Теплопотери через ограждающие конструкции снип. Расчеты: откуда наибольшие теплопотери в каркасном утепленном доме и как их снизить с помощью прибора. Гидравлический расчет системы отопления

НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Лекция 8. Цель лекции: Расчет основных и дополнительных теплопотерь через различные ограждающие конструкции.

Расчетные теплопотери через ограждения определяются по формуле, учитывающей основные теплопотери при стационарном режиме и дополнительные, определяемые в долях единицы от основных:

Рисунок 4 Пример вертикальных размеров. Из-за использования внешних размеров коэффициент теплопередачи теплового моста может быть отрицательным. Это связано с тем, что связь внешних проигравших считается «в двойнике». Разница также связана с потерей тепла через землю. Упрощенный метод включает использование таблиц или графиков для отдельных случаев.

Тепловые потери между нагретыми пространствами разных значений температуры. Из-за введения термина «коэффициент расчета потерь тепла», который умножается на разницу во внутренней и внешней температуре, в случае потери тепла в пространство с другой температурой, чем внешняя температура, требуется коэффициент снижения температуры. Этот коэффициент рассчитывается следующим образом. Коэффициент редукции определяется следующим уравнением.

Q огр = å(F i / R о i пр)(t п - t н) n i (1 + åb i), (6.1)

где R о i пр – приведенное сопротивление теплопередаче ограждения, учитывающее неоднородность слоев в толщине конструкции стены (пустоты, ребра, связи);

n i – коэффициент, учитывающий фактическое понижение расчетной разности температур (t п - t н) для ограждений, которые отделяют отапливаемое помещение от неотапливаемого (подвал, чердак и др.). Определяется по СНиП « Строительная теплотехника»;



Таблица 3 Температура соседних нагретых помещений. Таблица 4 Минимальный коэффициент воздухообмена. Большое изменение, внесенное новым стандартом, заключается в учете при расчете тепловой нагрузки отдельных помещений с потерей тепла в помещения одной и той же функции, но принадлежащие другому подразделению здания. В результате разность температур составляла 0 К, а потери тепла составляли 0 Вт. Этот подход был оправдан в то время, когда было практически невозможно индивидуально отрегулировать внутреннюю температуру.

b i – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери через ограждения;

F i – площадь ограждения;

t п – температура помещения, при расчетах в условиях конвективного отопления принимают t п = t в , которая дается в СНиП для рабочей зоны высотой до 4 м. В производственных помещениях высотой более 4 м в связи с неравномерностью температуры по высоте принимают: для пола и вертикальных ограждений на высоту до 4 м от пола – нормируемую температуру в рабочей зоне t р.з ; для стен и окон, расположенных выше 4 м от пола – среднюю температуру воздуха по высоте помещения: t ср = (t р.з + t в) / 2; для покрытия и световых фонарей – температуру воздуха в верхней зоне t в.з (при воздушном отоплении на 3 о С выше температуры в рабочей зоне); в других случаях: t в.з = t р.з + D(h - 4);

Однако этот метод расчета уже не является адекватным. Обязанность обеспечить индивидуальную настройку, и пользователи часто используют этот вариант, например, путем снижения температуры в помещении во время их отсутствия из помещения. В нынешней экономической и социальной ситуации становится все более распространенным то, что пользователи имеют более одной квартиры, а некоторые квартиры для более коротких или более длительных периодов не используются. Затем, особенно в случае индивидуального расчета расходов на отопление, температура в квартире снижается относительно расчетной температуры.

t н = t н.5 – расчетная температура наружного воздуха на отопление.

Теплообмен между соседними помещениями учитывается только при разности температур в них на 3 и более градуса.

6.1.1 Определение температуры в неотапливаемом помещении

Обычно температуру в неотапливаемых помещениях для определения теплопотерь не рассчитывают. (Теплопотери определяют по приведенной выше формуле (6.1) с учетом коэффициента n ).

Поэтому на практике часто наблюдается разность температур по обеим сторонам строительного барьера, хотя в текущей модели температура в обеих комнатах была одинаковой. Как следствие, внутренние стенки, как правило, не имеют теплоизоляции, даже если разница температур относительно низкая, могут быть значительные потери тепла. По словам автора, также желательно изолировать тепло от внутреннего тепла, которое отделяет отапливаемые помещения, если эти комнаты принадлежат отдельным блокам здания. Эта изоляция стоит сделать из материала, который, помимо теплоизоляции, обладает свойством звукоизоляции.

При необходимости, эта температура может быть определена из уравнения теплового баланса:

Теплопотери из отапливаемого в неотапливаемое помещение:

Q 1 =å(F 1 / R 1) (t в - t нх);

Теплопотери из неотапливаемого помещения:

Q 2 =å(F 2 / R 2) (t нх - t н);

где t нх – температура неотапливаемого помещения (тамбура, подвала, чердака, фонаря);

Согласно новому стандарту, температура в соседней комнате зависит от пункта назначения, только если он принадлежит к одному зданию. С другой стороны, если комната принадлежит другому устройству, среднее среднее арифметическое прогнозируемой внутренней температуры и среднегодовая наружная температура используется для расчета потерь тепла. С другой стороны, когда соседняя комната относится к отдельному зданию, предполагается, что среднегодовая температура наружу. Не оценивая точность этого метода расчета в этом месте, можно утверждать, что он позволяет выбирать радиаторы - по крайней мере, приблизительным образом - учитывать риск снижения температуры внутри помещений в соседних строительных единицах.

å R 1 ,åF 1 – коэффициенты сопротивления теплопередаче и площади внутренних ограждений (стена, дверь);

å R 2 ,åF 2 – коэффициенты сопротивления теплопередаче и площади наружных ограждений (наружных дверей, стен, потолка, пола).

6.1.2 Определение расчетной поверхности ограждения

Площадь ограждения и линейные размеры ограждений вычисляются на основании нормативных указаний, которые при использовании простейших формул дают возможность учитывать в определенной мере сложность процесса теплопередачи.

Следует также подчеркнуть, что описанные выше потери тепла включаются в расчет тепловой нагрузки отдельных помещений для выбора нагревателей, но не учитывают их при определении тепловой нагрузки всего здания с целью выбора источника тепла. По шкале всего здания, если некоторые из комнат нагреваются ослабевшим образом, избыточная мощность, полученная таким образом, будет покрывать повышенный спрос на тепло в соседних комнатах. Также как определить потери тепла при нагревании.

В большинстве типичных зданий высотой до 10 м минимальный объем воздуха, необходимый по гигиеническим соображениям, является решающим. Минимальный объем воздуха, необходимый для гигиенических соображений для обогреваемого пространства, выглядит следующим образом.

Схема обмера ограждений показания на рисунке 6.1.

Первый шаг в организации отопления частного дома - расчет теплопотерь. Цель этого расчета - выяснить, сколько тепла уходит наружу сквозь стены, полы, кровлю и окна (общее название - ограждающие конструкции) при самых суровых морозах в данной местности. Зная, как рассчитать теплопотери по правилам, можно получить довольно точный результат и приступить к подбору источника тепла по мощности.

Обменный курс, необходимый по гигиеническим соображениям, также варьировался, и теперь это зависит от цели комнаты. Его значения приведены в таблице. Объединение методологии определения теплового бремени зданий, безусловно, поможет инженерам оказывать проектные услуги в других странах ЕС. Однако следует отметить, что конкретные требования в каждом государстве-члене приводятся в Приложениях к стандарту и могут отличаться. Например, Польское национальное приложение дает только три исправления из-за высоты.

Для высоты выше 30 м над уровнем земли этот коэффициент равен 1. Внедрение новой вычислительной методологии должно сопровождаться широким распространением и учебной деятельностью, состоящей, например, в подготовке, документах и ​​статьях в технической прессе. Эта статья предназначена автором для участия в таком действии. Также необходимо адаптировать компьютерные программы, используемые для расчета потребности в тепло.

Базовые формулы

Чтобы получить более-менее точный результат, необходимо выполнять вычисления по всем правилам, упрощенная методика (100 Вт теплоты на 1 м² площади) здесь не подойдет. Общие потери теплоты зданием в холодное время года складываются из 2 частей:

  • теплопотерь через ограждающие конструкции;
  • потерь энергии, идущей на нагрев вентиляционного воздуха.

Базовая формула для подсчета расхода тепловой энергии через наружные ограждения выглядит следующим образом:

Отопление - Внешние расчетные температуры. Тепловые свойства зданий. Теплообмен через почву. Методы расчета. Монтажные мосты - Линейный коэффициент теплопередачи - Упрощенные методы и ориентировочные значения. Тепловые мосты в зданиях - Расчет тепловых потоков и температуры поверхности. Часть 2. Линейные тепловые мосты.

Системы отопления в зданиях - метод расчета расчетной тепловой нагрузки. Системы отопления в зданиях - Метод расчета расчетной нагрузки. Эти расчеты проводятся для температуры окружающей среды и наружных температур, принятых в стандарте, в зависимости от климата, в котором находится наше здание. Пурмо очень хорошо описывает эту тему.

Q = 1/R х (t в - t н) х S х (1+ ∑β). Здесь:

  • Q - количество тепла, теряемого конструкцией одного типа, Вт;
  • R - термическое сопротивление материала конструкции, м²°С / Вт;
  • S - площадь наружного ограждения, м²;
  • t в - температура внутреннего воздуха, °С;
  • t н - наиболее низкая температура окружающей среды, °С;
  • β - добавочные теплопотери, зависящие от ориентации здания.


О чем много говорят, делать эти вычисления на листе бумаги довольно громоздко, и на практике это делается с помощью компьютерных программ. Сертификаты энергоэффективности учитывают не только потребность в нагреве для отопления, но и горячее водоснабжение. И поэтому его нельзя сравнивать с мощностью отопительного котла.

Однако, если результаты сезонного спроса на тепло, тогда вопрос будет выглядеть лучше. Эта цифра также выражается в кВтч в год, но ее можно разделить на так называемое время использования максимальной мощности. Это эмпирически выраженная связь между сезонным потреблением тепла и мощностью источника тепла при самых низких температурах.

Термическое сопротивление стен либо кровли здания определяется исходя из свойств материала, из которого они сделаны, и толщины конструкции. Для этого используется формула R = δ / λ, где:

  • λ - справочное значение теплопроводности материала стены, Вт/(м°С);
  • δ - толщина слоя из этого материала, м.

Если стена возведена из 2 материалов (например, кирпич с утеплителем из минваты), то термическое сопротивление рассчитывается для каждого из них, а результаты суммируются. Уличная температура выбирается как по нормативным документам, так и по личным наблюдениям, внутренняя - по необходимости. Добавочные теплопотери - это коэффициенты, определенные нормами:

К счастью, если у вас есть энергетический сертификат, вы можете найти сезонный спрос на тепло - посмотрите в таблице ниже «Годовой единый спрос на энергию». При модернизации системы отопления, например, при замене, необходимо установить новые нагревательные устройства на тепловые потери из здания. Дело в том, что потери тепла при расчетной температуре уравновешиваются тепловой мощностью котла и нагревателя.

Как это выглядит? Синяя стрелка символизирует количество энергии, подаваемой в ваш дом в виде природного газа или другого топлива. Он попадает в коробку, которая претендует на роль центрального отопительного котла. Котел потребляет немного тепла и теряет его через дымоход как потерю, а остальное доставляет его. И тепло, которое в конце концов попадает в комнату, выходит через стены, крышу и боковую поверхность, пол и вытянутый вентиляционный воздух.

  1. Когда стена либо часть кровли повернута на север, северо-восток или северо-запад, то β = 0,1.
  2. Если конструкция обращена на юго-восток или запад, β = 0,05.
  3. β = 0, когда наружное ограждение выходит на южную или юго-западную сторону.

Порядок выполнения вычислений

Чтобы учесть все тепло, уходящее из дома, необходимо сделать расчет теплопотерь помещения, причем каждого по отдельности. Для этого производятся замеры всех ограждений, соседствующих с окружающей средой: стен, окон, крыши, пола и дверей.

Простая схема теплопотерь в здании. Точный подсчет потерь тепла от здания возможен, даже по соответствующим стандартам. Принимая во внимание параметры стен здания, вентиляцию, проникновение воздуха и т.д. Вы можете рассчитать как тепловые потери, так и сезонный спрос на тепло. Как человек, который удобен, он может загрузить компьютерную программу для этой цели. Вы также можете заплатить кому-то за это, многие люди предоставляют этот вид услуг.

Электрический нагреватель и измеритель мощности

Приблизительная оценка этих потерь тепла возможна, по крайней мере, несколькими способами. Для отдельных комнат легче всего измерить потери тепла с помощью электрического нагревателя. Задача состоит в том, чтобы нагреть помещение на целый день только с помощью этого электронагревателя и измерить потребление электроэнергии.


Важный момент: обмеры следует выполнять по внешней стороне, захватывая углы строения, иначе расчет теплопотерь дома даст заниженный расход тепла.

Окна и двери измеряются по проему, который они заполняют.

По результатам замеров рассчитывается площадь каждой конструкции и подставляется в первую формулу (S, м²). Туда же вставляется значение R, полученное делением толщины ограждения на коэффициент теплопроводности строительного материала. В случае с новыми окнами из металлопластика величину R вам подскажет представитель фирмы-установщика.

Если принять во внимание среднюю температуру воздуха в данный день, мы можем рассчитать расход тепла в данной комнате для рассчитанной температуры. Через несколько дней мы подсчитали потери тепла от всего здания. Важно, чтобы вы обычно использовали комнату во время этого эксперимента. Электрический нагреватель должен быть размещен там, где расположен постоянный нагреватель.

Любой другой источник тепла и счетчик расхода топлива

Это менее точное измерение, поскольку оно учитывает потребление энергии котлом, а не количество энергии, приносимой домой, и теряется в окружающей среде. В то же время этот метод дает результат для всего здания быстрее, хотя для этого требуется немного больше вычислений.

В качестве примера стоит провести расчет теплопотерь через ограждающие стены из кирпича толщиной 25 см, площадью 5 м² при температуре окружающей среды -25°С. Предполагается, что внутри температура составит +20°С, а плоскость конструкции обращена к северу (β = 0,1). Сначала нужно взять из справочной литературы коэффициент теплопроводности кирпича (λ), он равен 0,44 Вт/(м°С). Затем по второй формуле вычисляется сопротивление передаче тепла кирпичной стены 0,25 м:

В этом варианте мы читаем расход топлива за один день отопления дома. Путем умножения расхода топлива на его теплотворную способность мы получим количество энергии, подаваемой в котел. Если мы умножим его на эффективность котла, мы получим количество энергии, подаваемой в систему центрального отопления.

Вот почему мы сотрудничаем с лидерами рынка. Продукты, перечисленные выше, поставляются в качестве стандартных компонентов системы. Эти компоненты системы предлагаются во многих вариантах. Такая структура системы делает ее более гибкой, чем слоистые панели, для настройки параметров внешнего вида и покрытия для удовлетворения индивидуальных потребностей. Продукты могут доставляться непосредственно на инвестиционную площадку в соответствии с ранее согласованным графиком поставки.

R = 0,25 / 0.44 = 0,57 м²°С / Вт

Чтобы определить теплопотери помещения с этой стенкой, все исходные данные надо подставить в первую формулу:

Q = 1 / 0,57 х (20 - (-25)) х 5 х (1 + 0,1) = 434 Вт = 4.3 кВт


Если в комнате имеется окно, то после вычисления его площади следует таким же образом определить теплопотери сквозь светопрозрачный проем. Такие же действия повторяются относительно полов, кровли и входной двери. В конце все результаты суммируются, после чего можно переходить к следующему помещению.

Настенные кассеты используются в качестве специального изоляционного материала - минеральной ваты с улучшенными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами и антиотталкивающей структурой. Наружное покрытие представляет собой любой профиль трапециевидного листа. Мы поставляем комплект специальных крепежных деталей и уплотнительных лент.

Это решает проблемы традиционных методов изоляции шерсти.

  • Уменьшение тепловых мостов и, следовательно, более эффективная тепловая защита.
  • Улучшенная акустическая изоляция.
  • Оптимальное использование пространства для изоляции.
  • Использование двухслойной минеральной ваты предотвращает ее осаждение.
Современное строительство за пределами высоких ожиданий монтажных решений и эстетических качеств также ставит требования к функциональности стен занавеса. Это относится, в частности, к тепловой и акустической изоляции и огнестойкости стены.

Учет тепла на подогрев воздуха

Выполняя расчет теплопотерь здания, важно учесть количество тепловой энергии, расходуемой системой отопления на подогрев вентиляционного воздуха. Доля этой энергии достигает 30% от общих потерь, поэтому игнорировать ее недопустимо. Рассчитать вентиляционные теплопотери дома можно через теплоемкость воздуха с помощью популярной формулы из курса физики:

Q возд = cm (t в - t н). В ней:

  • Q возд - тепло, расходуемое системой отопления на прогрев приточного воздуха, Вт;
  • t в и t н - то же, что в первой формуле, °С;
  • m - массовый расход воздуха, попадающего в дом снаружи, кг;
  • с - теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг °С).

Здесь все величины известны, кроме массового расхода воздуха при вентиляции помещений. Чтобы не усложнять себе задачу, стоит согласиться с условием, что воздушная среда обновляется во всем доме 1 раз в час. Тогда объемный расход воздуха нетрудно посчитать путем сложения объемов всех помещений, а затем нужно перевести его в массовый через плотность. Поскольку плотность воздушной смеси меняется в зависимости от его температуры, нужно взять подходящее значение из таблицы:

m = 500 х 1,422 = 711 кг/ч

Подогрев такой массы воздуха на 45°С потребует такого количества теплоты:

Q возд = 0.28 х 711 х 45 = 8957 Вт, что примерно равно 9 кВт.

По окончании расчетов результаты тепловых потерь сквозь наружные ограждения суммируются с вентиляционными теплопотерями, что дает общую тепловую нагрузку на систему отопления здания.

Представленные методики вычислений можно упростить, если формулы ввести в программу Excel в виде таблиц с данными, это существенно ускорит проведение расчета.