Сравнение на топлинните загуби на къщи от различни материали. Загуба на топлина у дома – къде наистина отива топлината Отопление и топлинни загуби
Към днешна дата пестене на топлинае важен параметър, който се взема предвид при изграждането на жилищно или офис пространство. В съответствие със SNiP 23-02-2003 "Термична защита на сгради", съпротивлението на топлопреминаване се изчислява чрез един от двата алтернативни подхода:
- предписание;
- Консуматор.
За да изчислите системите за отопление на дома, можете да използвате калкулатора за изчисляване на отоплението, топлинните загуби у дома.
Предписващ подход- това са стандартите за отделни елементи на топлинната защита на сграда: външни стени, подове над неотопляеми помещения, покрития и тавани на тавана, прозорци, входни врати и др.
потребителски подход(съпротивлението на топлопреминаване може да бъде намалено спрямо предписаното ниво, при условие че проектната специфична консумация на топлинна енергия за отопление на помещенията е под стандарта).
Санитарно-хигиенни изисквания:
- Разликата между температурите на въздуха вътре и извън помещението не трябва да надвишава определени допустими стойности. Максимално допустимата температурна разлика за външната стена е 4°C. за настилка и тавански под 3°С и за покриване на мазета и подземи 2°С.
- Температурата на вътрешната повърхност на корпуса трябва да е над температурата на точката на оросяване.
Например: за Москва и Московска област необходимото термично съпротивление на стената според потребителския подход е 1,97 ° С m 2 /W, а според предписания подход:
- за постоянно жилище 3,13 °С m 2 / W.
- за административни и други обществени сгради, включително конструкции за сезонно пребиваване 2,55 ° С m 2 / W.
Поради тази причина изборът на бойлер или други отоплителни уреди се извършва единствено според параметрите, посочени в техническата им документация. Трябва да се запитате дали вашата къща е построена при стриктно спазване на изискванията на SNiP 23-02-2003.
Следователно, за правилния избор на мощността на отоплителния котел или отоплителните устройства е необходимо да се изчисли реалната загуба на топлина във вашия дом. По правило една жилищна сграда губи топлина през стените, покрива, прозорците, земята, както и значителни топлинни загуби могат да възникнат чрез вентилация.
Загубата на топлина зависи главно от:
- температурна разлика в къщата и на улицата (колкото по-голяма е разликата, толкова по-голяма е загубата).
- топлозащитни характеристики на стени, прозорци, тавани, покрития.
Стените, прозорците, подовете имат определена устойчивост на изтичане на топлина, топлозащитните свойства на материалите се оценяват чрез стойност, наречена устойчивост на топлопреминаване.
Устойчивост на топлопреминаванеще покаже колко топлина ще проникне през квадратен метър конструкция при дадена температурна разлика. Този въпрос може да бъде формулиран по различен начин: каква температурна разлика ще възникне, когато определено количество топлина преминава през квадратен метър огради.
R = ΔT/q.
- q е количеството топлина, което излиза през квадратен метър повърхност на стената или прозореца. Това количество топлина се измерва във ватове на квадратен метър (W / m 2);
- ΔT е разликата между температурата на улицата и в помещението (°C);
- R е съпротивлението на топлопреминаване (°C / W / m 2 или ° C m 2 / W).
В случаите, когато говорим за многослойна структура, съпротивлението на слоевете просто се сумира. Например, съпротивлението на дървена стена, облицована с тухла, е сумата от три съпротивления: тухлена и дървена стена и въздушна междина между тях:
R(сума)= R(дърво) + R(автомобил) + R(тухла)
Разпределение на температурата и гранични слоеве на въздуха по време на пренос на топлина през стена.
Изчисляване на топлинните загубиизпълнява се за най-студения период от годината, който е най-студената и ветровита седмица от годината. В строителната литература топлинната устойчивост на материалите често се посочва въз основа на дадените условия и климатичната зона (или външната температура), където се намира вашата къща.
Таблица на съпротивлението на топлопреминаване на различни материали
при ΔT = 50 °С (T външна = -30 °С. Т вътрешна = 20 °С.)
|
Материал и дебелина на стената |
Устойчивост на топлопреминаване R m.
|
|
Тухлена стена |
0.592 |
|
Дървена колиба Ø 25 |
0.550 |
|
Дървена колиба Дебелина 20 сантиметра |
0.806 |
|
Стена на рамката (плоска + |
|
|
Стена от пенобетон 20 сантиметра |
0.476 |
|
Шпакловка върху тухла, бетон. |
|
|
Таван (тавански) таван |
|
|
дървени подове |
|
|
Двойни дървени врати |
Таблица на топлинните загуби на прозорци с различни конструкции при ΔT = 50 °C (T out = -30 °C. T int. = 20 °C.)
|
Забележка
. Четните числа в символа на прозорец с двоен стъклопакет показват въздух
празнина в милиметри;
. Буквите Ar означават, че празнината е запълнена не с въздух, а с аргон;
. Буквата K означава, че външното стъкло има специален прозрачен
термозащитно покритие.
Както се вижда от горната таблица, модерните прозорци с двоен стъклопакет правят това възможно намаляване на топлинните загубипрозорците почти се удвоиха. Например за 10 прозореца с размери 1,0 м х 1,6 м спестяванията могат да достигнат до 720 киловатчаса на месец.
За правилния избор на материали и дебелини на стените, ние прилагаме тази информация към конкретен пример.
При изчисляването на топлинните загуби на m 2 участват две величини:
- температурна разлика ΔT.
- съпротивление на топлопреминаване R.
Да кажем, че стайната температура е 20°C. а външната температура ще бъде -30 °C. В този случай температурната разлика ΔT ще бъде равна на 50 °C. Стените са направени от дървен материал с дебелина 20 сантиметра, след което R = 0,806 ° C m 2 / W.
Загубата на топлина ще бъде 50 / 0,806 = 62 (W / m 2).
За опростяване на изчисляването на топлинните загуби в строителните справочници показват загуба на топлинаразлични видове стени, тавани и др. за някои стойности на зимната температура на въздуха. По правило се дават различни цифри за ъглови стаи(завихрянето на въздуха, протичащ през къщата, го засяга) и неъглова, а също така отчита разликата в температурите за помещенията на първия и горния етаж.
Таблица със специфични топлинни загуби на строителни оградни елементи (на 1 m 2 по вътрешния контур на стените) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Забележка.В случай, че зад стената има външно неотопляемо помещение (козирка, остъклена веранда и др.), то загубата на топлина през нея ще бъде 70% от изчислената, а ако зад това неотопляемо помещение има друго външно помещение, тогава топлинните загуби ще бъдат 40 % от изчислената стойност.
Таблица със специфични топлинни загуби на строителни оградни елементи (на 1 m 2 по вътрешния контур) в зависимост от средната температура на най-студената седмица от годината.
Пример 1
Ъглова стая (1-ви етаж)
Характеристики на стаята:
- 1-ви етаж.
- площ на стаята - 16 m 2 (5x3.2).
- височина на тавана - 2,75м.
- външни стени - две.
- материалът и дебелината на външните стени - дървен материал с дебелина 18 сантиметра е облицован с гипсокартон и покрит с тапет.
- прозорци - два (височина 1,6 м. ширина 1,0 м) със стъклопакет.
- подове - дървена изолация. мазе отдолу.
- над таванския етаж.
- проектна външна температура -30 °С.
- необходимата температура в помещението е +20 °C.
- Площта на външните стени минус прозорците: S стени (5+3,2)x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 m2.
- Площ на прозорците: S прозорци \u003d 2x1.0x1.6 \u003d 3.2 m 2
- Площ: S етаж = 5x3,2 = 16 m 2
- Площ на тавана: S таван = 5x3,2 = 16 m 2
Площта на вътрешните прегради не е включена в изчислението, тъй като температурата е еднаква от двете страни на преградата, следователно топлината не излиза през преградите.
Сега нека изчислим топлинните загуби на всяка от повърхностите:
- Q стени \u003d 18,94x89 \u003d 1686 вата.
- Q windows \u003d 3,2x135 \u003d 432 вата.
- Q етаж \u003d 16x26 = 416 вата.
- Q таван \u003d 16x35 \u003d 560 вата.
Общата загуба на топлина на помещението ще бъде: Q общо = 3094 W.
Трябва да се има предвид, че много повече топлина излиза през стените, отколкото през прозорците, подовете и таваните.
Пример 2
Покривна стая (таванско помещение)
Характеристики на стаята:
- горен етаж.
- площ 16 m 2 (3,8x4,2).
- височина на тавана 2,4м.
- външни стени; два покривни наклона (шисти, масивна обшивка. 10 см минерална вата, облицовка). фронтони (греда с дебелина 10 см, облицована с дъска) и странични прегради (стена на рамката с пълнеж от експандирана глина 10 см).
- прозорци - 4 (по два на фронтон), 1,6 м височина и 1,0 м ширина със стъклопакет.
- проектна външна температура -30°С.
- необходима стайна температура +20°C.
- Площта на крайните външни стени минус прозорците: S крайни стени = 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) = 12 m 2
- Площта на покривните склонове, които ограничават помещението: S наклони. стени = 2x1.0x4.2 = 8.4 m 2
- Площта на страничните прегради: S странична преграда = 2x1.5x4.2 = 12.6 m 2
- Площ на прозорците: S прозорци \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 m 2
- Площ на тавана: S таван \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 m 2
След това изчисляваме топлинните загуби на тези повърхности, като същевременно отчитаме, че в този случай топлината няма да избяга през пода, тъй като отдолу се намира топла стая. Загуби на топлина за стениизчисляваме както за ъглови стаи, така и за тавана и страничните прегради въвеждаме коефициент от 70 процента, тъй като неотопляеми помещения са разположени зад тях.
- Q крайни стени \u003d 12x89 \u003d 1068 W.
- Q наклон стени = 8,4x142 = 1193 W.
- Q странична горелка = 12,6x126x0,7 = 1111 W.
- Q windows \u003d 6,4x135 \u003d 864 вата.
- Q таван \u003d 10,92x35x0,7 \u003d 268 вата.
Общата загуба на топлина на помещението ще бъде: Q общо \u003d 4504 W.
Както виждаме, топло помещение на 1-ви етаж губи (или консумира) много по-малко топлина от таванско помещение с тънки стени и голяма площ на остъкляване.
За да се направи тази стая подходяща за зимно живеене, е необходимо преди всичко да се изолират стените, страничните прегради и прозорците.
Всяка ограждаща повърхност може да бъде представена като многослойна стена, всеки слой от която има собствено термично съпротивление и собствена устойчивост на преминаване на въздух. Обобщавайки термичното съпротивление на всички слоеве, получаваме топлинното съпротивление на цялата стена. Освен това, ако обобщите съпротивлението на преминаването на въздуха на всички слоеве, можете да разберете как стената диша. Най-добрата дървена стена трябва да е еквивалентна на дървена стена с дебелина от 15 до 20 инча. Таблицата по-долу ще ви помогне в това.
Таблица за устойчивост на топлопреминаване и преминаване на въздух от различни материали ΔT=40 °C (T ext. = -20 °C. T int. =20 °C.)
|
|
Дебелина |
Съпротива |
Противопоставям се. |
|
|
Еквивалентен |
||||
|
Тухлена зидария от обикновена 12 сантиметра |
12 |
0.15 |
12 |
6 |
|
Зидария от керамзитобетонен блок 1000 кг/м 3 |
1.0 |
75 |
17 |
|
|
Пенобетон с дебелина 30 см 300 кг/м 3 |
2.5 |
190 |
7 |
|
|
Дебела стена Brusoval (бор) 10 сантиметра |
10 |
0.6 |
45 |
10 |
За пълна картина на топлинните загуби на цялото помещение е необходимо да се вземе предвид
- Загубата на топлина чрез контакта на основата със замръзнала земя, като правило, отнема 15% от топлинните загуби през стените на първия етаж (като се вземе предвид сложността на изчислението).
- Загуба на топлина, свързана с вентилация. Тези загуби се изчисляват, като се вземат предвид строителните норми (SNiP). За жилищна сграда е необходим около един обмен на въздух на час, тоест през това време е необходимо да се подава същия обем чист въздух. По този начин загубите, свързани с вентилацията, ще бъдат малко по-малки от сумата на топлинните загуби, дължащи се на обвивката на сградата. Оказва се, че топлинните загуби през стените и остъкляването са само 40% и загуба на топлина за вентилацияпетдесет%. В европейските стандарти за вентилация и изолация на стени съотношението на топлинните загуби е 30% и 60%.
- Ако стената "диша", като стена от дървен материал или трупи с дебелина 15 - 20 сантиметра, тогава топлината се връща. Това намалява загубата на топлина с 30%. следователно, получената при изчислението стойност на топлинното съпротивление на стената трябва да се умножи по 1,3 (или, съответно, намаляване на топлинните загуби).
Обобщавайки всички топлинни загуби у дома, можете да разберете каква мощност са необходими на котела и нагревателите, за да отопляват комфортно къщата в най-студените и ветровити дни. Също така, такива изчисления ще покажат къде е „слабото звено“ и как да го премахнете с помощта на допълнителна изолация.
Можете също да изчислите консумацията на топлина с помощта на обобщени показатели. Така че в 1-2 етажни не много изолирани къщи при външна температура от -25 ° C са необходими 213 W на 1 m 2 от общата площ, а при -30 ° C - 230 W. За добре изолирани къщи тази цифра ще бъде: при -25 ° C - 173 W на m 2 от общата площ и при -30 ° C - 177 W.
Точното изчисляване на топлинните загуби у дома е старателна и бавна задача. За производството му са необходими първоначални данни, включително размерите на всички обвивки на сградата (стени, врати, прозорци, тавани, подове).
За еднослойни и / или многослойни стени, както и подове, коефициентът на топлопреминаване е лесно да се изчисли, като се раздели топлопроводимостта на материала на дебелината на неговия слой в метри. За многослойна структура общият коефициент на топлопреминаване ще бъде равен на реципрочната стойност на сумата от топлинните съпротивления на всички слоеве. За прозорци можете да използвате таблицата с топлинни характеристики на прозорците.
Стените и подовете, лежащи на земята, се изчисляват по зони, така че в таблицата е необходимо да се създадат отделни линии за всяка от тях и да се посочи съответният коефициент на топлопреминаване. Разделянето на зони и стойностите на коефициентите са посочени в правилата за измерване на помещенията.
Колона 11. Основна загуба на топлина.Тук основните топлинни загуби се изчисляват автоматично въз основа на данните, въведени в предишните клетки на линията. По-конкретно се използват температурна разлика, площ, коефициент на топлопреминаване и коефициент на позиция. Формула в клетка:
Колона 12. Допълнение за ориентация.В тази колона автоматично се изчислява добавката за ориентация. В зависимост от съдържанието на клетката за ориентация се въвежда съответният коефициент. Формулата за изчисляване на клетка изглежда така:
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)))))))
Тази формула вмъква фактор в клетка, както следва:
- Изток - 0,1
- Югоизток - 0,05
- юг - 0
- Югозапад - 0
- Запад - 0,05
- Северозапад - 0,1
- Север - 0,1
- Североизток - 0,1
Колона 13. Друга добавка.Тук въвеждате коефициента на добавяне при изчисляване на пода или вратите в съответствие с условията в таблицата:
Колона 14. Загуба на топлина.Ето окончателното изчисление на топлинните загуби на оградата според линията. Клетъчна формула:
С напредването на изчисленията могат да се създават клетки с формули за сумиране на топлинните загуби по стаи и извеждане на сумата от топлинните загуби от всички огради на къщата.
Има и топлинни загуби поради проникване на въздух. Те могат да бъдат пренебрегнати, тъй като до известна степен се компенсират от топлинните емисии на домакинствата и топлинните печалби от слънчевата радиация. За по-пълно и изчерпателно изчисляване на топлинните загуби можете да използвате методологията, описана в справочното ръководство.
В резултат на това, за да изчислим мощността на отоплителната система, увеличаваме количеството топлинни загуби на всички огради на къщата с 15 - 30%.
Други, по-прости начини за изчисляване на топлинните загуби:
- бързо изчисление в ума приблизителен метод на изчисление;
- малко по-сложно изчисление с помощта на коефициенти;
- най-точният начин за изчисляване на топлинните загуби в реално време;
Изчисляване на топлинните загуби у дома - основата на отоплителната система. Необходимо е най-малкото да изберете правилния котел. Можете също да прецените колко пари ще бъдат изразходвани за отопление в планираната къща, да анализирате финансовата ефективност на изолацията, т.е. разберете дали разходите за инсталиране на изолация ще се изплатят със спестяване на гориво през целия живот на изолацията. Много често при избора на мощността на отоплителната система на помещението хората се ръководят от средна стойност от 100 W на 1 m 2 площ със стандартна височина на тавана до три метра. Тази мощност обаче не винаги е достатъчна за пълно попълване на топлинните загуби. Сградите се различават по състава на строителните материали, техния обем, разположението в различни климатични зони и др. За компетентно изчисляване на топлоизолацията и избор на мощността на отоплителните системи е необходимо да знаете за реалните топлинни загуби у дома. Как да ги изчислим - ще разкажем в тази статия.
Основни параметри за изчисляване на топлинните загуби
Топлинните загуби на всяка стая зависят от три основни параметъра:
- обем на стаята - интересуваме се от обема на въздуха, който трябва да се нагрее
- температурната разлика между вътре и извън помещението - колкото по-голяма е разликата, толкова по-бързо се осъществява топлообменът и въздухът губи топлина
- топлопроводимост на ограждащите конструкции - способността на стените, прозорците да задържат топлина
Най-простото изчисление на топлинните загуби
Qt (kWh)=(100 W/m2 x S (m2) x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 x K7)/1000
Тази формула за изчисляване на топлинните загуби според агрегирани показатели, които се основават на осреднени условия от 100 W на 1 кв. метър. Когато основните изчислени показатели за изчисляване на отоплителната система са следните стойности:
Qt- топлинна мощност на предложения нагревател върху отработено масло, kW / h.
100 W/m2- специфична стойност на топлинните загуби (65-80 вата/m2). Включва изтичане на топлинна енергия чрез усвояването й от прозорци, стени, таван, под; течове през вентилация и течове в помещението и други течове.
С- площ на стаята;
K1- коефициент на топлинна загуба на прозорец:
- конвенционален стъклопакет К1=1,27
- двоен стъклопакет К1=1.0
- троен стъклопакет К1=0,85;
K2- коефициент на топлинна загуба на стени:
- лоша топлоизолация К2=1,27
- стена в 2 тухли или изолация с дебелина 150 мм K2 = 1,0
- добра топлоизолация К2=0,854
K3съотношението на площите на прозорците и пода:
- 10% К3=0,8
- 20% К3=0,9
- 30% К3=1,0
- 40% К3=1,1
- 50% К3=1,2;
K4- коефициент на външна температура:
- -10oC K4=0,7
- -15oC K4=0,9
- -20oC K4=1.1
- -25oC K4=1,3
- -35oC K4=1,5;
K5- броя на стените, обърнати навън:
- едно - К5=1,1
- две К5=1,2
- три K5=1,3
- четири K5=1,4;
K6- тип стая, която се намира над изчислената:
- студен таван К6=1,0
- топло таванско помещение К6=0,9
- отопляема стая К6-0,8;
K7- височина на помещението:
- 2,5 m K7=1,0
- 3,0 m K7=1,05
- 3,5 m K7=1,1
- 4,0 m K7=1,15
- 4,5 m K7=1,2.
Опростено изчисляване на топлинните загуби у дома
Qt = (V x ∆t x k)/860; (кВт)
V- обем на помещението (куб.м)
∆t- температурна делта (външно и вътрешно)
к- коефициент на дисперсия
- k= 3,0-4,0 - без топлоизолация. (Опростена дървена конструкция или конструкция от гофрирана метална ламарина).
- k \u003d 2,0-2,9 - малка топлоизолация. (Опростена строителна конструкция, единична тухлена зидария, опростена конструкция на прозорци и покрив).
- k \u003d 1,0-1,9 - средна топлоизолация. (Стандартно строителство, двойна тухлена зидария, няколко прозорци, стандартен покрив).
- k \u003d 0,6-0,9 - висока топлоизолация. (Подобрена конструкция, двойна изолация тухлени стени, няколко двойни прозорци, дебел под, покрив от висококачествен изолационен материал).
В тази формула коефициентът на дисперсия се взема предвид много условно и не е напълно ясно кои коефициенти да се използват. В класиката рядка модерна стая, изработена от съвременни материали в съответствие с настоящите стандарти, има ограждащи конструкции с коефициент на дисперсия повече от един. За по-подробно разбиране на методологията на изчисление, ние предлагаме следните по-точни методи.
Бих искал незабавно да обърна внимание на факта, че ограждащите конструкции като цяло не са хомогенни по структура, а обикновено се състоят от няколко слоя. Пример: черупка стена = мазилка + черупка + външно покритие. Този дизайн може да включва и затворени въздушни междини (пример: кухини вътре в тухли или блокове). Горните материали имат различни термични характеристики един от друг. Основната такава характеристика за строителния слой е неговата съпротивление на топлопреминаване R.
q- това е количеството топлина, което губи квадратен метър ограждаща повърхност (обикновено се измерва в W / m2)
∆T- разликата между температурата вътре в изчисленото помещение и температурата на външния въздух (температурата на най-студения петдневен период °C за климатичния район, в който се намира изчислената сграда).
По принцип вътрешната температура в помещенията се измерва:
- Жилищни помещения 22C
- Нежилищна 18С
- Зони на водни процедури 33С
Когато става въпрос за многослойна структура, съпротивленията на слоевете на структурата се сумират. Отделно искам да насоча вниманието ви към изчисления коефициент топлопроводимост на материала на слоя λ W/(m°C). Тъй като производителите на материали най-често го посочват. Имайки изчисления коефициент на топлопроводимост на материала на строителния слой, можем лесно да получим устойчивост на топлопреминаване на слоя:
δ - дебелина на слоя, m;
λ - изчислен коефициент на топлопроводимост на материала на структурния слой, като се вземат предвид работните условия на ограждащите конструкции, W / (m2 °C).
И така, за да изчислим топлинните загуби през обвивките на сградата, ни трябва:
1. Съпротивление на топлопреминаване на конструкции (ако структурата е многослойна, тогава Σ R слоеве)Р
2. Разликата между температурата в изчисленото помещение и на улицата (температурата на най-студения петдневен период е °C.). ∆T
3. Зона за ограждане F (отделни стени, прозорци, врати, таван, под)
4. Ориентацията на сградата по отношение на кардиналните точки.
Формулата за изчисляване на топлинните загуби на ограда изглежда така:
Qlimit=(ΔT / Rlimit)* Flimit * n *(1+∑b)
Qlimit- загуба на топлина през обвивката на сградата, W
Rogr– устойчивост на топлопреминаване, м.кв.°C/W; (Ако има няколко слоя, тогава ∑ Rlimit на слоевете)
Fogr– площ на ограждащата конструкция, m;
н- коефициентът на контакт на обвивката на сградата с външния въздух.
|
Тип обвивка на сградата |
Коефициент n |
|
1. Външни стени и покрития (включително вентилирани с външен въздух), тавански подове (с покрив от парчета материали) и над алеите; тавани над студени (без ограждащи стени) подземия в северната сградно-климатична зона |
|
|
2. Тавани над студени изби, комуникиращи с външния въздух; тавански подове (с покрив от валцувани материали); тавани над студени (с ограждащи стени) подземия и студени подове в северната сградно-климатична зона |
|
|
3. Тавани над неотопляеми мазета с капандури в стените |
|
|
4. Тавани над неотопляеми мазета без светлинни отвори в стените, разположени над нивото на земята |
|
|
5. Тавани над неотопляеми технически подземия, разположени под нивото на земята |
(1+∑b) – допълнителни топлинни загуби като дял от основните загуби. Допълнителните топлинни загуби b през обвивката на сградата трябва да се приемат като част от основните загуби:
а) в помещения с всякакво предназначение през външни вертикални и наклонени (вертикални) стени, врати и прозорци със север, изток, североизток и северозапад - в размер на 0,1, югоизток и запад - в размер на 0,05; в ъглови помещения допълнително - 0,05 за всяка стена, врата и прозорец, ако една от оградите е с изложение на север, изток, североизток и северозапад, и 0,1 - в останалите случаи;
б) в помещения, разработени за стандартен дизайн, през стени, врати и прозорци, обърнати към някоя от страничните посоки, в размер на 0,08 с една външна стена и 0,13 за ъглови помещения (с изключение на жилищни), а във всички жилищни помещения - 0,13;
в) през неотопляемите подове на първия етаж над студените подземни площи на сгради в райони с прогнозна външна температура от минус 40 ° C и по-ниска (параметри B) - в размер на 0,05,
г) през външни врати, които не са оборудвани с въздушни или въздушно-термични завеси, с височина на сградата H, m, от средната планировъчна кота на земята до върха на стрехите, центъра на изпускателните отвори на фенера или устие на шахтата в размер на: 0,2 N - за тройни врати с две вестибюли между тях; 0,27 H - за двойни врати с вестибюли между тях; 0,34 H - за двойни врати без вестибюл; 0,22 H - за единични врати;
д) през външни порти, необорудвани с въздушни и въздушно-термични завеси - в размер на 3 при липса на вестибюл и в размер на 1 - при наличие на вестибюл при портала.
За летни и резервни външни врати и порти не трябва да се вземат предвид допълнителните топлинни загуби по букви „d“ и „e“.
Отделно вземаме такъв елемент като под на земята или върху трупи. Тук има функции. Под или стена, която не съдържа изолационни слоеве, изработени от материали с коефициент на топлопроводимост λ по-малък или равен на 1,2 W / (m ° C), се нарича неизолиран. Съпротивлението на топлопреминаване на такъв под обикновено се обозначава като Rn.p, (m2 °C) / W. За всяка зона на неизолиран под са предоставени стандартни стойности на устойчивост на топлопреминаване:
- зона I - RI = 2,1 (m2 °C) / W;
- зона II - RII = 4,3 (m2 °C) / W;
- зона III - RIII = 8,6 (m2 °C) / W;
- зона IV - RIV = 14,2 (m2 °C) / W;
Първите три зони са ленти, разположени успоредно на периметъра на външните стени. Останалата част от района принадлежи към четвъртата зона. Ширината на всяка зона е 2 м. Началото на първата зона се намира на кръстовището на пода с външната стена. Ако неизолиран под граничи със стена, заровена в земята, тогава началото се прехвърля към горната граница на проникването в стената. Ако има изолационни слоеве в конструкцията на пода, разположени на земята, той се нарича изолиран, а неговата устойчивост на топлопреминаване Rу.p, (m2 оС) / W се определя по формулата:
Ru.p. = Rn.p. + Σ (γc.s. / λc.s.)
Rn.p- устойчивост на топлопреминаване на разглежданата зона на неизолирания под, (m2 °C) / W;
γy.s- дебелина на изолационния слой, m;
λu.s- коефициент на топлопроводимост на материала на изолационния слой, W / (m ° C).
За под върху дървени трупи съпротивлението на топлопреминаване Rl, (m2 °C) / W, се изчислява по формулата:
Rl \u003d 1,18 * Ry.p
Топлинните загуби на всяка ограждаща конструкция се разглеждат отделно. Размерът на топлинните загуби през ограждащите конструкции на цялото помещение ще бъде сумата от топлинните загуби през всяка ограждаща конструкция на помещението. Важно е да не се бъркате в измерванията. Ако вместо (W) се появи (kW) или като цяло (kcal), ще получите неправилен резултат. Можете също така по невнимание да посочите келвини (K) вместо градуси по Целзий (°C).
Разширено изчисляване на топлинните загуби в дома
Отопление в граждански и жилищни сгради Топлинните загуби на помещения се състоят от топлинни загуби през различни ограждащи конструкции, като прозорци, стени, тавани, подове, както и консумация на топлина за отопление на въздуха, който прониква през течове в защитните конструкции (ограждащи конструкции) на дадено помещение. В промишлените сгради има и други видове топлинни загуби. Изчисляването на топлинните загуби на помещението се извършва за всички ограждащи конструкции на всички отопляеми помещения. Топлинните загуби през вътрешните конструкции може да не се вземат предвид, ако температурната разлика в тях с температурата на съседните помещения е до 3C. Топлинните загуби през обвивката на сградата се изчисляват по следната формула, W:
Qlimit = F (tin - tnB) (1 + Σ β) n / Rо
tnB- външна температура на въздуха, °C;
tvn- температура в помещението, °C;
Фе площта на защитната конструкция, m2;
н- коефициент, който отчита положението на оградата или защитната конструкция (външната й повърхност) спрямо външния въздух;
β
- допълнителни топлинни загуби, дялове от основните;
Ро- устойчивост на топлопреминаване, m2 °C / W, която се определя по следната формула:
Rо = 1/ αв + Σ (δі / λі) + 1/ αн + Rv.p., където
αv - коефициент на топлопоглъщане на оградата (вътрешната й повърхност), W / m2 o C;
λі и δі са проектният коефициент на топлопроводимост за материала на даден слой от конструкцията и дебелината на този слой;
αn - коефициент на топлопреминаване на оградата (външната й повърхност), W/ m2 o C;
Rv.n - в случай на затворена въздушна междина в конструкцията, нейното топлинно съпротивление, m2 o C / W (виж Таблица 2).
Коефициентите αн и αв се приемат съгласно SNiP и за някои случаи са дадени в таблица 1;
δі - обикновено се определя според задачата или се определя от чертежите на ограждащи конструкции;
λі - взето от директории.
Таблица 1. Коефициенти на топлопоглъщане αv и коефициенти на топлопреминаване αn
|
Повърхността на обвивката на сградата |
αw, W/m2 o C |
αn, W/m2 o C |
|
Вътрешна повърхност на подове, стени, гладки тавани |
||
|
Повърхността на външните стени, тавани без таван |
||
|
Тавански тавани и тавани над неотопляеми мазета със светли отвори |
||
|
Тавани над неотопляеми мазета без светли отвори |
Таблица 2. Топлинно съпротивление на затворени въздушни пространства Rv.n, m2 o C / W
|
Дебелина на въздушния слой, мм |
Хоризонтални и вертикални слоеве с топлинен поток отдолу нагоре |
Хоризонтален междинен слой с топлинен поток отгоре надолу |
||
|
При температура в пространството на въздушната междина |
||||
За врати и прозорци съпротивлението на топлопреминаване се изчислява много рядко, но по-често се взема в зависимост от техния дизайн според референтните данни и SNiP. Площите на оградите за изчисления се определят като правило според строителните чертежи. Температурата tvn за жилищни сгради се избира от Приложение i, tnB - от Приложение 2 на SNiP, в зависимост от местоположението на строителната площадка. Допълнителните топлинни загуби са посочени в таблица 3, коефициентът n - в таблица 4.
Таблица 3. Допълнителни топлинни загуби
|
Фехтовка, нейният вид |
Условия |
Допълнителна загуба на топлина β |
|
Прозорци, врати и външни вертикални стени: |
ориентация северозапад изток, север и североизток |
|
|
запад и югоизток |
||
|
Външни врати, врати с вестибюли 0,2 N без въздушна завеса на височина на сградата H, m |
тройни врати с два вестибюла |
|
|
двойни врати с вестибюл |
||
|
Ъгловите стаи по избор за прозорци, врати и стени |
една от оградите е ориентирана на изток, север, северозапад или североизток |
|
|
други случаи |
Таблица 4. Стойността на коефициента n, който отчита позицията на оградата (нейната външна повърхност)
Разходът на топлина за отопление на външния проникващ въздух в обществени и жилищни сгради за всички видове помещения се определя чрез две изчисления. Първото изчисление определя консумацията на топлинна енергия Qі за отопление на външния въздух, който влиза в i-то помещение в резултат на естествена изпускателна вентилация. Второто изчисление определя консумацията на топлинна енергия Qі за отопление на външния въздух, който прониква в дадено помещение през течовете на оградите в резултат на вятър и (или) топлинно налягане. За изчисление най-голямата загуба на топлина се взема от тези, определени от следните уравнения (1) и (или) (2).
Qi = 0,28 L ρn s (калай – tnB) (1)
L, m3/hв - дебитът на въздуха, отстранен от помещенията, за жилищни сгради вземете 3 m3 / час на 1 m2 от площта на жилищните помещения, включително кухни;
с– специфичен топлинен капацитет на въздуха (1 kJ /(kg oC));
ρn– плътност на въздуха извън помещението, kg/m3.
Специфичното тегло на въздуха γ, N/m3, неговата плътност ρ, kg/m3, се определят по формулите:
γ= 3463/ (273 +t) , ρ = γ / g , където g = 9,81 m/s2 , t , ° s е температурата на въздуха.
Разходът на топлина за отопление на въздуха, който влиза в помещението чрез различни течове в защитни конструкции (огради) в резултат на вятър и топлинно налягане, се определя по формулата:
Qі = 0,28 Gі s (tin – tnB) k, (2)
където k е коефициент, който отчита противотоплинния поток, 0,8 се приема за балконски врати и прозорци с отделно свързване и 1,0 за прозорци с единична и двойна връзка;
Gі е дебитът на въздуха, проникващ (инфилтриран) през защитни конструкции (ограждащи конструкции), kg/h.
За балконски врати и прозорци стойността на Gі се определя от:
Gi = 0,216 Σ F Δ Рі 0,67 / Ri, kg/h
където Δ Рі е разликата в налягането на въздуха върху вътрешната Рвн и външната Рн повърхности на врати или прозорци, Pa;
Σ F, m2 - прогнозната площ на всички огради на сградата;
Ri, m2 h/kg - въздушна пропускливост на тази ограда, която може да бъде приета в съответствие с Приложение 3 на SNiP. В панелните сгради освен това се определя допълнителен въздушен поток, който инфилтрира през пропускливите фуги на панелите.
Стойността на Δ Рі се определя от уравнението, Pa:
Δ Рі= (H - hі) (γн - γin) + 0,5 ρн V2 (сe,n - ce,р) k1 - ріnt,
където H, m - височината на сградата от нулево ниво до отвора на вентилационната шахта (в нетаванските сгради отворът обикновено се намира на 1 m над покрива, а в сгради с таванско помещение - 4-5 m над таван на тавана);
hі, m - височина от нулево ниво до върха на балконските врати или прозорци, за които се изчислява скоростта на въздушния поток;
γn, γin – специфични тегла на външния и вътрешния въздух;
ce, ru ce, n - аеродинамични коефициенти съответно за подветрената и наветрената повърхност на сградата. За правоъгълни сгради ce,p = -0,6, ce,n= 0,8;
V, m / s - скорост на вятъра, която се взема за изчисляване в съответствие с Приложение 2;
k1 е коефициент, който отчита зависимостта на налягането на вятъра и височината на сградата;
ріnt, Pa - условно постоянно налягане на въздуха, което се получава, когато вентилацията работи с принудителен импулс, при изчисляване на жилищни сгради ріnt може да се пренебрегне, тъй като е равен на нула.
За огради с височина до 5,0 m коефициентът k1 е 0,5, с височина до 10 m е 0,65, с височина до 20 m - 0,85, а за огради от 20 m и повече 1,1 е взето.
Обща изчислена загуба на топлина в помещението, W:
Qcalc \u003d Σ Qlimit + Qunf - Qlife
където Σ Qlimit - обща загуба на топлина през всички защитни заграждения на помещението;
Qinf е максималната консумация на топлина за нагряване на инфилтрирания въздух, взета от изчисленията по формули (2) u (1);
Qlife - всички топлинни емисии от домакински електрически уреди, осветление и други възможни източници на топлина, които се приемат за кухни и жилищни помещения в размер на 21 W на 1 m2 от изчислената площ.
Владивосток -24.
Владимир -28.
Волгоград -25.
Вологда -31.
Воронеж -26.
Екатеринбург -35.
Иркутск -37.
Казан -32.
Калининград -18
Краснодар -19.
Красноярск -40.
Москва -28.
Мурманск -27.
Нижни Новгород -30.
Новгород -27.
Новоросийск -13.
Новосибирск -39.
Омск -37.
Оренбург -31.
Орел -26.
Пенза -29.
Перм -35.
Псков -26.
Ростов -22.
Рязан -27.
Самара -30.
Санкт Петербург -26.
Смоленск -26.
Твер -29.
Тула -27.
Тюмен -37.
Уляновск -31.
Изчисляване на топлинните загуби у дома
Къщата губи топлина чрез обвивката на сградата (стени, прозорци, покрив, фундамент), вентилация и канализация. Основните топлинни загуби преминават през обвивката на сградата - 60-90% от всички топлинни загуби.
Изчисляването на топлинните загуби у дома е необходимо най-малко, за да изберете правилния котел. Можете също да прецените колко пари ще бъдат изразходвани за отопление в планираната къща. Ето пример за изчисление за газов котел и електрически. Също така е възможно, благодарение на изчисленията, да се анализира финансовата ефективност на изолацията, т.е. разберете дали разходите за инсталиране на изолация ще се изплатят със спестяване на гориво през целия живот на изолацията.
Загуба на топлина през обвивките на сградата
Ще дам пример за изчисление за външните стени на двуетажна къща.| 1) Изчисляваме съпротивлението на топлопреминаване на стената, като разделим дебелината на материала на неговия коефициент на топлопроводимост. Например, ако стената е изградена от топла керамика с дебелина 0,5 m с коефициент на топлопроводимост 0,16 W / (m × ° C), тогава разделяме 0,5 на 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m 2 × ° C / W Могат да се вземат коефициентите на топлопроводимост на строителните материали. |
| 2) Изчислете общата площ на външните стени. Ето опростен пример за квадратна къща: (10 м ширина × 7 м височина × 4 страни) - (16 прозореца × 2,5 m 2) = 280 m 2 - 40 m 2 = 240 m 2 |
| 3) Разделяме уреда на съпротивлението на топлопреминаване, като по този начин получаваме топлинни загуби от един квадратен метър от стената на един градус температурна разлика. 1 / 3,125 m2 ×°C/W = 0,32 W/m2 ×°C |
| 4) Изчислете топлинните загуби на стените. Умножаваме топлинните загуби от един квадратен метър от стената по площта на стените и по температурната разлика в къщата и отвън. Например, ако +25°C вътре и -15°C навън, тогава разликата е 40°C. 0,32 W / m 2 × ° C × 240 m 2 × 40 ° C = 3072 W Това число е топлинната загуба на стените. Топлинните загуби се измерват във ватове, т.е. е мощността на разсейване на топлината. |
| 5) В киловатчаса е по-удобно да се разбере значението на топлинните загуби. За 1 час през нашите стени с температурна разлика от 40 ° C се губи топлинна енергия: 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Изхарчена енергия за 24 часа: 3072 W × 24 h = 73,728 kWh |
Ясно е, че през отоплителния период времето е различно, т.е. температурната разлика се променя през цялото време. Следователно, за да се изчислят топлинните загуби за целия отоплителен период, е необходимо в параграф 4 да се умножи по средната температурна разлика за всички дни от отоплителния период.
Например, за 7 месеца от отоплителния период средната температурна разлика между помещението и улицата е 28 градуса, което означава, че топлинните загуби през стените за тези 7 месеца в киловатчаса:
0,32 W / m 2 × °C × 240 m 2 × 28 °C × 7 месеца × 30 дни × 24 часа = 10838016 Wh = 10838 kWh
Числото е доста "осезаемо". Например, ако отоплението беше електрическо, тогава можете да изчислите колко пари ще бъдат изразходвани за отопление, като умножите полученото число по цената на kWh. Можете да изчислите колко пари са били изразходвани за отопление на газ, като изчислите цената на kWh енергия от газов котел. За да направите това, трябва да знаете цената на газа, калоричността на газа и ефективността на котела.
Между другото, при последното изчисление, вместо средната температурна разлика, броя на месеците и дните (но не и часовете, оставяме часовника), беше възможно да се използва градус-ден на отоплителния период - GSOP, някои информация. Можете да намерите вече изчислени GSOP за различни градове на Русия и да умножите топлинните загуби от един квадратен метър по площта на стените, по тези GSOP и за 24 часа, като получите топлинни загуби в kWh.
Подобно на стените, трябва да изчислите стойностите на топлинните загуби за прозорци, входни врати, покриви, основи. След това сумирайте всичко и получете стойността на топлинните загуби през всички ограждащи конструкции. За прозорците, между другото, няма да е необходимо да се установява дебелината и топлопроводимостта, обикновено вече има готово съпротивление на топлопреминаване на прозорец с двоен стъклопакет, изчислено от производителя. За пода (в случай на плоча) температурната разлика няма да бъде твърде голяма, земята под къщата не е толкова студена, колкото външния въздух.
Загуба на топлина чрез вентилация
Приблизителният обем въздух, наличен в къщата (обемът на вътрешните стени и мебелите не се взема предвид):10 m x10 m x 7 m = 700 m 3
Плътност на въздуха при +20°C 1,2047 kg/m 3 . Специфичният топлинен капацитет на въздуха е 1,005 kJ/(kg×°C). Въздушна маса в къщата:
700 m 3 × 1,2047 kg / m 3 = 843,29 kg
Да кажем, че целият въздух в къщата се сменя 5 пъти на ден (това е приблизителна цифра). При средна разлика между вътрешната и външната температура от 28 °C за целия отоплителен период, отоплението на входящия студен въздух ще изразходва средно топлинна енергия на ден:
5 × 28 °C × 843,29 kg × 1,005 kJ/(kg×°C) = 118650,903 kJ
118650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)
Тези. по време на отоплителния период, при петкратна подмяна на въздуха, къщата чрез вентилация ще губи средно 32,96 kWh топлинна енергия на ден. За 7 месеца от отоплителния период загубите на енергия ще бъдат:
7 × 30 × 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Загуба на топлина през канализацията
По време на отоплителния период водата, която влиза в къщата, е доста студена, например има средна температура от + 7 ° C. Отоплението на водата е необходимо, когато жителите мият чинии, къпят се. Също така водата от околния въздух в тоалетната чиния се нагрява частично. Цялата топлина, получена от водата, се отмива от обитателите в канализацията.Да кажем, че едно семейство в къща консумира 15 m 3 вода на месец. Специфичният топлинен капацитет на водата е 4,183 kJ/(kg×°C). Плътността на водата е 1000 kg/m 3 . Да приемем, че средно водата, влизаща в къщата, се нагрява до +30°C, т.е. температурна разлика 23°C.
Съответно на месец загубата на топлина през канализацията ще бъде:
1000 kg/m 3 × 15 m 3 × 23°C × 4,183 kJ/(kg×°C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
За 7 месеца от отоплителния период жителите се изливат в канализацията:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
Заключение
Накрая трябва да сумирате получените топлинни загуби през обвивката на сградата, вентилацията и канализацията. Получете приблизителния общ брой топлинни загуби у дома.Трябва да кажа, че топлинните загуби чрез вентилация и канализация са доста стабилни, трудно е да се намалят. Няма да се миете по-рядко под душа или да проветрявате лошо къщата. Въпреки че частично загубата на топлина чрез вентилация може да бъде намалена с помощта на топлообменник.
Ако съм сгрешил някъде, пишете в коментарите, но изглежда, че проверих всичко няколко пъти. Трябва да се каже, че има много по-сложни методи за изчисляване на топлинните загуби, вземат се предвид допълнителни коефициенти, но тяхното влияние е незначително.
Добавяне.
Изчисляването на топлинните загуби у дома може да се извърши и с помощта на SP 50.13330.2012 (актуализирана версия на SNiP 23-02-2003). Има приложение D „Изчисляване на специфичната характеристика на потреблението на топлинна енергия за отопление и вентилация на жилищни и обществени сгради“, самото изчисление ще бъде много по-сложно, там се използват повече фактори и коефициенти.
Показани са 25-те най-нови коментара. Покажи всички коментари (54).
|
Андрей Владимирович (11.01.2018 14:52)
Като цяло всичко е наред за простосмъртните. Единственото, което бих посъветвал, за тези, които обичат да посочват неточности, е да посочат по-пълна формула в началото на статията Q=S*(tin-tout)*(1+∑β)*n/Rо и обяснете, че (1+∑β)*n, като се вземат предвид всички коефициенти, ще се различава леко от 1 и не може сериозно да изкриви изчислението на топлинните загуби на целите ограждащи конструкции, т.е. вземаме за основа формулата Q \u003d S * (tin-tout) * 1 / Ro. Не съм съгласен с изчисляването на вентилационните топлинни загуби, мисля по друг начин. Бих изчислил общия топлинен капацитет на целия обем и след това да го умножа по реалния кратност. Все пак бих взел специфичния топлинен капацитет на мразовития въздух (ще загряваме уличния въздух), но ще бъде прилично по-висок. И е по-добре да вземете топлинния капацитет на въздушната смес веднага в W, равен на 0,28 W / (kg ° С). |