| ! | Zahtjev, u komentarima pisati komentare, dodatke. | ! |
Kuća gubi toplinu kroz zatvorene konstrukcije (zidovi, prozori, krov, temelj), ventilaciju i odvodnju. Glavni gubici topline prolaze kroz zatvorene konstrukcije - 60–90% svih gubitaka topline.
Izračun gubitka topline kod kuće potreban je barem kako bi se odabrao pravi kotao. Također možete procijeniti koliko će novca biti potrošeno na grijanje u planiranoj kući. Evo primjera izračuna za plinski kotao i električni kotao. Također je moguće, zahvaljujući izračunima, analizirati financijsku učinkovitost izolacije, t.j. kako bismo razumjeli hoće li se troškovi ugradnje izolacije isplatiti potrošnjom goriva tijekom vijeka trajanja izolacije.
Gubitak topline kroz zatvorene konstrukcije
Dat ću primjer izračuna za vanjske zidove dvokatnice.
| 1) Izračunavamo otpor prijenosu topline zida, dijeleći debljinu materijala s koeficijentom toplinske vodljivosti. Primjerice, ako je zid izgrađen od tople keramike debljine 0,5 m s koeficijentom toplinske vodljivosti 0,16 W / (m × ° C), tada 0,5 dijelimo s 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m2 × ° C / W Koeficijenti toplinske vodljivosti građevinskih materijala mogu se naći ovdje. |
| 2) Izračunavamo ukupnu površinu vanjskih zidova. Evo pojednostavljenog primjera kvadratne kuće: (10 m širine x 7 m visine x 4 stranice) - (16 prozora x 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
| 3) Jedinicu dijelimo na otpor prijenosu topline, čime se postiže gubitak topline s jednog kvadratnog metra zida za jedan stupanj temperaturne razlike. 1 / 3,125 m2 × ° C / W = 0,32 W / m2 × ° C |
| 4) Izračunavamo gubitak topline zidova. Gubitak topline s jednog četvornog metra zida množimo s površinom zidova i razlikom u temperaturi unutar kuće i izvana. Primjerice, ako je unutrašnjost + 25 ° C, a vanjska strana –15 ° C, tada je razlika 40 ° C. 0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 40 ° C = 3072 W Ovaj broj je gubitak topline zidova. Gubitak topline mjeri se u vatima, tj. ovo je snaga gubitka topline. |
| 5) U kilovat-satima prikladnije je razumjeti značenje gubitka topline. Za 1 sat toplinska energija prolazi kroz naše zidove pri temperaturnoj razlici od 40 ° C: 3072 W × 1 h = 3,072 kW × h Energija se troši za 24 sata: 3072 W × 24 h = 73,728 kW × h |
Jasno je da je tijekom razdoblja grijanja vrijeme drugačije, t.j. temperaturna razlika se stalno mijenja. Stoga, da biste izračunali gubitak topline za cijelo razdoblje grijanja, u 4. koraku morate pomnožiti s prosječnom razlikom temperature za sve dane razdoblja grijanja.
Na primjer, za 7 mjeseci grijanja, prosječna temperaturna razlika u sobi i izvana bila je 28 stupnjeva, što znači gubitak topline kroz zidove tijekom ovih 7 mjeseci u kilovat-satima:
0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 mjeseci × 30 dana × 24 h = 10838016 W × v = 10838 kW × h
Broj je prilično opipljiv. Na primjer, ako je grijanje bilo električno, tada možete izračunati koliko novca bi se potrošilo na grijanje tako da se dobiveni broj pomnoži s cijenom kWh. Možete izračunati koliko je novca potrošeno na grijanje na plin izračunavanjem troškova kWh energije iz plinskog kotla. Da biste to učinili, morate znati cijenu plina, toplinu izgaranja plina i učinkovitost kotla.
Inače, u posljednjem izračunu, umjesto prosječne temperaturne razlike, broja mjeseci i dana (ali ne sati, ostavljamo sat), bilo je moguće koristiti stupanj-dan razdoblja grijanja - GSOP, neki informacije o GSOP-u su ovdje. Možete pronaći već izračunati GSOP za različite gradove Rusije i pomnožiti gubitak topline s jednog četvornog metra s površinom zida, s tim GSOP i sa 24 sata, dobivši gubitak topline u kW * h.
Slično zidovima, morate izračunati vrijednosti gubitaka topline za prozore, ulazna vrata, krov, temelj. Zatim zbrojite sve i dobit ćete vrijednost gubitka topline kroz sve zatvorene strukture.Usput, za prozore neće biti potrebno saznati debljinu i toplinsku vodljivost, obično već postoji gotov otpor prijenosu topline staklene jedinice koji je izračunao proizvođač. Za pod (u slučaju temelja ploče), temperaturna razlika neće biti prevelika, tlo ispod kuće nije toliko hladno kao vanjski zrak.
Metode za procjenu gubitka topline kod kuće
Približna mjesta curenja određuju se uzimanjem termografske karte pomoću specijalizirane opreme. Izračun se može izvršiti za postojeću zgradu i novu kuću. Profesionalci koriste složene metode izračuna uzimajući u obzir značajke konvekcijskog grijanja i druge čimbenike. U pravilu je sasvim dovoljno koristiti pojednostavljeni kalkulator gubitka topline na specijaliziranoj internetskoj stranici.
Tipične metode izračuna:
- prosječnim vrijednostima za određeno područje;
- zbrajanje toplinskih gubitaka glavnih elemenata (zidovi, podovi, krovovi) s dodatkom podataka o blokovima vrata i prozora, ventilacija;
- izračun parametara svake sobe.
Gubitak topline kroz ventilaciju
Približna količina dostupnog zraka u kući (ne uzimam u obzir količinu unutarnjih zidova i namještaja):
10 m h 10 m h 7 m = 700 m3
Gustoća zraka na temperaturi od + 20 ° C 1.2047 kg / m3. Specifični toplinski kapacitet zraka 1.005 kJ / (kg × ° C). Zračna masa u kući:
700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg
Recimo da se sav zrak u kući mijenja 5 puta dnevno (ovo je približni broj). Uz prosječnu razliku između unutarnje i vanjske temperature od 28 ° C za cijelo razdoblje grijanja, toplinska energija trošit će se u prosjeku dnevno za zagrijavanje dolaznog hladnog zraka:
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)
Oni. tijekom sezone grijanja, uz petostruku zamjenu zraka, kuća će ventilacijom izgubiti u prosjeku 32,96 kWh toplinske energije dnevno. Za 7 mjeseci grijanja gubici energije bit će:
7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Čimbenici koji utječu na gubitak topline
Termički procesi savršeno koreliraju s električnim - temperaturna razlika će djelovati kao napon, a toplinski tok može se smatrati trenutnom silom, pa čak ni pojam ne treba izmišljati zbog otpora. Koncept najmanjeg otpora, koji se u termotehnici pojavljuje kao hladni mostovi, također je potpuno valjan. Ako u presjeku uzmemo u obzir proizvoljni materijal, dovoljno je jednostavno postaviti put protoka topline i na makro razini i na mikro razini. U ulozi prvog modela, uzet ćemo betonski zid, u kojem su, tehnološkom potrebom, izvedena pričvršćenja čeličnim šipkama s proizvoljnim presjekom.
Čelik je sposoban provoditi toplinu nešto bolje od betona, pa se stoga mogu razlikovati 3 glavna protoka topline:
Kroz beton.- Kroz čelične šipke.
- Od ostatka šipki do betona.
Posljednji model protoka topline je najzanimljiviji. Budući da se čelična šipka brže zagrijava, postoji razlika u temperaturi između materijala bliže vanjskoj strani zidova. Dakle, čelik nije samo sposoban sam „pumpati“ toplinu prema van, već će povećati i toplinsku vodljivost betona u susjedstvu. U poroznom mediju toplinski procesi odvijaju se na isti način. Gotovo svi građevinski materijali izrađeni su od razgranate mreže čvrste tvari, a prostor između njih ispunjen je zrakom. Dakle, gusti i čvrsti materijal služit će kao glavni vodič topline, ali zbog složenosti strukture put kojim se toplina širi bit će veći od presjeka. Dakle, drugi čimbenik koji određuje toplinsku otpornost je taj što je svaki sloj heterogen i ima omotač zgrade u cjelini.
Treći čimbenik koji utječe na toplinsku vodljivost je ono što nazivamo nakupljanje vlage u porama.Voda ima toplinski otpor 25 puta manji od otpora zraka, a ako ispuni pore, i općenito, toplinska vodljivost materijala postat će još veća nego da pore uopće nema. Kad se voda smrzne, situacija će postati još gora - toplinska vodljivost može se povećati i do 80 puta, a izvor vlage obično je zrak unutar prostorije i oborine. Dakle, tri glavna načina za borbu protiv ove pojave bit će hidroizolacija vanjskih zidova, uporaba zaštite od pare i izračunavanje nakupljanja vlage, što se mora raditi paralelno s predviđanjem gubitaka topline.
Diferencirane sheme namire
Najjednostavnija metoda za utvrđivanje količine gubitaka topline u zgradi bila bi potpuna suma vrijednosti toplinskog toka kroz građevine kojima će zgrada biti opremljena. Ova metoda u potpunosti uzima u obzir razliku u strukturi različitih materijala, kao i specifičnosti protoka topline kroz njih, kao i u čvorovima spoja jedne ravnine s drugom. Takav pristup izračunavanju toplinskih gubitaka kuće uvelike će pojednostaviti zadatak, jer se različite strukture zatvorenog tipa mogu značajno razlikovati u dizajnu sustava toplinske zaštite. ispada da će odvojenom studijom biti lakše odrediti količinu toplinskih gubitaka,
jer za to postoje različite metode izračuna:
- Za zidove će količina propuštanja topline biti jednaka ukupnoj površini, koja se pomnoži omjerom temperaturne razlike i otpora. U tom slučaju treba uzeti u obzir orijentaciju zida na kardinalne točke kako bi se uzelo u obzir zagrijavanje po danu, kao i propuštanje građevinskih građevina.
- Za preklapanje, metoda je ista, ali uzet će se u obzir prisutnost tavanskog prostora i način korištenja. Čak i za sobnu temperaturu možete primijeniti vrijednost veću za 4 stupnja, a izračunata vlažnost zraka također će biti 5-10% veća.
- Gubici topline kroz pod smatraju se zonskim i opisuju pojaseve duž cijelog opsega konstrukcije. To je zbog činjenice da je temperatura tla ispod poda puno veća u blizini središta zgrade u usporedbi s dijelom na kojem stoji temelj.
- Toplinski tok kroz ostakljenje određen je podacima putovnice prozorskih okvira, a također biste trebali uzeti u obzir vrstu naslona prozora na zid, kao i dubinu kosina.
Dalje, prijeđimo na primjer izračuna.
Primjer proračuna gubitaka topline
Prije demonstracije primjera proračuna, treba odgovoriti na još jedno pitanje - kako ispravno izračunati integralni otpor toplinskog tipa složenih konstrukcija s velikim brojem slojeva? To je moguće ručno, na sreću, u modernoj gradnji ne koristi se mnogo vrsta nosive osnove i izolacijskih sustava. Ali vrlo je teško uzeti u obzir prisutnost ukrasnih završnih obloga, fasade i unutarnje žbuke, kao i utjecaj svih prijelaznih procesa i drugih čimbenika, i bolje je koristiti automatizirane izračune. Jedan od najboljih mrežnih resursa za takve zadatke bit će smartsals.ru, koji će dodatno izraditi dijagram pomaka točke rosišta ovisno o klimatskim uvjetima.
Na primjer, uzmimo proizvoljnu strukturu. To će biti jednokatna kuća pravilnog pravokutnog oblika veličine 8 * 10 metara i visine stropa od 3 metra. U kući je napravljen neizolirani pod na temeljnom premazu s daskama na trupcima s zračnim prazninama, a visina poda je za 0,15 metara veća od oznake uređenja zemljišta na mjestu. Zidni materijali bit će monolit šljake debljine 0,42 metra s unutarnjom vapneno-cementnom žbukom debljine do 3 cm i vanjskom smjesom šljako-cementne žbuke "krzneni kaput" debljine do 5 cm. Ukupna površina ostakljenja je 9,5 četvornih metara, a dvokomorni stakleni paket u profilu za uštedu topline s prosječnim toplinskim otporom od 0,32 m2 * C / W. Preklapanje je napravljeno na drvenim gredama - odozdo će biti ožbukano uz šindru, ispunjeno troskom i prekriveno glinenim estrihom na vrhu, iznad stropa je hladno potkrovlje.Zadatak izračuna toplinskih gubitaka bit će formiranje sustava zaštite od topline zidnih površina.
Zidovi
Primjenjujući podatke o terenu, kao i debljinu i materijale slojeva koji su korišteni za zidove, na gore spomenutu uslugu, morate popuniti odgovarajuća polja. Prema rezultatima izračuna, ispada da je otpor prijenosa topline 1,11 m2 * C / W, a protok topline kroz zidove je 18 W za sve četvorne metre. S ukupnom površinom zida (bez ostakljenja) od 102 četvorna metra, ukupni gubitak topline kroz zidove iznosi 1,92 kWh. U tom će slučaju gubici topline kroz prozore iznositi 1 kW.
Krov i ploča
Formula za izračunavanje gubitka topline kuće kroz potkrovlje može se izvesti putem mrežnog kalkulatora, odabirom potrebne vrste ogradnih konstrukcija. Kao rezultat, preklapajući otpor prijenosa topline iznosi 0,6 m2 * C / W, a gubitak topline iznosi 31 W po četvornom metru, odnosno 2,6 kW od cijele površine ogradne konstrukcije. Rezultat će biti ukupni gubitak topline izračunat kao 7 kW * h. S niskom kvalitetom građevinskih struktura, pokazatelj je očito mnogo manji od sadašnjeg.
Zapravo, izračun je idealiziran i ne uzima u obzir posebne koeficijente, na primjer, brzinu ventilacije, koja je sastavni dio izmjene topline konvekcijskog tipa, kao i gubitke kroz ulazna vrata i ventilaciju. Zapravo, zbog ugradnje nekvalitetnih prozora, nedostatka zaštite na nosaču krova na Mauerlat i strašne hidroizolacije zidova od temelja, stvarni gubici topline mogu biti 2-3 puta veći od izračunatih one. Pa ipak, čak i osnovne studije toplinskog inženjerstva pomoći će utvrditi hoće li strukture kuće biti u skladu sa sanitarnim standardima.
https://youtu.be/XwMK8n_723Q
Gubitak topline kroz kanalizaciju
Tijekom sezone grijanja voda je koja ulazi u kuću prilično hladna, na primjer, ima prosječnu temperaturu od + 7 ° C. Zagrijavanje vode potrebno je kada stanovnici peru posuđe i kupaju se. Također, voda se djelomično zagrijava iz okolnog zraka u vodokotliću. Sva toplina koju voda prima ispire se u odvod.
Recimo da obitelj u kući troši 15 m3 vode mjesečno. Specifični toplinski kapacitet vode je 4,183 kJ / (kg × ° C). Gustoća vode je 1000 kg / m3. Recimo da se u prosjeku voda koja ulazi u kuću zagrije na + 30 ° C, tj. temperaturna razlika 23 ° C.
Sukladno tome, mjesečno će gubitak topline kroz kanalizaciju biti:
1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Za 7 mjeseci grijanja stanovnici u kanalizaciju ulijevaju:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
