Výpočet tepelných ztrát doma - považujeme se za správné!

Dům ztrácí teplo obvodovými konstrukcemi (stěny, okna, střecha, základy), větráním a kanalizací. Hlavní tepelné ztráty prochází obklopujícími strukturami - 60–90% všech tepelných ztrát.

Výpočet tepelné ztráty doma je nutný alespoň pro výběr správného kotle. Můžete také odhadnout, kolik peněz bude vynaloženo na vytápění v plánovaném domě. Zde je příklad výpočtu pro plynový kotel a elektrický. Díky výpočtům je také možné analyzovat finanční účinnost izolace, tj. pochopit, zda se náklady na instalaci izolace vyplatí s úsporou paliva po celou dobu životnosti izolace.

Tepelné ztráty obklopujícími strukturami

Uvedu příklad výpočtu pro vnější stěny dvoupatrového domu.

Je jasné, že během topného období je počasí jiné, tj. teplotní rozdíl se neustále mění. Chcete-li tedy vypočítat tepelné ztráty za celé topné období, musíte v kroku 4 vynásobit průměrný teplotní rozdíl za všechny dny topného období.
Například po dobu 7 měsíců topného období byl průměrný teplotní rozdíl v místnosti a venku 28 stupňů, což znamená tepelné ztráty stěnami během těchto 7 měsíců v kilowatthodinách:

0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 měsíců × 30 dní × 24 h = 10838016 W × h = 10838 kW × h

Číslo je docela hmatatelné. Například pokud bylo vytápění elektrické, můžete vypočítat, kolik peněz by se na vytápění utratilo, vynásobením výsledného čísla náklady na kWh. Kolik peněz bylo vynaloženo na vytápění plynem, můžete vypočítat výpočtem nákladů na kWh energie z plynového kotle. K tomu potřebujete znát náklady na plyn, teplo spalování plynu a účinnost kotle.

Mimochodem, v posledním výpočtu bylo možné namísto průměrného teplotního rozdílu, počtu měsíců a dnů (ale ne hodin, hodiny necháme), použít stupeň-den topného období - GSOP, některé informace o GSOP jsou zde. Můžete najít již vypočtený GSOP pro různá ruská města a vynásobit tepelné ztráty z jednoho metru čtverečního plochou stěny, těmito GSOP a 24 hodinami po obdržení tepelné ztráty v kW * h.

Podobně jako u stěn musíte vypočítat hodnoty tepelných ztrát pro okna, přední dveře, střechu, základ. Poté vše sečtěte a získáte hodnotu ztráty tepla skrz všechny obklopující struktury.U oken mimochodem nebude nutné zjišťovat tloušťku a tepelnou vodivost, obvykle již existuje hotová odolnost skleněné jednotky proti přenosu tepla vypočítaná výrobcem. U podlahy (v případě deskového základu) nebude teplotní rozdíl příliš velký, půda pod domem není tak studená jako venkovní vzduch.

Metody hodnocení tepelných ztrát doma

Přibližná místa úniků jsou stanovena pomocí termografické mapy pomocí specializovaného zařízení. Lze provést výpočet pro stávající budovu a nový dům. Odborníci používají složité výpočtové metody, které berou v úvahu vlastnosti konvekčního ohřevu a další faktory. Zpravidla stačí použít zjednodušenou kalkulačku tepelných ztrát na specializovaném online webu.

Typické metody výpočtu:

• průměrnými hodnotami pro konkrétní region;
• součet tepelných ztrát hlavních prvků (stěny, podlahy, střechy) s přidáním údajů o blocích dveří a oken, větrání;
• výpočet parametrů každé místnosti.

Ztráta tepla větráním

Přibližný objem dostupného vzduchu v domě (neberu v úvahu objem vnitřních stěn a nábytku):

10 m х 10 m х 7 m = 700 m3

Hustota vzduchu při teplotě + 20 ° C 1,2047 kg / m3. Specifická tepelná kapacita vzduchu 1,005 kJ / (kg × ° C). Vzduchová hmota v domě:

700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg

Řekněme, že veškerý vzduch v domě se mění 5krát denně (to je přibližný počet). Při průměrném rozdílu mezi vnitřní a vnější teplotou 28 ° C za celé topné období bude tepelná energie spotřebována v průměru za den na ohřev příchozího studeného vzduchu:

5 × 28 ° C × 843,29 kg × 1,005 kJ / (kg × ° C) = 118 650,903 kJ

118 650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)

Ty. během topné sezóny dům s pětinásobnou výměnou vzduchu ztratí větráním v průměru 32,96 kWh tepelné energie za den. Po dobu 7 měsíců topného období budou energetické ztráty:

7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh

Faktory, které ovlivňují tepelné ztráty

Procesy tepelného typu dokonale korelují s elektrickými - teplotní rozdíl bude hrát roli napětí a tepelný tok lze považovat za proudovou sílu a pro odpor není třeba vymýšlet ani pojem. Rovněž platí koncept nejmenšího odporu, který se v tepelném inženýrství objevuje jako studené mosty. Pokud vezmeme v úvahu libovolný materiál v řezu, stačí jednoduše nastavit cestu tepelného toku jak na makroúrovni, tak na mikroúrovni. V roli prvního modelu si vezmeme betonovou zeď, ve které jsou z technologických důvodů provedeny upevnění ocelovými tyčemi s libovolným průřezem.

Ocel je schopna vést teplo o něco lépe než beton, a proto lze rozlišit 3 hlavní tepelné toky:

• 
  Přes beton.

• Skrz tyče z oceli.
• Od zbytku tyčí po beton.

Poslední model tepelného toku je nejzajímavější. Vzhledem k tomu, že se ocelová tyč zahřívá rychleji, dochází k teplotnímu rozdílu mezi materiály blíže k vnější straně stěn. Ocel tedy není schopná sama „pumpovat“ teplo ven, ale také zvýší tepelnou vodivost betonu sousedícího s ní. V porézním médiu probíhají tepelné procesy stejným způsobem. Téměř všechny stavební materiály jsou vyrobeny z rozvětveného pásu pevných látek a prostor mezi nimi je vyplněn vzduchem. Hustý a pevný materiál bude tedy sloužit jako hlavní vodič tepla, ale vzhledem ke složitosti struktury bude cesta, po které se teplo šíří, větší než průřez. Druhým faktorem, který určuje tepelný odpor, je tedy to, že každá vrstva je heterogenní a má plášť budovy jako celek.

Třetím faktorem, který ovlivňuje tepelnou vodivost, je to, čemu říkáme akumulace vlhkosti v pórech.Voda má tepelný odpor 25krát menší než odpor vzduchu, a pokud vyplní póry a obecně, tepelná vodivost materiálu bude ještě vyšší, než kdyby vůbec žádné póry nebyly. Když voda zamrzne, situace se ještě zhorší - tepelná vodivost se může zvýšit až 80krát a zdrojem vlhkosti je obvykle vzduch uvnitř místnosti a srážení. Takže třemi hlavními způsoby boje proti tomuto jevu bude hydroizolace vnějších stěn, použití ochrany proti páře a výpočet akumulace vlhkosti, což musí být provedeno souběžně s předpovědí tepelných ztrát.

Diferencované systémy vypořádání

Nejjednodušší metodou pro stanovení množství tepelných ztrát v budově by byl úplný součet hodnot tepelného toku skrz konstrukce, kterými bude budova vybavena. Tato metoda plně zohledňuje rozdíl ve struktuře různých materiálů, jakož i specifika toku tepla skrz ně, a také v uzlech spojení jedné roviny s druhou. Tento přístup k výpočtu tepelných ztrát domu značně zjednoduší úkol, protože různé konstrukce uzavřeného typu se mohou v konstrukci systémů tepelné ochrany výrazně lišit. ukázalo se, že se samostatnou studií bude snazší určit množství tepelných ztrát,

protože pro to existují různé metody výpočtu:

1. U stěn se množství úniku tepla bude rovnat celkové ploše, která se vynásobí poměrem teplotního rozdílu k odporu. V tomto případě je třeba vzít v úvahu orientaci stěny ke světovým stranám, aby bylo možné vzít v úvahu zahřívání ve dne i propouštění stavebních konstrukcí.
2. Pro překrytí je metoda stejná, ale bude se brát v úvahu přítomnost podkrovního prostoru a způsob použití. I pro pokojovou teplotu můžete použít hodnotu o 4 stupně vyšší a vypočítaná vlhkost bude také o 5–10% vyšší.
3. Tepelné ztráty podlahou jsou považovány za zonální a popisují pásy po celém obvodu konstrukce. To je způsobeno skutečností, že teplota země pod podlahou je mnohem vyšší poblíž středu budovy ve srovnání s částí, kde stojí základ.
4. Tepelný tok prosklením je určen údaji o pasech okenních rámů a měli byste také vzít v úvahu typ opěry oken na stěnu a hloubku svahů.

Dále přejděte k příkladu výpočtu.

Příklad výpočtů tepelných ztrát

Před ukázkou příkladu výpočtu je třeba zodpovědět ještě jednu otázku - jak správně vypočítat integrální odpor tepelného typu složitých struktur s velkým počtem vrstev? Je možné to udělat ručně, naštěstí v moderní konstrukci se nepoužívá mnoho typů nosných základen a izolačních systémů. Je však velmi obtížné vzít v úvahu přítomnost dekorativních povrchových úprav, fasádních a interiérových omítek, jakož i vliv všech přechodných procesů a dalších faktorů, a je lepší použít automatizované výpočty. Jedním z nejlepších zdrojů síťového typu pro tyto úkoly bude smаrtsalс.ru, který navíc vypracuje diagram posunu rosného bodu v závislosti na klimatických podmínkách.

Vezměme si například libovolnou strukturu. Bude to jednopodlažní dům pravidelného obdélníkového tvaru o velikosti 8 * 10 metrů a výšce stropu 3 metry. Dům má neizolovanou podlahu na základním nátěru s deskami na kládách se vzduchovými mezerami a výška podlahy je o 0,15 metru vyšší než značka územního plánování na místě. Materiály stěn budou struskový monolit o tloušťce 0,42 metru s vnitřní vápenno-cementovou omítkou o tloušťce do 3 cm a vnější strusko-cementovou omítkovou směsí „kožich“ o tloušťce do 5 cm. Celková zasklívací plocha je 9,5 metrů čtverečních a dvoukomorový skleněný obal v tepelně úsporném profilu s průměrným tepelným odporem 0,32 m2 * C / W. Překrytí je provedeno na dřevěných trámech - zespodu bude omítnuto šindelem, vyplněno struskou a nahoře pokryto hliněným potěrem, nad stropem je studená podkroví.Úkolem výpočtu tepelných ztrát bude vytvoření systému tepelného stínění povrchů stěn.

Stěny

Pokud použijete údaje o terénu, stejně jako tloušťku a materiály vrstev, které byly použity pro stěny, ve výše uvedené službě byste měli vyplnit příslušná pole. Podle výsledků výpočtu se ukázalo, že odpor přenosu tepla je 1,11 m2 * C / W a tepelný tok stěnami je 18 W pro všechny metry čtvereční. Při celkové ploše stěny (kromě zasklení) 102 metrů čtverečních jsou celkové tepelné ztráty stěnami 1,92 kWh. V tomto případě budou tepelné ztráty okny 1 kW.

Střecha a deska

Vzorec pro výpočet tepelné ztráty domu podkrovím lze provést v online kalkulačce, která vybere požadovaný typ plotových konstrukcí. Ve výsledku je překrývající se odpor přenosu tepla 0,6 m2 * C / W a tepelné ztráty jsou 31 W na metr čtvereční, tj. 2,6 kW z celé plochy plotové konstrukce. Výsledkem bude celková tepelná ztráta vypočtená jako 7 kW * h. U nízké kvality konstrukcí konstrukčního typu je indikátor zjevně mnohem nižší než v současnosti.

Ve skutečnosti je výpočet idealizovaný a nebere v úvahu speciální koeficienty, například rychlost ventilace, která je součástí výměny tepla konvekčního typu, jakož i ztráty vstupními dveřmi a ventilací. Ve skutečnosti díky instalaci nekvalitních oken, nedostatečné ochraně na opěře střechy na Mauerlat a hrozné hydroizolaci stěn od základu mohou být skutečné tepelné ztráty 2-3krát vyšší než vypočítané ty. Dokonce i základní studie tepelného inženýrství pomohou určit, zda konstrukce domu budou vyhovovat hygienickým normám.

https://youtu.be/XwMK8n_723Q

Ztráta tepla kanalizací

Během topné sezóny je voda vstupující do domu poměrně studená, například má průměrnou teplotu + 7 ° C. Ohřev vody je nutný, když si obyvatelé umyjí nádobí a koupají se. Voda z okolního vzduchu v toaletní nádrži je také částečně ohřátá. Veškeré teplo přijaté vodou je spláchnuto do odtoku.

Řekněme, že rodina v domě spotřebuje 15 m3 vody měsíčně. Specifická tepelná kapacita vody je 4,183 kJ / (kg × ° C). Hustota vody je 1000 kg / m3. Řekněme, že v průměru se voda vstupující do domu ohřívá na + 30 ° C, tj. teplotní rozdíl 23 ° C

Z toho vyplývá, že za měsíc budou tepelné ztráty kanalizací:

1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ

1443 135 kJ = 400,87 kWh

Po dobu 7 měsíců topného období nalévají obyvatelé do kanalizace:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh