Výpočet tepelných strát uzavretými konštrukciami. Výpočet tepelných strát doma - považujeme sa za správne! Tepelné straty cez vnútorné steny pri teplotnom rozdiele
Výber tepelnej izolácie, možnosti izolácie stien, stropov a iných obvodových plášťov budov je pre väčšinu developerov budov neľahkou úlohou. Súčasne je potrebné vyriešiť príliš veľa konfliktných problémov. Táto stránka vám pomôže prísť na to všetko.
V súčasnosti má veľký význam šetrenie zdrojov energie. Podľa SNiP 23-02-2003 "Tepelná ochrana budov" sa odpor prenosu tepla určuje pomocou jedného z dvoch alternatívnych prístupov:
normatívne (regulačné požiadavky sú kladené na jednotlivé prvky tepelnej ochrany budovy: obvodové steny, podlahy nad nevykurovanými priestormi, nátery a podhľady, okná, vchodové dvere a pod.)
spotrebiteľa (odpor prestupu tepla plotu je možné vo vzťahu k normatívnej úrovni znížiť za predpokladu, že návrhová merná spotreba tepelnej energie na vykurovanie objektu je pod normou).
Vždy je potrebné dodržiavať hygienické a hygienické požiadavky.
Tie obsahujú
Požiadavka, aby rozdiel medzi teplotami vnútorného vzduchu a na povrchu obvodových konštrukcií neprekročil prípustné hodnoty. Maximálne prípustné diferenčné hodnoty pre vonkajšiu stenu sú 4°C, pre strešné krytiny a podkrovia 3°C a pre stropy nad pivnicami a podzemím 2°C.
Požiadavka, aby teplota na vnútornom povrchu krytu bola nad teplotou rosného bodu.
Pre Moskvu a jej región je požadovaný tepelný odpor steny podľa spotrebiteľského prístupu 1,97 °C m. štvorcových/W a podľa normatívneho prístupu:
pre trvalé bývanie 3,13 °C m. štvorcových/W,
pre administratívne a iné verejné budovy vr. budovy na sezónne bývanie 2,55 °C m. štvorcových/W
Tabuľka hrúbok a tepelného odporu materiálov pre podmienky Moskvy a jej regiónu.
|
Názov materiálu steny |
Hrúbka steny a zodpovedajúci tepelný odpor |
Požadovaná hrúbka podľa spotrebiteľského prístupu (R=1,97 °C.m.sq./W) a normatívneho prístupu (R=3,13 °C.m.sq./W) |
|
Masívna hlinená tehla (hustota 1600 kg/m3) |
510 mm (murivo z dvoch tehál), R=0,73 °С m. štvorcových/W |
1380 mm 2190 mm |
|
Expandovaný betón (hustota 1200 kg/m3) |
300 mm, R=0,58 °С m. štvorcových/W |
1025 mm 1630 mm |
|
drevený trám |
150 mm, R=0,83 °С m. štvorcových/W |
355 mm 565 mm |
|
Drevený štít vyplnený minerálnou vlnou (hrúbka vnútorného a vonkajšieho plášťa z dosiek po 25 mm) |
150 mm, R=1,84 °С m. štvorcových/W |
160 mm 235 mm |
Tabuľka požadovanej odolnosti proti prestupu tepla obvodových konštrukcií v domoch v moskovskom regióne.
|
vonkajšia stena |
Okno, balkónové dvere |
Povlak a prekrytia |
Stropné podkrovie a stropy nad nevykurovanými pivnicami |
predné dvere |
|
Preskriptívny prístup |
||||
|
Spotrebiteľským prístupom |
||||
Tieto tabuľky ukazujú, že väčšina prímestských bytov v moskovskom regióne nespĺňa požiadavky na úsporu tepla, pričom v mnohých novostavbách nie je dodržaný ani spotrebiteľský prístup.
Preto výberom kotla alebo ohrievačov iba podľa schopnosti vykurovať určitú oblasť uvedenú v ich dokumentácii potvrdzujete, že váš dom bol postavený s prísnym zohľadnením požiadaviek SNiP 23-02-2003.
Záver vyplýva z vyššie uvedeného materiálu. Pre správny výber výkonu kotla a vykurovacích zariadení je potrebné vypočítať skutočné tepelné straty priestorov vášho domu.
Nižšie si ukážeme jednoduchý spôsob výpočtu tepelných strát vášho domova.
Dom stráca teplo cez stenu, strechu, cez okná idú silné emisie tepla, teplo ide aj do zeme, vetraním môže dochádzať k výrazným tepelným stratám.
Tepelné straty závisia najmä od:
teplotný rozdiel v dome a na ulici (čím väčší rozdiel, tým vyššie straty),
tepelno-tieniace vlastnosti stien, okien, stropov, náterov (alebo, ako sa hovorí, uzatváracích konštrukcií).
Obvodové konštrukcie odolávajú úniku tepla, preto sa ich tepelno-tieniace vlastnosti hodnotia hodnotou nazývanou odpor pri prestupe tepla.
Odpor prestupu tepla ukazuje, koľko tepla prejde štvorcovým metrom plášťa budovy pri danom teplotnom rozdiele. Dá sa povedať, a naopak, aký teplotný rozdiel nastane, keď cez štvorcový meter plotov prejde určité množstvo tepla.
kde q je množstvo straty tepla na štvorcový meter ohradeného povrchu. Meria sa vo wattoch na meter štvorcový (W/m2); ΔT je rozdiel medzi teplotou na ulici a v miestnosti (°С) a R je odpor prestupu tepla (°С/W/m2 alebo °С·m2/W).
Pokiaľ ide o viacvrstvovú konštrukciu, odolnosť vrstiev sa jednoducho sčítava. Napríklad odpor steny z dreva obloženej tehlami je súčtom troch odporov: tehlová a drevená stena a vzduchová medzera medzi nimi:
R(súčet)= R(drevo) + R(vozík) + R(tehla).
Rozloženie teplôt a hraničné vrstvy vzduchu pri prestupe tepla stenou
Výpočet tepelných strát sa vykonáva za najnepriaznivejšie obdobie, ktorým je najmrazivejší a najveternejší týždeň v roku.
Stavebné návody zvyčajne uvádzajú tepelný odpor materiálov na základe tohto stavu a klimatickej oblasti (alebo vonkajšej teploty), kde sa váš dom nachádza.
Tabuľka – Odolnosť proti prestupu tepla rôznych materiálov pri ΔT = 50 °С (Т nar. = -30 °C, T interné = 20 °C.)
|
Materiál steny a hrúbka |
Odolnosť proti prestupu teplaR m , |
|
Tehlová stena 3 tehly (79 cm) hrúbka 2,5 tehly (67 cm) hrúbka 2 tehly (54 cm) hrúbka 1 tehla (25 cm) hrúbka |
0,592 0,502 0,405 0,187 |
|
Zrub Ø 25 Ø 20 |
|
|
Zrub Hrúbka 20 cm Hrúbka 10 cm |
|
|
Rámová stena (doska + minerálna vlna + doska) 20 cm |
|
|
Stena z penového betónu 20 cm 30 cm |
|
|
Omietka na tehlu, betón, penový betón (2-3 cm) |
|
|
Stropný (podkrovný) strop |
|
|
drevené podlahy |
|
|
Dvojité drevené dvere |
Tabuľka – Tepelné straty okien rôznych prevedení pri ΔT = 50 °С (Т nar. = -30 °C, T interné = 20 °C.)
Poznámka Párne čísla v symbole okna s dvojitým zasklením znamenajú vzduchovú medzeru v mm; Symbol Ar znamená, že medzera nie je vyplnená vzduchom, ale argónom; Písmeno K znamená, že vonkajšie sklo má špeciálny transparentný tepelne tieniaci povlak. |
Ako je zrejmé z predchádzajúcej tabuľky, moderné okná s dvojitým zasklením dokážu znížiť tepelné straty oknami takmer o polovicu. Napríklad pri desiatich oknách s rozmermi 1,0 m x 1,6 m dosiahne úspora kilowatt, čo dáva 720 kilowatthodín mesačne.
Pre správny výber materiálov a hrúbok obvodových konštrukcií aplikujeme tieto informácie na konkrétnom príklade.
Pri výpočte tepelných strát na štvorcový. meter zahŕňal dve množstvá:
teplotný rozdiel ΔT,
odpor prestupu tepla R.
Vnútornú teplotu definujeme ako 20 °C a vonkajšiu teplotu berieme ako -30 °C. Potom sa teplotný rozdiel ΔT bude rovnať 50 °C. Steny sú vyrobené z dreva s hrúbkou 20 cm, potom R = 0,806 ° C m. štvorcových/W
Tepelné straty budú 50 / 0,806 = 62 (W / m2).
Pre zjednodušenie výpočtov tepelných strát v referenčných knihách budov sú uvedené tepelné straty rôznych typov stien, stropov atď. pre niektoré hodnoty zimnej teploty vzduchu. Predovšetkým pre rohové miestnosti (kde vplýva vírenie vzduchu prúdiaceho domom) a nerohové miestnosti sú uvedené rôzne čísla a pre miestnosti na prvom a hornom poschodí sa berú do úvahy rôzne tepelné vzory.
Tabuľka – Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy (na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu stien) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.
Poznámka Ak je za stenou vonkajšia nevykurovaná miestnosť (baldachýn, zasklená veranda atď.), tak tepelné straty cez ňu sú 70% vypočítanej a ak za touto nevykurovanou miestnosťou nie je ulica, ale ešte jedna miestnosť vonku (napríklad baldachýn s výhľadom na verandu), potom 40 % vypočítanej hodnoty. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tabuľka – Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy (na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.
|
Charakteristika plotu |
Vonkajšia teplota, °C |
Tepelné straty, kW |
|
okno s dvojitým zasklením |
||
|
Dvere z masívneho dreva (dvojité) |
||
|
Podkrovie |
||
|
Drevené podlahy nad suterénom |
Zvážte príklad výpočtu tepelných strát dvoch rôznych miestností rovnakej plochy pomocou tabuliek.
Príklad 1
Rohová izba (prvé poschodie)
Charakteristika izby:
prvé poschodie,
plocha miestnosti - 16 m2. (5 x 3,2),
výška stropu - 2,75 m,
vonkajšie steny - dve,
materiál a hrúbka vonkajších stien - drevo s hrúbkou 18 cm, opláštené sadrokartónom a pokryté tapetami,
okná - dve (výška 1,6 m, šírka 1,0 m) s dvojsklom,
podlahy - drevené zateplené, suterén pod,
vyššie poschodie podkrovia,
návrhová vonkajšia teplota –30 °С,
požadovaná teplota v miestnosti je +20 °C.
Plocha vonkajšej steny okrem okien:
S steny (5 + 3,2) x2,7-2x1,0x1,6 \u003d 18,94 metrov štvorcových. m.
plocha okna:
S okná \u003d 2x1,0x1,6 \u003d 3,2 metrov štvorcových. m.
Podlahová plocha:
S podlaha \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.
Plocha stropu:
S strop \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.
Plocha vnútorných priečok nie je zahrnutá vo výpočte, pretože cez ne neuniká teplo - koniec koncov, teplota je na oboch stranách priečky rovnaká. To isté platí pre vnútorné dvere.
Teraz vypočítame tepelné straty každého z povrchov:
Q celkom = 3094 wattov.
Všimnite si, že cez steny uniká viac tepla ako cez okná, podlahy a stropy.
Výsledok výpočtu ukazuje tepelné straty miestnosti v najmrazivejších (T vonku = -30 °C) dňoch v roku. Prirodzene, čím je vonku teplejšie, tým menej tepla odíde z miestnosti.
Príklad 2
Strešná miestnosť (podkrovie)
Charakteristika izby:
Horné poschodie,
plocha 16 m2. (3,8 x 4,2),
výška stropu 2,4 m,
vonkajšie steny; dva sklony strechy (bridlica, masívne latovanie, 10 cm minerálna vlna, obklad), štíty (10 cm hrubé drevo, opláštené obkladom) a bočné priečky (rámová stena s výplňou keramzitu 10 cm),
okná - štyri (dve na každom štíte), výška 1,6 m a šírka 1,0 m s dvojitým zasklením,
návrhová vonkajšia teplota –30°С,
požadovaná izbová teplota +20°C.
Vypočítajte plochu plôch na prenos tepla.
Plocha koncových vonkajších stien mínus okná:
S koncové steny \u003d 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) \u003d 12 metrov štvorcových. m.
Plocha svahov strechy, ktorá ohraničuje miestnosť:
S svahové steny \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 metrov štvorcových. m.
Plocha bočných priečok:
S bočný rez = 2x1,5x4,2 = 12,6 m2. m.
plocha okna:
S okná \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 metrov štvorcových. m.
Plocha stropu:
S strop \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 metrov štvorcových. m.
Teraz vypočítame tepelné straty týchto plôch, pričom berieme do úvahy, že teplo neuniká podlahou (je tam teplá miestnosť). Tepelné straty pri stenách a stropoch uvažujeme ako pri rohových miestnostiach a pri strope a bočných priečkach zavádzame koeficient 70 %, keďže nevykurované miestnosti sa nachádzajú za nimi.
Celková tepelná strata miestnosti bude:
Q celkom = 4504 wattov.
Ako vidíte, teplá miestnosť na prvom poschodí stráca (alebo spotrebuje) oveľa menej tepla ako podkrovná izba s tenkými stenami a veľkou presklenou plochou.
Aby bola takáto miestnosť vhodná na zimné bývanie, je potrebné najskôr zatepliť steny, bočné priečky a okná.
Akákoľvek obvodová konštrukcia môže byť reprezentovaná ako viacvrstvová stena, ktorej každá vrstva má svoj vlastný tepelný odpor a svoj vlastný odpor voči prechodu vzduchu. Sčítaním tepelného odporu všetkých vrstiev dostaneme tepelný odpor celej steny. Ak zhrnieme odpor všetkých vrstiev voči priechodu vzduchu, pochopíme, ako stena dýcha. Ideálna drevená stena by mala zodpovedať drevenej stene s hrúbkou 15 - 20 cm. Pomôže vám s tým nasledujúca tabuľka.
Tabuľka – Odolnosť rôznych materiálov proti prenosu tepla a vzduchu ΔT=40 °С (Т nar. = –20 °C, T interné = 20 °C.)
|
stenová vrstva |
Hrúbka vrstvy steny (cm) |
Odolnosť stenovej vrstvy proti prestupu tepla |
Odolať. priedušnosť ekvivalentná hrúbke drevenej steny (cm) |
|
|
Ekvivalentná hrúbka muriva (cm) |
||||
|
Murivo z obyčajnej hlinenej tehly hrúbky: 12 cm 25 cm 50 cm 75 cm |
0,15 0,3 0,65 1,0 |
|||
|
Murivo z expandovaných hlinených betónových blokov hrúbky 39 cm s hustotou: 1000 kg/m3 1400 kg/m3 1800 kg/m3 |
||||
|
Pórobetón s hrúbkou 30 cm hustota: 300 kg/m3 500 kg/m3 800 kg/m3 |
||||
|
Brusoval hrubá stena (borovica) 10 cm 15 cm 20 cm |
||||
Pre objektívny obraz o tepelných stratách celého domu je potrebné počítať
Tepelné straty kontaktom základu so zamrznutou zemou zvyčajne predstavujú 15% tepelných strát cez steny prvého poschodia (berúc do úvahy zložitosť výpočtu).
Tepelné straty spojené s vetraním. Tieto straty sa vypočítavajú s prihliadnutím na stavebné predpisy (SNiP). Pre obytnú budovu je potrebná asi jedna výmena vzduchu za hodinu, to znamená, že počas tejto doby je potrebné dodať rovnaký objem čerstvého vzduchu. Straty spojené s vetraním sú teda o niečo menšie ako súčet tepelných strát pripadajúcich na plášť budovy. Ukazuje sa, že tepelné straty stenami a zasklením sú len 40% a tepelné straty vetraním sú 50%. V európskych normách pre vetranie a izoláciu stien je pomer tepelných strát 30 % a 60 %.
Ak stena „dýcha“ ako stena z dreva alebo guľatiny s hrúbkou 15–20 cm, teplo sa vracia späť. To vám umožní znížiť tepelné straty o 30%, preto by sa hodnota tepelného odporu steny získaná počas výpočtu mala vynásobiť 1,3 (alebo by sa mali znížiť tepelné straty).
Zhrnutím všetkých tepelných strát doma určíte, aký výkon potrebuje generátor tepla (kotol) a ohrievače na pohodlné vykurovanie domu v najchladnejších a najveternejších dňoch. Výpočty tohto druhu tiež ukážu, kde je „slabý článok“ a ako ho odstrániť pomocou dodatočnej izolácie.
Spotrebu tepla môžete vypočítať aj podľa agregovaných ukazovateľov. Takže v jedno- a dvojposchodových domoch, ktoré nie sú silne izolované pri vonkajšej teplote -25 ° C, je potrebných 213 W na meter štvorcový celkovej plochy a pri -30 ° C - 230 W. Pre dobre izolované domy sú to: pri -25 ° C - 173 W na m2. celková plocha a pri -30 °C - 177 W.
Náklady na zateplenie v pomere k nákladom celého domu sú výrazne nízke, no počas prevádzky objektu sú hlavné náklady na vykurovanie. V žiadnom prípade nemôžete ušetriť na tepelnej izolácii, najmä pri komfortnom bývaní vo veľkých priestoroch. Ceny energií na celom svete neustále rastú.
Moderné stavebné materiály majú vyšší tepelný odpor ako tradičné materiály. To vám umožní urobiť steny tenšie, čo znamená lacnejšie a ľahšie. To všetko je dobré, ale tenké steny majú menšiu tepelnú kapacitu, to znamená, že horšie akumulujú teplo. Musíte neustále vykurovať - steny sa rýchlo zohrejú a rýchlo vychladnú. V starých domoch s hrubými stenami je v horúcom letnom dni chládok, v stenách, ktoré sa v noci ochladili, sa „nahromadil chlad“.
Izoláciu treba posudzovať v spojení s priedušnosťou stien. Ak je zvýšenie tepelného odporu stien spojené s výrazným znížením priepustnosti vzduchu, potom by sa nemal používať. Ideálna stena z hľadiska priedušnosti je ekvivalentná stene z dreva s hrúbkou 15 ... 20 cm.
Nesprávne použitie parozábrany veľmi často vedie k zhoršeniu hygienických a hygienických vlastností bývania. Pri správne organizovanom vetraní a „dýchacích“ stenách je to zbytočné a pri zle priedušných stenách je to zbytočné. Jeho hlavným účelom je zabrániť infiltrácii steny a chrániť izoláciu pred vetrom.
Izolácia stien zvonku je oveľa efektívnejšia ako vnútorná izolácia.
Neizolujte steny donekonečna. Účinnosť tohto prístupu k úspore energie nie je vysoká.
Vetranie je hlavnou rezervou úspory energie.
Aplikáciou moderných zasklievacích systémov (dvojité sklá, tepelné tieniace sklá, atď.), nízkoteplotných vykurovacích systémov, efektívnej tepelnej izolácie obvodových konštrukcií je možné znížiť náklady na vykurovanie až 3-krát.
Možnosti dodatočného zateplenia stavebných konštrukcií na báze stavebnej tepelnej izolácie typu ISOVER, ak sú v priestoroch systémy výmeny vzduchu a vetrania.
Izolácia škridlovej strechy tepelnou izoláciou ISOVER
|
Izolácia stien z ľahkých betónových tvárnic |
Zateplenie tehlovej steny s prevetrávanou medzerou |
Izolácia zrubovej steny |
||
|
|
|
|
Výpočet vykurovania súkromného domu je možné vykonať nezávisle vykonaním niektorých meraní a nahradením vašich hodnôt do potrebných vzorcov. Povedzme si, ako sa to robí.
Vypočítame tepelné straty domu
Od výpočtu tepelných strát domu závisí niekoľko kritických parametrov vykurovacieho systému a predovšetkým výkon kotla.
Postupnosť výpočtu je nasledovná:
Vypočítame a zapíšeme do stĺpca plochu okien, dverí, vonkajších stien, podláh, podláh každej miestnosti. Oproti každej hodnote zapíšeme koeficient, z ktorého je náš dom postavený.
Ak ste nenašli materiál, ktorý potrebujete, pozrite sa do rozšírenej verzie tabuľky, ktorá sa nazýva súčiniteľ tepelnej vodivosti materiálov (už čoskoro na našej stránke). Ďalej podľa nižšie uvedeného vzorca vypočítame tepelné straty každého konštrukčného prvku nášho domu.
Q=S*ΔT/R,kde Q- tepelné straty, W
S— stavebná plocha, m2
Δ T— teplotný rozdiel medzi interiérom a exteriérom pre najchladnejšie dni °C
R— hodnota tepelného odporu konštrukcie, m2 °C/W
R vrstva = V / λkde V— hrúbka vrstvy v m,
λ - súčiniteľ tepelnej vodivosti (pozri tabuľku materiálov).
Zhrnieme tepelný odpor všetkých vrstiev. Tie. pri stenách sa berie do úvahy omietka aj materiál steny a vonkajšia izolácia (ak existuje).
Dávať to všetko dokopy Q na okná, dvere, vonkajšie steny, podlahy, stropy
K prijatému množstvu pripočítame 10-40% strát vetraním. Dajú sa vypočítať aj podľa vzorca, no pri dobrých oknách a miernom vetraní môžete pokojne nastaviť 10 %.
Výsledok sa vydelí celkovou plochou domu. Je to všeobecné, pretože teplo sa bude nepriamo míňať na chodbách, kde nie sú radiátory. Vypočítaná hodnota mernej tepelnej straty sa môže pohybovať v rozmedzí 50-150 W/m2. Najvyššie tepelné straty sú v miestnostiach vyšších podlaží, najnižšie v stredných.
Po dokončení inštalačných prác obkreslite steny, stropy a iné konštrukčné prvky, aby ste sa uistili, že nikde nedochádza k úniku tepla.
Nižšie uvedená tabuľka vám pomôže presnejšie určiť ukazovatele materiálov.
Určenie teploty
Táto fáza priamo súvisí s výberom kotla a spôsobom vykurovania priestoru. Ak sa plánuje inštalácia "teplých podláh", asi najlepším riešením je kondenzačný kotol a nízkoteplotný režim 55C na prívode a 45C na "spiatočke". Tento režim zaisťuje maximálnu účinnosť kotla a tým aj najlepšiu úsporu plynu. V budúcnosti, ak budete chcieť využívať high-tech spôsoby vykurovania (, solárne kolektory), nebudete musieť prerábať vykurovací systém na nové zariadenia, pretože. Je navrhnutý špeciálne pre nízke teploty. Ďalšie plusy - vzduch v miestnosti nevysychá, prietok je nižší, zachytáva sa menej prachu.
V prípade výberu tradičného kotla je lepšie zvoliť teplotný režim čo najbližšie európskym normám 75C - na výstupe z kotla, 65C - spiatočka, 20C - izbová teplota. Tento režim je k dispozícii v nastaveniach takmer všetkých dovážaných kotlov. Okrem výberu kotla ovplyvňuje výpočet výkonu radiátorov teplotný režim.
Výber výkonových radiátorov
Pre výpočet vykurovacích radiátorov pre súkromný dom materiál výrobku nehrá žiadnu úlohu. To je vec vkusu majiteľa domu. Dôležitý je iba výkon radiátora uvedený v pase produktu. Výrobcovia často uvádzajú nafúknuté čísla, takže výsledok výpočtov bude zaokrúhlený nahor. Výpočet sa robí pre každú miestnosť zvlášť. Ak trochu zjednodušíme výpočty pre miestnosť so stropmi 2,7 m, uvádzame jednoduchý vzorec:
Kde Komu- požadovaný počet článkov radiátora
S- plocha miestnosti
P- výkon uvedený v pase produktu
Príklad výpočtu: Pre miestnosť s plochou 30 m2 a výkonom jednej sekcie 180 W dostaneme: K = 30 x 100/180
K=16,67 zaokrúhlené 17 sekcií
Rovnaký výpočet možno použiť na liatinové batérie, za predpokladu, že
1 rebro (60 cm) = 1 sekcia.
Hydraulický výpočet vykurovacieho systému
Zmyslom tohto výpočtu je vybrať správny priemer a charakteristiky potrubia. Vzhľadom na zložitosť výpočtových vzorcov je pre súkromný dom jednoduchšie vybrať parametre potrubia z tabuľky.
Tu je celkový výkon radiátorov, pre ktoré potrubie dodáva teplo.
| Priemer potrubia | Min. výkon radiátora kW | Max. výkon radiátora kW |
| Kovovo-plastová rúrka 16 mm | 2,8 | 4,5 |
| Kovovo-plastová rúrka 20 mm | 5 | 8 |
| Kovovo-plastová rúrka 25 mm | 8 | 13 |
| Kovovo-plastová rúrka 32 mm | 13 | 21 |
| Polypropylénová rúrka 20 mm | 4 | 7 |
| Polypropylénová rúrka 25 mm | 6 | 11 |
| Polypropylénová rúrka 32 mm | 10 | 18 |
| Polypropylénová rúrka 40 mm | 16 | 28 |
Vypočítame objem vykurovacieho systému
Táto hodnota je potrebná na výber správneho objemu expanznej nádoby. Vypočítava sa ako súčet objemov v radiátoroch, potrubiach a kotli. Referenčné informácie o radiátoroch a potrubiach sú uvedené nižšie, na kotle - uvedené v jeho pase.
Objem chladiacej kvapaliny v chladiči:
- hliníková sekcia - 0,450 litra
- bimetalová časť - 0,250 litra
- nová liatinová sekcia - 1 000 litrov
- stará liatinová sekcia - 1 700 litrov
Objem chladiacej kvapaliny v 1 l.m. potrubia:
- ø15 (G ½") - 0,177 litra
- ø20 (G ¾") - 0,310 litra
- ø25 (G 1,0″) - 0,490 litra
- ø32 (G 1¼") - 0,800 litrov
- ø15 (G 1½") - 1250 litrov
- ø15 (G 2,0″) - 1 960 litrov
Inštalácia vykurovacieho systému súkromného domu - výber potrubí
Vykonáva sa pomocou rúrok z rôznych materiálov:
Oceľ
- Majú veľkú váhu.
- Na inštaláciu vyžadujú náležitú zručnosť, špeciálne nástroje a vybavenie.
- Odolný voči korózii
- Môže akumulovať statickú elektrinu.
Meď
- Odolávajú teplotám do 2000 C, tlaku do 200 atm. (v súkromnom dome úplne zbytočná dôstojnosť)
- Spoľahlivý a odolný
- Mať vysoké náklady
- Montované pomocou špeciálneho vybavenia, strieborná spájka
Plastové
- Antistatické
- Odolný voči korózii
- Lacné
- Majú minimálny hydraulický odpor
- Na inštaláciu nie sú potrebné žiadne špeciálne zručnosti
Zhrnúť
Správne vykonaný výpočet vykurovacieho systému súkromného domu poskytuje:
- Príjemné teplo v izbách.
- Dostatočné množstvo teplej vody.
- Ticho v potrubí (žiadne bublanie a vrčanie).
- Optimálne prevádzkové režimy kotla
- Správne zaťaženie obehového čerpadla.
- Minimálne náklady na inštaláciu
Dnes si veľa rodín vyberá vidiecky dom ako miesto trvalého pobytu alebo celoročnú rekreáciu. Jeho údržba a najmä platba energií je však dosť nákladná, pričom väčšina vlastníkov bytov vôbec nie sú oligarchovia. Jedným z najvýznamnejších výdavkov každého majiteľa domu sú náklady na vykurovanie. Na ich minimalizáciu je potrebné myslieť na úsporu energie už v štádiu stavby chaty. Zvážme túto otázku podrobnejšie.
« Problémy energetickej efektívnosti bývania sa zvyčajne pripomínajú z pohľadu mestského bývania a komunálnych služieb, avšak táto téma je niekedy oveľa bližšia vlastníkom jednotlivých domov,- uvažuje Sergej Jakubov , zástupca riaditeľa pre obchod a marketing, popredný výrobca strešných a fasádnych systémov v Rusku. - Náklady na vykurovanie domu môžu byť oveľa viac ako polovica nákladov na jeho údržbu v chladnom období a niekedy dosahujú desiatky tisíc rubľov. S kompetentným prístupom k tepelnej izolácii obytnej budovy sa však táto suma môže výrazne znížiť.».
V skutočnosti musíte dom vykurovať, aby ste v ňom neustále udržiavali príjemnú teplotu bez ohľadu na to, čo sa deje na ulici. V tomto prípade je potrebné počítať so stratami tepla ako cez plášť budovy, tak aj cez vetranie, pretože. teplo odchádza ohriatym vzduchom, ktorý je nahradený chladeným vzduchom, ako aj skutočnosť, že určité množstvo tepla vyžarujú ľudia v dome, domáce spotrebiče, žiarovky atď.
Aby sme pochopili, koľko tepla potrebujeme odoberať z nášho vykurovacieho systému a koľko peňazí naň musíme minúť, skúsme na príklade murovaného dvojpodlažného domu odhadnúť príspevok každého z ostatných faktorov k tepelnej bilancii. nachádza sa v moskovskom regióne s celkovou rozlohou 150 m2 (pre zjednodušenie výpočtov sme sa domnievali, že veľkosť chaty je približne 8,7 x 8,7 ma má 2 poschodia s výškou 2,5 m každý).
Tepelné straty cez plášť budovy (strecha, steny, podlaha)
Intenzitu tepelných strát určujú dva faktory: teplotný rozdiel vo vnútri a mimo domu a odolnosť jeho obvodových konštrukcií proti prestupu tepla. Vydelením teplotného rozdielu Δt koeficientom odporu prestupu tepla Ro stien, striech, podláh, okien a dverí a vynásobením ich povrchom S môžeme vypočítať intenzitu tepelných strát Q:
Q \u003d (Δt / R o) * S
Teplotný rozdiel Δt nie je konštantný, mení sa z ročného obdobia, počas dňa, v závislosti od počasia atď. Naša úloha je však zjednodušená tým, že potrebujeme odhadnúť celkovú potrebu tepla za rok. Preto na približný výpočet môžeme použiť aj taký ukazovateľ, akým je priemerná ročná teplota vzduchu pre vybranú oblasť. Pre Moskovský región je to +5,8°C. Ak berieme +23°C ako komfortnú teplotu v dome, tak náš priemerný rozdiel bude
At = 23 °C - 5,8 °C = 17,2 °C
Steny. Plocha stien nášho domu (2 štvorcové podlažia 8,7 x 8,7 m výška 2,5 m) bude približne rovnaká
S \u003d 8,7 * 8,7 * 2,5 * 2 \u003d 175 m 2
Od toho však treba odpočítať plochu okien a dverí, pre ktoré budeme počítať tepelné straty samostatne. Predpokladajme, že máme jedny vchodové dvere, štandardný rozmer je 900x2000 mm, t.j. oblasť
Dvere S \u003d 0,9 * 2 \u003d 1,8 m 2,
a okná - 16 kusov (2 na každej strane domu na oboch poschodiach) s rozmermi 1500x1500 mm, celková plocha bude
S okná \u003d 1,5 * 1,5 * 16 \u003d 36 m 2.
Spolu - 37,8 m 2. Zostávajúca plocha tehlových stien -
S steny \u003d 175 - 37,8 \u003d 137,2 m 2.
Súčiniteľ odporu prestupu tepla 2-murovanej steny je 0,405 m2°C/W. Pre jednoduchosť zanedbáme odolnosť proti prestupu tepla vrstvy omietky pokrývajúcej steny domu zvnútra. Odvod tepla zo všetkých stien domu teda bude:
Q steny \u003d (17,2 ° C / 0,405 m 2 ° C / W) * 137,2 m 2 \u003d 5,83 kW
Strecha. Pre jednoduchosť výpočtov budeme predpokladať, že odpor prestupu tepla strešného koláča sa rovná odporu prestupu tepla izolačnej vrstvy. Pre ľahkú izoláciu z minerálnej vlny o hrúbke 50-100 mm, najčastejšie používanú na izoláciu strechy, je to približne 1,7 m 2 °C / W. Odpor prestupu tepla podkrovia zanedbáme: predpokladajme, že dom má podkrovie, ktoré komunikuje s ostatnými miestnosťami a teplo sa rozdeľuje rovnomerne medzi všetky.
Plocha sedlovej strechy bude so sklonom 30°
Strecha S \u003d 2 * 8,7 * 8,7 / Cos30 ° \u003d 87 m 2.
Jeho odvod tepla bude teda:
Strecha Q \u003d (17,2 ° C / 1,7 m 2 ° C / W) * 87 m 2 \u003d 0,88 kW
Poschodie. Odolnosť pri prestupe tepla drevenej podlahy je približne 1,85 m2°C/W. Po vykonaní podobných výpočtov získame rozptyl tepla:
Q podlaha = (17,2 °C / 1,85 m 2 °C/W) * 75 2 = 0,7 kW
Dvere a okná. Ich tepelný odpor je približne 0,21 m 2 °C / W (dvojité drevené dvere) a 0,5 m 2 °C / W (obyčajné okno s dvojitým zasklením, bez dodatočných energeticky účinných „vychytávok“). V dôsledku toho získame odvod tepla:
Q dvere = (17,2 °C / 0,21 W/m 2 °C) * 1,8 m 2 = 0,15 kW
Q okná \u003d (17,2 ° C / 0,5 m 2 ° C / W) * 36 m 2 \u003d 1,25 kW
Vetranie. Podľa stavebných predpisov by mal byť koeficient výmeny vzduchu pre obydlie aspoň 0,5, najlepšie 1, t.j. za hodinu by sa mal vzduch v miestnosti úplne aktualizovať. Pri výške stropu 2,5 m je to teda približne 2,5 m 3 vzduchu za hodinu na meter štvorcový. Tento vzduch sa musí zohriať z vonkajšej teploty (+5,8°C) na izbovú teplotu (+23°C).
Merná tepelná kapacita vzduchu je množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty 1 kg látky o 1 ° C - približne 1,01 kJ / kg ° C. Zároveň je hustota vzduchu v pre nás zaujímavom rozsahu teplôt približne 1,25 kg/m3, t.j. hmotnosť 1 kubického metra je 1,25 kg. Na zahriatie vzduchu o 23-5,8 = 17,2 ° C na každý štvorcový meter plochy teda budete potrebovať:
1,01 kJ / kg ° C * 1,25 kg / m 3 * 2,5 m 3 / hod * 17,2 ° C = 54,3 kJ / hod
Pre dom s rozlohou 150 m2 to bude:
54,3 * 150 \u003d 8145 kJ / h \u003d 2,26 kW
| Tepelné straty cez | Teplotný rozdiel, °C | Plocha, m2 |
Odolnosť proti prestupu tepla, m2°C/W |
Tepelné straty, kW |
| Steny |
17,2 |
175 |
0,41 |
5,83 |
| Strecha |
17,2 |
87 |
1,7 |
0,88 |
| Poschodie |
17,2 |
75 |
1,85 |
0,7 |
| dvere |
17,2 |
1,8 |
0,21 |
0,15 |
| okno |
17,2 |
36 |
0,5 |
0,24 |
| Vetranie |
17,2 |
- |
- |
2,26 |
|
Celkom: |
|
|
|
11,06 |
Teraz sa nadýchnime!
Predpokladajme, že v dome žije rodina dvoch dospelých s dvoma deťmi. Nutričná norma pre dospelého človeka je 2600-3000 kalórií za deň, čo zodpovedá výkonu rozptylu tepla 126 wattov. Rozptyl tepla u dieťaťa sa odhadne na polovicu rozptylu tepla u dospelého. Ak každý, kto býval doma, je v ňom 2/3 času, dostaneme:
(2*126 + 2*126/2)*2/3 = 252 W
Povedzme, že v dome je 5 miestností osvetlených obyčajnými žiarovkami s výkonom 60 W (neúsporné), 3 na izbu, ktoré svietia priemerne 6 hodín denne (t.j. 1/4 celkový čas). Približne 85 % energie spotrebovanej lampou sa premení na teplo. Celkovo dostaneme:
5*60*3*0,85*1/4=191W
Chladnička je veľmi efektívne vykurovacie zariadenie. Jeho odvod tepla je 30% maximálneho príkonu, t.j. 750 W.
Ostatné domáce spotrebiče (nech je to práčka a umývačka riadu) vydávajú asi 30 % maximálnej spotreby energie ako teplo. Priemerný výkon týchto zariadení je 2,5 kW, pracujú približne 2 hodiny denne. Celkovo dostaneme 125 wattov.
Bežný elektrický sporák s rúrou má výkon približne 11 kW, no zabudovaný obmedzovač reguluje chod vykurovacích telies tak, aby ich súčasná spotreba nepresiahla 6 kW. Je však nepravdepodobné, že niekedy použijeme viac ako polovicu horákov súčasne alebo všetky vykurovacie telesá rúry naraz. Preto budeme vychádzať z toho, že priemerný prevádzkový výkon kachlí je približne 3 kW. Ak pracuje 3 hodiny denne, získame 375 wattov tepla.
Každý počítač (a v dome sú 2) vyžaruje približne 300 W tepla a pracuje 4 hodiny denne. Celkom - 100 wattov.
TV je 200 W a 6 hodín denne, t.j. na kruh - 50 wattov.
Celkovo dostaneme: 1,84 kW.
Teraz vypočítame požadovaný tepelný výkon vykurovacieho systému:
Vykurovanie Q = 11,06 - 1,84 = 9,22 kW
náklady na vykurovanie
V skutočnosti sme vyššie vypočítali výkon, ktorý bude potrebný na ohrev chladiacej kvapaliny. A vykurovať budeme, samozrejme, pomocou kotla. Náklady na vykurovanie sú teda náklady na palivo pre tento kotol. Keďže uvažujeme o najvšeobecnejšom prípade, urobíme výpočet pre najuniverzálnejšie kvapalné (naftové) palivo, od r plynovody nie sú ani zďaleka všade (a náklady na ich sčítanie sú číslo so 6 nulami) a tuhé palivo treba po prvé nejako priviesť a po druhé každé 2-3 hodiny hádzať do kotla.
Aby sme zistili, aký objem V motorovej nafty za hodinu musíme spáliť na vykurovanie domu, musíme vynásobiť jej špecifické spalné teplo q (množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní jednotkovej hmotnosti alebo objemu paliva, pre motorovú naftu - približne 13,95 kWh / l) vynásobený účinnosťou kotla η (približne 0,93 pre naftu) a potom požadovaným výkonom vykurovacieho systému Qvykurovanie (9,22 kW) vydeleným výsledným číslom:
V = vykurovanie Q / (q * η) = 9,22 kW / (13,95 kW * h / l) * 0,93) = 0,71 l / h
Pri priemerných nákladoch na motorovú naftu pre Moskovský región 30 rubľov za liter za rok nám to zaberie
0,71 * 30 rub. * 24 hodín * 365 dní = 187 tisíc rubľov. (zaokrúhlené).
Ako ušetriť?
Prirodzenou túžbou každého majiteľa domu je znížiť náklady na vykurovanie už vo fáze výstavby. Kde má zmysel investovať peniaze?
V prvom rade by ste sa mali zamyslieť nad zateplením fasády, ktorá, ako sme už skôr videli, tvorí väčšinu všetkých tepelných strát v domácnosti. Vo všeobecnosti sa na to môže použiť vonkajšia alebo vnútorná dodatočná izolácia. Vnútorné zateplenie je však oveľa menej účinné: pri montáži tepelnej izolácie zvnútra sa hranica medzi teplou a studenou oblasťou „pohybuje“ vo vnútri domu, t.j. vlhkosť bude kondenzovať v hrúbke stien.
Existujú dva spôsoby izolácie fasád: „mokré“ (omietka) a inštaláciou sklopnej vetranej fasády. Prax ukazuje, že kvôli potrebe neustálych opráv je „mokrá“ izolácia s prihliadnutím na prevádzkové náklady takmer dvakrát drahšia ako odvetraná fasáda. Hlavnou nevýhodou omietkovej fasády sú vysoké náklady na jej údržbu a údržbu. " Počiatočné náklady na usporiadanie takejto fasády sú nižšie ako pri sklopnej odvetranej, len o 20-25%, maximálne o 30%,- vysvetľuje Sergey Yakubov ("Kovový profil"). - Ak však vezmeme do úvahy náklady na bežné opravy, ktoré je potrebné vykonať aspoň raz za 5 rokov, už po prvých piatich rokoch sa omietková fasáda vyrovná nákladom na odvetranú a o 50 rokov (životnosť odvetraná fasáda) bude 4-5 krát drahšia».
Čo je to sklopná odvetrávaná fasáda? Ide o vonkajšiu "obrazovku" namontovanú na ľahkom kovovom ráme, ktorý je pripevnený k stene pomocou špeciálnych držiakov. Medzi stenou domu a zástenou je umiestnená ľahká izolácia (napríklad Isover „VentFacade Bottom“ s hrúbkou 50 až 200 mm), ako aj veterná a hydroprotektívna membrána (napríklad Tyvek Housewrap). Ako vonkajšie opláštenie možno použiť rôzne materiály, ale pri individuálnej výstavbe sa najčastejšie používa oceľový obklad. " Použitie moderných high-tech materiálov pri výrobe obkladov, ako je oceľ potiahnutá Colorcoat Prisma™, vám umožňuje vybrať si takmer akékoľvek konštrukčné riešenie,- hovorí Sergey Yakubov. - Tento materiál má vynikajúcu odolnosť voči korózii a mechanickému namáhaniu. Záručná doba naň je 20 rokov s reálnou životnosťou 50 a viac rokov. Tie. pri použití oceľového obkladu vydrží celá konštrukcia fasády bez opravy 50 rokov».
Dodatočná vrstva fasádnej izolácie z minerálnej vlny má odpor prestupu tepla približne 1,7 m2°C/W (viď vyššie). V konštrukcii na výpočet odporu prestupu tepla viacvrstvovej steny spočítajte zodpovedajúce hodnoty pre každú z vrstiev. Ako si pamätáme, naša hlavná nosná stena z 2 tehál má odpor prestupu tepla 0,405 m2°C/W. Preto pre stenu s vetranou fasádou dostaneme:
0,405 + 1,7 = 2,105 m2 °C/W
Po zateplení teda bude odvod tepla našich stien
Q fasáda \u003d (17,2 ° C / 2,105 m 2 ° C / W) * 137,2 m 2 \u003d 1,12 kW,
čo je 5,2-krát menej ako rovnaký ukazovateľ pre nezateplenú fasádu. Pôsobivé, však?
Opäť vypočítame požadovaný tepelný výkon vykurovacieho systému:
Q vykurovanie-1 = 6,35 - 1,84 = 4,51 kW
Spotreba nafty:
V 1 \u003d 4,51 kW / (13,95 kW * h / l) * 0,93) \u003d 0,35 l / h
Suma na vykurovanie:
0,35 * 30 rub. * 24 hodín * 365 dní = 92 tisíc rubľov.
Výber tepelnej izolácie, možnosti zateplenia stien, stropov a iných obvodových konštrukcií je pre väčšinu developerov neľahkou úlohou. Súčasne je potrebné vyriešiť príliš veľa konfliktných problémov. Táto stránka vám pomôže prísť na to všetko.
V súčasnosti má veľký význam šetrenie zdrojov energie. Podľa SNiP 23-02-2003 "Tepelná ochrana budov" je odpor prenosu tepla určený jedným z dvoch alternatívnych prístupov:
- normatívne (regulačné požiadavky sú kladené na jednotlivé prvky tepelnej ochrany budovy: obvodové steny, podlahy nad nevykurovanými priestormi, nátery a podhľady, okná, vchodové dvere a pod.)
- spotrebiteľa (odpor prestupu tepla plotu je možné vo vzťahu k normatívnej úrovni znížiť za predpokladu, že návrhová merná spotreba tepelnej energie na vykurovanie objektu je pod normou).
Vždy je potrebné dodržiavať hygienické a hygienické požiadavky.
Tie obsahujú
Požiadavka, aby rozdiel medzi teplotami vnútorného vzduchu a na povrchu obvodových konštrukcií neprekročil prípustné hodnoty. Maximálne prípustné diferenčné hodnoty pre vonkajšiu stenu sú 4°C, pre strešné krytiny a podkrovie 3°C a pre stropy nad pivnicami a podzemnými priestormi 2°C.
Požiadavka, aby teplota na vnútornom povrchu krytu bola nad teplotou rosného bodu.
Pre Moskvu a jej región je požadovaný tepelný odpor steny podľa spotrebiteľského prístupu 1,97 °C m. štvorcových/W a podľa normatívneho prístupu:
- pre trvalé bývanie 3,13 °C m. štvorcových/W,
- pre administratívne a iné verejné budovy vr. budovy na sezónne bývanie 2,55 °C m. štvorcových/W
Tabuľka hrúbok a tepelného odporu materiálov pre podmienky Moskvy a jej regiónu.
| Názov materiálu steny | Hrúbka steny a zodpovedajúci tepelný odpor | Požadovaná hrúbka podľa prístupu spotrebiteľa (R = 1,97 °C m/W) a preskriptívny prístup (R = 3,13 °C m/W) |
|---|---|---|
| Masívna hlinená tehla (hustota 1600 kg/m3) | 510 mm (murivo z dvoch tehál), R=0,73 °С m. štvorcových/W | 1380 mm 2190 mm |
| Expandovaný betón (hustota 1200 kg/m3) | 300 mm, R=0,58 °С m. štvorcových/W | 1025 mm 1630 mm |
| drevený trám | 150 mm, R=0,83 °С m. štvorcových/W | 355 mm 565 mm |
| Drevený štít vyplnený minerálnou vlnou (hrúbka vnútorného a vonkajšieho plášťa z dosiek po 25 mm) | 150 mm, R=1,84 °С m. štvorcových/W | 160 mm 235 mm |
Tabuľka požadovanej odolnosti proti prestupu tepla obvodových konštrukcií v domoch v moskovskom regióne.
| vonkajšia stena | Okno, balkónové dvere | Povlak a prekrytia | Stropné podkrovie a stropy nad nevykurovanými pivnicami | predné dvere |
|---|---|---|---|---|
| Autor:preskriptívny prístup | ||||
| 3,13 | 0,54 | 3,74 | 3,30 | 0,83 |
| Spotrebiteľským prístupom | ||||
| 1,97 | 0,51 | 4,67 | 4,12 | 0,79 |
Tieto tabuľky ukazujú, že väčšina prímestských bytov v moskovskom regióne nespĺňa požiadavky na úsporu tepla, pričom v mnohých novostavbách nie je dodržaný ani spotrebiteľský prístup.
Preto výberom kotla alebo ohrievačov iba podľa schopnosti vykurovať určitú oblasť uvedenú v ich dokumentácii potvrdzujete, že váš dom bol postavený s prísnym zohľadnením požiadaviek SNiP 23-02-2003.
Záver vyplýva z vyššie uvedeného materiálu. Pre správny výber výkonu kotla a vykurovacích zariadení je potrebné vypočítať skutočné tepelné straty priestorov vášho domu.
Nižšie si ukážeme jednoduchý spôsob výpočtu tepelných strát vášho domova.
Dom stráca teplo cez stenu, strechu, cez okná idú silné emisie tepla, teplo ide aj do zeme, vetraním môže dochádzať k výrazným tepelným stratám.
Tepelné straty závisia najmä od:
- teplotný rozdiel v dome a na ulici (čím väčší rozdiel, tým vyššie straty),
- tepelno-tieniace vlastnosti stien, okien, stropov, náterov (alebo, ako sa hovorí, uzatváracích konštrukcií).
Obvodové konštrukcie odolávajú úniku tepla, preto sa ich tepelno-tieniace vlastnosti hodnotia hodnotou nazývanou odpor pri prestupe tepla.
Odpor prestupu tepla ukazuje, koľko tepla prejde štvorcovým metrom plášťa budovy pri danom teplotnom rozdiele. Dá sa povedať, a naopak, aký teplotný rozdiel nastane, keď cez štvorcový meter plotov prejde určité množstvo tepla.
kde q je množstvo tepla, ktoré stratí štvorcový meter uzatváracej plochy. Meria sa vo wattoch na meter štvorcový (W/m2); ΔT je rozdiel medzi teplotou na ulici a v miestnosti (°C) a R je odpor prestupu tepla (°C / W / m2 alebo °C m2 / W).
Pokiaľ ide o viacvrstvovú konštrukciu, odolnosť vrstiev sa jednoducho sčítava. Napríklad odpor steny z dreva obloženej tehlami je súčtom troch odporov: tehlová a drevená stena a vzduchová medzera medzi nimi:
R(súčet)= R(drevo) + R(vozík) + R(tehla).
Rozloženie teplôt a hraničné vrstvy vzduchu pri prestupe tepla stenou
Výpočet tepelných strát sa vykonáva za najnepriaznivejšie obdobie, ktorým je najmrazivejší a najveternejší týždeň v roku.
Stavebné návody zvyčajne uvádzajú tepelný odpor materiálov na základe tohto stavu a klimatickej oblasti (alebo vonkajšej teploty), kde sa váš dom nachádza.
Tabuľka- Odolnosť proti prestupu tepla rôznych materiálov pri ΔT = 50 °C (Tout = -30 °C, Tint = 20 °C.)
| Materiál steny a hrúbka | Odolnosť proti prestupu tepla R m, |
|---|---|
| Tehlová stena Hrúbka 3 tehál (79 cm) Hrúbka 2,5 tehly (67 cm) 2 tehly hrubé (54 cm) Hrúbka 1 tehly (25 cm) |
0,592 0,502 0,405 0,187 |
| Zrub Ø 25 Ø 20 |
0,550 0,440 |
| Zrub 20 cm hrubý |
0,806 0,353 |
| Rámová stena (doska + minerálna vlna + doska) 20 cm |
0,703 |
| Stena z penového betónu 20 cm 30 cm |
0,476 0,709 |
| Omietanie tehál, betónu, penový betón (2-3 cm) |
0,035 |
| Stropný (podkrovný) strop | 1,43 |
| drevené podlahy | 1,85 |
| Dvojité drevené dvere | 0,21 |
Tabuľka- Tepelné straty okien rôznych prevedení pri ΔT = 50 °C (T vonku = -30 °C, T vo vnútri = 20 °C.)
Poznámka |
Ako je zrejmé z predchádzajúcej tabuľky, moderné okná s dvojitým zasklením dokážu znížiť tepelné straty oknami takmer o polovicu. Napríklad pri desiatich oknách s rozmermi 1,0 m x 1,6 m dosiahne úspora kilowatt, čo dáva 720 kilowatthodín mesačne.
Pre správny výber materiálov a hrúbok obvodových konštrukcií aplikujeme tieto informácie na konkrétnom príklade.
Pri výpočte tepelných strát na štvorcový. meter zahŕňal dve množstvá:
- teplotný rozdiel ΔT,
- odpor prestupu tepla R.
Definujme vnútornú teplotu ako 20 °C a vonkajšiu teplotu – 30 °C. Potom sa teplotný rozdiel ΔT bude rovnať 50 °C. Steny sú vyrobené z dreva s hrúbkou 20 cm, potom R = 0,806 ° C m. štvorcových/W
Tepelné straty budú 50 / 0,806 = 62 (W / m2).
Pre zjednodušenie výpočtov tepelných strát v referenčných knihách budov sú uvedené tepelné straty rôznych typov stien, stropov atď. pre niektoré hodnoty zimnej teploty vzduchu. Predovšetkým pre rohové miestnosti (kde vplýva vírenie vzduchu prúdiaceho domom) a nerohové miestnosti sú uvedené rôzne čísla a pre miestnosti na prvom a hornom poschodí sa berú do úvahy rôzne tepelné vzory.
Tabuľka- Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy (na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu stien) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.
Poznámka |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tabuľka- Merné tepelné straty prvkov oplotenia budovy (na 1 m2 pozdĺž vnútorného obrysu) v závislosti od priemernej teploty najchladnejšieho týždňa v roku.
| Charakteristika plotu | Vonku teplota, °С | strata tepla, kW |
|---|---|---|
| okno s dvojitým zasklením | -24 -26 -28 -30 |
117 126 131 135 |
| Dvere z masívneho dreva (dvojité) | -24 -26 -28 -30 |
204 219 228 234 |
| Podkrovie | -24 -26 -28 -30 |
30 33 34 35 |
| Drevené podlahy nad suterénom | -24 -26 -28 -30 |
22 25 26 26 |
Zvážte príklad výpočtu tepelných strát dvoch rôznych miestností rovnakej plochy pomocou tabuliek.
Príklad 1
Rohová izba (prvé poschodie)
Charakteristika izby:
- prvé poschodie,
- plocha miestnosti - 16 m2. (5 x 3,2),
- výška stropu - 2,75 m,
- vonkajšie steny - dve,
- materiál a hrúbka vonkajších stien - drevo s hrúbkou 18 cm, opláštené sadrokartónom a pokryté tapetami,
- okná - dve (výška 1,6 m, šírka 1,0 m) s dvojsklom,
- podlahy - drevené zateplené, suterén pod,
- vyššie poschodie podkrovia,
- návrhová vonkajšia teplota -30 °С,
- požadovaná teplota v miestnosti je +20 °C.
Plocha vonkajšej steny okrem okien:
S steny (5 + 3,2) x2,7-2x1,0x1,6 \u003d 18,94 metrov štvorcových. m.
plocha okna:
S okná \u003d 2x1,0x1,6 \u003d 3,2 metrov štvorcových. m.
Podlahová plocha:
S podlaha \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.
Plocha stropu:
S strop \u003d 5x3,2 \u003d 16 metrov štvorcových. m.
Plocha vnútorných priečok nie je zahrnutá vo výpočte, pretože cez ne neuniká teplo - koniec koncov, teplota je na oboch stranách priečky rovnaká. To isté platí pre vnútorné dvere.
Teraz vypočítame tepelné straty každého z povrchov:
Q celkom = 3094 wattov.
Všimnite si, že cez steny uniká viac tepla ako cez okná, podlahy a stropy.
Výsledok výpočtu ukazuje tepelné straty miestnosti v najmrazivejších (T vonkajších = -30 °C) dňoch v roku. Prirodzene, čím je vonku teplejšie, tým menej tepla odíde z miestnosti.
Príklad 2
Strešná miestnosť (podkrovie)
Charakteristika izby:
- Horné poschodie,
- plocha 16 m2. (3,8 x 4,2),
- výška stropu 2,4 m,
- vonkajšie steny; dva sklony strechy (bridlica, masívne latovanie, 10 cm minerálna vlna, obklad), štíty (10 cm hrubé drevo, opláštené obkladom) a bočné priečky (rámová stena s výplňou keramzitu 10 cm),
- okná - štyri (dve na každom štíte), výška 1,6 m a šírka 1,0 m s dvojitým zasklením,
- návrhová vonkajšia teplota -30°С,
- požadovaná izbová teplota +20°C.
Vypočítajte plochu plôch na prenos tepla.
Plocha koncových vonkajších stien mínus okná:
S koncové steny \u003d 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) \u003d 12 metrov štvorcových. m.
Plocha svahov strechy, ktorá ohraničuje miestnosť:
S svahové steny \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 metrov štvorcových. m.
Plocha bočných priečok:
S bočný rez = 2x1,5x4,2 = 12,6 m2. m.
plocha okna:
S okná \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 metrov štvorcových. m.
Plocha stropu:
S strop \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 metrov štvorcových. m.
Teraz vypočítame tepelné straty týchto plôch, pričom berieme do úvahy, že teplo neuniká podlahou (je tam teplá miestnosť). Tepelné straty pri stenách a stropoch uvažujeme ako pri rohových miestnostiach a pri strope a bočných priečkach zavádzame koeficient 70 %, keďže nevykurované miestnosti sa nachádzajú za nimi.
Celková tepelná strata miestnosti bude:
Q celkom = 4504 wattov.
Ako vidíte, teplá miestnosť na prvom poschodí stráca (alebo spotrebuje) oveľa menej tepla ako podkrovná izba s tenkými stenami a veľkou presklenou plochou.
Aby bola takáto miestnosť vhodná na zimné bývanie, je potrebné najskôr zatepliť steny, bočné priečky a okná.
Akákoľvek obvodová konštrukcia môže byť reprezentovaná ako viacvrstvová stena, ktorej každá vrstva má svoj vlastný tepelný odpor a svoj vlastný odpor voči prechodu vzduchu. Sčítaním tepelného odporu všetkých vrstiev dostaneme tepelný odpor celej steny. Ak zhrnieme odpor všetkých vrstiev voči priechodu vzduchu, pochopíme, ako stena dýcha. Ideálna drevená stena by mala zodpovedať drevenej stene s hrúbkou 15 - 20 cm. Pomôže vám s tým nasledujúca tabuľka.
Tabuľka- Odolnosť proti prestupu tepla a priechodu vzduchu rôznych materiálov ΔT=40 °C (T vonkajšie = -20 °С, T vnútorné =20 °С.)
| stenová vrstva | Hrúbka vrstva steny | Odpor vrstva steny prenášajúcej teplo | Odolať. vzduchové potrubie priepustnosť ekvivalentné k drevená stena hustý (cm) |
|
|---|---|---|---|---|
| Ro, | Ekvivalent tehla murivo hustý (cm) |
|||
| Murivo z obyčajného hrúbka hlinenej tehly: 12 cm |
12 25 50 75 |
0,15 0,3 0,65 1,0 |
12 25 50 75 |
6 12 24 36 |
| Murivo z tvárnicového betónu hrúbka 39 cm s hustotou: 1000 kg / m3 |
39 |
1,0 0,65 0,45 |
75 50 34 |
17 23 26 |
| Penový pórobetón hrúbky 30 cm hustota: 300 kg / m3 |
30 |
2,5 1,5 0,9 |
190 110 70 |
7 10 13 |
| Brusoval hrubá stena (borovica) 10 cm |
10 15 20 |
0,6 0,9 1,2 |
45 68 90 |
10 15 20 |
Pre objektívny obraz o tepelných stratách celého domu je potrebné počítať
- Tepelné straty kontaktom základu so zamrznutou zemou zvyčajne predstavujú 15% tepelných strát cez steny prvého poschodia (berúc do úvahy zložitosť výpočtu).
- Tepelné straty spojené s vetraním. Tieto straty sa vypočítavajú s prihliadnutím na stavebné predpisy (SNiP). Pre obytnú budovu je potrebná asi jedna výmena vzduchu za hodinu, to znamená, že počas tejto doby je potrebné dodať rovnaký objem čerstvého vzduchu. Straty spojené s vetraním sú teda o niečo menšie ako súčet tepelných strát pripadajúcich na plášť budovy. Ukazuje sa, že tepelné straty stenami a zasklením sú len 40% a tepelné straty vetraním sú 50%. V európskych normách pre vetranie a izoláciu stien je pomer tepelných strát 30 % a 60 %.
- Ak stena "dýcha", ako stena z dreva alebo guľatiny s hrúbkou 15 - 20 cm, teplo sa vracia späť. To vám umožní znížiť tepelné straty o 30%, preto by sa hodnota tepelného odporu steny získaná počas výpočtu mala vynásobiť 1,3 (alebo by sa mali znížiť tepelné straty).
Zhrnutím všetkých tepelných strát doma určíte, aký výkon potrebuje generátor tepla (kotol) a ohrievače na pohodlné vykurovanie domu v najchladnejších a najveternejších dňoch. Výpočty tohto druhu tiež ukážu, kde je „slabý článok“ a ako ho odstrániť pomocou dodatočnej izolácie.
Spotrebu tepla môžete vypočítať aj podľa agregovaných ukazovateľov. Takže v jedno- a dvojposchodových domoch, ktoré nie sú príliš izolované pri vonkajšej teplote -25 ° C, je potrebných 213 W na meter štvorcový celkovej plochy a pri -30 ° C - 230 W. Pre dobre izolované domy je to: pri -25 ° C - 173 W na m2. celková plocha a pri -30 ° C - 177 W.
- Náklady na zateplenie v pomere k nákladom celého domu sú výrazne nízke, no počas prevádzky objektu sú hlavné náklady na vykurovanie. V žiadnom prípade nemôžete ušetriť na tepelnej izolácii, najmä pri komfortnom bývaní vo veľkých priestoroch. Ceny energií na celom svete neustále rastú.
- Moderné stavebné materiály majú vyšší tepelný odpor ako tradičné materiály. To vám umožní urobiť steny tenšie, čo znamená lacnejšie a ľahšie. To všetko je dobré, ale tenké steny majú menšiu tepelnú kapacitu, to znamená, že horšie akumulujú teplo. Musíte neustále vykurovať - steny sa rýchlo zohrejú a rýchlo vychladnú. V starých domoch s hrubými stenami je v horúcom letnom dni chládok, v stenách, ktoré sa v noci ochladili, sa „nahromadil chlad“.
- Izoláciu treba posudzovať v spojení s priedušnosťou stien. Ak je zvýšenie tepelného odporu stien spojené s výrazným znížením priepustnosti vzduchu, potom by sa nemal používať. Ideálna stena z hľadiska priedušnosti je ekvivalentná stene z dreva s hrúbkou 15 ... 20 cm.
- Nesprávne použitie parozábrany veľmi často vedie k zhoršeniu hygienických a hygienických vlastností bývania. Pri správne organizovanom vetraní a „dýchacích“ stenách je to zbytočné a pri zle priedušných stenách je to zbytočné. Jeho hlavným účelom je zabrániť infiltrácii steny a chrániť izoláciu pred vetrom.
- Izolácia stien zvonku je oveľa efektívnejšia ako vnútorná izolácia.
- Neizolujte steny donekonečna. Účinnosť tohto prístupu k úspore energie nie je vysoká.
- Vetranie - to sú hlavné rezervy úspory energie.
- Aplikáciou moderných zasklievacích systémov (dvojité sklá, tepelné tieniace sklá, atď.), nízkoteplotných vykurovacích systémov, efektívnej tepelnej izolácie obvodových konštrukcií je možné znížiť náklady na vykurovanie až 3-krát.
Možnosti dodatočného zateplenia stavebných konštrukcií na báze stavebnej tepelnej izolácie typu ISOVER, ak sú v priestoroch systémy výmeny vzduchu a vetrania.