| ! | Begäran, i kommentarer skriv kommentarer, tillägg. | ! |
Huset tappar värme genom de inneslutna strukturerna (väggar, fönster, tak, fundament), ventilation och dränering. De viktigaste värmeförlusterna går genom de inneslutna strukturerna - 60–90% av alla värmeförluster.
Beräkningen av värmeförlusten hemma behövs åtminstone för att välja rätt panna. Du kan också uppskatta hur mycket pengar som ska spenderas på uppvärmning i det planerade huset. Här är en exempelberäkning för en gaspanna och en elektrisk. Tack vare beräkningarna är det också möjligt att analysera isoleringens ekonomiska effektivitet, dvs. för att förstå om kostnaden för att installera isolering kommer att löna sig med bränsleekonomi under isoleringens livslängd.
Värmeförlust genom inneslutna strukturer
Jag kommer att ge ett exempel på beräkning av ytterväggarna i ett hus med två våningar.
| 1) Vi beräknar väggens motstånd mot värmeöverföring och delar tjockleken på materialet med dess värmekonduktivitetskoefficient. Om väggen till exempel är byggd av varm keramik 0,5 m tjock med en värmeledningskoefficient på 0,16 W / (m × ° C), dividerar vi 0,5 med 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m2 × ° C / W Värmekonduktivitetskoefficienterna för byggmaterial finns här. |
| 2) Vi beräknar ytterytans totala yta. Här är ett förenklat exempel på ett fyrkantigt hus: (10 m bred x 7 m hög x 4 sidor) - (16 fönster x 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
| 3) Vi delar enheten med motståndet mot värmeöverföring, vilket ger värmeförlust från en kvadratmeter av väggen med en grad av temperaturskillnad. 1 / 3,125 m2 × ° C / W = 0,32 W / m2 × ° C |
| 4) Vi beräknar värmeförlusten på väggarna. Vi multiplicerar värmeförlusten från en kvadratmeter av väggen med väggarea och med skillnaden i temperatur inuti huset och utanför. Om till exempel insidan är + 25 ° C och utsidan är –15 ° C, är skillnaden 40 ° C. 0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 40 ° C = 3072 W Detta tal är värmeförlusten på väggarna. Värmeförlust mäts i watt, dvs. detta är värmeförlusteffekten. |
| 5) I kilowattimmar är det bekvämare att förstå innebörden av värmeförlust. På en timme går termisk energi genom våra väggar vid en temperaturskillnad på 40 ° C: 3072 W × 1 h = 3,072 kW × h Energi förbrukas på 24 timmar: 3072 W × 24 h = 73,728 kW × h |
Det är tydligt att vädret är annorlunda under uppvärmningsperioden, dvs. temperaturskillnaden ändras hela tiden. För att beräkna värmeförlusten för hela uppvärmningsperioden måste du därför multiplicera i steg 4 med den genomsnittliga temperaturskillnaden för alla dagar i uppvärmningsperioden.
Till exempel, under 7 månader av uppvärmningsperioden var den genomsnittliga temperaturskillnaden i rummet och utomhus 28 grader, vilket innebär värmeförlust genom väggarna under dessa 7 månader i kilowattimmar:
0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 månader × 30 dagar × 24 h = 10838016 W × h = 10838 kW × h
Siffran är ganska konkret. Till exempel, om uppvärmningen var elektrisk, kan du beräkna hur mycket pengar som skulle spenderas på uppvärmning genom att multiplicera det resulterande talet med kostnaden för kWh. Du kan beräkna hur mycket pengar som spenderades på uppvärmning med gas genom att beräkna kostnaden för kWh energi från en gaspanna. För att göra detta måste du känna till kostnaden för gas, gasens förbränningsvärme och pannans effektivitet.
Förresten, i den senaste beräkningen, i stället för den genomsnittliga temperaturskillnaden, antalet månader och dagar (men inte timmar, lämnar vi klockan), var det möjligt att använda graddagen för uppvärmningsperioden - GSOP, en del information om GSOP finns här. Du kan hitta den redan beräknade GSOP för olika städer i Ryssland och multiplicera värmeförlusten från en kvadratmeter med väggområdet, med dessa GSOP och med 24 timmar, efter att ha fått värmeförlust i kW * h.
På samma sätt som väggar måste du beräkna värdena för värmeförlust för fönster, ytterdörr, tak, fundament. Lägg sedan till allt så får du värdet av värmeförlust genom alla inneslutande strukturer.För fönster är det förresten inte nödvändigt att ta reda på tjockleken och värmeledningsförmågan, vanligtvis finns det redan ett färdigt motstånd mot värmeöverföring av en glasenhet beräknad av tillverkaren. För golvet (i fallet med en plattplatta) blir temperaturskillnaden inte för stor, marken under huset är inte lika kall som utomhusluften.
Metoder för att bedöma värmeförlusten hemma
De ungefärliga platserna för läckage bestäms genom att ta en termografisk karta med specialutrustning. En beräkning kan göras för en befintlig byggnad och ett nytt hus. Professionella använder komplexa beräkningsmetoder med hänsyn till funktionerna i konvektionsuppvärmning och andra faktorer. Som regel är det tillräckligt att använda en förenklad kalkylator för värmeförlust på en specialiserad webbplats.
Typiska beräkningsmetoder:
- med medelvärden för en specifik region;
- summering av värmeförluster från huvudelementen (väggar, golv, tak) med tillägg av data om dörr- och fönsterblock, ventilation;
- beräkning av parametrarna i varje rum.
Värmeförlust genom ventilation
Den ungefärliga volymen tillgänglig luft i huset (jag tar inte hänsyn till volymen på innerväggar och möbler):
10 m х 10 m х 7 m = 700 m3
Lufttäthet vid en temperatur av + 20 ° C 1,2047 kg / m3. Specifik luftkapacitet 1.005 kJ / (kg × ° C). Luftmassa i huset:
700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg
Låt oss säga att all luft i huset ändras 5 gånger om dagen (detta är ett ungefärligt antal). Med en genomsnittlig skillnad mellan de interna och externa temperaturerna på 28 ° C under hela uppvärmningsperioden, kommer värmeenergi att användas i genomsnitt per dag för att värma den inkommande kalla luften:
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)
De där. under värmesäsongen, med en femfaldig luftbyte, förlorar huset genom ventilation i genomsnitt 32,96 kWh värmeenergi per dag. Under sju månader efter uppvärmningsperioden kommer energiförlusterna att vara:
7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Faktorer som påverkar värmeförlusten
Termiska processer korrelerar perfekt med elektriska processer - temperaturskillnaden fungerar som spänning, och värmeflöde kan betraktas som en strömkraft, och till och med en term behöver inte uppfinnas för motstånd. Konceptet med det lägsta motståndet, som framträder inom värmeteknik som kylbroar, är också fullt giltigt. Om vi betraktar ett godtyckligt material i sektion räcker det att helt enkelt ställa in värmeflöden både på makronivå och på mikronivå. I rollen som den första modellen kommer vi att ta en betongvägg, där, av teknisk nödvändighet, genom fästanordningar görs med stålstänger med en godtycklig sektion.
Stål kan leda värme något bättre än betong, och därför kan man skilja mellan tre huvudvärmeströmmar:
Genom betongen.- Genom stänger av stål.
- Från resten av stavarna till betongen.
Den sista värmeflödesmodellen är den mest intressanta. Eftersom stålstången värms upp snabbare, finns det en temperaturskillnad mellan materialen närmare utsidan av väggarna. Således kan stål inte bara "pumpa" värmen utåt i sig, utan kommer också att öka värmeledningsförmågan hos betongen intill den. I ett poröst medium fortsätter termiska processer på samma sätt. Nästan alla byggmaterial är gjorda av en grenad bana av fast material, och utrymmet mellan dem är fyllt med luft. Således kommer ett tätt och fast material att fungera som huvudledaren för värme, men på grund av strukturens komplexitet kommer vägen längs vilken värmen förökas att vara större än tvärsnittet. Så den andra faktorn som bestämmer termiskt motstånd är att varje lager är heterogent och har ett byggnadshölje som helhet.
Den tredje faktorn som påverkar värmeledningsförmågan är vad vi kallar ansamling av fukt i porerna.Vatten har en värmebeständighet 25 gånger mindre än luftens, och om det fyller porerna och i allmänhet blir materialets värmeledningsförmåga ännu högre än om det inte fanns några porer alls. När vatten fryser kommer situationen att bli ännu värre - värmeledningsförmågan kan öka upp till 80 gånger, och källan till fukt är vanligtvis luften inuti rummet och nederbörd. Så de tre huvudsakliga sätten att bekämpa detta fenomen kommer att vara vattentätning av yttre väggar, användning av ångskydd och beräkning av fuktansamling, vilket måste göras parallellt med att förutsäga värmeförlust.
Differentierade avvecklingssystem
Den enklaste metoden för att fastställa mängden värmeförlust i en byggnad skulle vara en fullständig summering av värmeflödesvärdena genom de strukturer som byggnaden kommer att utrustas med. Denna metod tar fullständigt hänsyn till skillnaden i strukturen hos olika material, liksom specifikationerna för värmeflödet genom dem, och också i noderna för korsningen av ett enda plan till ett annat. Ett sådant tillvägagångssätt för att beräkna värmeförlusterna i ett hus kommer att förenkla uppgiften kraftigt, eftersom olika strukturer av den inneslutande typen kan skilja sig avsevärt i utformningen av termiska skyddssystem. det visar sig att med en separat studie blir det lättare att bestämma mängden värmeförluster,
eftersom det finns olika beräkningsmetoder för detta:
- För väggar kommer mängden värmeläckage att vara lika med den totala ytan, vilket multipliceras med förhållandet mellan temperaturskillnaden och motståndet. I det här fallet bör man ta hänsyn till väggorienteringen mot kardinalpunkterna för att ta hänsyn till uppvärmningen på dagtid, samt genomblåsningen av byggnadsstrukturer.
- För överlappningen är metoden densamma, men närvaron av vindutrymmet och användningssättet kommer att beaktas. Även för rumstemperatur kan du använda ett värde 4 grader högre och den beräknade luftfuktigheten kommer också att vara 5-10% högre.
- Värmeförluster genom golvet betraktas som zon och beskriver bälten längs hela strukturens omkrets. Detta beror på att marktemperaturen under golvet är mycket högre nära byggnadens centrum jämfört med den del där fundamentet står.
- Värmeflödet genom glaset bestäms av passdata för fönsterkarmar, och du bör också ta hänsyn till typen av fönsterfäste mot väggen, liksom sluttningarna.
Låt oss sedan gå vidare till beräkningsexemplet.
Exempel på beräkningar av värmeförlust
Innan du visar ett beräkningsexempel, bör ytterligare en fråga besvaras - hur man korrekt beräknar integralt motstånd för en termisk typ av komplexa strukturer med ett stort antal lager? Det är möjligt att göra detta manuellt, lyckligtvis, i modern konstruktion används inte många typer av bärande baser och isoleringssystem. Men det är väldigt svårt att ta hänsyn till närvaron av dekorativa ytor, fasad och inre gips samt påverkan av alla övergångsprocesser och andra faktorer, och det är bättre att använda automatiserade beräkningar. En av de bästa nätverksresurserna för sådana uppgifter kommer att vara smаrtsalс.ru, som dessutom kommer att upprätta ett daggpunktförskjutningsdiagram beroende på klimatförhållandena.
Låt oss till exempel ta en godtycklig struktur. Det kommer att vara ett hus i en våning med en regelbunden rektangulär form med en storlek på 8 * 10 meter och en takhöjd på 3 meter. I huset gjordes ett oisolerat golv på en grundfärg med brädor på stockar med luftspalter, och golvhöjden är 0,15 meter högre än markplaneringsmärket på platsen. Väggmaterialen kommer att vara en slaggmonolit med en tjocklek på 0,42 meter med en invändig kalkcementplåster med en tjocklek på upp till 3 cm och en extern slaggcementplasterblandning "päls" med en tjocklek på upp till 5 cm. Den totala glasytan är 9,5 kvadratmeter och ett glaspaket med två kammare i en värmebesparande profil med ett genomsnittligt termiskt motstånd på 0,32 m2 * C / W. Överlappningen är gjord på träbjälkar - underifrån kommer den att plasteras längs bältros, fylld med slagg och täckt med en lergods ovanpå, ovanför taket finns en kall vind.Uppgiften att beräkna värmeförluster är att bilda ett värmeskyddande system av väggytor.
Väggar
Om du använder informationen om terrängen, samt tjockleken och materialet på de lager som användes för väggarna, bör du fylla i lämpliga fält på tjänsten ovan. Enligt resultaten av beräkningen visar sig värmeöverföringsmotståndet vara 1,11 m2 * C / W och värmeflödet genom väggarna är 18 W för alla kvadratmeter. Med en total väggarea (exklusive glas) på 102 kvadratmeter är den totala värmeförlusten genom väggarna 1,92 kWh. I detta fall blir värmeförlusterna genom fönstren 1 kW.
Tak och skiva
Formeln för att beräkna värmeförlusten i ett hus genom vindgolvet kan göras i en online-räknare, och väljer önskad typ av staketkonstruktioner. Som ett resultat är den överlappande motståndet för värmeöverföringen 0,6 m2 * C / W, och värmeförlusten är 31 W per kvadratmeter, det vill säga 2,6 kW från hela staketets struktur. Resultatet blir den totala värmeförlusten beräknad till 7 kW * h. Med låg kvalitet på konstruktioner av konstruktionstyp är indikatorn uppenbarligen mycket mindre än den nuvarande.
Faktum är att beräkningen är idealiserad och den tar inte hänsyn till speciella koefficienter, till exempel ventilationshastigheten, som är en del av konvektionstypens värmeväxling, samt förluster genom ingångsdörrarna och ventilation. Faktum är att på grund av installationen av fönster av låg kvalitet, bristen på skydd vid takets anliggning mot Mauerlat och den fruktansvärda vattentätningen av väggarna från fundamentet, kan verkliga värmeförluster vara 2-3 gånger högre än den beräknade sådana. Och ändå kommer även grundläggande värmetekniska studier att hjälpa till att avgöra om husets strukturer kommer att uppfylla sanitära standarder.
https://youtu.be/XwMK8n_723Q
Värmeförlust genom avloppet
Under uppvärmningssäsongen är vattnet som kommer in i huset ganska kallt, till exempel har det en medeltemperatur på + 7 ° C. Vattenuppvärmning krävs när invånarna tvättar disken och badar. Dessutom värms vattnet delvis upp från den omgivande luften i toalettcisternen. All värme som tas emot av vattnet spolas ner i avloppet.
Låt oss säga att en familj i ett hus förbrukar 15 m3 vatten per månad. Vattens specifika värmekapacitet är 4,183 kJ / (kg × ° C). Vattentätheten är 1000 kg / m3. Låt oss säga att vattnet som kommer in i huset värms i genomsnitt till + 30 ° C, dvs. temperaturskillnad 23 ° C.
Följaktligen kommer värmeförlusten genom avloppet per månad att vara:
1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Under sju månader av uppvärmningsperioden häller invånarna i avloppet:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
