Изчисляване на топлинните загуби у дома - ние се смятаме правилно!

Къщата губи топлина чрез ограждащите конструкции (стени, прозорци, покрив, фундамент), вентилация и отводняване. Основните топлинни загуби преминават през заграждащите конструкции - 60–90% от всички топлинни загуби.

Изчисляването на топлинните загуби у дома е необходимо поне за да изберете правилния котел. Можете също така да прецените колко пари ще бъдат изразходвани за отопление в планираната къща. Ето примерно изчисление за газов котел и електрически. Също така е възможно, благодарение на изчисленията, да се анализира финансовата ефективност на изолацията, т.е. за да разберете дали разходите за инсталиране на изолация ще се изплатят с икономия на гориво през целия живот на изолацията.

Загуба на топлина чрез ограждащи конструкции

Ще дам пример за изчисление за външните стени на двуетажна къща.

Ясно е, че през отоплителния период времето е различно, т.е. температурната разлика се променя през цялото време. Следователно, за да изчислите топлинните загуби за целия отоплителен период, трябва да умножите в стъпка 4 по средната температурна разлика за всички дни от отоплителния период.
Например за 7 месеца от отоплителния период средната температурна разлика в помещението и отвън е била 28 градуса, което означава загуба на топлина през стените през тези 7 месеца в киловатчас:

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

Числото е доста осезаемо. Например, ако отоплението е било електрическо, тогава можете да изчислите колко пари биха били изразходвани за отопление, като умножите полученото число по цената на kWh. Можете да изчислите колко пари са изразходвани за отопление с газ, като изчислите разходите за kWh енергия от газов котел. За да направите това, трябва да знаете цената на газа, топлината на изгаряне на газа и ефективността на котела.

Между другото, при последното изчисление, вместо средната температурна разлика, броят на месеците и дните (но не и часовете, оставяме часовника), беше възможно да се използва градусният ден от отоплителния период - GSOP, някои информация за GSOP е тук. Можете да намерите вече изчисления GSOP за различни градове на Русия и да умножите топлинните загуби от един квадратен метър по площта на стената, по тези GSOP и по 24 часа, след като сте получили топлинни загуби в kW * h.

Подобно на стените, трябва да изчислите стойностите на топлинните загуби за прозорци, входна врата, покрив, фундамент. След това съберете всичко и ще получите стойността на топлинните загуби през всички заграждащи конструкции.Между другото, за прозорците няма да е необходимо да се установи дебелината и топлопроводимостта, обикновено вече има готово съпротивление на топлопреминаване на стъклен блок, изчислено от производителя. За пода (в случай на фундаментна плоча) температурната разлика няма да бъде твърде голяма, почвата под къщата не е толкова студена, колкото външния въздух.

Методи за оценка на топлинните загуби у дома

Приблизителните места на течове се определят чрез вземане на термографска карта с помощта на специализирано оборудване. Може да се направи изчисление за съществуваща сграда и нова къща. Професионалистите използват сложни методи за изчисление, като вземат предвид характеристиките на конвекционното отопление и други фактори. Като правило е напълно достатъчно да се използва опростен калкулатор на топлинни загуби на специализиран онлайн сайт.

Типични методи за изчисление:

• чрез осреднени стойности за определен регион;
• сумиране на топлинните загуби на основните елементи (стени, подове, покриви) с добавяне на данни за блокове на врати и прозорци, вентилация;
• изчисляване на параметрите на всяка стая.

Загуба на топлина чрез вентилация

Приблизителният обем на наличния въздух в къщата (не отчитам обема на вътрешните стени и мебели):

10 м х 10 м х 7 м = 700 м3

Плътност на въздуха при температура от + 20 ° C 1.2047 kg / m3. Специфичен топлинен капацитет на въздуха 1.005 kJ / (kg × ° C). Въздушна маса в къщата:

700 м3 × 1,2047 кг / м3 = 843,29 кг

Да кажем, че целият въздух в къщата се променя 5 пъти на ден (това е приблизително число). Със средна разлика между вътрешната и външната температура от 28 ° C за целия отоплителен период, топлинна енергия ще се изразходва средно на ден за отопление на входящия студен въздух:

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)

Тези. по време на отоплителния сезон, с петкратна подмяна на въздуха, къщата чрез вентилация ще губи средно 32,96 kWh топлинна енергия на ден. За 7 месеца от отоплителния период енергийните загуби ще бъдат:

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

Фактори, които влияят на топлинните загуби

Процесите от термичен тип перфектно корелират с електрическите - температурната разлика ще действа като напрежение и топлинният поток може да се разглежда като сила на тока и дори не е необходимо да се измисля термин за съпротивление. Концепцията за най-малко съпротивление, която се появява в топлотехниката като мостове със студ, също е напълно валидна. Ако разгледаме произволен материал в разрез, достатъчно е просто да зададем пътя на топлинния поток както на макро ниво, така и на микро ниво. В ролята на първия модел ще вземем бетонна стена, в която по технологична необходимост се правят закрепвания със стоманени пръти с произволен разрез.

Стоманата е в състояние да провежда топлина малко по-добре от бетона и следователно могат да се разграничат 3 основни топлинни потока:

• 
  През бетона.

• Чрез стоманени пръти.
• От останалите пръти до бетона.

Последният модел на топлинния поток е най-интересният. Тъй като стоманената пръчка се загрява по-бързо, има разлика в температурата между материалите по-близо до външната страна на стените. По този начин стоманата не само е в състояние да „изпомпва“ топлината навън сама по себе си, но също така ще увеличи топлопроводимостта на бетона в съседство с нея. В пореста среда термичните процеси протичат по същия начин. Почти всички строителни материали са направени от разклонена мрежа от твърдо вещество, а пространството между тях е изпълнено с въздух. По този начин плътният и твърд материал ще служи като основен проводник на топлината, но поради сложността на конструкцията пътят, по който се разпространява топлината, ще бъде по-голям от напречното сечение. И така, вторият фактор, който определя термичното съпротивление, е, че всеки слой е разнороден и има сградна обвивка като цяло.

Третият фактор, който влияе върху топлопроводимостта, е това, което наричаме натрупване на влага в порите.Водата има термично съпротивление 25 пъти по-малко от това на въздуха и ако тя запълва порите и като цяло, топлопроводимостта на материала ще стане дори по-висока, отколкото ако изобщо няма пори. Когато водата замръзне, ситуацията ще се влоши още повече - топлопроводимостта може да се увеличи до 80 пъти, а източникът на влага обикновено е въздухът в помещението и валежите. И така, трите основни начина за борба с това явление ще бъдат външната хидроизолация на стените, използването на парна защита и изчисляването на натрупването на влага, което трябва да се прави паралелно с прогнозиране на топлинните загуби.

Диференцирани схеми за сетълмент

Най-простият метод за установяване на размера на топлинните загуби в сграда би бил пълното сумиране на стойностите на топлинния поток през конструкциите, с които сградата ще бъде оборудвана. Този метод напълно отчита разликата в структурата на различните материали, както и спецификата на топлинния поток през тях, а също и във възлите на свързването на една равнина с друга. Такъв подход за изчисляване на топлинните загуби на една къща значително ще опрости задачата, тъй като различните конструкции от заграждащ тип могат да се различават значително при проектирането на системи за термична защита. оказва се, че с отделно проучване ще бъде по-лесно да се определи количеството топлинни загуби,

защото има различни методи за изчисление за това:

1. За стените количеството изтичане на топлина ще бъде равно на общата площ, която се умножава по съотношението на температурната разлика към съпротивлението. В този случай трябва да се вземе предвид ориентацията на стената към основните точки, за да се вземе предвид затоплянето през деня, както и продухването на конструкции от сграден тип.
2. За припокриването методът е същият, но ще се вземат предвид наличието на таванското пространство и начинът на използване. Дори за стайна температура можете да приложите стойност с 4 градуса по-висока, а изчислената влажност също ще бъде с 5-10% по-висока.
3. Загубите на топлина през пода се считат за зонални и описват поясите по целия периметър на конструкцията. Това се дължи на факта, че температурата на земята под пода е много по-висока близо до центъра на сградата в сравнение с частта, където стои основата.
4. Топлинният поток през стъклопакета се определя от паспортните данни на дограмата, като също така трябва да вземете предвид вида допиране на прозорците до стената, както и дълбочината на склоновете.

След това нека преминем към примера за изчисление.

Пример за изчисления на топлинните загуби

Преди да демонстрирате пример за изчисление, трябва да се отговори на още един въпрос - как правилно да се изчисли интегралното съпротивление на термичен тип сложни конструкции с голям брой слоеве? Възможно е да направите това ръчно, за щастие в съвременното строителство не се използват много видове носещи основи и изолационни системи. Но е много трудно да се вземе предвид наличието на декоративни покрития, фасадни и вътрешни мазилки, както и влиянието на всички преходни процеси и други фактори, и е по-добре да се използват автоматизирани изчисления. Един от най-добрите мрежови ресурси за такива задачи ще бъде smаrtsalс.ru, който допълнително ще изготви диаграма на изместване на точката на оросяване в зависимост от климатичните условия.

Да вземем например произволна структура. Това ще бъде едноетажна къща с правилна правоъгълна форма с размер 8 * 10 метра и височина на тавана 3 метра. В къщата е направен неизолиран под върху грунд с дъски върху дървени трупи с въздушни пролуки, а височината на пода е с 0,15 метра по-висока от маркировката за земя на мястото. Стенните материали ще бъдат монолит от шлака с дебелина 0,42 метра с вътрешна вароциментова мазилка с дебелина до 3 см и външна смес от шлаково-циментова мазилка „кожено палто“ с дебелина до 5 см. Общата площ на остъкляването е 9,5 квадратни метра и двукамерен стъклен пакет в термоспестяващ профил със средно термично съпротивление от 0,32 м2 * C / W. Припокриването е направено върху дървени греди - отдолу ще бъде измазано по херпес зостер, запълнено с шлака и покрито с глинена замазка отгоре, над тавана има студено таванско помещение.Задачата за изчисляване на топлинните загуби ще бъде формирането на топлозащитна система на стенните повърхности.

Стени

Прилагайки данните за терена, както и дебелината и материалите на слоевете, използвани за стените, в услугата, спомената по-горе, трябва да попълните съответните полета. Според резултатите от изчислението, съпротивлението на топлопреминаване се оказва 1,11 m2 * C / W, а топлинният поток през стените е 18 W за всички квадратни метри. При обща площ на стената (без остъкляването) от 102 квадратни метра, общата топлинна загуба през стените е 1,92 kWh. В този случай топлинните загуби през прозорците ще бъдат 1 kW.

Покрив и плоча

Формулата за изчисляване на топлинните загуби на къща през таванския етаж може да се направи в онлайн калкулатор, като се избере необходимия тип оградни конструкции. В резултат на това припокриващото се съпротивление на топлопреминаването е 0,6 m2 * C / W, а топлинните загуби са 31 W на квадратен метър, т.е. 2,6 kW от цялата площ на оградната конструкция. Резултатът ще бъде общата топлинна загуба, изчислена като 7 kW * h. При ниско качество на строителните конструкции, показателят очевидно е много по-малък от настоящия.

В действителност изчислението е идеализирано и не отчита специални коефициенти, например скоростта на вентилация, която е компонент на топлообмена от конвекционен тип, както и загубите през входните врати и вентилация. Всъщност, поради инсталирането на нискокачествени прозорци, липсата на защита при опората на покрива към Mauerlat и ужасната хидроизолация на стените от основата, реалните топлинни загуби могат да бъдат 2-3 пъти по-високи от изчислените нечий. И все пак, дори основни изследвания на топлинното инженерство ще помогнат да се определи дали конструкциите на къщата ще отговарят на санитарните стандарти.

https://youtu.be/XwMK8n_723Q

Загуба на топлина през канализацията

По време на отоплителния сезон водата, влизаща в къщата, е доста студена, например, тя има средна температура от + 7 ° C. Затоплянето на водата е необходимо, когато жителите мият чиниите си и се къпят. Също така водата се загрява частично от околния въздух в казанчето на тоалетната. Цялата топлина, получена от водата, се отвежда в канализацията.

Да кажем, че едно семейство в къща консумира 15 м3 вода на месец. Специфичният топлинен капацитет на водата е 4.183 kJ / (kg × ° C). Плътността на водата е 1000 kg / m3. Да кажем, че средно водата, влизаща в къщата, се загрява до + 30 ° C, т.е. температурна разлика 23 ° C.

Съответно на месец топлинните загуби през канализацията ще бъдат:

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

1443135 kJ = 400,87 kWh

За 7 месеца от отоплителния период жителите изливат в канализацията:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh