Berekening van warmteverlies thuis - we beschouwen onszelf als correct!

De woning verliest warmte door de omhullende constructies (muren, ramen, dak, fundering), ventilatie en afwatering. De belangrijkste warmteverliezen gaan door de omhullende constructies - 60-90% van alle warmteverliezen.

De berekening van het warmteverlies thuis is in ieder geval nodig om de juiste ketel te kiezen. Ook kun je inschatten hoeveel geld er in de geplande woning aan verwarming wordt besteed. Hier is een rekenvoorbeeld voor een gasboiler en een elektrische. Dankzij de berekeningen is het ook mogelijk om de financiële efficiëntie van de isolatie te analyseren, d.w.z. om te begrijpen of de kosten voor het installeren van isolatie tijdens de levensduur van de isolatie lonen met brandstofbesparing.

Warmteverlies door omhullende constructies

Ik zal een rekenvoorbeeld geven voor de buitenmuren van een huis met twee verdiepingen.

Het is duidelijk dat tijdens de verwarmingsperiode het weer anders is, d.w.z. het temperatuurverschil verandert voortdurend. Om het warmteverlies voor de gehele verwarmingsperiode te berekenen, moet u daarom in stap 4 vermenigvuldigen met het gemiddelde temperatuurverschil voor alle dagen van de verwarmingsperiode.
Bijvoorbeeld, gedurende 7 maanden van de verwarmingsperiode was het gemiddelde temperatuurverschil in de kamer en buiten 28 graden, wat betekent dat er gedurende deze 7 maanden warmteverlies door de muren gaat in kilowattuur:

0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 maanden × 30 dagen × 24 uur = 10838016 B × h = 10838 kW × h

Het aantal is vrij "tastbaar". Als de verwarming bijvoorbeeld elektrisch was, kunt u berekenen hoeveel geld er aan verwarming zou worden uitgegeven door het resulterende getal te vermenigvuldigen met de kosten van kWh. U kunt berekenen hoeveel geld er aan verwarming met gas is uitgegeven door de kosten van kWh aan energie uit een gasboiler te berekenen. Om dit te doen, moet u de gaskosten, de verbrandingswarmte van het gas en de efficiëntie van de ketel kennen.

Trouwens, in de laatste berekening, in plaats van het gemiddelde temperatuurverschil, het aantal maanden en dagen (maar niet uren, we verlaten de klok), was het mogelijk om de graaddag van de verwarmingsperiode te gebruiken - GSOP, sommige informatie over GSOP is hier. U kunt de reeds berekende GSOP voor verschillende steden in Rusland vinden en het warmteverlies van één vierkante meter vermenigvuldigen met het muuroppervlak, met deze GSOP en met 24 uur, nadat u warmteverlies in kW * h hebt ontvangen.

Net als bij muren, moet u de waarden van warmteverlies berekenen voor ramen, voordeur, dak, fundering. Tel dan alles op en je krijgt de waarde van warmteverlies door alle omhullende structuren.Voor ramen is het trouwens niet nodig om de dikte en thermische geleidbaarheid te achterhalen, meestal is er al een kant-en-klare weerstand tegen warmteoverdracht van een glazen eenheid berekend door de fabrikant. Voor de vloer (in het geval van een plaatfundering) zal het temperatuurverschil niet te groot zijn, de grond onder de woning is niet zo koud als de buitenlucht.

Methoden voor het beoordelen van warmteverlies thuis

De geschatte plaatsen van lekken worden bepaald door een thermografische kaart te maken met behulp van gespecialiseerde apparatuur. Er kan een berekening gemaakt worden voor een bestaand gebouw en een nieuwbouwwoning. Professionals gebruiken complexe berekeningsmethoden waarbij rekening wordt gehouden met de kenmerken van convectieverwarming en andere factoren. In de regel is het voldoende om een ​​vereenvoudigde warmteverliescalculator te gebruiken op een gespecialiseerde online site.

Typische berekeningsmethoden:

• door gemiddelde waarden voor een specifieke regio;
• sommatie van warmteverliezen van de belangrijkste elementen (muren, vloeren, daken) met toevoeging van gegevens over deur- en raamblokken, ventilatie;
• berekening van de parameters van elke kamer.

Warmteverlies door ventilatie

Het geschatte volume beschikbare lucht in het huis (ik houd geen rekening met het volume van binnenmuren en meubels):

10 m х 10 m х 7 m = 700 m3

Luchtdichtheid bij een temperatuur van + 20 ° C 1,2047 kg / m3. Specifieke warmtecapaciteit van lucht 1.005 kJ / (kg × ° C). Luchtmassa in huis:

700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg

Laten we zeggen dat alle lucht in huis 5 keer per dag verandert (dit is een geschat aantal). Bij een gemiddeld verschil tussen de binnen- en buitentemperatuur van 28 ° C gedurende de gehele verwarmingsperiode, wordt er gemiddeld per dag warmte-energie verbruikt om de binnenkomende koude lucht te verwarmen:

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)

Die. tijdens het stookseizoen, met een vijfvoudige luchtverversing, zal de woning door middel van ventilatie gemiddeld 32,96 kWh aan warmte-energie per dag verliezen. Gedurende 7 maanden van de verwarmingsperiode zijn de energieverliezen:

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

Factoren die warmteverlies beïnvloeden

Thermische processen correleren perfect met elektrische - het temperatuurverschil speelt de rol van spanning en de warmteflux kan worden beschouwd als een stroomkracht, en zelfs een term hoeft niet te worden uitgevonden voor weerstand. Het concept van de minste weerstand, dat in thermische engineering verschijnt als koudebruggen, is ook volledig geldig. Als we een willekeurig materiaal in een sectie beschouwen, volstaat het om eenvoudig het warmtestroompad zowel op macroniveau als op microniveau in te stellen. In de rol van het eerste model nemen we een betonnen muur, waarin, vanwege technologische noodzaak, doorgaande bevestigingen worden gemaakt met stalen staven met een willekeurige doorsnede.

Staal kan warmte iets beter geleiden dan beton en daarom zijn er 3 hoofdwarmtestromen te onderscheiden:

• 
  Door het beton.

• Door staven van staal.
• Van de rest van de staven tot het beton.

Het laatste warmtestroommodel is het meest interessante. Omdat de stalen staaf sneller opwarmt, is er een temperatuurverschil tussen de materialen dichter bij de buitenkant van de muren. Staal is dus niet alleen in staat om zelf warmte naar buiten te "pompen", het verhoogt ook de warmtegeleiding van het aangrenzende beton. In een poreus medium verlopen thermische processen op dezelfde manier. Bijna alle bouwmaterialen zijn gemaakt van een vertakt web van vaste materie en de ruimte ertussen is gevuld met lucht. Aldus zal een dicht en vast materiaal dienen als de belangrijkste warmtegeleider, maar vanwege de complexiteit van de structuur zal het pad waarlangs de warmte zich voortplant groter zijn dan de dwarsdoorsnede. De tweede factor die de thermische weerstand bepaalt, is dus dat elke laag heterogeen is en een gebouwschil als geheel heeft.

De derde factor die de thermische geleidbaarheid beïnvloedt, is wat we de ophoping van vocht in de poriën noemen.Water heeft een thermische weerstand die 25 keer kleiner is dan die van lucht, en als het de poriën vult, en in het algemeen, zal de thermische geleidbaarheid van het materiaal zelfs hoger worden dan wanneer er helemaal geen poriën zouden zijn. Wanneer water bevriest, wordt de situatie nog erger - de thermische geleidbaarheid kan tot 80 keer toenemen en de bron van vocht is meestal de lucht in de kamer en neerslag. De drie belangrijkste manieren om dit fenomeen te bestrijden, zijn het waterdicht maken van de buitenmuur, het gebruik van stoombescherming en de berekening van vochtophoping, wat parallel moet gebeuren met het voorspellen van warmteverlies.

Gedifferentieerde afwikkelingsregelingen

De eenvoudigste methode om de hoeveelheid warmteverlies in een gebouw vast te stellen, is een volledige optelling van de warmtefluxwaarden door de constructies waarmee het gebouw zal worden uitgerust. Deze methode houdt volledig rekening met het verschil in de structuur van verschillende materialen, evenals met de specifieke kenmerken van de warmtestroom erdoorheen, en ook met de knooppunten van de kruising van een enkel vlak naar een ander. Een dergelijke benadering voor het berekenen van de warmteverliezen van een huis zal de taak aanzienlijk vereenvoudigen, omdat verschillende structuren van het omhullende type aanzienlijk kunnen verschillen in het ontwerp van thermische beveiligingssystemen. het blijkt dat het met een afzonderlijke studie gemakkelijker zal zijn om de hoeveelheid warmteverliezen te bepalen,

omdat hiervoor verschillende rekenmethodes zijn:

1. Voor muren is de hoeveelheid warmtelekkage gelijk aan het totale oppervlak, dat wordt vermenigvuldigd met de verhouding tussen het temperatuurverschil en de weerstand. In dit geval moet men rekening houden met de oriëntatie van de muur ten opzichte van de windstreken om rekening te houden met de opwarming overdag en met het doorblazen van gebouwachtige constructies.
2. Voor de overlapping is de methode hetzelfde, maar er wordt rekening gehouden met de aanwezigheid van de zolderruimte en de gebruiksmodus. Zelfs voor kamertemperatuur kun je een waarde van 4 graden hoger toepassen, en de berekende luchtvochtigheid zal ook 5-10% hoger zijn.
3. Warmteverliezen door de vloer worden als zonaal beschouwd en beschrijven de banden langs de gehele omtrek van de constructie. Dit komt door het feit dat de temperatuur van de grond onder de vloer nabij het midden van het gebouw veel hoger is dan het gedeelte waar de fundering staat.
4. De warmteflux door de beglazing wordt bepaald door de paspoortgegevens van de kozijnen, en u moet ook rekening houden met het type aanslag van de ramen tegen de muur, evenals met de diepte van de hellingen.

Laten we vervolgens naar het rekenvoorbeeld gaan.

Voorbeeld van warmteverliesberekeningen

Voordat een rekenvoorbeeld wordt gedemonstreerd, moet nog een vraag worden beantwoord: hoe de integrale weerstand van een thermisch type complexe constructies met een groot aantal lagen correct te berekenen? Het is mogelijk om dit handmatig te doen, gelukkig worden in de moderne bouw niet veel soorten dragende ondergronden en isolatiesystemen gebruikt. Maar het is erg moeilijk om rekening te houden met de aanwezigheid van decoratieve afwerkingen, gevel- en interieurpleister, evenals de invloed van alle overgangsprocessen en andere factoren, en het is beter om geautomatiseerde berekeningen te gebruiken. Een van de beste netwerkbronnen voor dergelijke taken is smаrtsalс.ru, dat bovendien een dauwpuntverschuivingsdiagram zal opstellen, afhankelijk van de klimaatomstandigheden.

Laten we bijvoorbeeld een willekeurige structuur nemen. Het wordt een gelijkvloerse woning met een regelmatige rechthoekige vorm met een afmeting van 8 x 10 meter en een plafondhoogte van 3 meter. In het huis is een ongeïsoleerde vloer gemaakt op een primer met planken op boomstammen met luchtspleten, en de vloerhoogte is 0,15 meter hoger dan het bestemmingsmerkteken op de site. De muurmaterialen zullen een slakkenmonoliet zijn met een dikte van 0,42 meter met een interne kalkcementpleister met een dikte tot 3 cm en een externe slakken-cementgipsmix "bontjas" met een dikte tot 5 cm. Het totale glasoppervlak is 9,5 vierkante meter en een tweekamerglaspakket in een thermisch besparend profiel met een gemiddelde thermische weerstand van 0,32 m2 * C / W. De overlap is gemaakt op houten balken - van onderaf wordt het langs gordelroos gepleisterd, gevuld met slakken en bedekt met een klei-dekvloer bovenop, boven het plafond is er een koude zolder.De taak van het berekenen van warmteverliezen is de vorming van een hitteschermsysteem van muuroppervlakken.

Muren

Als u de gegevens over het terrein, evenals de dikte en materialen van de lagen die voor de muren werden gebruikt, toepast op de hierboven genoemde service, moet u de juiste velden invullen. Volgens de resultaten van de berekening blijkt de warmteoverdrachtsweerstand 1,11 m2 * C / W te zijn en is de warmteflux door de muren 18 W voor alle vierkante meters. Met een totaal wandoppervlak (exclusief beglazing) van 102 vierkante meter is het totale warmteverlies door de wanden 1,92 kWh. In dit geval is het warmteverlies door de ramen 1 kW.

Dak en plaat

De formule voor het berekenen van het warmteverlies van een huis via de zoldervloer kan worden gedaan in een online calculator, waarbij het vereiste type hekconstructies wordt gekozen. Als gevolg hiervan is de overlappingsweerstand van de warmteoverdracht 0,6 m2 * C / W en het warmteverlies 31 W per vierkante meter, dat wil zeggen 2,6 kW over het gehele oppervlak van de afrastering. Het resultaat is het totale warmteverlies berekend als 7 kW * h. Met constructies van lage kwaliteit is de indicator duidelijk veel minder dan de huidige.

In feite is de berekening geïdealiseerd en houdt geen rekening met speciale coëfficiënten, bijvoorbeeld de ventilatiesnelheid, die een onderdeel is van de warmte-uitwisseling van het convectietype, evenals verliezen door de toegangsdeuren en ventilatie. Door de installatie van ramen van lage kwaliteit, het gebrek aan bescherming bij de aanslag van het dak op de Mauerlat en de vreselijke waterdichtheid van de muren vanaf de fundering, kunnen echte warmteverliezen 2-3 keer hoger zijn dan de berekende degenen. En toch zullen zelfs elementaire warmtetechnische studies helpen bepalen of de structuren van het huis zullen voldoen aan de sanitaire normen.

https://youtu.be/XwMK8n_723Q

Warmteverlies via het riool

Tijdens het stookseizoen is het water dat het huis binnenkomt nogal koud, het heeft bijvoorbeeld een gemiddelde temperatuur van + 7 ° C. Waterverwarming is vereist wanneer bewoners hun afwas doen en een bad nemen. Ook wordt het water uit de omgevingslucht in het toiletreservoir gedeeltelijk verwarmd. Alle warmte die het water ontvangt, wordt door de afvoer gespoeld.

Laten we zeggen dat een gezin in een huis 15 m3 water per maand verbruikt. De specifieke warmtecapaciteit van water is 4.183 kJ / (kg × ° C). De dichtheid van water is 1000 kg / m3. Laten we zeggen dat het water dat het huis binnenkomt gemiddeld wordt verwarmd tot + 30 ° C, d.w.z. temperatuurverschil 23 ° C.

Per maand zal het warmteverlies via het riool dus:

1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4.183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ

1443135 kJ = 400,87 kWh

Gedurende 7 maanden van de verwarmingsperiode stromen de bewoners in het riool:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh