Розрахунок тепловтрат через огороджувальні конструкції
Щоб зробити розрахунок тепловтрат будинку потрібно знати темріческіе опору таких елементів як: Стіна, вікно, дах, фундамент і так далі. Щоб знайти термічний опір необхідно знати теплопровідність матеріалів. Врахувати вентиляцію та інфільтрацію. Далі ми це розберемо по шматочках.
Пропоную для простоти розуміння розрахунків тепловтрат повирішувати маленькі завдання ...
Розглянемо будову куба 5х5 метра. Грані, якого зроблені з бетону товщиною 200 мм.
Зберемо з 6 граней (стін) куб. Дивись зображення.
Усередині куба температура 25 градусів. З зовні -30 ° С градусів. З землі 6 ° С.
До речі мало хто знає і розуміють, що з землі йде температура 6-7 градусів. На глибині 2 метрів ця температура стабільно тримається. Я маю на увазі Росію, навіть взимку на глибині 2 метри тримається температура вище нуля цілий рік. Що знаходиться зверху сніг збільшує збереження тепла під землею. І якщо у Вас під підлогою першого поверху нічого немає, значить, температура там буде прагнути до 6-8 градусів. За умови утепленого фундаменту і відсутності зовнішньої вентиляції.
Завдання, приклад розрахунку
Знайти тепловтрати конструкції мають розміри 5х5х5 метрів. Стіни, якого зроблені з бетону товщиною 200 мм.
Спочатку розрахуємо одну стіну (грань 5х5 м.) S = 25 м 2
R - термічний (температурне) опір теплопередачі. (М2 • ° С) / Вт
Rмат - термічний опір матеріалу (стіна / грань)
Rвн - термічний опір повітря знаходиться біля стінки всередині приміщення
Rнар - термічний опір повітря знаходиться біля стінки на вулиці.
АВН - Коефіцієнт тепловіддачі стінки в приміщенні
анар - Коефіцієнт тепловіддачі стінки з вулиці
Коефіцієта тепловіддачі АВН і анар знайдені дослідним шляхом і приймаються за константу і при розрахунках завжди: АВН = 8,7 Вт / м 2; анар = 23 Вт / м 2. Бувають винятки.
Коефіцієнт тепловіддачі згідно СНиП
Тобто, якщо це бічні стіни і дах, то коефіцієнт тепловіддачі приймається рівним 23 Вт / м 2 Якщо це всередині приміщення до зовнішньої стіни або даху то приймається 8,7 Вт / м 2.
У будь-якому випадку, якщо стіни утеплені, то вплив тепловіддачі різко стає значним. Тобто опір повітря біля стінки приблизно становить 5% від опору самої стіни. Навіть якщо Ви помилитесь у виборі коефіцієнта тепловіддачі, то результат загальних тепловтрат змінитися не більше ніж на 5%.
Всі величини відомі крім термічного опору матеріалу (Rмат) - стіни
Знаходимо термічний опір матеріалу
Відомо, що матеріал стіни - бетон, термічний опір знаходиться за формулою
Теплопровідність матеріалів таблиця
Теплопровідність бетону буде 1,2 Вт / (м • ° С)
Відповідь: Тепловтрати однієї стіни складають 4243,8 Вт
Порахуємо тепловтрати знизу
Відповідь: Тепловтрати вниз складають +1466 Вт
У більшості випадків конструкція знизу виглядає наступним чином
Така конструкція утеплення фундаменту дозволяє досягти ефекту, коли температура під підлогою у землі досягає 6-8 ° С. Це у випадках, коли підпільне приміщення не провітрюється. Якщо У Вас є вентиляція підпільного приміщення, то природно температура буде знижуватися на рівень вентильованого повітря. Провітрюють підпільне приміщення, якщо потрібно виключити потрапляння шкідливих газів на перші поверхи. Теплі водяні підлоги на першому поверсі в конструкції мають параізолірующій шар, який перешкоджає інфільтрації шкідливих газів і різних парів. Природно плита перекриття утеплюється до необхідного значення. Утеплюють зазвичай матеріалом мають товщину не менше 50-100 мм, вати або пінополістиролу.
Повертаємося до задачі
У нас є 6 стін, одна з яких дивиться вниз. Тому 5 граней стикаються з повітрям -30 ° С, а грань дивиться вниз стикається з землею, тобто 6 градусів.
Загальна сума теплових втрат куба складе:
W • 5 граней + Wвніз = 4243,8 Вт • 5 + 1 466 Вт = 22685 Вт
Пропоную для розрахунку використовувати простий практичний приклад:
Для житлового будинку вентиляцію розраховувати на кожен квадратний метр площі 1 куб.метр повітря в годину.
Уявімо що наш куб це двоповерхова будівля 5х5метров. Тоді його площа складе 50 м2. Відповідно його витрата повітря (вентиляція) буде дорівнює 50 м3 / год.
Формула розрахунку теплових втрат через вентиляцію
Для швидкого розрахунку вентиляції скористаємося програмою:
Відповідь: Тепловтрати на вентиляцію складають 921 Вт.
Системні вимоги СНиП для вентиляції
В результаті для розрахунку тепловтрат будинку потрібно знайти тепловтрати втрачаються через огородження (стіни) і вентиляцію. Звичайно, в теплотехніці зустрічається більш глибокі розрахунки. Наприклад, розрахунок із застосуванням інфільтрація і сторін світла (південь, північ, захід і схід).
Інфільтрація - це не організоване надходження повітря в приміщення через нещільності в огородженнях будівель під дією теплового і вітрового тиску, а також, можливо, внаслідок роботи механічної вентиляції. Також інфільтрацію називають повітропроникністю.
Грубо кажучи, по простому. Стіни дихають за допомогою інфільтрації. Через мікроскопічні щілини, а вони в більшості випадків є циркулює повітря через стіни. При розрахунку тепловтрат будівлі інфільтрацією можна знехтувати, так як це дуже маленькі цифри. Кожен матеріал має свою унікальну здатність пропускати через себе повітря. Якщо у Вас стіни закриті пенополистирольной плитою, то можна сміливо сказати що це пароізоляція. А пароізоляція майже виключає інфільтрацію. Шпалери, штукатурка і фарба зменшують інфільтрацію на стільки що її можна не використовувати в розрахунках. Теплопоетрі на інфільтрацію можуть бути менше 5% тепловтрат від вентиляції.
Розрахунок інфільтрація - це розрахунок повітропроникності огорож за рахунок тиску на стіну. Тиск на стіну створюється різницею мас повітря. Тому щоб Вас не вантажити формулами розрахунку повітропроникності, раджу скористатися програмним забезпеченням, за допомогою цієї програми можна робити розрахунок інфільтрації повітря.
Також в теплотехніці при розрахунку тепловтрат будинку зустрічається розуміння того, що в залежності від положення стін (південь, північ, захід і схід) змінюються тепловтрати. І різниця між стіною дивиться на південь і стіною дивиться на північ: Всього 10%.
Тобто до існуючих втрат через захисну конструкцію (стіну) додається 10% на північну стіну.
Таблиця. Додатковий коефіцієнт на сторону світла
На практиці часто досвідчені інженери не займаються обчисленням сторін світу, в силу того що іноді немає інформації куди дивиться стіна. Тому можна грубо додати 5% потужності до загальних теплопоетрям.
Але ми порахуємо, як годиться:
Тепловтрати через огороджувальні конструкції становить: 23746 Вт.
Разом з вентиляцією: 23746 + 921 = 24667 Вт.
Якщо ми з зовні куба додамо утеплювач: Піно товщиною 100 мм. То отримаємо наступне.
Відповідь: 432,24 Вт. Без утеплювача через бетонну стіну йде 4243,8 Вт тепла. Різниця в 10 разів.
Тепловтрати через вікна
Для розрахунку тепловтрат вікон використовується така ж формула, але для визначення тепловтрат використовується тільки значення термічного опору певного зразка.
Наприклад, є одне вікно 1,4 х 1,4 м. Площею 2 кв.метрів.
Відповідь: 167,17 Вт тепла буде йти через вікно.
Звичайно, в програмі вказані середні значення термічного опору. Точні термічні опору можна дізнатися у виробника конкретної обраної моделі.
Існують в будинках не опалювальні приміщення, як в них порахувати тепловтрати?
Внутрішні стіни в розрахунку тепловтрат НЕ беруть участь, якщо по різні боки огорожі однакові температури.
Обговорюємо дану тему тут: Форум опалення