З теплотехнічними розрахунками доводиться стикатися власникам приватних будинків, квартир або будь-яких інших об'єктів. Це основа основ проектування будівель.
Зрозуміти суть цих розрахунків в офіційних паперах, не так складно, як здається.
Для себе також можна навчитися виконувати обчислення, щоб вирішити, який утеплювач застосовувати, якої товщини він повинен бути, якої потужності купувати котел і чи достатньо наявних радіаторів на дану площу.
Що таке тепловий розрахунок?
Якщо говорити просто, тепловий розрахунок допомагає точно дізнатися, скільки тепла зберігає і втрачає будівля, і скільки енергії має виробляти опалення, щоб підтримувати в житло комфортні умови.
Оцінюючи тепловтрати і ступінь теплопостачання, враховуються такі чинники:
- Який це об'єкт: скільки в ньому поверхів, наявність кутових кімнат, житловою він або виробничий і т. Д.
- Скільки людей буде «жити» в будівлі.
- Важлива деталь - це площа скління. І розміри покрівлі, стін, підлоги, дверей, висота стель і т. Д.
- Яка тривалість опалювального сезону, кліматичні характеристики регіону.
- За СНіПам визначають норми температур, які повинні бути в приміщеннях.
- Товщина стін, перекриттів, обрані утеплювачі і їх властивості.
Можуть враховуватися й інші умови і особливості, наприклад, для виробничих об'єктів вважаються робочі та вихідні дні, потужність і тип вентиляції, орієнтація житла по сторонах світу і ін.
Для чого потрібен теплової розрахунок?
Збережені купецькі будинки показують, що все робилося просто з запасом: вікна поменше, стіни - товстіший. Виходило тепло, але економічно не вигідно.
Теплотехнічний розрахунок дозволяє будувати найбільш оптимально. Матеріалів береться ні більше - ні менше, а рівно стільки, скільки потрібно. Скорочуються габарити будівлі і витрати на його зведення.
Обчислення точки роси дозволяє будувати так, щоб матеріали не псувалися якомога довше.
Для визначення необхідної потужності котла також не обійтися без розрахунків. Сумарна потужність його складається з витрат енергії на обігрів кімнат, нагрів гарячої води для господарських потреб, і здатності перекривати тепловтрати від вентиляції і кондиціонування. Додається запас потужності, на час пікових холодів.
При газифікації об'єкта потрібне узгодження зі службами. Розраховується річна витрата газу на опалення і загальна потужність теплових джерел в Гкал.
Потрібні розрахунки при підборі елементів опалювальної системи. Обраховується система труб і радіаторів - можна дізнатися, яка повинна бути їх протяжність, площа поверхні. Враховується втрата потужності при поворотах трубопроводу, на стиках і проходженні арматури.
Повний розрахунок теплого водяного статі наведено в цьому прикладі.
Розрахунок теплової потужності: формула
Розглянемо формулу і наведемо приклади, як зробити розрахунок для будівель з різним коефіцієнтом розсіювання.
Vx (дельта) TxK = ккал / ч (теплова потужність), де:
- Перший показник «V» - обсяг розраховується приміщення;
- Дельта "Т" - різниця температур - це та величина, яка показує наскільки градусів всередині приміщення тепліше, ніж зовні;
- «К» - коефіцієнт розсіювання (його ще називають «коефіцієнт пропускання тепла»). Величина береться з таблиці. Зазвичай цифра коливається від 4 до 0,6.
Зразкові величини коефіцієнта розсіювання для спрощеного розрахунку
- Якщо це неутеплений металопрофіль або дошка то «К» буде = 3 - 4 одиниці.
- Одинарна цегляна кладка і мінімальне утеплення - «К» = від 2 до 3-ох.
- Стіна в дві цеглини, стандартне перекриття, вікна та
- двері - «К» = від 1 до 2.
- Найтепліший варіант. Склопакети, цегляні стіни з подвійним утеплювачем і т. П. - «К» = 0,6 - 0,9.
Більш точний розрахунок можна зробити, вираховуючи точні розміри відрізняються за властивостями поверхонь будинку в м 2 (вікна, двері і т. Д.), Виробляючи розрахунок для них окремо і складаючи отримані показники.
Приклад розрахунку теплової потужності
Спочатку вираховуємо кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м 3. Будинок у нас утеплений, але недостатньо - коефіцієнт розсіювання 1,2.
Морози бувають до -40 ° C, а в приміщенні хочеться мати комфортні +22 градуси, різниця температур (дельта «Т») виходить 62 ° C.
Підставляємо в формулу потужності теплових втрат цифри і перемножуємо:
200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал / ч.
Отримані кілокалорії переводимо в кіловати, користуючись конвертером:
- 1 кВт = 860 ккал;
- 14880 ккал = 17302,3 Вт.
Округляємо в більшу сторону з запасом, і розуміємо, що в найлютіший мороз -40 градусів нам буде потрібно 18 кВт енергії на годину.
Можемо порахувати тепловтрати в Вт на кожний м 2 стін і стелі. Висота стель відома 2,5 м. Будинок 80 м 2 - це може бути 8 х 10 м.
Множимо периметр будинку на висоту стін:
(8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м 2 поверхні стіни + 80 м 2 стелю = 170 м 2 поверхні, що контактує з холодом. Тепловтрати, вирахувані нами вище, склали 18 кВт / ч, ділимо поверхню будинку на розрахункову витрачену енергію отримуємо, що 1 м 2 втрачає приблизно 0,1 кВт або 100 Вт щогодини при температурі на вулиці -40 ° C, а в приміщенні +22 ° С.
Ці дані можуть стати основою для розрахунку необхідної товщини утеплювача на стіни.
Наведемо ще один приклад розрахунку, він в деяких моментах складніше, але більш точний.
- Q- шукана величина тепловтрат будинку в Вт;
- S- площа охолоджуючих поверхонь в м 2;
- T- різниця температур в градусах Цельсія;
- R- тепловий опір матеріалу (м 2 х К / Вт) (Метри квадратні помножені на Кельвін і поділеній на Ватт).
Отже, щоб знайти «Q» того ж будинку, що і в прикладі вище, підрахуємо площа його поверхонь «S» (пол і вікна рахувати не будемо).
- «S» в нашому випадку = 170 м 2. з них 80 м 2 стелю і 90 м 2 - стіни;
- T = 62 ° С;
- R- тепловий опір.
Шукаємо «R» по таблиці теплових опорів або за формулою. Формула для розрахунку за коефіцієнтом теплопровідності така:
В цьому випадку, будинок у нас має стіни в дві цеглини обшиті пінопластом товщиною 10 см. Стеля засипаний тирсою товщиною 30 см.
Чим і як утеплити дерев'яний будинок зсередини, ви дізнаєтеся, прочитавши цю інформацію. Вибір утеплювача і технологія утеплення.
З таблиці коефіцієнтів теплопровідності (вимірюється Вт / (м 2 х К) Ватт поділеній на добуток метра квадратного на Кельвін). Знаходимо значення для кожного матеріалу, вони будуть:
- цегла - 0,67;
- пінопласт - 0,037;
- опилки - 0,065.
- R (стелі 30 см завтовшки) = 0,3 / 0,065 = 4,6 (м 2 х К) / Вт;
- R (цегляної стіни 50 см) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (м 2 х К) / Вт;
- R (пінопласт 10 см) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (м 2 х К) / Вт;
- R (стін) = R (цегла) + R (пінопласт) = 0,7 + 2,7 = 3,4 (м 2 х К) / Вт.
Тепер можемо приступити до розрахунку тепловтрат «Q»:
- Q для стелі = 80 х 62 / 4,6 = 1078,2 Вт.
- Q стін = 90 х 62 / 3,4 = 1641,1 Вт.
- Залишається скласти 1078,2 + 1641,1 і перевести в кВт, виходить (якщо відразу округлити) 2,7 кВт енергії за 1 годину.
Можна звернути увагу, наскільки велика різниця вийшла в першому і другому випадку, хоча обсяг будинків і температура за вікном в першому і другому випадку були абсолютно однаковими.
Вся справа в ступені стомленості будинків (хоча, звичайно, дані могли бути і іншими, якби ми розраховували підлогу і вікна).
висновок
Наведені формули і приклади показую, що при теплотехнічних розрахунках дуже важливо враховувати якомога більше факторів, що впливають на тепловтрати. Сюди входить і вентиляція, і площа вікон, ступінь їх стомленості і т. Д.
А підхід, коли на 10 м 2 будинки береться 1 кВт потужності котла - занадто приблизний, щоб всерйоз спиратися на нього.