Теплопотери через ограждающие конструкции формула: Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Простой расчет теплопотерь зданий. |

Ниже приведен довольно простой расчет теплопотерь зданий, который, тем не менее, поможет достаточно точно определить мощность, требуемую для отопления Вашего склада, торгового центра или другого аналогичного здания.  Это даст возможность еще на стадии проектирования предварительно оценить стоимость отопительного оборудования и последующие затраты на отопление, и при необходимости скорректировать проект.

Куда уходит тепло? Тепло уходит через стены, пол, кровлю и окна. Кроме того тепло теряется при вентиляции помещений. Для вычисление теплопотерь через ограждающие конструкции используют формулу:

Q = S * T / R,

где

Q – теплопотери, Вт

S – площадь конструкции, м2

T – разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C

R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт

 

Схема расчета такая – рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции.  Все.

 

Предположим мы хотим рассчитать потери тепла для объекта, изображенного на рисунке. Высота здания 5…6 м, ширина – 20 м, длинна – 40м, и тридцать окон размеров 1,5 х 1,4 метра. Температура в помещении 20 °С, внешняя температура -20 °С.

 

Считаем площади ограждающих конструкций:

пол: 20 м * 40 м = 800 м2

кровля: 20,2 м * 40 м = 808 м2

окна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2

стены: (20 м + 40 м + 20 м + 40м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (учет скатной кровли) = 620 м2 – 63 м2 (окна) = 557 м2

 

Теперь посмотрим тепловое сопротивление используемых материалов.

Значение теплового сопротивления можно взять из таблицы тепловых сопротивлений или  вычислить исходя из значения коэффициента теплопроводности по формуле:

R = d / ?

где

R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт

? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К)

d – толщина материала, м

Значение коэффициентов теплопроводности для разных материалов можно посмотреть здесь.

 

пол: бетонная стяжка 10 см и минеральная вата плотностью 150 кг/м3. толщиной 10 см.

R (бетон) = 0.1 / 1,75  = 0,057 (м2*К)/Вт

R (минвата) = 0.1 / 0,037  = 2,7 (м2*К)/Вт

R (пола) = R (бетон) + R (минвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2*К)/Вт

 

кровля: кровельные сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см

R (кровля) = 0.15 / 0,037  = 4,05 (м2*К)/Вт

 

окна:  значение теплового сопротивления окон зависит от вида используемого стеклопакета
R (окна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного стекловакета 4–16–4  при ?T = 40 °С

стены: стеновые сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (стены) = 0.15 / 0,037  = 4,05 (м2*К)/Вт

 

Посчитаем тепловые потери:

Q (пол) = 800 м2 * 20 °С / 2,76 (м2*К)/Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт

Q (кровля) = 808 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт

Q (окна) = 63 м2 * 40 °С / 0,40 (м2*К)/Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт

Q (стены) = 557 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт

Получаем, что суммарные теплопотери через ограждающие конструкции составят:

Q (общая) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт / ч

 

Теперь о потерях на вентиляцию.

Для нагрева 1 м3 воздуха с температуры – 20 °С до + 20 °С потребуется 15,5 Вт.

Q(1 м3 воздуха) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт,   здесь 1,4 – плотность воздуха (кг/м3), 1,0 – удельная теплоёмкость воздуха (кДж/(кг К)), 3,6 – коэффициент перевода в ватты.

Осталось определиться с количеством необходимого воздуха. Считается, что при  нормальном дыхании человеку нужно 7 м3 воздуха в час. Если Вы используете здание как склад и на нем работают 40 человек, то вам нужно нагревать 7 м3 * 40 чел = 280 м3 воздуха в час, на это потребуется 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А если у Вас будет супермаркет и в среднем на территории находится 400 человек, то нагрев воздуха потребует 43 кВт.

 

Итоговый результат:

Для отопления предложенного здания необходима система отопления порядка 30 кВт/ч,  и система вентиляции производительностью 3000 м3 /ч с нагревателем мощность 45 кВт/ч.

Расчет тепловых потерь дома. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Чтобы сделать расчет теплопотерь дома нужно знать темрические сопротивления таких элементов как: Стена, окно, крыша, фундамент и так далее. Чтобы найти термическое сопротивление необходимо знать материалов. Учесть вентиляцию и инфильтрацию. Далее мы это разберем по кусочкам.

Предлагаю для простоты понимания расчетов теплопотерь порешать маленькие задачки…

Рассмотрим строение куба 5х5 метра. Грани, которого сделаны из бетона толщиной 200 мм.

Соберем из 6 граней (стен) куб. Смотри изображение.

Внутри куба температура 25 градусов. С наружи -30° С градусов. С земли 6° С.


Кстати не многие знают и понимают, что с земли идет температура 6-7 градусов. На глубине 2 метров эта температура стабильно держится. Я имею ввиду Россию, даже зимой на глубине 2 метра держится температура выше нуля круглогодично. Находящийся сверху снег увеличивает сохранение тепла под землей. И если у Вас под полом первого этажа ничего нет, значит, температура там будет стремиться к 6-8 градусам. При условии утепленного фундамента и отсутствии внешней вентиляции.

Задача, пример расчета

Найти теплопотери конструкции имеющие размеры 5х5х5 метров. Стены, которого сделаны из бетона толщиной 200 мм.

Решение

Сначала рассчитаем одну стену (грань 5х5 м.) S=25 м 2


R – термическое (температурное) сопротивление теплопередаче. (м 2 °С)/Вт

Rмат – термическое сопротивление материала (стена/грань)

Rвн – термическое сопротивление воздуха находящегося возле стенки внутри помещения

Rнар – термическое сопротивление воздуха находящегося возле стенки на улице.

а вн – Коэффициент теплоотдачи стенки в помещении

а нар – Коэффициент теплоотдачи стенки с улицы

Коэффициет теплоотдачи а вн и а нар найдены опытным путем и принимаются за константу и при расчетах всегда: а вн = 8,7 Вт/м 2 ; а нар =23 Вт/м 2 . Бывают исключения.

Коэффициент теплоотдачи согласно СНиП


То есть, если это боковые стены и крыша, то коэффициент теплоотдачи принимается равным 23 Вт/м 2 Если это внутри помещения к наружной стене или крыше то принимается 8,7 Вт/м 2 .

В любом случае, если стены утеплены, то влияние теплоотдачи резко становится не значительным. То есть сопротивление воздуха возле стенки примерно составляет 5% от сопротивления самой стены. Даже если Вы ошибетесь в выборе коэффициента теплоотдачи, то результат общих теплопотерь измениться не более чем на 5%.

Находим теплопотери


Все величины известны кроме термического сопротивления материала (Rмат) — стены

Находим термическое сопротивление материала

Известно, что материал стены – бетон, термическое сопротивление находится по формуле

Теплопроводность материалов таблица


Теплопроводность бетона будет 1,2 Вт/(м °С)



Ответ: Теплопотери одной стены составляют 4243,8 Вт

Посчитаем теплопотери снизу

Ответ: Теплопотери вниз составляют 1466 Вт

В большинстве случаев конструкция снизу выглядит следующим образом


Такая конструкция утепления фундамента позволяет достигнуть эффекта, когда температура под полом у земли достигает 6-8 °С. Это в случаях, когда подпольное помещение не проветривается. Если У Вас имеется вентиляция подпольного помещения, то естественно температура будет снижаться на уровень вентилируемого воздуха. Проветривают подпольное помещение, если требуется исключить попадания вредных газов на первые этажи. Теплые водяные полы на первом этаже в конструкции имеют параизолирующий слой, который препятствует инфильтрации вредных газов и различных паров. Естественно плита перекрытия утепляется до требуемого значения. Утепляют обычно материалом имеющим толщину не менее 50-100 мм, ваты или пенополистирола.

Возвращаемся к задаче

У нас имеется 6 стен, одна из которых смотрит вниз. Поэтому 5 граней соприкасаются с воздухом -30 °С, а грань смотрящая вниз соприкасается с землей, то есть 6 градусов.


Общая сумма тепловых потерь куба составит:

W 5 граней+W вниз = 4243,8 Вт 5+1466 Вт=22685 Вт

Расчет вентиляции

Предлагаю для расчета использовать простой практический пример:

Для жилого дома вентиляцию рассчитывать на каждый квадратный метр площади 1 куб.метр воздуха в час.

Представим что наш куб это двухэтажное здание 5х5метров. Тогда его площадь составит 50 м2. Соответственно его расход воздуха(вентиляция) будет равен 50 м3/час.

Формула расчета тепловых потерь через вентиляцию

Для быстрого расчета вентиляции воспользуемся программой:


Ответ: Теплопотери на вентиляцию составляют 921 Вт.

Требовния СНиП для вентиляции


В итоге для расчета теплопотерь дома нужно найти теплопотери теряемые через ограждения(стены) и вентиляцию. Конечно, в теплотехнике встречается более глубокие расчеты. Например, расчет с применением инфильтрация и сторон света (юг, север, запад и восток).

Инфильтрация – это не организованное поступление воздуха в помещение через неплотности в ограждениях зданий под действием теплового и ветрового давления, а также, возможно, вследствие работы механической вентиляции. Также инфильтрацию называют воздухопроницаемостью.

Грубо говоря, по простому. Стены дышат с помощью инфильтрации. Через микроскопические щели, а они в большинстве случаев есть циркулирует воздух через стены. При расчете теплопотерь здания инфильтрацией можно пренебречь, так как это очень маленькие цифры. Каждый материал обладает своей уникальной способностью пропускать через себя воздух. Если у Вас стены закрыты пенополистирольной плитой, то можно смело сказать что это пароизоляция. А пароизоляция почти исключает инфильтрацию. Обои, штукатурка и краска уменьшают инфильтрацию на столько что ее можно не использовать в расчетах. Теплопоетри на инфильтрацию могут быть меньше 5% теплопотерь от вентиляции.

Расчет инфильтрации

Расчет инфильтрация – это расчет воздухопроницаемости ограждений за счет давления на стену. Давление на стену создается разностью масс воздуха. Поэтому чтобы Вас не грузить формулами расчета воздухопроницаемости, советую воспользоваться программным обеспечением, с помощью этой программы можно делать расчет инфильтрации воздуха.


Купить программу

Также в теплотехнике при расчете теплопотерь дома встречается понимание того, что в зависимости от положения стен (юг, север, запад и восток) меняются теплопотери. И разница между стеной смотрящий на юг и стеной смотрящей на север: Всего 10%.

То есть к существующим потерям через ограждающую конструкцию (стену) добавляется 10% на северную стену.

Таблица. Добавочный коэффициент на сторону света


На практике часто опытные инженеры не занимаются вычислением сторон света, в силу того что иногда нет информации куда смотрит стена. Поэтому можно грубо добавить 5% мощности к общим теплопоетрям.

Но мы посчитаем, как положено:


Теплопотери через ограждающие конструкции составляет: 23746 Вт.

Вместе с вентиляцией: 23746+921=24667 Вт.

Если мы с наружи куба добавим утеплитель: Пенополистирол толщиной 100 мм. То получим следующее.


Теплопотери в домах, их подробный правильный расчет

Энергосбережение сейчас наиболее популярная тема в интернете. Еще бы, ведь экономить хочет каждый, а тем более в нынешних экономических условиях. Расчет потерь тепла при этом играет наиболее важную роль. Теплопотери в наиболее простом понимании это количество тепла, которое теряется помещением, домом или квартирой. Измеряются они в Вт. Возникают тепловые потери в доме из-за разницы внешних и внутренних температур воздуха.

Содержание статьи:


В переходной и холодный период года температура на улицах падает, и возрастает разница температур внутреннего воздуха и воздуха на улице. И как уже мы упоминали, Второй закон термодинамики никто не отменял, поэтому тепло с ваших домов и квартир стремится его покинуть и обогреть холодную окружающую среду. Для снижения этих утрат тепла, делается утепление домов в различных видах от пенопласта и вентилируемых фасадов до современных теплоизоляционных материалов в виде шпаклевки. Главной же задачей в нашей профессии является поддержание в помещении комфортных параметров микроклимата. И в первую очередь, мы рассчитываем теплопотери для их компенсации.

Зачем делать расчет теплопотерь?

Когда же делают расчет потерь тепла в доме? Расчет теплопотерь обязателен при проектировании систем отопления, систем вентиляции, воздушных отопительных систем. Расчетные температуры берут из нормативных документов. Значение внешней температуры воздуха отвечает температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки. Внутреннюю температуру берут или ту, которую желаете, или из норм, для жилых помещений это 20+-2°С.

Исходными данными для расчета служат: внешняя и внутренняя температура воздуха, конструкция стен, пола, перекрытий, назначение каждого помещения, географическая зона строительства. Все тепловые потери на прямую зависят от термического сопротивления ограждающих конструкций, чем оно больше, тем меньше теплопотери.

Для обеспечения комфортных условий пребывания людей в помещении нужно чтобы было правдивым уравнение теплового баланса 

           Qп+ Qо+ Qс+ Qк= Qср+ Qос+ Qпр+ Qлюд,       

где Qп–теплопотери через пол, Qо–теплопотери через окна, Qс–теплопотери через стену, Qк- теплопотери через крышу, Qср–теплопоступления от солнечной радиации, Qос–теплопоступления от отопительных систем, Qпр–теплопоступления от приборов, Qлюд–теплопоступления от людей.

На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная. 

Расчет теплопотерь

Получив исходные данные, проектировщики начинают расчет. Рассмотрим основные виды тепловых потерь и формулы их расчета. Теплопотери бывают: через стены, через пол, через окна, через крышу, через вентиляционные шахты и дополнительные потери тепла. Термическое сопротивление для всех конструкций рассчитывается по формуле 

Rст =1/ αв+Σ(δі / λі)+1/ αн,

где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м2·оС;
λі и δі – коэффициент теплопроводности для материала каждого слоя стены и толщина этого слоя в м;
αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждения, Вт/ м2·ос;

Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий.    

И так, начнем:

 Первым делом рассмотрим теплопотери через стены

На них наибольшее влияние имеет конструкция стен. Рассчитываются  по формуле:     Коэф. n-поправочный коэффициент. Зависит от материала конструкций, и принимается n=1 если конструкции из штучных материалов,и n=0,9 для чердака, n=0,75 для перекрытия подвала.                                                           

Пример: Рассмотрим теплопотери сквозь кирпичную стену 510 мм с утеплителем минеральной ватой 100 мм и декоративным финишным шаром 30 мм. Внутренняя температура воздуха 22ºС, наружная -20ºС. Высотой пусть будет 3 м и длиной 4 м. В комнате одна внешняя стена, размещение на Юг, местность не ветреная, без внешних дверей. Для начала необходимо узнать коэффициенты теплопроводности этих материалов. Из размещенной выше таблицы узнаем: λк =0,58 Вт/мºС,  λут =0,064 Вт/мºС, λшт =0,76  Вт/мºС. После этого рассчитывается термическое сопротивление ограждающей конструкции:

Rст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м2 ºС/Вт.

Для нашей местности такого сопротивления недостаточно и дом нужно утеплить лучше. Но сейчас не об этом.  Расчет теплопотерь:

Q=1/R·FΔt·n·β=1/2,64·12·42·1·(10/100+1)=210Вт.

ß- это дополнительные потери тепла. Далее мы распишем их значение и станет ясно, откуда взялось число 10 и зачем делить на 100.

Далее идут тепловые потери сквозь окна

Здесь все проще. Расчет термического сопротивления не нужен, ведь в паспорте современных окон он уже указан. Теплопотери через окна рассчитываются по той же схеме, что и через стены. Для примера рассчитаем потери через энергосберегающие окна с термическим сопротивлением Rо= 0,87 (м2°С/Вт) размером 1,5*1,5 с  ориентацией на Север. Q=1/0,87·2,25·42·1·(15/100+1)=125 Вт.

К теплопотерям через перекрытия относят отвод тепла через крышные и половые перекрытия. В основном это делается для квартир, где и пол и потолок представляет собой железобетонную плиту. На последнем этаже учитываются только потери сквозь потолок, а на первом лишь через подвальное перекрытие. Это обусловлено тем, что во всех квартирах принимается одинаковая температура воздуха, и теплоотдачу от квартиры к квартире не берут во внимание. Недавние исследования показали, что через не утепленные узлы примыкания перекрытий к ограждающим конструкциям идут большие потери тепла.        Определение утечки тепла через перекрытие такое же как и для стены, но не учитываются дополнительные теплопотери. Коэффициент α берется другой: α вн =8,7 Вт/(м 2·К) α вн =6 Вт/(м2·К), разница температур также, ведь в подвале или на крытом чердаке температура принимается в пределах 4-6ºС. Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле Rст = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ α. Возьмем перекрытие с сопротивлением 4,95 и примем воздух на чердаке +4ºС, площадь потолка 3х4м, внутри 22ºС. Подставляем в формулу и получаем:Q=1/R·FΔt·n·β=1/4,95·12·18·0,9= 40 Вт.  

Расчет потерь тепла через пол на грунте

Он немного сложнее нежели через перекрытие. Теплопотери рассчитываются по зонам. Зоной называют полосу пола шириной 2 м, параллельно внешней стене. Первая зона находится непосредственно возле стены, здесь происходит больше всего потерь тепла. За ней последуют вторая и другие зоны, до центра пола. Для каждой зоны рассчитывается свой коэффициент теплопередачи. Для упрощения вводится понятие удельного сопротивления: для первой зоны R1=2,15 (м2°С/Вт), для второй R2=4,3 (м2°С/Вт), для третьей R3=8,6 (м2°С/Вт)

 Пример Есть комната в которой пол на грунте, размер пола 6х8 м Температуры все те же. Сначала разделим пол на зоны. У нас их получилось две. Находим площадь каждой зоны. У нас это 20 м2 для первой зоны и 8 м2 для второй. Затем задаемся условными сопротивлениями R1=2,15 (м2°С/Вт), R2=4,3 (м2°С/Вт), подставляем в формулу:                                                 Q=(F1/R1+F2/R2+F3/R3)(tвт — tвн)·n=(20/2,15+8/4,3)·42·1= 470 Вт.                       

Дополнительные теплопотери

Учитываются  только для стен и окон, то есть конструкций которые напрямую соприкасаются с окружающей средой. Существует четыре вида дополнительных потерь тепла: на ориентацию, на ветреность, на количество стен и наличие внешних дверей. Выражаются они в процентах и в последствии переводятся в коэффициент дополнительных теплопотерь. Если помещение ориентированно на Север, Восток, Северо-Восток, Северо-Запад дополнительные потери тепла составляют 10%, когда на Юг, Запад, Юго-Запад, Юго-Восток, додаются 5%. Если здание находится в ветреной местности, додаются еще 10% тепловых потерь,а когда в защищенной от ветров местности только 5%. Если в помещении есть две внешние стены, то дополнительные потери составляют 5%, когда только одна — дополнительных потерь нет. Если в наружной стене есть дверь, можно рассчитать убыток сквозь нее, но проще добавить 60% если двери тройные, 80% когда двойные двери и 95% если они одинарные. Например: Комната имеет две внешние стены, размещенная в ветреной местности, одна стена выходит на Юг, вторая на Север, дверей нету. Тогда дополнительные потери составляют 10%+5% на ориентацию +10% на ветер +5% так как две стены. И того 30%, чтобы добавить их к основным теплопотерям нужно перевести в коэффициент β =30% + 100% =30/100 +1 =1,3 и подставляем в общую формулу. 

Теплопотери на вентиляцию

Не учитываются, если проектируется воздушное отопление или используется вентустановка с подогревом воздуха, так как воздух в помещение поступает уже теплый, и на его нагрев не тратится тепло. Но если установка без подогрева, необходимо учесть расход тепла на нагрев входящего воздуха. Упрощенная формула выглядит так:

Q=0,337·V·Δt

где V — бьем помещения в м3,  Δt — разница внешней и наружной температур.

Сума всех потерь тепла и составляет общие потери помещения. 

Расчет тепловых потерь в программе Excel

Сам процесс расчета тепловых потерь дома занимает довольно много времени, поэтому для себя мы создали шаблон в Excel, с помощью которого делаем расчеты. Решили с вами поделиться и использовать его можно перейдя по ссылке. Здесь же распишем инструкцию пользования.

Шаг 1

Перейти по ссылке и открыть программный файл. Вы перед собой увидите таблицу такого вида:

Шаг 2

Нужно заполнить исходные данные: номер помещения (если вам нужно), его название и температура внутри, название ограждающих конструкций и их ориентация, размеры конструкций. Вы увидите, что площадь считается сама. Если хотите отнимать площадь окна от стен, нужно корректировать формулы, так как мы не знаем где у вас будут записаны окна. У нас площади отнимаются. Также нужно заполнить коэффициент теплопередачи 1/R, разницу температур и поправочный коэффициент. К сожалению, их заполняют вручную. В примере у нас кабинет с тремя внешними стенами в одной стене два окна, в другой нет окон и третья имеет одно окно. Конструкции стен будет как в примере, где мы рассчитывали R, поесть к=1/R=1/2,64=0,38. Пол пусть будет на грунте и его поделим на зоны у нас их две и потери считаем для двух зон , тогда к1=1/2,15=0,47, к2=1/4,3=0,23. Окна пусть будут энергосберегающие Rо= 0,87 (м2°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14.

На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.

Шаг 3

К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент. И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%. Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся.

Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и  есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений. 

Шаг 4

В нашем же случае воздух не подогревается ,и чтобы рассчитать полные потери тепла, нужно в столбик Rввести площадь нашего помещения 18 м2, а в столбец S его высоту  3 м.

Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!

Заключение

 Правильный расчет теплопотерь покажет, что вы профессионал своего дела. Ведь согласитесь, расчет потерь 100 Вт/м2 слегка преувеличен, а в некоторых случаях недостаточен. Поэтому потратьте на 15 минут больше времени и рассчитайте тепловые потери здания. Исходя из этого вы сможете не только спроектировать более чем комфортные условия пребывания людей, но и сэкономить заказчику немалые средства на эксплуатацию систем. А опыт показывает, что к таким проектировщикам обращаются чаще.

Читайте также:

Расчет теплопотерь дома с примером

измерение теплопотерь дома

Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.

Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.

И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.

Разновидности теплопотерь

Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).

На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.

как уходит тепло

Теплопотери дома

Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.

Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.

Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:

  • потери через ограждающие конструкции;
  • обусловленные работой вентиляционной системы;
  • связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.

Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.

базальтБазальтовый утеплитель – популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. Базальтовый утеплитель – вредность и экологическая безопасность.

Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте тут.

Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. В статье вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

энергоэффективность домаДля каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

Где:

  • А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
  • dT — разность наружной и внутренней температур.
  • dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

вентиляция домаДля этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

Где

  • V — объем помещения, куб. м;
  • Кв — кратность воздухообмена;
  • Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
  • С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

приточка в частном доме

  • понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
  • на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
  • предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

Где:

  • W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
  • N — количество дней в отопительном сезоне.

Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.

Теплопотери через канализацию

замер теплопотерьДля приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

Где:

  • Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
  • Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
  • С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
  • dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
  • 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Пример расчета теплопотерь дома

тепло в домеРассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.

Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.

Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.

Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.

Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.

Потребление воды — 15 куб. м/мес.

Продолжительность отопительного периода — 6 мес.

Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)

тепло уходит через стенуТермическое сопротивление:

  • основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
  • утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Теплопотери через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.

Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.

Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

воздухообмен в помещении

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

электроконвекторЕсли вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. Электрическое отопление дачного дома в данном случае бывает самым целесообразным.

О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать в этом материале. Устранение неполадок.

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Средняя мощность теплопотерь через вентиляцию составит:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Видео на тему

Методика расчета теплопотерь для помещений



При расчете систем отопления для любых помещений основной целью является определение теплопотерь. Теплопотери — это тепло, бесцельно уходящее за пределы здания. Суммарные теплопотери складываются из основных и добавочных. Основные тепловые потери определяют путем суммирования утечек теплоты через ограждающие конструкции помещения. Добавочные же зависят от ориентации ограждающих конструкций по сторонам света, а также от расположения цеха на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе.

Теплопотери на стены

Расчет теплопотерь помещения через ограждающие конструкции производится по формуле:

(1)

Где:

Q — дополнительные и основное теплопотери, Вт

А — расчетная площадь ограждающих конструкций,

К — коэффициент теплопередачи отдельного ограждения,

— температура помещения, °С

— температура наружного воздуха для холодного периода года, °С

В — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, Вт

n — коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху

Коэффициент К определяется по форуме:

(2)

Где:

— коэффициент теплоотдачи со стороны наружного пространства,

— коэффициент теплоотдачи со стороны внутреннего помещения,

— толщина ограждающей конструкции, м

— теплопроводность ограждающей конструкции

Определение коэффициентов  происходит по формуле:

(3)

Где:

Nu — число Нуссельта

— теплопроводность воздуха

l — длина характерного участка, м

Число Нуссельта находится по следующей формуле:

(4)

Где:

Re — критерий Рейнольдса

Pr — число Прандтля

Критерий Re задается формулой:

(5)

Где:

W — скорость среды,

 — кинематическая вязкость

l — длина участка, м

Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем из СП 50.13330.2012.

Теплопотери со стороны грунта

Необходимо найти коэффициент теплоотдачи со стороны грунта

(6)

Где:

— теплопроводность материала

— толщина фундамента, м

— глубина заложения фундамента, м

Теплопотери воконные заполнения

Нахождение теплопотерь в оконные заполнения находятся по формуле 1. Для расчетов необходимо знать следующие параметры: количество камер и переплетов, наличие покрытия и заполнение газом. Приведенное сопротивление теплопередаче для выбранных окон представлено в СП 23–101–2004.

Теплопотери на двери

При расчете заполнения дверных проемов необходимо учитывать добавку на врывание холодного воздуха через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при открывании их на короткие периоды времени. Эта добавка относится к теплопотерям дверей и учитывает потребность в расходе тепла на подогрев врывающегося через открытые двери наружного воздуха.

Перечисленные добавки не учитываются, если двери являются летними или запасными, т. е. не открываются постоянно.

В промышленных зданиях врывание холодного воздуха через ворота при открывании их в общей сложности не более чем на 15 мин в смену учитывается тем, что теплопотери через ворота утраиваются. При большом времени открытия ворот врывание холодного воздуха должно локализоваться путем устройства специальных воздушных завес или тамбуров.

Инфильтрация воздуха через ограждающие конструкции

Инфильтрация — это перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в помещения за счет ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений.

Она происходит через небольшие щели в дверных и оконных рамах. Воздух поступает в помещение также из неотапливаемых частей здания — чердаков, подвалов и так далее. Он проникает через отверстия в стенах, полах и потолках, таких как трещины в местах сопряжения двух стен или стены и потолка.

Для определения количества фильтрующегося воздуха через окна и стены необходимо найти разность давлений воздуха на наружной и внутренней стороне ограждающей конструкции:

Где

H — высота здания, м

— высота расчетной конструкции от уровня земли, м

— плотность воздуха на наружной поверхности, которая определяется по формуле:

— Плотность воздуха на внутренней поверхности, определяемая по формуле:

g — ускорение свободного падения,

— скорость ветра в январе,

— аэродинамические коэффициенты, 0.8 и -0.6 соответственно

k — коэффициент учета изменений давлений ветра, 0.58

— условно-постоянное давление воздуха, которое находится по формуле:

Расход инфильтрующегося воздуха через ограждения находится по формуле:

Где

— сопротивление воздухопроницанию, которое находится из формулы:

Где:

— разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций

— 10 Па — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях светопрозрачных ограждающих конструкций, при которой экспериментально определяется сопротивление воздухопроницанию конструкций выбранного типа

— поперечная воздухопроницаемость

Литература:

  1. Михайлов Федор Семенович ОТОПЛЕНИЕ И ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ — М.: Стройиздат, 1972
  2. СНиП 3.05.04–85 Наружние сети и канализация.
  3. СНиП 23–02–2003 Тепловая защита зданий.
  4. СНиП 41–01–2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование
  5. СП 23–101–2004 Проектирование тепловой защиты зданий.

Основные термины (генерируются автоматически): внутренняя поверхность, коэффициент теплоотдачи, формула, теплопотеря, разность давлений воздуха, ограждающая конструкция, холодный воздух, Плотность воздуха, скорость ветра, наружный воздух.

Расчёт теплопотерь ограждающими конструкциями

Теплопотери определены для отапливаемых помещений 101, 102, 103, 201, 202 согласно плана этажей.

Основные теплопотери, Q (Вт), вычисляются по формуле:

Q = K × F × (tint— text) × n,

где: К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкцией;

F – площадь ограждающих конструкций;

(tint— text) – разность внутренней и наружной температур;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, приняты согласно табл. 6 «Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху» СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Для перекрытия над холодными подвалами и чердачными перекрытиями согласно п. 2 n = 0,9.

Общие теплопотери

Согласно п. 2а прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери рассчитываются в зависимости от ориентации: стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад — в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, обращённые на север, восток, северо-восток и северо-запад.

Согласно п. 2г прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери для двойных дверей с тамбурами между ними принимаются равными 0,27 H, где H – высота здания.

Теплопотери на инфильтрацию для жилых помещений, согласно прил. 10 СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», приняты по формуле

Qi= 0,28 × L × p × c × (tint— text) × k,

где: L – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 1м3/ч на 1м2 пло щади жилых помещений и кухни объемом более 60 м3;

c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж / кг × °С;

p – плотность наружного воздуха при text равная 1,2 кг / м3;

(tint— text) – разность внутренней и наружной температур;

k – коэффициент теплопередачи – 0,7.

Q101 = 0,28 × 108,3 м3 × 1,2кг / м3 × 1кДж / кг × °С × 57 × 0,7 = 1452,5 Вт,

Q102 = 0,28 × 60,5м3 × 1,2кг / м3 × 1кДж / кг × °С × 57× 0,7 = 811,2 Вт,

Бытовые поступления тепла рассчитываются из расчёта 10 Вт/м2 поверхности пола жилых помещений.

Расчётные теплопотери помещения определены как Qрасч = Q + Qi — Qбыт

Ведомость расчёта теплопотерь помещений

помещения

Наименование помещения

Наименование ограждающей конструкции

Ориентация помещения

Размер ограждения, F, м2

Площадь ограждения

(F), м2

Коэффициент теплопередачи, кВт/м2°C

tвн tнар , °C

Коэффициент, n

Основные теплопотери

(Qосн.),Вт

Добавочные теплопотери %

Коэффициент добавок

1+∑β

Общие теплопотери, (Qобщ), Вт

Расход тепла на инфильтрацию, (Qi), Вт

Бытовые тепло- поступления, Вт

Расчетные теплопотери,

(Qрасч.), Вт

На ориентацию

прочие

101

Жилая

комната

НС

НС

ДО×2

ПЛ

Ю

З

Ю

6,42×3,43

4,92×3,43

(1,5×1,25)×2

5,88×4,38

22,02

16,8

3,75

25,7

0,26

0,26

1,21

0,19

57

57

57

57

1

1

1

0,9

326,3

248,9

258,6

250,5

0,05

0,05

0,05

0,05

1,05

1,1

1,05

1

342,6

273,8

271,5

250,5

Σ 1138,4

1452,5

257

2333,9

102

Жилая

комната

НС

ДО

ПЛ

В

В

3×3,43

1,5×1,25

2,88×5,88

10,29

1,87

16,9

0,26

1,21

0,19

57

57

57

1

1

0,9

152,5

128,9

164,7

0,1

0,1

1,1

1,1

1

167,8

141,8

164,7

Σ 474,3

811,2

169

1116,5

201

Жилая

комната

НС

НС

ДО×2

ПТ

Ю

З

Ю

6,42×3,405

4,92×3,405

(1,5×1,25)×2

5,88×4,38

21,8

16,7

3,75

25,7

0,26

0,26

1,21

0,19

57

57

57

57

1

1

1

0,9

323,1

247,5

258,6

278,3

0,05

0,05

0,05

0,05

1,05

1,1

1,05

1

339,3

272,3

271,5

278,3

Σ 1161,4

1441,8

257

2346,2

202

Жилая

комната

НС

ДО

ПТ

В

В

3×3,405

1,5×1,25

2,88×5,88

10,29

1,87

16,9

0,26

1,21

0,19

57

57

57

1

1

0,9

151,2

128,9

183

0,1

0,1

1,1

1,1

1

166,3

141,8

183

Σ 491,1

805,3

169

1127,4

104

Лестничная клетка

НС

НС

ДО

ДД

ПЛ

ПТ

Ю

В

В

В

6,42×7,24

4,9×7,24

1,5×1,25

1,1×2,2

5,88×4,5

5,88×4,5

46,5

35,6

1,87

2,42

26,5

26,5

0,26

0,26

1,21

0,43

0,19

0,19

57

57

57

57

57

57

1

1

1

1

0,9

1

689

527,6

128,9

59,3

258,3

286,9

0,1

0,1

0,1

——

0,05

0,05

0,05

2,3

1,05

1,15

1,15

3,4

1

1

723,5

606,7

148,2

201,6

258,3

286,9

Σ 2225,2

2225,2

НС – наружная стена, ДО – двойное остекление, ПЛ – пол, ПТ – потолок, НДД – наружная двойная дверь с тамбуром

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции — Студопедия

Расчет тепловой мощности системы отопления гражданских зданий определяется как сумма расчетных теплопотерь через все ограждающие конструкции и затрат на нагревание инфильтрующегося воздуха.

Теплопотери определяются для каждого отапливаемого помещения. Рассматриваются теплопотери через наружные стены (НС), окна (ДО), наружную дверь (НД), полы (Пл) для помещений первого этажа над неотапливаемым подпольем, потолок (Пт) для помещений второго этажа. Через внутреннюю стену (ВнС) считаем теплопотери, если разность температур более 3 °С.

Теплопотери через наружные ограждающие конструкции определяют суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции.

, Вт (7)
где А - расчетная площадь рассматриваемого ограждения, м2;
  tint расчетная температура внутреннего воздуха помещений, °С
  - наружная температура наиболее холодной пятидневки, °С;
  к - расчетный коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, ;
  n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций. n=1 – для наружных стен, окон, дверей; n=0,9 – для чердачных перекрытий; n=0,6 – для неотапливаемого подвала,
  b - добавочные потери тепла через ограждающие конструкции в долях от основных теплопотерь.

В помещениях любого назначения через наружные вертикальные ограждения (стена, окно, наружная дверь) обращенные на:

1) Север, СВ, СЗ и В считают b=0,1 на каждое вертикальное наружное ограждение;


2) З, ЮВ считают b=0,05;

3) Ю считают b=0;

В угловых помещениях дополнительно устанавливается надбавка дополнительно 0,05 на каждую стену, окно, дверь, если хотя бы одно из ограждений обращено C, СВ, СЗ, В.

Через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами устанавливается дополнительно надбавка:

1) 0,27×Н – для двойных дверей с тамбуром между ними;

2) 0,34×Н – для двойных дверей без тамбура;

3) 0,22×Н – для одинарных дверей.

Н – высота здания от средней планировочной отметки земли до верха карниза или центра вытяжных отверстий устья шахты.

Теплопотери через полы по зонам.

,Вт (8)
где Rзоны — сопротивление теплопередаче для не утепленного пола:
Рис. 1 Правила обмера помещений
PDH Курсы онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экология или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.Е.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и дополнительно научило меня нескольким новым вещам

, чтобы выставить меня на новые источники

информации.»

Стивен Дедук, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Блэр Хейворд, П.Е.

Альберта, Канада

«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду использовать ваши услуги снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе. «

Рой Пфлайдерер, П.Е.

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень интересным, особенно, поскольку я думал, что я уже был знаком

с подробной информацией о Канзасе

Городская авария Хаятт.»

Майкл Морган, П.Е.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

в моей работе. «

Уильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас есть большой выбор курсов, и статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел «.

Рассел Смит, П.Е.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставив время для обзора

материал. «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле,

человек учится больше

от сбоев. «

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование конкретных примеров эффективно

способ обучения. «

Джек Лундберг, П.Е.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.э., разрешив

студент пересмотреть курс

материал до оплаты и

получает викторину. «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за предложение всех этих замечательных курсов. Я, конечно, выучил и

очень понравилось. «

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень рад предложениям курса, качеству материала и простоте поиска и

принимает ваш он-лайн

курсов.»

Уильям Валериоти, П.Е.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был прост в использовании. Фотографии в основном обеспечивали хорошее визуальное отображение

обсуждаемых тем. «

Майкл Райан, П.Е.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 кредит по этике и нашел его здесь.»

Gerald Notte, P.E.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую его

для всех инженеров. «

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я ценю вопросы» реального мира «и имеют отношение к моей практике, и

не основано на некоторых неясных раздел

законов, которые не применяются

«нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Большой опыт! Я многому научился возвращаться к своему медицинскому устройству.

организации. «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материал курса имел хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Евгений Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,

и онлайн формат был очень

доступны и легко

использовать. Большое спасибо. «

Патриция Адамс, П.Е.

Канзас

«Отличный способ достичь соответствия требованиям PE Continuation Education в течение срока действия лицензии.»

Джозеф Фриссора, П.Е.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Это помогает провести печатную викторину в течение

Обзор текстового материала. Я

также оценили просмотр

фактических случаев. «

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA при проектировании объектов очень полезен.

Тест

требовал исследования в

документ , но ответы были

легко доступны. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за то, что у вас есть выбор

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

PTOE сертификация.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований Delaware PG».

Ричард Роудс, П.Е.

Мэриленд

«Многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я выбрал, были великолепны.

Надеюсь увидеть больше 40%

дисконтных курсов.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что закончили экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением ждем дополнительных

курсов. Процесс прост и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, П.Е.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры, чтобы получить единицы PDH

в любое время.Очень удобно. «

Пол Абелла, П.Е.

Аризона

«Пока это было здорово! Будучи полной матерью двоих детей, у меня не так много

время для исследования, где

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, П.Е.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко , чтобы понять с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

легче поглотить все

теории. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводника. Мне понравилось проходить курс в

мой собственный темп во время моего утра

метро добираться

на работу.»

Clifford Greenblatt, P.E.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы высоко рекомендую

Вы на любой ЧП, нуждающихся в

единиц CE. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем в многочисленных областях техники.»

Рэндалл Дрейлинг, П.Е.

Миссури

«Я заново узнал вещи, которые я забыл. Я также рад получить финансово

от ваш промо-мейл который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Я буду использовать ваш сервис в будущем.»

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я действительно проверил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

постановления. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, П.Е.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительного

сертификация. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

мне, что я заплатил — много

приветствуется! «

Джефф Хэнслик, П.Е.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

для инженера. «

Mike Seidl, P.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, и материал был кратким и

.

Формула тепловых потерь теплопроводности

    • Классы
      • Класс 1 — 3
      • Класс 4 — 5
      • Класс 6 — 10
      • Класс 11 — 12
    • КОНКУРСЫ
      • BBS
      • 000000000 Книги
        • NCERT Книги для 5 класса
        • NCERT Книги Класс 6
        • NCERT Книги для 7 класса
        • NCERT Книги для 8 класса
        • NCERT Книги для 9 класса
        • NCERT Книги для 10 класса
        • NCERT Книги для 11 класса
        • NCERT Книги для 12-го класса
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11
        • NCERT Exemplar Class 12
        • 9000al Aggar Agaris Agard Agard Agard Agard Agard 2000 12000000
          • Решения RS Aggarwal класса 10
          • Решения RS Aggarwal класса 11
          • Решения RS Aggarwal класса 10
          • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
          • Решения RS Aggarwal класса 8
          • Решения RS Aggarwal класса 7
          • Решения RS Aggarwal класса 6
        • Решения RD Sharma
          • Решения класса RD Sharma
          • Решения класса 9 Шарма 7 Решения RD Sharma Class 8
          • Решения RD Sharma Class 9
          • Решения RD Sharma Class 10
          • Решения RD Sharma Class 11
          • Решения RD Sharma Class 12
        • ФИЗИКА
          • Механика
          • 000000 Электромагнетизм
        • ХИМИЯ
          • Органическая химия
          • Неорганическая химия
          • Периодическая таблица
        • МАТС
          • Теорема Пифагора
          • Отношения и функции
          • Последовательности и серии
          • Таблицы умножения
          • Детерминанты и матрицы
          • Прибыль и убыток
          • Полиномиальные уравнения
          • Делительные дроби
        • 000 ФОРМУЛЫ
          • Математические формулы
          • Алгебровые формулы
          • Тригонометрические формулы
          • Геометрические формулы
        • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
          • Математические калькуляторы
          • S000
          • S0003
          • Pегипс Класс 6
          • Образцы документов CBSE для класса 7
          • Образцы документов CBSE для класса 8
          • Образцы документов CBSE для класса 9
          • Образцы документов CBSE для класса 10
          • Образцы документов CBSE для класса 11
          • Образец образца CBSE pers for Class 12
        • CBSE Документ с вопросами о предыдущем году
          • CBSE Документы за предыдущий год Class 10
          • CBSE Вопросы за предыдущий год Class 12
        • HC Verma Solutions
          • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
          • Решения HC Verma Class 12 Physics
        • Решения Lakhmir Singh
          • Решения Lakhmir Singh Class 9
          • Решения Lakhmir Singh Class 10
          • Решения Lakhmir Singh Class 8
        • Примечания
        • CBSE
        • Notes
            CBSE Класс 7 Примечания CBSE
          • Класс 8 Примечания CBSE
          • Класс 9 Примечания CBSE
          • Класс 10 Примечания CBSE
          • Класс 11 Примечания CBSE
          • Класс 12 Примечания CBSE
        • Примечания пересмотра
        • CBSE Редакция
        • CBSE
        • CBSE Class 10 Примечания к пересмотру
        • CBSE Class 11 Примечания к пересмотру 9000 4
        • Замечания по пересмотру класса CBSE 12
      • Дополнительные вопросы по CBSE
        • Дополнительные вопросы по CBSE 8 класса
        • Дополнительные вопросы по CBSE 8 по естествознанию
        • CBSE 9 Дополнительные вопросы по математике
        • CBSE 9 по дополнительным вопросам по науке CBSE
        • 9000 Класс 10 Дополнительные вопросы по математике
        • CBSE Класс 10 Дополнительные вопросы по науке
      • Класс CBSE
        • Класс 3
        • Класс 4
        • Класс 5
        • Класс 6
        • Класс 7
        • Класс 8
        • Класс 9
        • Класс 10
        • Класс 11
        • Класс 12
      • Решения для учебников
    • Решения NCERT
      • Решения NCERT для класса 11
          Решения NCERT для физики класса 11
        • Решения NCERT для класса 11 Химия
        • Решения для класса 11 Биология
        • NCERT Sol
.

Потери тепла при передаче через элементы здания

Transmission heat loss through walls

Передача тепла через стену здания или аналогичную конструкцию может быть выражена как:

H т = UA dt (1)

, где

H т = тепловой поток (БТЕ / ч, Вт, Дж / с)

U = общий коэффициент теплопередачи, «U-значение» (БТЕ / час фут 2 o F, Вт / м 2 K)

A = площадь стены (футы 2 , м 2 )

dt = разность температур ( o F, K)

Общий коэффициент теплопередачи — значение U — описывает, насколько хорошо строительный элемент проводит тепло или скорость передачи тепла (в ваттах или БТЕ / час) через одну единицу площади (м 2 или фут 2 ) структуры, деленной на разницу температур по всей структуре.

Онлайн калькулятор потерь тепла

U-значение (Btu / ht ft 2 o F, Вт / м 2 K)

Площадь стены (фут 2 , м 2 )

Разница температур ( o F, o C, K)

Общие коэффициенты теплопередачи некоторых общих элементов здания

Элемент здания Коэффициент теплопередачи
U-значение
(Btu / (ч. Футов 2 o F)) (Вт / (м 2 K))
Двери Отдельный лист — металл 1.2 6,8
1 дюйм — дерево 0,65 3,7
2 дюйма — дерево 0,45 2,6 92424
Кровля
1-дюймовая древесина — неизолированная 0,5 2.8
2-дюймовая древесина — неизолированная 0,3 1.7
1-дюймовая древесина — 1-дюймовая изоляция 0.2 1,1
2-дюймовая древесина — 1-дюймовая изоляция 0,15 0,9
2 дюйма — бетонная плита 0,3 1,7
2 дюйма — бетонная плита — 1 дюйм 0,15 0,9
Окна Вертикальное окно с одинарным остеклением в металлической раме 5.8
Вертикальное окно с одинарным остеклением в деревянной раме 4.7
Вертикальное окно с двойным остеклением, расстояние между стеклами 30 — 60 мм 2.8
Вертикальное окно с тройным остеклением, расстояние между стеклами 30 — 60 мм 1.85
Вертикальное окно с двойным остеклением , расстояние между стеклами 20 мм 3,0
Вертикальное герметичное окно с тройным остеклением, расстояние между стеклами 20 мм 1.9
Вертикальное герметичное окно с двойным остеклением с покрытием «Low-E» 0.32 1,8
Вертикальное окно с двойным остеклением с покрытием «Low-E» и наполнением тяжелым газом 0,27 1,5
Вертикальное окно с двойным остеклением с 3 пластиковыми пленками (с покрытием «Low-E») и заполнение тяжелым газом 0,06 0,35
Горизонтальное стекло одинарное 1,4 7,9
Стены 6 дюймов (150 мм) — заливной бетон 80 фунт / фут 3 .7 3,9
10 дюймов (250 мм) — кирпич 0,36 2,0 92424

U и R-значения

U-значение (или U-фактор) является мерой скорости потеря тепла или выигрыш в конструкции материалов. Чем ниже коэффициент U, тем больше сопротивление материала тепловому потоку и тем лучше изоляционная ценность. U-значение является обратным к R-значению.

Общее значение U конструкции, состоящей из нескольких слоев, можно выразить как

U = 1 / ∑ R (2)

, где

U = коэффициент теплопередачи (БТЕ / ht ft 2 o F, Вт / м 2 K)

R = «R-значение» — сопротивление тепловому потоку в каждом слое (ч. ft 2 o F / БТЕ, м 2 К / Вт)

R-значение одиночного слоя можно выразить как:

R = 1 / C = s / k (3)

, где

C = проводимость слоя (Btu / ht ft 2 o F, Вт / м 2 K)

k = теплопроводность материала слоя (Btu in / час фут 2 o F, Вт / мК)

с = толщина слоя (дюймы, м)

Примечание! — в дополнение к сопротивлению в каждом строительном слое — существует сопротивление от внутренней и внешней поверхности до окружающей среды.Если вы хотите добавить поверхностное сопротивление к калькулятору U ниже — используйте один — 1 — для толщины — л т — и поверхностное сопротивление для проводимости — K .

Онлайн Значение U Калькулятор

Этот калькулятор можно использовать для расчета общего значения U для конструкции с четырьмя слоями. Добавьте толщину — л, т, , — и проводимость слоя — К, — для каждого слоя.Для менее четырех слоев замените толщину одного или нескольких слоев на ноль.

1. с (дюймы, м) k (БТЕ в / ч футов 2 o F, Вт / мК)

2. с (дюймы, м) k (БТЕ in / ч футов 2 o F, Вт / мК)

3. с (дюйм, м) k (БТЕ в / ч фут 2 o F, Вт / мК)

4. s (in, m) k (Btu in / hr ft 2 o F, Вт / мК)

Пример — значение U Бетонная стена

Бетонная стена толщиной 0.25 (м) и проводимости 1,7 (Вт / мК) используется для значений по умолчанию в калькуляторе выше. Сопротивление внутренней и внешней поверхности оценивается в 5,8 (м 2 К / Вт) .

Значение U можно рассчитать как

U = 1 / (1 / (5,8 м 2 К / Вт) + (0,25 м) / (1,7 Вт / мК))

= 3,13 Вт / м 2 K

R-значения некоторых распространенных строительных материалов

901y Gps 5/8 « 901 901 930 901 901 901 930 901 925 9 025 001 030 9025 -значения некоторых типовых конструкций стен
Материал Сопротивление
R-значение
(час. футов 2 9009 o F / Btu) 2 К / Ш)
Фасадный деревянный сайдинг 1/2 «x 8», притирочный 0.81 0,14
Фасадный деревянный сайдинг 3/4 «x 10», перекрытый 1,05 0,18
Штукатурка (на дюйм) 0,20 0,035
Бумага для строительных работ 0,01
Фанера 1/4 « 0,31 0,05
Фанера 3/8″ 0,47 0,08
Фанера 1/2 « 0.62 0,11
ДВП 1/4 « 0,18 0,03
ПП, сосновый или аналогичный 3/4″ 0,94 0,17
ПП, сосновый или аналогичный 1 2 « 1,89 0,33
ДСП, сосна или аналогичная 2 1/2″ 3,12 0,55
Гипсокартон 1/2 « 0,45 0,08
0.56 0,1
Стеклопластик 2 « 7 1,2
Стеклопластик 6″ 19 3,3
Общий кирпич на дюйм
Материал Сопротивление
R-значение
(hr ft 2 o F / Btu) 2 К / Вт )
2 x 4 стены шпильки, неизолированные 5 0.88
2 x 4 шпилька с изоляцией 3 1/2 « 15 2.6
2 x 4 шпилька с жесткой панелью из 1″ полистирола, 3 1/2 «изоляционное покрытие 18 3,2
2 x 4 стены шипа с изоляционной плитой 3/4 «, 3 1/2» изоляция ватина, 5/8 «полиуретановая изоляция 22 3.9
2 x 6 стена шипа 5 1/2 «изоляционное одеяло 23 4
2 x 6 шипованная стена с изоляционной доской 3/4″, 5 1/2 «изоляция ватина, 5/8» полиуретановая изоляция 28 4 ,9
.

тепловых потерь в зданиях

Общие тепловые потери в зданиях можно рассчитать как

H = H t + H v + H i (1)

, где

H = общие потери тепла (Вт)

H т = потери тепла из-за прохождения через стены, окна, двери, полы и более (Вт)

H v = тепловые потери, вызванные вентиляцией (Вт)

H i = тепловые потери, вызванные инфильтрацией (Вт)

1.Потери тепла через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д.>

Потери тепла или нормальная тепловая нагрузка через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Можно рассчитать как

H t = AU (t i — t o ) (2)

, где

H t = тепловые потери при передаче (Вт)

A = площадь открытой поверхности (м 2 )

U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 K)

т i = температура воздуха внутри ( o C )

т o = температура наружного воздуха ( o C)

Необходимо добавить потерю тепла через крыши 15% и дополнительно из-за излучения в космос.(2) может быть изменено на:

H = 1,15 AU (t i — t o ) (2b)

Для стен и полов на земле (2) следует изменить с помощью температура земли:

H = AU (t i — t e ) (2c)

, где

т е = температура земли ( o C)

Общий коэффициент теплопередачи

Общий коэффициент теплопередачи — U — можно рассчитать как

U = 1 / (1 / C i + x 1 / k 1 + x 2 / k 2 + x 3 / k 3 +., + 1 / C o ) (3)

, где

C i = поверхностная проводимость для внутренней стены (Вт / м 2 K)

x = толщина материала (м)

k = теплопроводность материала (Вт / мК)

C o = поверхностная проводимость для наружной стены (Вт / м 2 K)

Проводимость строительного элемента может быть выражена как:

C = k / x (4)

, где

C = теплопроводность, тепловой поток через Удельная площадь в единицу времени (Вт / м 2 К)

Удельное тепловое сопротивление строительного элемента является обратным к проводимости и может быть выражено оценивается как:

R = x / k = 1 / C (5)

, где

R = удельное тепловое сопротивление (м 2 К / Вт)

С (4) и (5), (3) можно изменить на

1 / U = R i + R 1 + R 2 + R 3 +., + R o (6)

, где

R i = поверхность с удельным тепловым сопротивлением внутри стены 2 К / Вт)

R 1 .. = удельное тепловое сопротивление в отдельных слоях стены / конструкции 2 К / Вт)

R o = поверхность удельного теплового сопротивления наружная стена 2 К / Вт)

Для стен и полов на земле (6) — может быть модифицировано до

1 / U = R i + R 1 + R 2 + R 3 +., + R o + R e (6b)

, где

R e = тепловое сопротивление земли 2 К / Вт)

2. Потери тепла из-за вентиляции

Потери тепла из-за вентиляции без рекуперации тепла можно выразить как:

H v = c p ρ q v (t i — t или ) (7)

, где

H v = тепловые потери вентиляции (Вт)

c p = = тепловой воздух (Дж / кг К)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

q v = объемный расход воздуха (м 3 / с)

т i = температура внутреннего воздуха ( o C)

т o = температура наружного воздуха ( o C)

Потери тепла из-за вентиляции с рекуперацией тепла можно выразить как:

H v = (1 — β / 100) c p ρ q v (t i — t o ) (8)

, где

β = эффективность рекуперации тепла (%)

Эффективность рекуперации тепла примерно 50% является общим для обычного теплообменника с поперечным потоком.Для вращающегося теплообменника КПД может превышать и 80% .

3. Потери тепла при инфильтрации

Из-за утечек в конструкции здания, открывания и закрывания окон и т. П. Воздух в здании перемещается. Как правило, число воздушных смещений часто устанавливается равным , 0,5 в час. Значение трудно предсказать и зависит от нескольких переменных — скорости ветра, разницы между наружной и внутренней температурой, качества конструкции здания и т. Д.

Потери тепла, вызванные инфильтрацией, можно рассчитать как

H i = c p ρ н В (t i — t o ) (9)

, где

H i = инфильтрация тепловых потерь (Вт)

c p = удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг / К)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

n = количество смен воздуха, сколько раз воздух заменяется в комнате в секунду (1 / с) (0.5 1 / час = 1,4 10 -4 1 / с, как правило)

В = объем помещения (м 3 )

т i = температура внутри воздуха ( o C)

t o = температура наружного воздуха ( o C)

.

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о