмотрим формулу термодинамического равновесия по константе температуры: Хс + Хп + Хк + Хо = Упр + Уср + Улюд + Уос. Показатели здесь делятся на два типа: потери тепла и его поступление. Расшифруем элементы формулы. С символом Х указаны потери: с — через стены, п — через пол, к — через крышу, о — через все оконные проемы. Знаком У отмечены поступления: пр — от имеющихся электрических приборов, ср — от нагрева солнцем, люд — выделяемое людьми, ос — от отопительной системы.
Наибольшую проблему представляют вычисления по поступлению тепла, так как некоторые показатели сложно поддаются обработке. Поэтому, их часто заменяют показаниями от системы отопления в разные времена года.
Как осуществляется вычисление теплопотерь ?
Сведения по вышеуказанным параметрам потерь обычно берут из эксплуатационной документации. Расчет теплопотерь ведется по основным (утрата тепла через перекрытия, трубопровод, крышу и прочие конструкции) и дополнительным (количество дверей внутренних и уличных, сила ветра) показателям.
Тепловое сопротивление высчитывается по формуле Rст =1/ αв +Σ(δі / λі)+1/ αн, где αв — это коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции в Вт /м2 •о С; λі и δі — теплопроводность каждого из слоев стены (по видам материала) с толщиной их в метрах; αн — теплоотдача внешней площади ограждающей конструкции, измеряемая в аналогичных единицах, что и αв.
Показатели для параметра α берутся из нормативной технической документации.
Рассмотрим вычисление тепловых потерь на основе стеновых конструкций. Формула следующая: Q=1/R0xF-(t3-t0)-n0, где n — это поправочный коэффициент. Последовательность будет следующая: вычисление теплопроводности каждого материала из «пирога» стены; общее тепловое сопротивление всей конструкции; подсчет теплопотерь. К примеру, кирпичная стена толщиной в 0,51 м с утеплением минватой в 0,1 м и финишным покрытием из обоев в 0,03 м будет иметь теплопотери (сопутствующие показатели: воздух на улице -20, внутри здания +22, площадь внешней южной стены 12 м2, двери отсутствуют) в 210 Вт по формуле Q=1/R•FΔt•n•β=1/2,64•12•42•1•(10/100+1).
Кроме стен, производятся подсчеты теплопотерь через:
Расчеты для деревянного дома производятся в особенном порядке: путем сложения всех значимых показателей (теплопотери от стен до пола) с добавлением параметров по системе вентиляции.
Производить самостоятельные расчеты достаточно сложно. Можно, конечно, использовать разнообразные программы или онлайн-сервисы, но для этого надо понимать принципы и последовательность вычислений.
Определение теплопотерь здания
Покупая частный дом, хочется быть уверенным в том, что он простоит долго, будет уютным и комфортным для проживания. При осмотре дома перед покупкой обязательно проверьте, насколько хорошо он сохраняет тепло. Основная утечка тепла происходит через крышу, дымоход, вентиляцию, стыки между стеной и фундаментом, через пол и оконные проемы. В местах скопления конденсата со временем образуется плесень и грибок, которые становятся причиной хронических болезней дыхательных путей.
Как определить теплопотери здания?
Самый распространенный способ — проверка дома тепловизором. Тепловые карты наглядно отражают места утечки тепла. С помощью термограммы далее конструкции проверяются более детально. Также с помощью прибора проверяется электрощиток в доме и выявляются перегруженные места, где может произойти короткое замыкание.
Расчет теплопотерь дома
При проектировании отопления дома и выбора радиаторов на этапе, предшествующем строительству, производится расчет теплопотерь.Общие потери тепла здания складываются из потерь каждого элемента: пола, стен, потолка, окон и прочих ограждающих конструкций. Стоит иметь в виду, что к полученным результатам рекомендуется прибавить 20%, нивелируя возможное несоответствие заявленных характеристик теплоизолирующих материалов и радиаторов. Коэффициент теплоотдачи зависит от розы ветров, а точнее — от скорости ветра.
Покупая дом, хочется быть уверенным, что он построен по профессиональному проекту, с учетом сезонных особенностей выбранного региона. К сожалению, иногда постройка дома — это творческий процесс, а результатом становится непродуманное с точки зрения инженерии сооружение с четырьмя стенами, крышей и фундаментом.Чтобы выявить дефекты дома, не видные невооруженным глазом, стоит прибегнуть к комплексному анализу на предмет теплопотерь.
Основные принципы работы тепловизора
Для анализа теплопотерь дома проверка тепловизором проводится как изнутри, так и снаружи объекта. Оценивается перепад температур в помещении и на внутренней поверхности наружней стены. Показатель должен превышать значение точки росы.
Чтобы обследование дома показало результат с минимальной погрешностью, перепад внутренних и наружных температур должен составлять не менее 10°С. Поэтому измерение тепловизором производится только в зимний и осенне-весенний периоды. Также качество полученных результатов может быть хуже, если проводить исследование во время осадков, прямых солнечных лучей в течение 3 часов или при наличии на конструкциях несвойственных ей материалов: пыли, плесени, наледи, снега и прочего.
Экспертное заключение по тепловизионному обследованию содержит термограммы и фотографии объекта, оценку теплового состояния, расчеты и рекомендации по устранению. Термограмма является официально признанным документом, отражающим состояние конструкций здания и характер дефектов.
Как утеплить небольшой дом или дачу?
После определения мест теплопотерь остается выбрать утеплитель и приступить к делу. Какие материалы подойдут лучше всего? Разберем несколько примеров.
Для утепления стен дачи подойдут односторонне фольгированный пенофол, пенополистирол или минвата, укрытая фольгой. Учтите, что фольга должна быть “направлена” вовнутрь, чтобы прикрывать защитный слой от влажных паров. При использовании минваты не должно быть щелей между ними и опорной конструкцией, и плиты не должны провисать. Между фольгой и облицовочным материалом должен быть зазор, чтобы фольга могла отражать тепло.
Толщина теплоизоляционного слоя для стен дома зависит от климатических условий. В среднем толщина утеплителя для южных регионов составляет 100-150 мм и 200-250 мм для северных.
Расчет утеплителя для пола частного дома зависит от того, что находится под первым этажом. Если там холодный цокольный этаж, то толщина утеплителя составит порядка 300 мм, если отапливаемый подвал, то пол можно и не утеплять. Но в этом случае нужно позаботиться об утеплении подвала, чтобы не отапливать грунт.
Когда вы заказываете измерение теплопотерь дома тепловизором, то на руки получаете не только термограмму, но и индивидуальные рекомендации по их устранению.
Экспертиза теплопотерь для суда
Даже при наличии проекта нельзя быть уверенным, что подрядчик построил надежный теплый дом, пригодный для комфортного проживания в зимний период.
Результаты экспертизы принимаются судом и порой являются решающим аргументом в споре с подрядчиком. Вы можете запросить бесплатную услугу по вызову эксперта компании Мэлвуд в суд для отстаивания результатов обследования.
По опыту можно сказать, что иногда потери тепла увеличивают расход на отопление дома до 50%. Затраты на экспертизу, которая поможет свести потери к минимуму, окупаются уже в первый месяц. Заказать оценку теплопотерь дома тепловизором можно по телефону в шапке сайта или оставить заявку на сайте.
Теплопотери здания
В зависимости от конструкции и формы тепло теряется в зданиях с разной скоростью. Поскольку более 80% общих энергетических затрат на отопление помещений и воду приходится на эти потери, то они не только приводят к низкому уровню комфорта, но и могут стать очень затратными в течение срока службы здания.
Потери тепла вызваны проводимостью, конвекцией и излучением:
♦ теплопередача через теплопроводность — это постоянная потеря тепла в направлении теплового потока (горячего к холодному) через твердое тело;
♦ конвекция — это передача тепла из более теплых в более холодные места благодаря фактическому движению нагретой жидкости или газа (включая воздух);
♦ излучение — это передача тепла через электромагнитные волны.
Если вам необходимо определить потерю тепла в доме, то вы должны иметь базовые знания об измерении тепла и его единицы, а также сведения о теплоизоляции и способах передачи тепла. Потеря тепла может быть важна, если вы применяете новую изоляцию, герметичные окна или другие улучшения дома, предназначенные для того, чтобы сделать ваш дом менее энергозатратным.
Расчёт теплопотерь здания
Расчёт теплопотерь здания является важной составляющей при организации отопления помещений и позволяет существенно сократить расходы в процессе эксплуатации. Мощность обогревательных приборов определяют на основании расчёта теплопотери здания. Точный расчёт теплопотери здания сложен и его выполняют по специальному методу.
При расчёте обогрева необходимо знать теплопотери всех видов конструкции помещения: стен, дверей, оконных проёмов, перекрытий, материалов из которых сделаны стены, наружную температуру воздуха и др. При неправильном расчёте или выборе инфракрасного обогревателя он будет выделять или много тепла, или наоборот. Правильно выбранный инфракрасный обогреватель должен соответствовать средне часовой теплоотдаче и такой же часовой теплопотери помещения. Таким образом, количество теплопотери помещения должно соответственно возмещаться теплом, выделяемым инфракрасным обогревателем.
Рассмотрим самые простейшие и приближённые способы определения мощности обогревателя инфракрасного необходимого для обогрева помещения с применением таблицы удельные теплопотери здания.
Пример №1. Рассчитаем теплопотери здания и подбор мощности инфракрасного обогревателя для помещения размером 3 на 3,5 метра, высотой потолка 2,5 метра, с окном 1 на 1,7 метра. Комната находится на третьем этаже четырёх этажного здания, угловая. Здание с толщенной стен в 2,5 кирпича (67 см.), оштукатуренное с двух сторон. Удельные тепловые потери здания на 1 м 2 поверхности при средней температуре наиболее холодной пятидневки 30 – 31 °С, согласно данным таблицы, составляют: для кирпичной стены толщенной в 2,5 кирпича оштукатуренной с двух сторон, — 79 ватт/час на 1 м 2 , для окна с двойным остеклением 134 ватт/час на 1 м 2 .
♦ наружные стены (две) (3,0 + 3,5) * 2,5 – 1,7 = 14,55 м 2 ;
♦ окно 1,0 * 1,7 = 1,7 м 2 .
Общие теплопотери комнаты составляют ватт/час:
♦ чрез наружные стены 14,55 * 79 = 1149 ватт/час;
♦ через окно 1,7 * 134 = 228 ватт/час.
Всего 1377 ватт/час
Для такого расхода тепла нужен инфракрасный обогреватель с тепловой отдачей 1377 ватт./час или несколько больше, в нашем случае подойдёт обогреватель мощностью в 1,5 кВт.
Вывод: С учётом теплопотери здания для обогрева выше указанной комнаты целесообразно установить инфракрасный обогреватель ОНИКС 1,5 кВт. на стену. Регулировку температуры осуществлять с помощью терморегулятора установленного в цепь питания обогревателя.
Пример №2. Определить теплопотери здания и подбор мощности инфракрасного обогревателя для одноэтажного рубленого дома из брёвен толщиной 20 см, с односторонней штукатуркой, деревянными перегородками, оштукатуренными с двух сторон, с полом, утеплённым над подвалом, окном из двух остеклённых переплётов (двойное стекло). Комната угловая площадью 12 м 2 .
Внутренний размер комнаты: высота – 3 м., длинна стен, составляет 3 и 4 метра, ширина окна 1,2 м., высота его – 1,7 м.
Удельные тепловые потери здания на 1 м 2 поверхности при средней температуре наиболее холодной пятидневки 30 – 31 °С, составят в данном случае: для деревянной стены рубленой толщиной 20 см, с односторонней штукатуркой в угловых помещениях – 88 ватт/час на 1 м 2 , для окна с двойным остеклением — 134 ватт/час на 1 м 2 , для чердачного перекрытия — 35 ватт/час на 1 м 2 , для утеплённого пола — 27 ватт/час на 1 м 2 .
♦ наружные стены (две) (3,0 + 4,0) * 3,0 – (1,2 * 1,7) = 18,96 м 2 ;
♦ пол 3,0 * 4,0 = 12 м 2 .
♦ потолок 3,0 * 4,0 = 12 м 2 .
♦ окно 1,2 * 1,7 = 2,04 м 2 .
Общие теплопотери комнаты составляют ватт/час:
♦ чрез наружные стены 18,96 * 88 = 1668,48 ватт/час;
♦ через пол 12 * 27 = 324 ватт/час.
♦ через потолок 12 * 35 = 420 ватт/час.
♦ через окно 2,04 * 134 = 273,36 ватт/час.
Всего 2685,84 ватт/час
Для такого расхода тепла нужен обогреватель с тепловой отдачей 2686 ватт./час или несколько больше, в нашем случае подойдёт инфракрасный обогреватель мощностью в 3,0 кВт. либо два инфракрасных обогревателя мощностью 1,5 кВт.
Вывод: С учётом теплопотери здания для обогрева выше указанной комнаты целесообразно установить два инфракрасных обогревателя ОНИКС 1,5 кВт. на стену. Регулировку температуры осуществлять с помощью терморегулятора установленного в цепь питания обогревателей. Приобрести обогреватели можно в представительстве фирмы ОНИКС в Санкт-Петербурге. Цены на все модели даны в разделе инфракрасные обогреватели цена .
Теплоёмкость
Теплоёмкость есть количество теплоты, которое необходимо передать телу, чтобы поднять его температуру 1К. Обычно пользуются удельной теплоёмкостью — отношением количества теплоты, переданной телу, к изменению температуры и массе вещества. Она численно равна количеству теплоты, которую необходимо сообщить одному килограмму вещества для нагрева его на один градус. При расчёте системы отопления производства данная величина имеет существенное значение, так как от неё зависит точность проводимых вычислений.
Теплопроводность
Теплопроводность — свойство материала передавать теплоту через свою толщу от одной поверхности к другой, если эти поверхности имеют разную температуру. Коэффициент теплопроводности зависит от пористости, влажности и объемного веса материала.
Излучение
Излучение — (или коэффициент излучения), связан со способностью поверхности материала, испускать лучистую энергию. Все материалы имеют коэффициент излучения в пределах от ноля до единицы. Чем ниже коэффициент излучения материала, тем меньше оно излучает.
Отражательная способность – (или коэффициент отражения), связан с долей поступающей лучистой энергии, которая отражается от поверхности. Коэффициент отражения и коэффициент излучения связаны, и низкий коэффициент излучения показателен для высоко отражающей поверхности.
Определение сечения токопроводящей жилы при расчёте токовой нагрузки
Токопроводящие медные жилы в зависимости от требований к гибкости могут быть выполнены из одной, семи или девятнадцати проволок. Чтобы найти сечение токопроводящей жилы, измеряют, диаметр провода.
Расчётные диаметры проволок токопроводящих жил проводов
| Номинальное сечение жилы (S) мм. 2 | Диаметр провода, мм. при числе проволок в жиле | ||
| 1 | 7 | 19 | |
| 0,5 | 0,80 | 0,30 | 0,18 |
| 0,75 | 0,98 | 0,37 | 0,22 |
| 1 | 1,13 | 0,43 | 0,26 |
| 1,2 | 1,23 | 0,47 | 0,28 |
| 1,5 | 1,38 | 0,52 | 0,32 |
| 2 | 1,59 | 0,60 | 0.37 |
| 2,5 | 1,78 | 0,67 | 0,41 |
| 3 | 1,95 | 0,74 | 0,45 |
| 4 | 2,26 | 0,85 | 0,52 |
| 5 | 2,52 | 0,95 | 0,58 |
| 6 | 2,76 | 1,04 | 0,63 |
| 8 | 3,19 | 1,21 | 0,73 |
| 10 | 3,57 | 1,35 | 0,82 |
Токовые нагрузки для проводов установлены в действующих нормативных документах по использованию кабелей и проводов в электрических сетях.
Сечение токопроводящей жилы при расчёте токовой
нагрузки (А) для проводов с резиновой и
поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
Виды проверки на теплопотери помещения
Вопросы экономии энергоресурсов актуальны как для частных домовладельцев, так и для предприятий и организаций. Поэтому все большую популярность приобретает проверка на теплопотери зданий и сооружений с помощью тепловизора.
Современная технология бесконтактного обследования позволяет абсолютно точно установить, в каком месте происходит потеря тепла, где находятся «мостики холода», участки инфильтрации воздуха и локализации влаги. Все это наглядно отражается на термограмме, которую получают в результате тепловизионной съемки.
Основные виды теплопотерь в жилом доме
Специалисты делят потери тепла на два основных вида:
- Естественные – происходят через фундамент, стены, оконные конструкции и крышу. Они во многом зависят от теплопроводности материала, их невозможно полностью ликвидировать, но вполне возможно минимизировать. Рассмотрим более подробно источники естественных потерь тепла.
- Фундамент. Эта часть здания требует эффективной гидро- и теплоизоляции, чтобы почвенная влага не поднималась вверх по стенам.
- Стены. В среднем сквозь стены уходит наружу до 40% тепла. А при использовании некачественных материалов, нарушении технологии, плохой заделки швов это показатель может еще увеличиться.
- Крыша. Здесь также имеет значение правильный монтаж, эффективная влагозащита и утепление.
- Окна. Качественные стеклопакеты двухкамерной и более конструкции сведут к минимуму утечки теплого воздуха и поступление холодного.
- Утечки – являются результатом неправильно выполненных строительно-монтажных работ, дефекта изоляции, разрушения стройматериала. Чаще всего, недостатки, вызывающие конвекцию холодного воздуха, незаметны при проведении визуального осмотра, для их обнаружения используют тепловизор.
К таким недостаткам относится:
- недостаточное уплотнение стыков между балками и утеплителем на потолке;
- неправильный монтаж системы «теплый пол» – близко к стенам;
- износ уплотнителей в окнах;
- приток холодного воздуха сквозь вентиляцию;
- засорение водостоков на крыше.
Бытовые источники теплопотерь помещений
Если все работы выполнены правильно, использованы современные стройматериалы, то теплый воздух может уходить из жилья сквозь неплотно прикрытые окна и двери. Также причиной может быть использование кухонной вытяжки на максимальной мощности, если в этом нет необходимости.
Внимательность и рациональный подход к использованию бытовой техники поможет сохранить комфортный микроклимат в комнатах в холодное время года.