| ! | Yêu cầu, trong bình luận ghi nhận xét, bổ sung. | ! |
Ngôi nhà bị mất nhiệt qua các kết cấu bao quanh (tường, cửa sổ, mái, nền), hệ thống thông gió và thoát nước. Các tổn thất nhiệt chính đi qua các cấu trúc bao quanh - 60–90% tổng số tổn thất nhiệt.
Việc tính toán lượng nhiệt thất thoát tại nhà là cần thiết để chọn đúng lò hơi. Bạn cũng có thể ước tính số tiền sẽ được chi cho việc sưởi ấm trong ngôi nhà dự kiến. Đây là một ví dụ tính toán cho một nồi hơi gas và một điện. Cũng có thể nhờ tính toán để phân tích hiệu quả tài chính của vật liệu cách nhiệt, tức là để hiểu liệu chi phí lắp đặt vật liệu cách nhiệt có được tiết kiệm nhiên liệu trong suốt thời gian sử dụng của vật liệu cách nhiệt hay không.
Tổn thất nhiệt qua các cấu trúc bao quanh
Tôi sẽ đưa ra một ví dụ về tính toán cho các bức tường bên ngoài của một ngôi nhà hai tầng.
| 1) Chúng tôi tính toán khả năng chống truyền nhiệt của tường, chia độ dày của vật liệu cho hệ số dẫn nhiệt của nó. Ví dụ, nếu bức tường được xây bằng gốm ấm dày 0,5 m với hệ số dẫn nhiệt 0,16 W / (m × ° C), thì ta chia 0,5 cho 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m2 × ° C / W Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng có thể tham khảo tại đây. |
| 2) Chúng tôi tính tổng diện tích của các bức tường bên ngoài. Dưới đây là một ví dụ đơn giản của một ngôi nhà hình vuông: (Rộng 10 m x cao 7 m x 4 mặt thoáng) - (16 cửa sổ x 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
| 3) Chúng tôi chia đơn vị cho khả năng truyền nhiệt, từ đó thu được nhiệt lượng thất thoát từ một mét vuông tường bằng một độ chênh lệch nhiệt độ. 1 / 3.125 m2 × ° C / W = 0,32 W / m2 × ° C |
| 4) Chúng tôi tính toán sự mất nhiệt của các bức tường. Chúng tôi nhân sự mất nhiệt từ một mét vuông tường với diện tích tường và sự chênh lệch nhiệt độ bên trong nhà và bên ngoài. Ví dụ: nếu bên trong là + 25 ° C và bên ngoài là –15 ° C, thì sự khác biệt là 40 ° C. 0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 40 ° C = 3072 W Con số này là nhiệt mất mát của các bức tường. Tổn thất nhiệt được đo bằng watt, tức là đây là công suất mất nhiệt. |
| 5) Tính theo kilowatt-giờ, sẽ thuận tiện hơn khi hiểu ý nghĩa của sự mất nhiệt. Trong 1 giờ, nhiệt năng đi qua các bức tường của chúng ta ở nhiệt độ chênh lệch 40 ° C: 3072 W × 1 h = 3.072 kW × h Năng lượng tiêu hao trong 24 giờ: 3072 W × 24 giờ = 73,728 kW × h |
Rõ ràng là trong thời gian sưởi ấm, thời tiết khác nhau, tức là sự chênh lệch nhiệt độ thay đổi liên tục. Do đó, để tính được nhiệt lượng mất mát cho toàn bộ thời gian đun, bạn cần nhân ở bước 4 với chênh lệch nhiệt độ trung bình của tất cả các ngày trong thời gian đun.
Ví dụ: trong 7 tháng của thời kỳ sưởi ấm, chênh lệch nhiệt độ trung bình trong phòng và bên ngoài là 28 độ, có nghĩa là nhiệt lượng thất thoát qua các bức tường trong 7 tháng này tính bằng kilowatt-giờ:
0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 tháng × 30 ngày × 24 giờ = 10838016 W × h = 10838 kW × h
Con số khá hữu hình. Ví dụ: nếu hệ thống sưởi là điện, thì bạn có thể tính toán số tiền sẽ được chi cho việc sưởi ấm bằng cách nhân số kết quả với chi phí kWh. Bạn có thể tính toán bao nhiêu tiền đã được chi cho việc sưởi ấm bằng khí đốt bằng cách tính chi phí kWh năng lượng từ một lò hơi đốt khí. Để làm được điều này, bạn cần biết chi phí khí đốt, nhiệt lượng đốt cháy khí đốt và hiệu suất của lò hơi.
Nhân tiện, trong phép tính cuối cùng, thay vì chênh lệch nhiệt độ trung bình, số tháng và ngày (nhưng không phải giờ, chúng ta để đồng hồ), có thể sử dụng độ-ngày của thời kỳ sưởi ấm - GSOP, một số thông tin về GSOP là ở đây. Bạn có thể tìm GSOP đã được tính toán cho các thành phố khác nhau của Nga và nhân tổn thất nhiệt từ một mét vuông với diện tích tường, với GSOP này và 24 giờ, khi nhận được tổn thất nhiệt tính bằng kW * h.
Tương tự với tường, bạn cần tính toán các giá trị thất thoát nhiệt cho cửa sổ, cửa trước, mái nhà, móng nhà. Sau đó, cộng tất cả mọi thứ lên và bạn nhận được giá trị nhiệt mất đi qua tất cả các cấu trúc bao quanh.Đối với cửa sổ, nhân tiện, sẽ không cần thiết phải tìm hiểu độ dày và độ dẫn nhiệt, thông thường đã có sẵn khả năng chống truyền nhiệt của một đơn vị kính do nhà sản xuất tính toán. Đối với nền nhà (trường hợp móng nhà sàn), nhiệt độ chênh lệch sẽ không quá lớn, đất dưới nhà không lạnh như không khí bên ngoài.
Phương pháp đánh giá tổn thất nhiệt tại nhà
Các vị trí rò rỉ gần đúng được xác định bằng cách sử dụng thiết bị chuyên dụng đo nhiệt độ bản đồ. Một tính toán có thể được thực hiện cho một tòa nhà hiện có và một ngôi nhà mới. Các chuyên gia sử dụng các phương pháp tính toán phức tạp có tính đến các tính năng của hệ thống sưởi đối lưu và các yếu tố khác. Theo quy định, chỉ cần sử dụng một công cụ tính tổn thất nhiệt đơn giản trên một trang trực tuyến chuyên biệt là đủ.
Các phương pháp tính toán điển hình:
- bằng các giá trị trung bình cho một khu vực cụ thể;
- tổng tổn thất nhiệt của các yếu tố chính (tường, sàn, mái) với việc bổ sung các số liệu về khối cửa đi, cửa sổ, thông gió;
- tính toán các thông số của từng phòng.
Mất nhiệt thông qua hệ thống thông gió
Thể tích gần đúng của không khí có sẵn trong nhà (tôi không tính đến thể tích của các bức tường và đồ nội thất bên trong):
10 m х 10 m х 7 m = 700 m3
Mật độ không khí ở nhiệt độ + 20 ° C 1.2047 kg / m3. Nhiệt dung riêng của không khí 1,005 kJ / (kg × ° C). Khối lượng không khí trong nhà:
700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg
Giả sử tất cả không khí trong nhà thay đổi 5 lần một ngày (đây là con số gần đúng). Với sự chênh lệch trung bình giữa nhiệt độ bên trong và bên ngoài là 28 ° C cho toàn bộ thời gian sưởi ấm, năng lượng nhiệt sẽ được sử dụng trung bình mỗi ngày để làm nóng không khí lạnh đi vào:
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)
Những, cái đó. Trong mùa sưởi ấm, với việc thay thế không khí gấp năm lần, ngôi nhà thông qua hệ thống thông gió sẽ mất trung bình 32,96 kWh nhiệt năng mỗi ngày. Trong 7 tháng của giai đoạn sưởi ấm, tổn thất năng lượng sẽ là:
7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự mất nhiệt
Các quá trình kiểu nhiệt tương quan hoàn hảo với các quá trình điện - chênh lệch nhiệt độ sẽ đóng vai trò như điện áp, và thông lượng nhiệt có thể được coi là lực dòng điện, và thậm chí không cần phải phát minh ra một thuật ngữ cho điện trở. Khái niệm về điện trở ít nhất, xuất hiện trong kỹ thuật nhiệt như cầu nguội, cũng hoàn toàn hợp lệ. Nếu chúng ta xem xét một vật liệu tùy ý trong phần, chỉ cần thiết lập đường dẫn dòng nhiệt cả ở cấp vĩ mô và vi mô là đủ. Trong vai trò của mô hình đầu tiên, chúng ta sẽ lấy một bức tường bê tông, trong đó, theo nhu cầu công nghệ, thông qua các dây buộc được thực hiện bằng các thanh thép có tiết diện tùy ý.
Thép có thể dẫn nhiệt tốt hơn một chút so với bê tông, do đó có thể phân biệt 3 dòng nhiệt chính:
Xuyên qua bê tông.- Thông qua các thanh thép.
- Từ phần còn lại của thanh đến bê tông.
Mô hình dòng nhiệt cuối cùng là mô hình thú vị nhất. Vì thanh thép nóng lên nhanh hơn, nên có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vật liệu ở gần bên ngoài tường. Như vậy, thép không chỉ có khả năng tự “bơm” nhiệt ra bên ngoài mà còn làm tăng khả năng dẫn nhiệt của bê tông bên cạnh. Trong môi trường xốp, các quá trình nhiệt diễn ra theo cách tương tự. Hầu hết tất cả các vật liệu xây dựng đều được làm từ một mạng lưới phân nhánh của vật chất rắn và không gian giữa chúng chứa đầy không khí. Do đó, một vật liệu đặc và rắn sẽ đóng vai trò là chất dẫn nhiệt chính, nhưng do sự phức tạp của cấu trúc, đường truyền nhiệt sẽ lớn hơn tiết diện. Vì vậy, yếu tố thứ hai xác định khả năng chịu nhiệt là mỗi lớp là không đồng nhất và có một lớp bao quanh tòa nhà như một tổng thể.
Yếu tố thứ ba ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt là cái mà chúng ta gọi là sự tích tụ độ ẩm bên trong lỗ chân lông.Nước có khả năng chịu nhiệt kém hơn không khí 25 lần, và nếu nó lấp đầy các lỗ rỗng và nói chung, hệ số dẫn nhiệt của vật liệu sẽ thậm chí còn cao hơn so với khi không có lỗ rỗng nào. Khi nước đóng băng, tình hình sẽ thậm chí còn trở nên tồi tệ hơn - độ dẫn nhiệt có thể tăng lên đến 80 lần, và nguồn gốc của hơi ẩm thường là không khí bên trong phòng và kết tủa. Vì vậy, ba cách chính để chống lại hiện tượng này sẽ là chống thấm tường bên ngoài, sử dụng biện pháp bảo vệ bằng hơi nước và tính toán độ ẩm tích tụ, phải được thực hiện song song với dự đoán nhiệt thất thoát.
Các chương trình định cư khác nhau
Phương pháp đơn giản nhất để xác định lượng nhiệt thất thoát trong một tòa nhà sẽ là một bản tổng hợp đầy đủ các giá trị thông lượng nhiệt thông qua các cấu trúc mà tòa nhà sẽ được trang bị. Phương pháp này hoàn toàn tính đến sự khác biệt về cấu trúc của các vật liệu khác nhau, cũng như các chi tiết cụ thể của dòng nhiệt đi qua chúng, và cả trong các nút của đường giao nhau giữa một mặt phẳng với mặt phẳng khác. Cách tiếp cận như vậy để tính toán tổn thất nhiệt của một ngôi nhà sẽ đơn giản hóa công việc một cách đáng kể, vì các cấu trúc khác nhau của kiểu bao quanh có thể khác nhau đáng kể trong thiết kế của hệ thống bảo vệ nhiệt. hóa ra là với một nghiên cứu riêng biệt, việc xác định lượng nhiệt thất thoát sẽ dễ dàng hơn,
bởi vì có các phương pháp tính toán khác nhau cho điều này:
- Đối với tường, lượng nhiệt rò rỉ sẽ bằng tổng diện tích, nhân với tỷ lệ chênh lệch nhiệt độ với điện trở. Trong trường hợp này, người ta nên tính đến hướng tường tới các điểm chính để tính đến sự ấm lên vào ban ngày, cũng như sự thổi qua của các cấu trúc kiểu tòa nhà.
- Đối với sự chồng chéo, phương pháp là giống nhau, nhưng sự hiện diện của không gian áp mái và phương thức sử dụng sẽ được tính đến. Ngay cả đối với nhiệt độ phòng, bạn có thể áp dụng giá trị cao hơn 4 độ và độ ẩm được tính toán cũng sẽ cao hơn 5-10%.
- Tổn thất nhiệt qua sàn được coi là theo vùng, và mô tả các vành đai dọc theo toàn bộ chu vi của cấu trúc. Điều này là do thực tế là nhiệt độ của mặt đất dưới sàn gần trung tâm của tòa nhà cao hơn nhiều so với phần có móng.
- Thông lượng nhiệt qua lớp kính được xác định bởi dữ liệu hộ chiếu của khung cửa sổ, và bạn cũng nên tính đến loại trụ của cửa sổ với tường, cũng như độ sâu của mái dốc.
Tiếp theo, hãy chuyển sang ví dụ tính toán.
Ví dụ về tính toán tổn thất nhiệt
Trước khi chứng minh một ví dụ tính toán, một câu hỏi nữa cần được trả lời - làm thế nào để tính toán chính xác điện trở tích phân của một loại cấu trúc phức tạp với số lượng lớn các lớp? Có thể làm điều này một cách thủ công, may mắn thay, trong xây dựng hiện đại, không có nhiều loại đế chịu lực và hệ thống cách nhiệt được sử dụng. Nhưng rất khó để tính đến sự hiện diện của hoàn thiện trang trí, thạch cao mặt tiền và nội thất, cũng như ảnh hưởng của tất cả các quá trình chuyển tiếp và các yếu tố khác, và tốt hơn là sử dụng tính toán tự động. Một trong những tài nguyên kiểu mạng tốt nhất cho những tác vụ như vậy sẽ là smаrtsalс.ru, nó cũng sẽ vẽ ra một biểu đồ dịch chuyển điểm sương tùy thuộc vào điều kiện khí hậu.
Ví dụ, hãy lấy một cấu trúc tùy ý. Nó sẽ là một ngôi nhà một tầng hình chữ nhật thông thường với kích thước 8 * 10 mét và chiều cao trần là 3 mét. Trong ngôi nhà, một sàn không cách nhiệt được làm trên một lớp sơn lót bằng ván trên các khúc gỗ có khe hở không khí, và chiều cao sàn cao hơn 0,15 mét so với mốc quy hoạch đất tại khu đất. Vật liệu làm tường sẽ là nguyên khối xỉ dày 0,42 mét với lớp vữa xi măng vôi bên trong dày đến 3 cm và lớp vữa xi măng xi măng xỉ bên ngoài trộn "áo lông" dày đến 5 cm. Tổng diện tích lắp kính là 9,5 mét vuông, và gói kính hai buồng trong hồ sơ tiết kiệm nhiệt có điện trở nhiệt trung bình là 0,32 m2 * C / W. Việc chồng lên nhau được thực hiện trên các thanh xà bằng gỗ - từ bên dưới sẽ được trát dọc theo ván lợp, đổ đầy xỉ và phủ một lớp vữa đất sét lên trên, phía trên trần nhà có một gác xép lạnh lẽo.Nhiệm vụ tính toán tổn thất nhiệt sẽ là hình thành hệ thống che chắn nhiệt cho các bề mặt tường.
Tường
Áp dụng dữ liệu về địa hình, cũng như độ dày và vật liệu của các lớp được sử dụng cho các bức tường, trên dịch vụ được đề cập ở trên, bạn nên điền vào các trường thích hợp. Theo kết quả tính toán, điện trở truyền nhiệt là 1,11 m2 * C / W, và thông lượng nhiệt qua các bức tường là 18 W cho tất cả các mét vuông. Với tổng diện tích tường (không bao gồm kính) là 102 mét vuông, tổng lượng nhiệt thất thoát qua tường là 1,92 kWh. Trong trường hợp này, tổn thất nhiệt qua các cửa sổ sẽ là 1 kW.
Mái và tấm
Công thức tính toán sự mất nhiệt của một ngôi nhà qua tầng áp mái có thể được thực hiện trong một máy tính trực tuyến, chọn loại cấu trúc hàng rào cần thiết. Kết quả là, điện trở chồng chéo của sự truyền nhiệt là 0,6 m2 * C / W và tổn thất nhiệt là 31 W trên mỗi mét vuông, tức là 2,6 kW từ toàn bộ diện tích của cấu trúc hàng rào. Kết quả sẽ là tổng tổn thất nhiệt được tính là 7 kW * h. Với chất lượng cấu trúc kiểu xây dựng thấp, chỉ số này rõ ràng là ít hơn nhiều so với hiện tại.
Trên thực tế, tính toán được lý tưởng hóa, và nó không tính đến các hệ số đặc biệt, ví dụ, tốc độ thông gió, là một thành phần của trao đổi nhiệt kiểu đối lưu, cũng như tổn thất qua cửa ra vào và hệ thống thông gió. Trên thực tế, do việc lắp đặt các cửa sổ chất lượng thấp, thiếu lớp bảo vệ ở trụ cầu của mái đến Mauerlat và chống thấm khủng khiếp của các bức tường từ móng, tổn thất nhiệt thực có thể cao gấp 2-3 lần so với tính toán những cái. Chưa hết, ngay cả các nghiên cứu kỹ thuật nhiệt cơ bản cũng sẽ giúp xác định liệu các cấu trúc của ngôi nhà có tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh hay không.
https://youtu.be/XwMK8n_723Q
Mất nhiệt qua cống
Vào mùa nóng, nước vào nhà khá lạnh, chẳng hạn, nó có nhiệt độ trung bình là + 7 ° C. Cần có hệ thống sưởi nước khi cư dân rửa bát và tắm. Ngoài ra, nước được làm nóng một phần từ không khí xung quanh trong bể chứa của nhà vệ sinh. Tất cả nhiệt lượng mà nước nhận được sẽ được xả xuống cống.
Giả sử một gia đình trong một ngôi nhà tiêu thụ 15 m3 nước mỗi tháng. Nhiệt dung riêng của nước là 4,183 kJ / (kg × ° C). Khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m3. Giả sử rằng trung bình nước vào nhà được làm nóng đến + 30 ° C, tức là chênh lệch nhiệt độ 23 ° C.
Theo đó, mỗi tháng nhiệt lượng thất thoát qua cống sẽ là:
1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Trong 7 tháng của thời kỳ sưởi ấm, cư dân đổ xuống cống:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
