Расчет теплопотерь через окна

Расчет теплопотерь через окна

В данном случае мы имеем дело с трехслойной плоской стенкой. Два слоя стекла имеют толщину 1,5 мм. Ввиду весьма малой толщины стекол их термическим сопротивлением пренебрегаем, а учитываем только воздушную прослойку, толщина которой =0,08 м. Ради облегчения расчета сложный процесс конвективного теплообмена в воздушной прослойке заменяется на элементарное явление теплопроводности, вводя при этом понятие эквивалентного коэффициента теплопроводности экв.

Если разделить экв на коэффициент теплопроводности воздуха , то получим безразмерную величину =экв/, которая характеризует собой влияние конвекции и называется коэффициентом конвекции.

где в-коэффициент объемного расширения воздуха

t – перепад температур t=tвн.п – tнар.п

=0,08 м – толщина воздушной прослойки

g=9,81 м/с 2 – ускорение свободного падения

Допустим, что температура наружной поверхности окна tнар.п= – 20,938 0 С, а температура внутренней поверхности окна tвн.п=4,115 0 С, тогда средняя температура воздушной прослойки.

При этой температуре физические свойства воздуха:

коэффициент теплопроводности воздуха =2,373•10 -2 Вт/(м 0 •С)

коэффициент кинематической вязкости воздуха =12,57•10 -6 м 2 /с

Число Прандтля Pr=0,7112

Произведение критерия Грасгофа на число Прандтля равно:

Эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушной прослойки

экв=6,89•2,373•10 -2 =0,163 Вт/(м 0 •С)

Термическое сопротивление воздушной прослойки

Rпр=0,08/0,163=0,49 (м 2 • 0 С)/Вт

Термическое сопротивление у внутренней поверхности окна

Внутри здания всегда наблюдается естественная циркуляция воздуха. Известно, что конвективный коэффициент теплоотдачи при естественной циркуляции воздуха:

Найдем эти критерии при температуре воздуха в помещении tвн=25 0 С и высоте окна l=3 м.

где в-коэффициент объемного расширения воздуха

t – перепад температур t=tвн – tвн.п

l=3 м – высота окна

При температуре tвн=25 0 С коэффициент кинематической вязкости воздуха

Ускорение силы тяжести g=9,81 м/с 2

Критерий Прандтля при tвн=25 0 С равен Pr=0,7036

Произведение критерия Грасгофа на число Прандтля равно:

При (Gr•Pr)10 9 имеем турбулентный режим

Определим конвективный коэффициент теплоотдачи при естественной

где l – высота окна.

Коэффициент теплопроводности воздуха при tвн=25 0 С =2,566•10 -2 Вт/(м 2 • 0 С)

Термическое сопротивление на внутренней поверхности стенки

Термическое сопротивление на наружной поверхности здания

где к.нар – конвективный коэффициент теплоотдачи

л – коэффициент теплоотдачи излучением

Пусть температура наружной поверхности стены tнар.ст= – 20.938 0 С

где W – скорость ветра, W=15 м/с

L – высота окна, L=3 м

Физические свойства воздуха при tнар= – 22 0 С:

коэффициент кинематической вязкости воздуха =11,704•10 -6 м 2 /с

коэффициент теплопроводности воздуха =2,264•10 -2 Вт/(м 2 •С)

Число Прандтля Pr=0,7174

При Re > 5×10 5 критерий Нуссельта можно определить по формуле:

где С=5,7 Вт/(м2•К4) – коэффициент излучения абсолютно – черного тела =0,937 – степень черноты гладкого стекла

Проверка наружной и внутренней поверхности окна

Общее термическое сопротивление

R=0,252+0,49+0,021=0,763 (м 2 •С)/Вт

Температура наружной поверхности стенки

t – расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,5 0 С, следовательно дальнейших приближений делать не надо.

t – расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,5 0 С, следовательно дальнейшие приближения делать не надо.

Общие теплопотери для цеха

где Fок – поверхность окон цеха; Fок=90 м 2

t – перепад температур; t=25 – (-22)=47 0 С

R – общее термическое сопротивление; R=1,138 (м 2 •С)/Вт

Общие теплопотери через окна цеха составляют Qок=4,6 кВт

Как рассчитать теплопотери дома

Помещения, в которых постоянно или временно находятся люди, должны сохранять определенную температуру соответственно санитарным нормам. Однако согласно законам физики, если за пределами здания температура отличается от той, что внутри помещений, система будет стремиться к равновесию, и помещение потеряет часть своего тепла. Иными словами, произойдут теплопотери, которые необходимо компенсировать за счет системы отопления. Давайте разберем, что это такое и какие расчеты нужно сделать, чтобы подобрать систему отопления.

Что такое теплопотери? Почему их нужно знать?

Теплопотери – это то количество тепла, которое теряют внутренние помещения через ограждающие перегородки, если температура за окном ниже той, которая должна поддерживаться внутри здания.

Необходимость расчета теплопотерь обусловлена задачей проектирования системы отопления, кондиционирования. От данного показателя зависит выбор климатической системы, мощности котельной, сечения труб, количества секций радиатора, применения системы теплый пол, других отопительных устройств.

Усредненные показатели имеет смысл использовать лишь тогда, когда к помещению не предъявляется строгих требований по поддержанию определенных постоянных температур. Остальные случаи, особенно когда речь идет о жилых, общественных строениях с постоянным пребыванием людей без верхней одежды, требуют произвести точный расчет показателя теплопотерь.

На сегодняшний день человечество озадачено проблемой рационального потребления ресурсов, особенно энергетических. Правильный расчет теплопотерь позволит определить наиболее рациональный путь организации системы отопления, чтобы помещение прогревалось до комфортной температуры, при этом энергопотребление не было избыточным.

Расчет потерь тепла

Для точного расчета теплопотерь потребуется подготовить исходные данные по конкретному объекту (объем, высота здания, его местоположение), а также нормативные документы, содержащие таблицы различных коэффициентов, показателей. Сначала рекомендуется рассчитать все составляющие формулы, записать данные, затем подставить данные формулы.

Основные формулы

Для расчета используется следующая формула:

  • а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30 о С, для которой обозначена характеристика qот;
  • V – объем здания по внешнему периметру;
  • qот — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30 о С;
  • tв –температура воздуха внутри помещения;
  • tнр –температура снаружи конкретного местоположения (местности), в котором расположено здание;
  • Кир –коэффициент инфильтрации, определяемый тепловым, ветровым напором.

Из приведенных выше составляющих формулы к числу исходных данных относится объем помещения, поправочный коэффициент, удельную характеристику здания, расчетные температуры необходимо взять из документации, а коэффициент инфильтрации рассчитать по формуле:

g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с 2 );

L – высота строения;

wp — обусловленная данным регионом скорость ветра отопительного периода.

Необходимая документация

Часть данных необходимо взять в нормативной документации, рекомендуется скачать эти документы или найти их онлайн:

Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя […](1);

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (2);

Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (3);

Строительная климатология (4).

Для удобства литература пронумерована. Далее соответствующая документация будет обозначаться сокращенно (например, Д3).

Исходные данные. Предварительные подсчеты

Рассмотрим расчет теплопотерь на примере административного здания города Омск. Высота здания – 9 метров. Объем здания по внешнему периметру – 8560 кубических метров.

В Таблице 3.1 – Климатические параметры холодного периода года (Д4) напротив соответствующего города находим 5-ую графу, температуру воздуха наиболее холодной пятидневки. Для Омска данный показатель равен – 37 о С.

В 20-й графе этой же таблицы находим скорость ветра данного города. Данный показатель составляет 2,8 м/с.

В пункте 1.2 (Д1) находим Таблицу 2, поправочный коэффициент а для жилых помещений. В таблице представлены коэффициенты температуры шагом 5 градусов, соответственно есть данные температуры — 35 о С (коэффициент 0,95), — 40 о С (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 о С, получаем – 0,93.

Читать еще:  Эскизы штор: фото варианты для гостиной, для спальни, для кухни карандашом

Далее п.3 (Д3) находим Классификацию помещений и определяем категорию анализируемого помещения. Поскольку речь идет об административном здании, ему присваивается категория 3в (пространство пребывания большого количества людей без верхней одежды в положении стоя).

Таблица 3 (Д3) Допустимые, достаточные значения увлажненности воздуха, силы ветра, температурного режима гражданских помещений – находим показатель Температура (оптимальная) для нашего типа здания (3в). Показатель составляет 18-20 градусов. Выбираем наименьшую границу 18 о С.

Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м 3 . Коэффициент составляет 0,38.

Все данные подготовлены:

Кир – необходимо рассчитать.

Далее можно просто подставить цифры формулы.

Итоговый расчет

Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:

Кир = 10 -2 √[2*9,8*9(1 — —————) + 2,8 2 ] = 0,4

Qот = 0,93*8560*0,38*(18 – (-37))*(1 + 0,4)*10 -6 Гкал/час = 232933 *10 -6 Гкал/час = 0,232933 Гкал/час

Для большего понимания, посмотрите данное видео:

Укрупненный расчет

Выше описана методика точного подсчета теплопотерь, однако далеко не все используют данную формулу, зачастую обыватели довольствуются усредненными данными, уже посчитанными для помещения высотой потолков до 3 метров. Укрупненный расчет производят исходя из значения 100 Вт/1 квадратный метр помещения. Соответственно дома площадью 100 м 2 необходимо обеспечить отопительную систему мощностью примерно 10 000 Вт.

Подобные расчеты являются достаточно усредненными. Учитывая, что в нашей стране большая вариативность климатических зон, использовать такой расчет нецелесообразно. При недостаточной мощности, дом не будет достаточно хорошо прогреваться, а при избыточной — ресурсы будут расходоваться впустую.

Большие теплопотери дома? Как их снизить?

Зачастую владельцам частного жилья приходится сталкиваться с проблемой повышенных теплопотерь. Несмотря на то, что все расчеты были произведены соответственно нормативной документации, тепла коттеджа всегда не хватает. Это может быть связано с огрехами, допущенными при строительстве дома, установке стеклопакетов, системы кондиционирования, утепления стен.

Чаще всего причиной утечки тепла коттеджа может стать:

  • поврежденный во время монтажа или неправильно закрепленный утеплитель;
  • неэффективная работа радиаторов (радиаторы слишком близко расположены к стене, нагревают ограждающую перегородку);
  • проникновение холода через монтажные отверстия кондиционера или люки;
  • некачественно заделанные кладочные швы;
  • близкая укладка теплых полов к стене;
  • некачественный монтаж стеклопакетов.

Выявить подобные дефекты можно посредством термограммы. Термограмма показывает, какие участки ограждающей перегородки нагреваются сильнее, соответственно отдают больше тепла в окружающую среду.

Чтобы избежать подобных проблем, важно позаботиться о качестве монтажных работ, утепления коттеджа этапа строительства дома. Выбор материалов утепления, стеклопакетов, систем кондиционирования, радиаторов, систем теплых полов также определяет дальнейший уровень теплопотерь. Экономия строительных материалов может впоследствии стать причиной переплат на энергоресурсы.

Сокращению теплопотерь может способствовать правильно составленный архитектурный проект дома. Считается, что отапливать одноэтажный дом простой геометрии, ограниченным количеством углов — экономичнее. Также способствует экономии наличие рольставней окон, остекление южной стороны.

Расчёт теплопотерь дома

Из статьи Теплопотери теперь мы знаем, что такое теплопотери. А как правильно посчитать теплопотери при проектировании отопления? Сколько секций радиатора необходимо установить в помещение?

Теплопотери через ограждающие конструкции складываются из теплопотерь через отдельные ограждения или части из площади. Теплопотери через внутренние ограждения в прилегающие помещения, имеющие пониженную температуру, допустимо не учитывать при разности температур не более 3С.

Зная площадь стен, окон, дверей, пола и потолка, а также их конструкцию, мы можем посчитать теплопотери через каждый элемент. Сложив результат получим общие теплопотери помещения.

Для примера рассчитаем теплопотери кухни в коттедже:

Кухня имеет площадь 15,1м2. Но нас интересует площадь ограждающих конструкций.

Для расчёта примем, что стена кухни с большим окном находится с северной стороны.

В расчётах допускается округлять значения до десятков Вт.

Площадь северной стены: (Длина)5,34м x (Высота)3,3м = 17,62 м2.

Обмер помещение производится по внешней стороне. Если часть стены приходится на угол, то учитывается вся длинна стены. Если стена смежная, то берём половину толщины стены.

Площадь проёма окна: 1,8 х 2,0 = 3,6 м2.

Т.к. нас интересует площадь именно стены, то вычитаем площадь окна: 17,62-3,6=14,02м2.

Площадь восточной стены: 3,1м x 3,3м = 10,23-1,8 = 8,43м2.

Площадь проёма окна: 0,9 х 2,0 = 1,8 м2.

Коэффициенты теплопроводности стен коттеджа высчитываются в зависимости от материалов и толщины стены.

Стен: R=3,29 м2*С/Вт

Коэффициент теплопроводности для пластикового окна примерно равен 0,56 м2*С/Вт, но

с учётом инфильтрации в коттедже на 1 этаже: 0,25 м2*С/Вт.

Есть несколько методов учёта инфильтрации. Но суть общая: добавляется коэффициент, который зависит от разности давления (на это есть таблицы в разных справочниках и учебниках). Мы на работе пробовали считать разными методами. Цифры в итоге получаются примерно одинаковые. В итоге самый быстрый и простой способ – сразу изменить коэффициент теплопроводности окна.

Для г.Чебоксары температура холодной пятидневки -32С.

Температура помещения кухни: +18С.

Если помещение угловое, то температура внутри помещение для расчёта берётся на 2 градуса больше. (+18+2=+20 градусов)

Разница температур: 52С.

Стена выходит на север, появляется добавочный коэффициент +10%.

В помещение 2 наружные стены +5%

14,02*(1/3,29)*52*1,15=254,83 Вт – теплопотери северной стены.

3,6*(1/0,25)*52*1,15=861,12 Вт – теплопотери окна.

8,43*(1/3,29)*52*1,15=153,23 Вт – теплопотери восточной стены.

1,8*(1/0,25)*52*1,15=430,56 Вт – теплопотери окна.

Если в доме нет подвала и/или этот этаж последний – то необходимо добавить ещё и теплопотери через покрытие пола и/или потолка.

Теплопотери пола считаются по зонам, если пол на земле, расскажу об этом позже.

Сейчас у нас простой пример.

Итого: 1699,74Вт – округлим – 1700Вт – теплопотери кухни.

Обычно к расчётам всегда прибавляют 10-20% – на различные неучтённости: 1700*1.1 = 1870Вт.

Теперь необходимо подобрать отопительное оборудование для кухни.

Более подробно о расчёте теплопотерь вы можете узнать в учебниках.

1. Справочник под ред. Староверова. Отопление. Часть 1.

2. Отопление и Вентиляция. Часть 2. Богословский В.Н.

3. Отопление. Богословский В.Н., Сканави А.Н.

Дубликаты не найдены

=Обычно к расчётам всегда прибавляют 10-20% – на различные неучтённости: 1700*1.1 = 1870Вт.

Скромный личный опыт в строительстве подсказывает, что надо добавлять 30%. Причина: несоответствие заявленных характеристик теплоизолирующих материалов. Такая же петрушка и с теплоотдачей радиаторов.

Согласен. Просто при подборе радиаторов отопления стараюсь учесть реальную теплоотдачу + округление в большую сторону.

Коэффициент теплопроводности для пластикового окна примерно равен 0,56 м2*С/Вт, но
с учётом инфильтрации в коттедже на 1 этаже: 0,25 м2*С/Вт.

Не имеют современные окна инфильтрации. Совсем не имеют.

Но этим самым мы как раз и учитываем расход тепла на нагрев воздуха. Либо можно тут не учитывать, а рассчитать отдельно расход тепла на нагрев поступающего воздуха из расчёта 3м3 воздуха на 1м2 комнаты.

Читать еще:  Детский замок на окна: виды оконных блокираторов установка своими руками

А не надо учитывать на окнах. Это какой то кривой метод.

Есть вентиляция её и надо считать.

А давай те сравним итоговые цифры. Сделай те ваш расчёт по исходным данным из поста.

Мне тоже действительно интересно.

Вентиляция кухни 90 м3/час 90*1,2*1005*52=1567 Вт/час. Но раскидывать надо на весь дом с учётом кол проживающих и объёма.

Изолированно не учесть.

Я сейчас подставил для окон коэффициент 0,56 – итоговые теплопотери кухни БЕЗ инфильтрации получились = 985Вт

Прибавляем расход на вентиляцию 1567: 985+1567 = 2552Вт.

Т.е. совместными усилиями получаем такую цифру? И она тоже верная.

Но скажите мне, кто в -32 будет открывать окна и форточки для создания положенной вентиляции. И если уменьшить объём вентиляции в половину – 45м3 – то суммарные затраты:

И вот это более “реально-бытовая” цифра на основе моего опыта.

А если устанавливать приточную установку – тогда механическая вентиляция вообще в расчёте не участвует.

Но скажите мне, кто в -32 будет открывать окна и форточки для создания положенной вентиляции.

А откуда вы возьмёте инфильтрацию через пластиковое окно ?

И если уменьшить объём вентиляции в половину – 45м3

Ну как бы нежелательно для кухни, запахи будут.

Доводы ваши верные и с ними согласен. “Возьму на вооружение”. Цель моих постов как раз отчасти и в том, что бы ОБСУДИТЬ.

Но откуда то воздух для вытяжки берётся 🙂

В большинстве случаев как раз из неучтённой инфильтрации. Но могу заметить, сейчас её явно не хватает для нормальной вентиляции. И приходится делать приточку.

Приточка в любом случае со своим подогревом, не радиаторы же её нагревают.

Но я не инженер-теплотехник

Потери дома это: теплопотери через конструкции + инфильтрация+ всякое разное+вентиляция.

Инфильтрация в большинстве случаев это очень незначительная величина по сравнению с вентиляцией.

Поэтому её в топку, а считать только потери через конструкции+ всякое разное+вентиляция.

Коэффициент теплопроводности для пластикового окна примерно равен 0,56 м2*С/Вт

ТС, это не коэффициент теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности имеет размерность Вт/(м·K).

В приведённом расчёте ни слова не сказано о зависимости теплопотерь от скорости ветра снаружи (см “роза ветров” и “средняя скорость в течение расчётного периода времени”), а коэффициент теплоотдачи сильно зависит именно что от скорости.

Тоже заметил про коэффициент. Остается добавить только, что в расчете у ТС-а указано термическое сопротивление.

Здравствуйте, строю дом, вы не могли бы помочь? проверить тепло расчет?

Добрый день! Да, с удовольствием помогу. найдите мой блог “Мой ник.ru” там указаны контакты. Свяжитесь со мной.

А видели такой ресурс? Как его подсчеты?

а вот интересно как рассчитать применительно к тёплому плинтусу. Скоко чего и куда квадрат на 100

Какой плинтус возьмём для подбора?

А подскажи пжста, встречал такие схемы отопления, но не понимаю, как они работают. Можно ли по такой схеме в доме собирать контур.

Горячая вода попадает в радиатор за счёт конвекции – гравитационный насос.

Это однотрубная система отопления. Такая схема имеет место быть, но она не самая лучшая. Лучше применить двухтрубную систему отопления. Тогда все радиаторы будут примерно одной температуры.

Прежде чем расставлять радиаторы, необходимо посчитать теплопотери, затем подобрать радиаторы отопления и после сделать разводку отопления, посчитать гидравлику и подобрать диаметры этих труб.

Не первый раз замечаю вот такие вещи в расчетах в вводных данных

Температура помещения кухни: +18С

18 градусов в помещении это п. ц дубак, 22 в помещении это комфортная температура для сна под одеялком, а в среднем что называется “уютно” это 24градуса. Конечно все зависит от личных предпочтений и типа отопления, на сколько холодный пол сквозняки там и все такое, но 18.

Есть более упрощенный расчет. Для центральных регионов берется 100 Вт на 1 м2 площади, для угловых комнат добавляют 20 %. Итог: 15,1*100=1510 Вт. Добавляем 20 % – 1812 Вт.

Конечно это больше применимо для кирпичных МКД, но результат как правило не слишком отличается от детального расчета.

Если стена не угловая, то берется половина ее длины. Это где написано?

Я имел ввиду половину смежной стены, как показано на рисунке. Неоднозначно выразился.

Согласно нормам. Что посчитать необходимый минимум. А так в программе можно менять температуру.

Скажите, эти формулы будут корректно работать при плюсовых температурах? Логика мне подсказывает, что должны, но мало ли, есть подводные камни.

Просто у меня следующая ситуация: Есть гараж, в доме. Он очень плохо утеплен. В нём стоят радиаторы отопления, но их мало. В планах его утеплить, но пока нет денег – предыдущей зимой при -20 на улице в гараже было -3, и-за чего дома было очень холодно на 1 этаже, а в комнатах на 2-м этаже, над гаражом пол был очень холодный. Сейчас у меня стоит задача приколхозить утепление на ворота(главный источник потерь тепла) и добавить источники тепла(электрические). Рассчитать потери заранее не представляется возможным, т.к. очень много неизвестных(вроде пары щелей).

Я хочу заранее знать, хватит ли утеплителя, и сколько кВт нужны обогреватели(чтобы не оказаться зимой с замершей задницей), поэтому хочу утеплить гараж сейчас, поставить в нём 1 обогреватель на 3 кВт на сутки и замерить температуру в гараже, на улице, и в помещениях рядом, таким образом, получив примерную величину R(для всей площади), и уже подставив её же в формулу с температурами для зимнего периода, посчитать требуемую мощность отопления и докупить обогреватели, если надо, и сделать утеплитеь лучше

Расчёт и ведётся по температуре СНиП.

Вряд ли, скорее всего установил сколько надо.

О расчете теплопотерь дома.

Для того, чтобы определиться с системой отопления в своем доме, в первую очередь требуется знать примерные теплопотери дома. Тепло может теряться практически через все ограждения дома. Это не только стены, это и окна, и двери, и перекрытия, как верхние так и нижние. Есть также дополнительные данные, учитывающие, например ориентацию дома по сторонам света, вентиляцию и еще некоторые. Для наших целей это все лишнее, поскольку изменения не столь значительны.

Что же касается ограждений, то у каждого из них своя способность пропускать тепло. Количество теплопотерь через каждое из них целиком и полностью зависит от конструкции и применяемых материалов. И почти для каждого из них одна и та же методика расчета. Почти, потому что теплопотери через перекрытие, лежащее на грунте несколько отличается от остальных.

Итак, что нужно знать для расчетов? Главная величина – сопротивление теплопередаче. Где его взять?

Для окон – СНиП-II-3-79 Строительная теплотехника – приложение 6: ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОКОН, БАЛКОННЫХ ДВЕРЕЙ И ФОНАРЕЙ.

Например, двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм) – 0,54 м 2 *°С/Вт

Читать еще:  Виды и формы современных пластиковых окон

Сопротивление теплопередаче стен, перекрытий и других элементов несложно рассчитать по коэффициентам теплопроводности применяемых материалов. Где взять эти коэффициенты?

В сертификатах производителей, а если они недоступны, то в нормативных документах. В частности, тот же СНиП-II-3-79 Строительная теплотехника – приложение 3: ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОНСТРУКЦИЙ.

Вот, пожалуй, все, что необходимо для расчетов. Упрощенная методика расчета для стен и верхнего перекрытия:

  • 1. Определяем площадь ограждения в квадратных метрах. Конечно же, исключаем площадь окон, дверей и других проемов, для них отдельный расчет.
  • 2. Определяем сопротивление теплопередаче ограждения. Для многослойных конструкций определяем сопротивление теплопередаче для каждого слоя и суммируем их в общее значение.
  • 3. Определяем теплопотери для ограждения при максимально низкой температуре в регионе.

Упрощенная методика расчета теплопотерь через окна:

  • 1. Определяем площадь окон в квадратных метрах.
  • 2. Принимаем сопротивление теплопередаче, взятому из приложения 6 указанного выше СНИПа.
  • 3. Рассчитываем теплопотери для окон при максимально низкой температуре в регионе.

Упрощенная методика расчета для дверей и других конструкций идентична методике расчета стен. А методика расчета теплопотерь для перекрытия, лежащего на грунте, несколько сложнее. Расчет ведется по четырем зонам, для каждой отдельно.

Схематично зоны обозначены на этом рисунке. Первая зона – это участок стены или фундамента ниже уровня земли и полоса пола, общая ширина которых составляет два метра. Вторая зона – следующая полоса 2 метра внутрь. Третья зона – также следующая двухметровая полоса пола внутри второй зоны. И вся оставшаяся площадь является зоной номер четыре.

Для каждой зоны имеется свое установленное значение сопротивления теплопередаче. Если имеется слой дополнительного утепления, учитываем его сопротивление теплопередаче для каждой зоны.

Расчет теплопотерь ведем для каждой зоны отдельно и затем суммируем их в общее значение. Методика такая:

  • 1. Для каждой зоны рассчитываем ее площадь в метрах квадратных.
  • 2. Для каждой зоны принимаем свое сопротивление теплопередаче. Если есть дополнительное утепление – суммируем и его.
  • 3. Для каждой зоны рассчитываем теплопотери.
  • 4. Суммируем полученные значения для зон в одно общее.

Просчитав таким образом теплопотери для всех ограждающих конструкций, суммируем их в общее значение.

А теперь более подробный пример расчета.

Имеем дом 10 на 10 метров в плане, в составе цокольный этаж и первый этаж. Стены – газобетон, толщина стен – 0,3 метра плюс утепление 0,1 метр древесными опилками. Опилки закрыты доской толщиной 0,025 м. Окна – двухкамерный стеклопакет. Общая площадь окон – 12 метров квадратных. Двери – деревянные толщиной 0,05 м, снаружи утепление материалом толщиной 0,02 м с коэффициентом теплопроводности 0,05. Общая площадь двух дверей – 4 метра квадратных. Верхнее перекрытие – доска толщиной 0,025 м и слой древесных опилок толщиной 0,4 м. Нижнее перекрытие – пол и стены фундамента цокольного этажа ниже уровня земли на 1 метр. Дополнительный утеплитель для фундамента – ППС толщиной 0,05 м, коэффициент теплопроводности 0,05.

Температура внутри помещения – плюс 20 градусов. Температура наружного воздуха – минус 20 градусов. Разность температур: 20 – (-20) = 40 градусов. Нормируемые значения сопротивлений теплопередаче для разных ограждений принимаю из таблицы этих значений для разных регионов, полученной расчетным путем по данным СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Здесь четко указаны значения, на которые следует ориентироваться, для стен, для окон и для перекрытий.

Считаем теплопотери через стены.
Общая площадь стен высотой 4,5 метра за исключением площадей окон и дверей составляет 10*4*4,5-12-4 = 164 м2.
Коэффициент теплопроводностии газобетона по сертификату производителя – 0,142. При толщине 0,3 м сопротивление теплопередаче R = 0.3 / 0,142 = 2,11.
Коэффициент теплопроводности опилок – 0,07. При толщине слоя 0,1 м сопротивление теплопередаче составит 0,1/0,07 = 1,43.
Коэффициент теплопроводности сосны поперек волокон – 0,18 Толщина доски – 0,025 м. Сопротивление теплопередаче = 0,025/0,18 = 0,14.
Общее сопротивление теплопередаче для стены составляет 2,11 + 1,43 + 0,14 = 3,68.
Нормативное значение для стен в нашем регионе – 3,3. Полученное нами расчетное значение даже больше норматива.
Теплопотери через стены составят 164 * 40 / 3,68 = 1783 Вт.

Теплопотери через окна.
Общая площадь окон – 12 квадратов.
Сопротивление теплопередаче по данным СНИП для двухкамерного стеклопакета – 0,54. Нормативное значение для окон – 0,5.
Теплопотери через окна составят 12*40/0,54 = 889 Вт.

Теплопотери через двери.
Общая площадь дверей – 4 кв метра.
Коэффициент теплопроводности сосны поперек волокон – 0,18 Толщина доски – 0,05 м. Сопротивление теплопередаче = 0,05/0,18 = 0,28.
Сопротивление теплопередаче утеплителя – 0,02/0,05=0,4
Общее сопротивление теплопередаче – 0,28+0,4=0,68
Теплопотери через двери – 4*40/0,68 = 235 Вт

Теплопотери через верхнее перекрытие.
Общая площадь перекрытия – 10*10=100 м кв.
Коэффициент теплопроводности сосны поперек волокон – 0,18 Толщина доски – 0,025 м. Сопротивление теплопередаче = 0,025/0,18 = 0,14.
Коэффициент теплопроводности опилок – 0,07.
Толщина слоя – 0,4 м
Сопротивление теплопередаче слоя опилок – 0,4/0,07=5,7.
Общее сопротивление теплопередаче – 0,14+5,7=5,84.
Норматив для перекрытия – 4,4. Полученное значение превышает норматив, что приемлемо.
Теплопотери через верхнее перекрытие – 100*40/5,84=684 Вт

Осталось рассчитать теплопотери для фундамента и пола цокольного этажа.

Фундамент, вертикальная часть зоны 1. Площадь – 40 кв метров.
Имеется утеплитель с коэффициентом теплопроводности 0,05 и толщиной 0,05 м. Сопротивление теплопередаче его = 0,05/0,05= 1.
Плюсом к этому нормативное сопротивление теплопередаче, в сумме получаем 2,1+1=3,1. Теплопотери – 40*40/3,1=516 Вт.

Теперь горизонтальная часть зоны 1. Площадь – 36 квадратов. Нормативное сопротивление теплопередаче – 2,1, утеплителя нет.
Теплопотери – 36*40/2,1=686 Вт.

Зона 2. Площадь 48 квадратов, сопротивление теплопередаче – 4,3.
Теплопотери – 48*40/4,3=447 Вт.

Зона 3 у нас имеет площадь 16 квадратных метров и сопротивление теплопередаче – 8,6.
Теплопотери зоны 3 16*40/8,6=74 Вт.

И общие теплопотери цокольной части – 516+686+447+74=1723 Вт.

Всего по расчету на дом теплопотери составят 1783+889+235+684+1723=5314 Вт или 5,314 кВт.

Это теплопотери за 1 час. В течение суток дом потеряет 5,314*24=128 кВт-ч.

Вот она, цифра, от которой надобно плясать при обдумывании системы отопления дома. Для ее получения мы использовали всего лишь две формулы:

Теплопотери равны площади ограждения, умноженной на разность температур и деленной на сопротивление теплопередаче этого ограждения. Qогр = F ( tвн – tн) / Rо

Сопротивление теплопередаче материала равно его толщине, деленной на коэффициент теплопроводности. R = D/Y

Будет не лишним, если я повторюсь, что это примерные расчеты, которые вполне достаточны для решения вопроса о системе отопления. Более точные расчеты для гурманов содержатся в известном документе Теплопотери. Справочное пособие.

кВт – это количество тепловой энергии, расходуемое или отдаваемое за 1 час. А вот кВт-час – это просто количество тепловой энергии за любое время.

Соотношение единиц тепловой энергии: 1 кВт-ч = 3,6 мДж = 859 ккал

Ссылка на основную публикацию