1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет теплопотерь помещения Расчет теплопотерь формула

Расчет теплопотерь дома по нормативам.

Точный расчет теплопотерь дома — занятие кропотливое и небыстрое. Для его производства необходимы исходные данные, включая размеры всех ограждающих конструкций дома (стен, дверей, окон, перекрытий, полов).

Существует справочное пособие по расчету теплопотерь, в котором даны практически все необходимые методы расчетов. Документ достаточно объемный, а в этой статье будут даны только основные методики на основе указанного документа, касающиеся расчетов теплопотерь частного дома.

Прежде всего, как указывает означенный документ, необходимо создать таблицу для расчетов. Эту таблицу, уже созданную в Excel, можно взять здесь. В строках таблицы указываются параметры и рассчитываются теплопотери для каждого отдельно взятого ограждения дома. Ограждения — это стены, окна, двери, потолки, полы и вообще все конструкции дома, через которые могут возникать теплопотери.

Поясним, что означают графы этой таблицы.

Графы 4 и 5. Температура внутри и температура снаружи. Имеется ввиду температура воздуха со стороны помещения, расчет по которому производится, и температура с другой стороны ограждения. Например, для наружной стены температура внутри может быть указана 20°C, а снаружи -30°C.

Стена может быть и не наружной, а внутренней перегородкой. Тогда указывается температура в соседнем помещении. Однако, если разница этих температур менее 3°C, то такие ограждения можно не учитывать и расчеты по ним не производить.

При указании температуры внутри помещения следует увеличить ее на 2°C, если помещение является угловым (то есть, имеет 2 или более наружных стен). Это увеличение температуры условное и необходимо для правильного расчета. Например, если в угловом помещении поддерживается температура 20°C, то для расчетов необходимо указать 22°C.

Графа 6. Разность температур. С этим просто: из температуры внутри вычитается температура снаружи. Формула ячейки:

Графа 7. Ориентация. Здесь имеется ввиду ориентация наружной стороны ограждения по сторонам света. Этот параметр влияет на сумму дополнительных потерь. В графе указывается ориентация ограждения в сокращенном виде: В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ, С, СВ. Не следует ошибаться в указании ориентации, вводить надо именно заглавными и именно русскими буквами. Расчетные формулы Excel анализирует эту графу и производят добавление дополнительных потерь.

Графа 8. Площадь. Если это стена, то ее высоту умножаем на ширину и получаем площадь. Если в стене есть окна и/или двери — из площади стены надо вычесть площадь окон и/или дверей. Для них ведется отдельный расчет в отдельной строке. Измерения ограждений надо производить в соответствии с правилами обмера помещений при расчете теплопотерь.

Графа 9. Коэффициент теплопередачи. Не надо путать коэффициент теплопередачи с коэффициентом теплопроводности. Разъяснение этих понятий, а также других величин, находится на странице Теплотехнические единицы измерения.

Для однослойных и/или многослойных стен, а также перекрытий коэффициент теплопередачи несложно вычислить путем деления коэффициента теплопроводности материала на толщину его слоя в метрах. Для многослойной конструкции общий коэффициент теплопередачи будет равен величине, обратной сумме теплосопротивлений всех слоев. Для окон можно воспользоваться таблицей теплотехнических характеристик окон.

Стены и полы, лежащие на грунте, рассчитываются по зонам, поэтому в таблице необходимо создавать отдельные строки для каждой из них и указывать соответствующий коэффициент теплопередачи. Разделение по зонам и значения коэффициентов указаны в правилах обмера помещений.

Графа 10. Коэффициент положения. Коэффициент отражает положение ограждения относительно наружного воздуха. Этот коэффициент можно узнать на соответствующей странице.

Графа 11. Основные теплопотери. Здесь производится авторасчет основных теплопотерь на основе введенных данных в предыдущих ячейках строки. В частности, используются Разность температур, Площадь, Коэффициент теплопередачи и Коэффициент положения. Формула в ячейке:

Графа 12. Добавка на ориентацию. В этой графе производится авторасчет добавки на ориентацию. В зависимости от содержимого ячейки Ориентация вставляется соответствующий коэффициент. Формула расчета ячейки выглядит так:

Графа 13. Добавка прочая. Здесь вводится коэффициент добавки при расчете пола или дверей в соответствии с условиями в таблице:

Расчёт тепловых потерь помещений.

Расчётные потери теплоты определяют для последующего проектирования системы отопления с целью обеспечения в помещениях расчётной температуры воздуха в пределах допустимых норм:

а) потери теплоты Q через ограждающие конструкции зданий и помещений;

б) расход теплоты Qi на нагревание инфильтрующегося в помещение воздуха;

в) тепловой поток Qr регулярно поступающий в помещение от электрических приборов, освещения, людей и других источников.

Потери тепла через внутренние ограждающие конструкции помещений допускается не учитывать.

Таким образом, теплопотери помещений определяются по формуле :

Потери теплоты через ограждающие конструкции помещений Q, Вт, складываются из теплопотерь через отдельные ограждения или их части площадью А, определяемые с округлением до 10 Вт по формуле:

где A — расчётная площадь ограждающей конструкции, м 2 ;

R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, обоснованное теплотехническим расчётом, м 2 ×°С/Вт;

tp — расчётная температура воздуха в помещении, °С;

text расчётная температура наружного воздуха для холодного периода года, °С, принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки ;

b — Добавочные потери теплоты бета через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад размере 0,1, на юго-восток и запад — в размере 0,05;

в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 — в других случаях;

Читать еще:  Устройство газового котла Бакси возможные неисправности

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13;

в) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40°С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05;

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27H — для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34H — для двойных дверей без тамбура;

0,22H — для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот.

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам «г» и «д» не следует учитывать.

n — коэффициент учёта положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху из теплотехнического расчёта.

Определение площадей ограждающих конструкций выполняется по следующим правилам, с округлением до 0,1 м 2 :

1) высота стен первого этажа, если пол на лагах, — от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа;

2) высота стен промежуточного этажа — между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей, а для верхнего этажа — от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия;

3) длина наружных стен в угловых помещениях – от кромки наружного угла до осей внутренних стен, а в неугловых между осями внутренних стен;

4) длина внутренних стен – по размерам от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен;

5) площади окон, дверей — по наименьшим размерам строительных проёмов в свету ;

6) площади потолков и полов над подвалами и подпольями в угловых помещениях – по размерам от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен, а в неугловых — между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стены до оси противоположной стены;

7) площади наружных стен следует уменьшать на величину, равную площади окон и балконных дверей, расположенных в этих стенах.

Расход теплоты Qi на нагревание инфильтрующегося в помещение воздуха определяется по [9], однако ввиду ограниченного объёма контрольной работы допускается Qi не вычислять по данной методике, а принимать это значение для каждого помещения равным 50% суммарных теплопотерь данного помещения через все наружные ограждения т.е.:

Тепловой поток Qr, регулярно поступающий в комнаты и кухни жилых домов принимается равным 21 Вт на 1 м 2 площади поверхности т. е.:

Где An — площадь поверхности пола, м 2 .

Расчёт теплопотерь выполняется для жилых комнат и кухонь всех квартир здания. В неотапливаемых помещениях (кладовых, коридорах, санузлах) теплопотери не определяются, а площади этих помещений добавляются к площадям жилых смежных комнат и кухонь при расчёте теплопотерь последних. Все отапливаемые помещения здания нумеруются слева направо (начиная с №101 и далее — помещения первого этажа; с №201 и далее — второго и т.д.), причём лестничные клетки обозначают отдельно буквами или римскими цифрами и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение.

Для лучшей организации техники расчёта исходные данные и вычисленные значения записывают в таблицу, форма которой приведена в примере расчёта (п. 4).

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Как рассчитать теплопотери дома

Помещения, в которых постоянно или временно находятся люди, должны сохранять определенную температуру соответственно санитарным нормам. Однако согласно законам физики, если за пределами здания температура отличается от той, что внутри помещений, система будет стремиться к равновесию, и помещение потеряет часть своего тепла. Иными словами, произойдут теплопотери, которые необходимо компенсировать за счет системы отопления. Давайте разберем, что это такое и какие расчеты нужно сделать, чтобы подобрать систему отопления.

Что такое теплопотери? Почему их нужно знать?

Теплопотери – это то количество тепла, которое теряют внутренние помещения через ограждающие перегородки, если температура за окном ниже той, которая должна поддерживаться внутри здания.

Необходимость расчета теплопотерь обусловлена задачей проектирования системы отопления, кондиционирования. От данного показателя зависит выбор климатической системы, мощности котельной, сечения труб, количества секций радиатора, применения системы теплый пол, других отопительных устройств.

Усредненные показатели имеет смысл использовать лишь тогда, когда к помещению не предъявляется строгих требований по поддержанию определенных постоянных температур. Остальные случаи, особенно когда речь идет о жилых, общественных строениях с постоянным пребыванием людей без верхней одежды, требуют произвести точный расчет показателя теплопотерь.

На сегодняшний день человечество озадачено проблемой рационального потребления ресурсов, особенно энергетических. Правильный расчет теплопотерь позволит определить наиболее рациональный путь организации системы отопления, чтобы помещение прогревалось до комфортной температуры, при этом энергопотребление не было избыточным.

Расчет потерь тепла

Для точного расчета теплопотерь потребуется подготовить исходные данные по конкретному объекту (объем, высота здания, его местоположение), а также нормативные документы, содержащие таблицы различных коэффициентов, показателей. Сначала рекомендуется рассчитать все составляющие формулы, записать данные, затем подставить данные формулы.

Читать еще:  Комплектующие для радиаторов отопления

Основные формулы

Для расчета используется следующая формула:

  • а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30 о С, для которой обозначена характеристика qот;
  • V – объем здания по внешнему периметру;
  • qот — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30 о С;
  • tв –температура воздуха внутри помещения;
  • tнр –температура снаружи конкретного местоположения (местности), в котором расположено здание;
  • Кир –коэффициент инфильтрации, определяемый тепловым, ветровым напором.

Из приведенных выше составляющих формулы к числу исходных данных относится объем помещения, поправочный коэффициент, удельную характеристику здания, расчетные температуры необходимо взять из документации, а коэффициент инфильтрации рассчитать по формуле:

g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с 2 );

L – высота строения;

wp — обусловленная данным регионом скорость ветра отопительного периода.

Необходимая документация

Часть данных необходимо взять в нормативной документации, рекомендуется скачать эти документы или найти их онлайн:

Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя […](1);

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (2);

Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (3);

Строительная климатология (4).

Для удобства литература пронумерована. Далее соответствующая документация будет обозначаться сокращенно (например, Д3).

Исходные данные. Предварительные подсчеты

Рассмотрим расчет теплопотерь на примере административного здания города Омск. Высота здания – 9 метров. Объем здания по внешнему периметру – 8560 кубических метров.

В Таблице 3.1 – Климатические параметры холодного периода года (Д4) напротив соответствующего города находим 5-ую графу, температуру воздуха наиболее холодной пятидневки. Для Омска данный показатель равен – 37 о С.

В 20-й графе этой же таблицы находим скорость ветра данного города. Данный показатель составляет 2,8 м/с.

В пункте 1.2 (Д1) находим Таблицу 2, поправочный коэффициент а для жилых помещений. В таблице представлены коэффициенты температуры шагом 5 градусов, соответственно есть данные температуры — 35 о С (коэффициент 0,95), — 40 о С (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 о С, получаем – 0,93.

Далее п.3 (Д3) находим Классификацию помещений и определяем категорию анализируемого помещения. Поскольку речь идет об административном здании, ему присваивается категория 3в (пространство пребывания большого количества людей без верхней одежды в положении стоя).

Таблица 3 (Д3) Допустимые, достаточные значения увлажненности воздуха, силы ветра, температурного режима гражданских помещений – находим показатель Температура (оптимальная) для нашего типа здания (3в). Показатель составляет 18-20 градусов. Выбираем наименьшую границу 18 о С.

Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м 3 . Коэффициент составляет 0,38.

Все данные подготовлены:

Кир – необходимо рассчитать.

Далее можно просто подставить цифры формулы.

Итоговый расчет

Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:

Кир = 10 -2 √[2*9,8*9(1 — —————) + 2,8 2 ] = 0,4

Qот = 0,93*8560*0,38*(18 – (-37))*(1 + 0,4)*10 -6 Гкал/час = 232933 *10 -6 Гкал/час = 0,232933 Гкал/час

Для большего понимания, посмотрите данное видео:

Укрупненный расчет

Выше описана методика точного подсчета теплопотерь, однако далеко не все используют данную формулу, зачастую обыватели довольствуются усредненными данными, уже посчитанными для помещения высотой потолков до 3 метров. Укрупненный расчет производят исходя из значения 100 Вт/1 квадратный метр помещения. Соответственно дома площадью 100 м 2 необходимо обеспечить отопительную систему мощностью примерно 10 000 Вт.

Подобные расчеты являются достаточно усредненными. Учитывая, что в нашей стране большая вариативность климатических зон, использовать такой расчет нецелесообразно. При недостаточной мощности, дом не будет достаточно хорошо прогреваться, а при избыточной — ресурсы будут расходоваться впустую.

Большие теплопотери дома? Как их снизить?

Зачастую владельцам частного жилья приходится сталкиваться с проблемой повышенных теплопотерь. Несмотря на то, что все расчеты были произведены соответственно нормативной документации, тепла коттеджа всегда не хватает. Это может быть связано с огрехами, допущенными при строительстве дома, установке стеклопакетов, системы кондиционирования, утепления стен.

Чаще всего причиной утечки тепла коттеджа может стать:

  • поврежденный во время монтажа или неправильно закрепленный утеплитель;
  • неэффективная работа радиаторов (радиаторы слишком близко расположены к стене, нагревают ограждающую перегородку);
  • проникновение холода через монтажные отверстия кондиционера или люки;
  • некачественно заделанные кладочные швы;
  • близкая укладка теплых полов к стене;
  • некачественный монтаж стеклопакетов.

Выявить подобные дефекты можно посредством термограммы. Термограмма показывает, какие участки ограждающей перегородки нагреваются сильнее, соответственно отдают больше тепла в окружающую среду.

Чтобы избежать подобных проблем, важно позаботиться о качестве монтажных работ, утепления коттеджа этапа строительства дома. Выбор материалов утепления, стеклопакетов, систем кондиционирования, радиаторов, систем теплых полов также определяет дальнейший уровень теплопотерь. Экономия строительных материалов может впоследствии стать причиной переплат на энергоресурсы.

Сокращению теплопотерь может способствовать правильно составленный архитектурный проект дома. Считается, что отапливать одноэтажный дом простой геометрии, ограниченным количеством углов — экономичнее. Также способствует экономии наличие рольставней окон, остекление южной стороны.

Формулы для расчёта теплопотерь дома

Обеспечение жилища теплом — очень сложная задача в суровых климатических условиях. На главе семейства лежит ответственность решить её с минимальными финансовыми затратами. Чтобы этого добиться, нужен расчёт теплопотерь. Точные вычисления помогут подобрать для отопления помещения максимально эффективную систему обогрева, избежать лишних потерь тепла и напрасного расхода материальных средств.

Читать еще:  Бесшумная дренажная помпа для кондиционера

Основные факторы теплопотерь

Чтобы точно рассчитать теплопотери дома, необходимо знать, что на них влияет. Учитывая факторы потерь, домовладелец сможет максимально точно определить искомую величину. Есть два основных показателя, от которых зависят размеры теплопотерь:

  1. Тепловые потери через домовое ограждение. Сюда входит учёт потерь через стены, пол, потолок, оконные и дверные проёмы.
  2. Затраты энергии на нагрев воздуха при вентиляции. Вычисляются расходы при открытии окон, дверей и вентиляционных каналов.

В этом видео вы увидите удобную программу для расчета теплопотерь и мощности котла:

Кроме основных величин, на конечный результат влияет:

  • точное геодезическое положение дома;
  • климатические условия местности;
  • материалы, из которых построено здание.

Для точного расчёта теплопотерь здания заранее находят таблицы с нужными данными и формулы для вычислений основной величины.

Базовые формулы

Основная цифра подсчёта состоит из двух составляющих. Чтобы посчитать теплопотери дома, надо вычислить каждую из них, а затем сложить результаты. Расход теплопотерь через ограждения вычисляют по такой формуле: Q = 1/R * (tв — tн) * S * (1 + ∑β).

Теплопотери дома рассчитываются по формуле

Вот что обозначают основные переменные уравнения:

  • определяемая величина — это потери тепловой энергии, вычисляется в Вт;
  • R — сопротивление материала конструкции окружающей температуре (м2*С/Вт);
  • tв — внутренняя температура — её средний показатель вычисляется в градусах по Цельсию;
  • tн — температура снаружи, берётся самый низкий показатель, измеряется в градусах;
  • S — площадь ограждения вычисляется по наружным размерам в квадратных метрах;
  • β — дополнительные теплопотери из-за ориентации здания на местности.

Имея формулу, приступают к вычислениям. Для этого надо иметь справочные таблицы со следующими показателями:

  • низкие температуры по регионам;
  • коэффициенты дополнительных теплопотерь из-за расположения здания на местности;
  • значения тепловодности строительных материалов;
  • личные наблюдения или специальные таблицы со средними показателями температур в помещениях здания.

Чтобы вычислить термические сопротивления всех ограждений по отдельности, делят толщину слоя материала, из которого сделано ограждение, на взятое из таблицы значение его теплопроводимости. Если слоёв несколько, то вычисляют значение для каждого слоя в отдельности, а потом складывают их воедино. Полученную величину подставляют в основную формулу.

Измерение вентиляционных показателей

Ещё одной важной составляющей расчёта теплопотерь помещения является величина энергии, уходящей на обогрев вентиляционного воздуха. Она может составлять до 30% общих потерь, поэтому обязательно вычисляется и прибавляется к результату основных расчётов. Формулу для такого вычисления берут из учебника физики для определения теплоёмкости воздуха: Q возд. = c * m * (tв — tн).

Энергия, уходящая на обогрев вентиляционного воздуха рассчитывается по формуле

Вот расшифровка основных показателей:

  • Q возд. — количество энергии, потраченное на обогрев воздуха, измеряется в Вт;
  • tв — средняя внутренняя температура измеряется в градусах по Цельсию;
  • tн — самая низкая температура снаружи измеряется в градусах;
  • c — теплоёмкость воздуха равна 0.28 Вт / (кг °С);
  • m — масса воздуха, попадающего в помещение снаружи, измеряют в кг.

Для более точного подсчёта массы поступающего воздуха пользуются простой формулой: умножают объём всех вычисляемых помещений на плотность воздуха. Вычисление объёма производят по внутренним данным, перемножая длину, ширину и высоту комнат, а потом сложив все объёмы в единый. Значение плотности воздуха находят в специальной таблице, где он указан в зависимости от температуры. За отправную температуру берётся наружный показатель, самый низкий для местности.

Для определения конечного результата складывают итоговые значения двух основных формул. Полученный результат будет наиболее точным показателем теплопотерь здания.

Наглядный пример расчётов

Для определения теплопотерь вычисляют величину для каждой комнаты в отдельности, потом их складывают. Вот схема последовательности вычислений для одной комнаты:

  1. Вычисляют площадь окна или окон на северной стене.
  2. Вычисляют площадь северной стены. Для этого умножают её наружную высоту на ширину. Ширину определяют до середины смежной стены или до её конца, если она крайняя. Отнимают от этой площади площадь окон, расположенных на стене.

Для расчета теплопотерь сначала высчитывают величину для каждой комнаты, затем показатели складывают

  • Вычисляют термическое сопротивление каждого окна.
  • Вычисляют показания для стены термического сопротивления. Для этого просчитывают показания для каждого слоя конструкции, а потом их складывают.
  • Подставляют все данные в формулу для вычисления теплопотерь стены. Добавляют из таблицы дополнительных теплопотерь коэффициент для северной стороны.
  • Также вычисляют теплопотери окон на этой стене.
  • Вычисляют теплопотери остальных стен по той же схеме. У внутренних стен показания внутренней и внешней температур обычно равны. За внешнюю температуру берутся показания за стеной.
  • Вычисляют теплопотери потолка. Учитывают, что внутренняя температура на чердаке может отличаться от внешней температуры, поэтому берут для формулы расчёта показатели температуры за перекрытием.

    От правильных расчетов зависит комфорт и уют в доме

  • По тому же принципу вычисляют теплопотери через пол комнаты.
  • Складывают все данные и получают расход энергии через ограждения.
  • Вычисляют объём комнаты, перемножив её высоту, длину и ширину.
  • Вычисляют расход энергии на обогрев вентиляционного воздуха, подставив данные в формулу.
  • Складывают энергию, потраченную на ограждения и вентиляцию. Получают конечный результат.
  • По той же схеме вычисляют все комнаты и помещения здания и находят общую сумму всех показателей. Полученная величина будет наиболее точным мерилом теплопотерь всего дома.
  • Кому-то не нравится возиться с цифрами, но от них может зависеть будущий уют в доме. Если сооружённая система отопления будет меньшей мощности, чем потери тепла здания, то такой дом обречён на замерзание. Вряд ли кому захочется жить там, где всегда холодно.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    ×
    ×