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.
Основные формулы
Для расчета используется следующая формула:
Qот = а*V*qот *(tв — tнр)*(1 + Кир)*10-6 Гкал/час
- а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30оС, для которой обозначена характеристика qот;
- V – объем здания по внешнему периметру;
- qот — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30оС;
- 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:
273 + tнр
Кир = 10-2 √[2gL(1 — ————-) + wp2]
273 + tв
g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с2);
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 – 37оС.
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 оС (коэффициент 0,95), — 40 оС (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 оС, 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 18оС.
Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м3. Коэффициент составляет 0,38.
Все данные подготовлены:
g – 9,8 м/с2;
L – 9 м;
wp – 2,8 м/с;
а –0,93;
V – 8560 м3;
qот – 0,38;
tв – 18оС;
tнр – — 37оС;
Кир – необходимо рассчитать.
Далее можно просто подставить цифры формулы.
Итоговый расчет
Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:
273 + (-37)
Кир = 10-2 √[2*9,8*9(1 — —————) + 2,82] = 0,4
273 + 18
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 м2 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.
Теги: отопление, проект, радиаторы, теплый пол
Из статьи Теплопотери теперь мы знаем, что такое теплопотери. А как правильно посчитать теплопотери при проектировании отопления? Сколько секций радиатора необходимо установить в помещение?
Теплопотери через ограждающие конструкции складываются из теплопотерь через отдельные ограждения или части из площади. Теплопотери через внутренние ограждения в прилегающие помещения, имеющие пониженную температуру, допустимо не учитывать при разности температур не более 3С.
Зная площадь стен, окон, дверей, пола и потолка, а также их конструкцию, мы можем посчитать теплопотери через каждый элемент. Сложив результат получим общие теплопотери помещения.
Для примера рассчитаем теплопотери кухни в коттедже:
Кухня имеет площадь 15,1м2. Но нас интересует площадь ограждающих конструкций.
Для расчёта примем, что стена кухни с большим окном находится с северной стороны.
В расчётах допускается округлять значения до десятков Вт.
Площадь северной стены: (Длина)5,34м x (Высота)3,3м = 17,62 м2.
Обмер помещение производится по внешней стороне. Если часть стены приходится на угол, то учитывается вся длинна стены. Если стена смежная, то берём половину толщины стены.
Площадь проёма окна: 1,8 х 2,0 = 3,6 м2.
Т.к. нас интересует площадь именно стены, то вычитаем площадь окна: 17,62-3,6=14,02м2.
Площадь восточной стены: 3,1м x 3,3м = 10,23-1,8 = 8,43м2.
Площадь проёма окна: 0,9 х 2,0 = 1,8 м2.
Коэффициенты теплопроводности стен коттеджа высчитываются в зависимости от материалов и толщины стены.
Стен: R=3,29 м2*С/Вт
Коэффициент теплопроводности для пластикового окна примерно равен 0,56 м2*С/Вт, но
с учётом инфильтрации в коттедже на 1 этаже: 0,25 м2*С/Вт.
Есть несколько методов учёта инфильтрации. Но суть общая: добавляется коэффициент, который зависит от разности давления (на это есть таблицы в разных справочниках и учебниках). Мы на работе пробовали считать разными методами. Цифры в итоге получаются примерно одинаковые. В итоге самый быстрый и простой способ — сразу изменить коэффициент теплопроводности окна.
Для г.Чебоксары температура холодной пятидневки -32С.
Температура помещения кухни: +18С.
Разница температур: 52С.
Добавочные коэффициенты:
Стена выходит на север, появляется добавочный коэффициент +10%.
В помещение 2 наружные стены +5%
Получаем:
14,02*(1/3,29)*52*1,15=254,83 Вт — теплопотери северной стены.
3,6*(1/0,25)*52*1,15=861,12 Вт — теплопотери окна.
8,43*(1/3,29)*52*1,15=153,23 Вт — теплопотери восточной стены.
1,8*(1/0,25)*52*1,15=430,56 Вт — теплопотери окна.
Если в доме нет подвала и/или этот этаж последний — то необходимо добавить ещё и теплопотери через покрытие пола и/или потолка.
Теплопотери пола считаются по зонам, если пол на земле, расскажу об этом позже.
Сейчас у нас простой пример.
Итого: 1699,74Вт — округлим — 1700Вт — теплопотери кухни.
Обычно к расчётам всегда прибавляют 10-20% — на различные неучтённости: 1700*1.1 = 1870Вт.
Более подробно о расчёте теплопотерь вы можете узнать в учебниках.
1. Справочник под ред. Староверова. Отопление. Часть 1.
2. Отопление и Вентиляция. Часть 2. Богословский В.Н.
3. Отопление. Богословский В.Н., Сканави А.Н.
549RMNT.RU В /В Статьи и обзоры В /В Дом и дача, загородное строительство В /В Дома и коттеджи
Чтобы ваш дом не оказался бездонной ямой для расходов на отопление, предлагаем изучить базовые направления теплотехнических изысканий иВ методологию расчётов. Без предварительного расчёта тепловой проницаемости иВ влагонакопления теряется вся суть жилищного строительства.
Материалы из сети:
Читайте также
Как выбрать место для дома на участкеНетривиальные способы защиты дачи от воровРазновидности иВ варианты дизайна тамбура вВ частном домеДомостроение по-фински — Asuntomessut-2019Самые частые ошибки при строительстве иВ обустройстве мансардыСамые популярные материалы для строительства иВ облицовки ступеней крыльцаЗвукоизоляция деревянных перекрытий в каркасном доме: стяжка, прокалённый песок, двойной потолокОбустройство кровли сВ холодным чердакомUpcycling — вторичное использование материалов вВ строительствеСамостоятельная гидрогеология: как самому исследовать состав иВ свойства грунтаСтроительство и ремонт вВ частном доме: как не испортить отношения сВ соседямиПокупать недострой или нет: все важные нюансы
Специальные предложения
Эполаст — двухкомпонентный эпоксидный заливочный компаунд для полов. Тара 30кг | от 369В рубКупить | |
Раковина 130см Jacob Delafon Presquile E4435 | 52В 250В рубКупить | |
Лазерный дальномер DEWALT DW030PL, 9 м | 1В 990В рубКупить | |
Аккумуляторный бесщеточный гвоздезабивной пистолет DEWALT DCN692P2, 105 Дж, 18 В, XR | 50В 280В рубКупить | |
Аккумуляторный лобзик BLACK+DECKER 18В BDCJS18N-XJ, без аккумулятора | 3В 990В рубКупить | |
Металл Профиль Силикон (бесцветный) PH | 350В рубКупить | |
Дифференциальный выключатель нагрузки УЗО ВД63 2 полюса, 40А, Тип AC, 30мА | код. 11452 | Schneider Electric | 1В 842.80В рубКупить |
Если вы зашли на наш сайт, то, скорее всего, ищите ответы на некоторые вопросы, связанные с ремонтными или строительными работами. В последнее время все чаще владельцы квартир, частных домой или загородных участков отдают предпочтение обустройству своих владений собственными силами.
На нашем сайте собрались профессиональные строители и мастера по ремонту, которые всегда готовы прийти вам на помощь. При необходимости вы можете задать интересующий вас вопрос по ремонту и строительству квартиры, частного дома или дачи, и получить полезные советы.
Применение современных материалов и строительных технологий каждому человеку дает возможность самостоятельно провести ремонт в своем доме или квартире, не прибегая к услугам профессионалов. Полезные советы и ценную информацию о правилах осуществления многих строительных и ремонтных работ на страницах интернет-журнала «Строй Дом» найдут не только любители, но и профессионалы.
«Строй Дом» – еще молодой, но активно развивающийся проект, на котором регулярно появляется новая полезная информация. Для удобства пользователей все материалы о строительстве и ремонте, опубликованные на страницах интернет-проекта, тематически разделены на рубрики и категории.
Основные рубрики интернет-журнала «Строй Дом»
Вниманию начинающих и профессиональных строителей представлены следующие рубрики:
- Баня. В этой рубрике представлена информация о лучших материалах для строительства и обустройства бани. Такие распространенные вопросы, как обеспечить освещение, канализацию и водоснабжение бани, подробно описаны в этой рубрике сайта. После ознакомления с материалами, представленными в этом разделе, вы также будете знать, какие камни, полы, мебель и кровля лучше подходят для бани. Благодаря советам наших специалистов, вы сможете самостоятельно установить окна и двери в этом помещении, а также провести электропроводку.
- Водоснабжение. Из этой рубрики вы узнаете о том, какие трубы лучше всего подходят для водоснабжения, как обустроить колодцы различного типа, какие могут быть неисправности в системе водоснабжения и трубопровода и как их устранить. После изучения материалов, вы сможете самостоятельно соорудить колодец, провести воду в дом, установить душ.
- Дачный дом. Авторы-строители дают советы и отвечают на распространенные вопросы, которые касаются обустройства дачного дома.
- Канализация. Эта рубрика придет на помощь тем, кто не знает, как правильно сделать слив для летнего душа, установить и эксплуатировать биотуалет, какую систему канализации выбрать для дачи, как провести установку и монтаж сантехнического оборудования.
- Кровля. Не знаете, какие материалы лучше выбрать для крыши дачного дома и других строений на приусадебном участке? В этом вам помогут советы опытных специалистов. Также из этой рубрики сайта вы сможете почерпнуть полезную информацию о том, как провести монтажные работы кровельных покрытий и правильно за ними ухаживать.
- Отопление. Как обустроить печь на дровах, какие трубы выбрать для котла отопления, каким отопительным приборам отдать предпочтение, чтобы обеспечить тепло и комфорт на даче в холодное время года и многие другие вопросы вы сможете решить, изучив материал этой рубрики.
- Подвал и погреб. В этом разделе представлена информация о правильном обустройстве подвала и погреба на даче.
- Стены. После знакомства с этим разделом нашего сайта вы сможете самостоятельно выбрать материал для возведения стен, провести их изоляцию и утепление, осуществить отделочные работы.
- Электрика. Не все знают, какие розетки лучше выбрать для дачи, как сделать электропроводку в доме, установить видеонаблюдение, подобрать люстры и другие осветительные приборы. В этом разделе подробно описаны эти и многие другие моменты, связанные с электрической системой частного дома и квартиры.
Выбор, монтаж, правила эксплуатации за окнами и дверями, лучшие напольные покрытия для дома и квартиры, надежные системы безопасности, особенности отделочных работ, разновидности фундамента и его возведение – информацию и полезные советы на эти строительные темы вы сможете узнать со страниц интернет-журнала «Строй Дом».
3 Теплопотери на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через наружные двери и на нагревание въезжающего транспорта
Расчетная разность давления воздуха ∆pi, Па, на наружную и внутреннюю поверхность ограждений определяется для каждого помещения по формуле:
∆pi=(H – hi)*(γн –- γв)+0,5ν2*ρн*(Сн – Сп)*кν – pint(3.4)
hi — расчетная высота от уровня земли до верха окон, балконных дверей, м;
γн, γв — удельный вес, Н/м3, соответственно при температуре наружного (tнБ ) и внутреннего (tв) воздуха, определяемый по формуле:
(3.5)
ρн— плотность наружного воздуха, кг/м3,
Сн, Сп — аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений, равные Сн=0,8, Сп= — 0,6;
кν— коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания;
pint — условно постоянное давление воздуха, Па, в помещении здания (для жилых зданий).
∆p = 0,55*Н*(γ– γв)+0,03*γн*ν2, (3.6)
Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых зданий Rи должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию Rитр, м2·ч/кг, определяемого по формуле
(3.7)
Расход инфильтрующегося в помещении воздуха ∑Gи, кг/ч, определяется по формуле:
∑Gи = 0,216, (3.8)
где ∆pi – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности наружных ограждений помещения на расчетном этаже, Па;
Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха через ограждение Qи, Вт :
Qи = 0,28∑Gи c(tв-tнБ), (3.9)
kн – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкции.
Согласно , В помещении автостоянки необходимо учесть потребность в тепле на обогрев въезжающего в помещение подвижного состава Qавт, Вт, в количестве 0,029 Вт в час на один кг массы в снаряженном состоянии на один градус разницы температур наружного и внутреннего воздуха:
= 0,029 ∙ Мавт ∙ (tн – tв), (3.10)
где Мавт – масса одного автомобиля;
tв, tн – соответственно температуры внутреннего и наружного воздуха, °С;
Общее количество теплопотерь на нагрев въезжающего транспорта Qавт, Вт, составит:
Qавт = ∙n, (3.11)
;
Вт.
№ помещения |
Сопротивление воздухопроницанию ОК Rи,(м2*ч)/КГ |
воздуха yн, Н/м3 |
Удельный вес внутреннего воздуха yв, Н/м3 |
Расчетная высота hi, м |
Расход инфильтрующегося воздуха Gи, кг/ч |
Qи, Вт |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
ДД |
ЛК№1, |
3,08 |
7 |
0,214 |
7,2 |
14,49 |
11,98 |
18,28 |
2,5 |
18,41 |
21,89 |
250 |
ДД |
ЛК№2, |
3,08 |
7 |
0,214 |
7,2 |
14,49 |
11,98 |
18,28 |
2,5 |
18,41 |
21,89 |
250 |
Qавт = 1470,3 ∙ 8 = 11762,4 Вт.
Определение суммарных теплопотерь здания заключается в расчете Qр для каждого помещения где устанавливается отопительный прибор и суммировании их всех по всему зданию.
Qр=∑Q(1+∑ß)+ Qи. (3.12)
Qдоб= 151,56 ∙ 1,05 = 159,13 Вт.
Qдоб= 238,32 ∙ 1,05 = 250,23 Вт
Qр=159,56 + 250,32 = 410 Вт.
Теплопотери и их расчет на примере двухэтажного здания
Сравнение расходов на отопление зданий разной формы.
Итак, возьмем для примера небольшой домик с двумя этажами, утепленный по кругу. Коэффициент сопротивления теплопередаче у стен (R) при этом будет в среднем равен трем. Здесь учитывается то, что к основной стене уже прикреплена теплоизоляция из пеноплекса или из пенопласта, толщиной около 10 см. У пола данный показатель окажется чуть меньше, 2,5, так как утеплителя под отделочным материалом нет. Что касается кровельного покрытия, то здесь коэффициент сопротивления достигает 4,5-5 благодаря тому, что утеплен чердак с помощью стекловаты или минеральной ваты.
Кроме того, что вы определите то, насколько способны те или иные интерьерные элементы противиться естественному процессу улетучивания и охлаждения теплого воздуха, нужно будет определиться с тем, каким именно способом это происходит. Возможно несколько вариантов: испарение, излучение или конвекция. Помимо них, существуют и другие возможности, но к частному жилому помещению они не относятся. При этом, осуществляя расчеты теплопотерь в доме, не нужно будет учитывать, что время от времени температура внутри помещения может повышаться от того, что сквозь окно солнечные лучи нагреют воздух на несколько градусов. Не стоит в данном процессе ориентироваться еще и на то, что дом стоит в каком-то особом положении по отношению к сторонам света.
Для того чтобы определить то, насколько серьезными являются теплопотери, достаточно провести расчет данных показателей в самых населенных комнатах. Наиболее точный расчет предполагает следующее. Сначала нужно подсчитать общую площадь всех стен в комнате, затем из данной суммы нужно вычесть площадь всех расположенных в этой комнате окон и, учитывая площадь кровли и пола, рассчитать теплопотери. Это возможно осуществить с помощью формулы:
dQ=S*(t внутри — t уличная)/R
Так, например, если площадь стен у вас равна 200 кв. метрам, температура в помещении — 25ºС, а на улице — минус 20ºС, то стены потеряют приблизительно 3 киловатта тепла за каждый час. Аналогично осуществляется и расчет теплопотерь всех остальных составляющих. После этого их остается лишь суммировать и у вас получится, что комната с 1 окном потеряет в час около 14 киловатт тепла. Итак, это мероприятие производится до монтажа отопительной системы по специальной формуле.
Формула расчета теплопотерь частного дома
Суммарные тепловые потери вычисляются по формуле из основных и добавочных теплопотерь (с округлением до 10 Вт).
В формуле теплопотери используются следующие величины:
- К — коэффициент теплопередачи (таблица «К — коэффициент теплопередачи»);
- F — площадь стен (в м2);
- R — сопротивление теплопередаче (ккал/м2 х ч х °C);
- tв и tп — температура внутри и снаружи помещения;
- n — коэффициент уменьшения, учитывает теплопотери в зависимости от типа ограждений (таблица « n — коэффициент уменьшения»).
Значения R отличаются в зависимости от вида ограждающих конструкций (таблица « Значения R0 и 1/R0»).
2 Добавочные теплопотери
Qдоб= Qо∙Σβ, (3.3)
где Qдоб — добавочные теплопотери, Вт;
Qо— основные теплопотери, Вт;
Используемые источники:
- https://eurosantehnik.ru/kaktrasschitat-teplopoteri-doma.html
- https://pikabu.ru/story/raschyot_teplopoter_doma_5378354
- https://www.rmnt.ru/story/house/raschet-teplopoter-chastnogo-doma-sprimerami.1499462/
- https://www.stroy-dom.net/
- https://mr-build.ru/newsanteh/rascet-teplopoter-zdania.html