что такое основные потери теплоты здания

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [1]

R_o = R_в R_н, (2.3)

где R_в – термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения, м 2 ·ºС/Вт (табл. 2.2); — сумма термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев m-слойного ограждения толщиной , м, выполненных из материалов с теплопроводностью , Вт/(м·ºС) (значения для некоторых строительных материалов приведены в табл. 2.3); R_н – термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения (для наружных стен и бесчердачных покрытий R_н = 0,043 м 2 ·ºС/Вт, для перекрытий чердачных и над отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах R_н = 0,086 м 2 ·ºС/Вт, для перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах R_н = 0,172 м 2 ·ºС/Вт).

Значения сопротивления тепловосприятию R_в внутренней поверхности ограждений производственных и животноводческих зданий [2,3]

Полы, расположенные непосредственно на грунте, считают неутепленными, если они состоят из нескольких слоев материалов, теплопроводность каждого из которых ³ 1,16 Вт/(м·ºС). Утепленными считают полы, утепляющий слой которых имеет теплопроводность _у.с

Потери теплоты через неутепленные полы вычисляют по зонам – полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам (рис. 2.1).

Сопротивление теплопередаче неутепленных полов R_н.п, м 2 ·ºС/Вт, для первой зоны составляет 2,15, для второй – 4,3, для третьей – 8,6, для остальной площади пола – 14,2. Площадь участков пола, примыкающих к углам в первой двухметровой зоне, вводят в расчет дважды, т.е. по направлению обеих наружных стен, образующих угол.

Сопротивление утепленных полов теплопередаче [4]

d_у.с/l_у.с, (2.4)

Сопротивление теплопередаче полов, расположенных на лагах:

. (2.5)

Теплопроводность некоторых строительных материалов (средние эксплуатационные значения)

Наименование материала	, Вт/(м · ºС)
Железобетон	1,98
Бетон на гравии или щебне из природного камня	1,80
Шлакопемзобетон ( = 1800 кг/м 3 )	0,70
Пенобетон	0,38
Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича	0,76
Кирпичная кладка из силикатного кирпича	0,81
Штукатурка из цементно-песчаного раствора	0,84
Штукатурка из известково-песчаного раствора	0,76
Асфальтобетон	1,05
Дерево (сосна и ель, поперек волокон)	0,16
Стекло оконное	0,76
Асбоцементные листы	0,49
Рубероид, пергамин, толь	0,17
Битум нефтяной ( = 1400 кг/м 3 )	0,27
Маты минераловатные	0,07
Опилки древесные	0,09
Щебень из доменного шлака ( = 800 кг/м 3 )	0,23
Гравий керамзитовый ( = 800 кг/м 3 )	0,22
Керамзитобетон на керамзитовом песке ( = 600 кг/м 3 )	0,20

Значения сопротивлений теплопередаче для оконных и дверных проемов в деревянных переплетах приведены в табл. 2.4.

Теплопотери (или теплопоступления) через ограждения между смежными помещениями учитывают в том случае, если разность температур внутреннего воздуха этих помещений превышает 3 ºС.

Рис. 2.1. Расположение зон для расчета потерь теплоты через неутепленные полы

Добавочные теплопотери через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна зависят от различных факторов. Значения Q_доб исчисляют в долях от основных потерь теплоты, через эти ограждения (стены, окна, двери, ворота и др.).

Q_доб = Q_осн(2.6)

Термическое сопротивление R_о заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей)

2. Для общественных, административно-бытовых и производственных зданий при наличии в помещении двух наружных стен и более соответственно = 0,05 и = 0,1 от теплопотерь через стены.

3. Для наружных дверей, не оборудованных воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания H, м: = 0,27H для двойных дверей с тамбуром между ними; = 0,34H для двойных дверей без тамбура; = 0,42H для одинарных дверей от теплопотерь через эти двери и ворота.

4. Для наружных ворот, не оборудованных воздушно-тепловыми завесами, при наличии тамбура = 1, без тамбура = 3.

Пример 2.1. Определить расчетные и удельные теплопотери через наружные ограждения здания свинарника. Здание бесчердачное, двускатное, одноэтажное с размерами: длина L = 72 м, ширина B = 12 м, высота боковых стен h = 2,6 м: высота конька h_К = 6 м. По торцам здания расположены деревянные ворота с тамбуром с размерами:высота H = 3,0 м, ширина b = 2,8 м.

Площадь окон на каждой продольной стене

Площадь ворот на каждом торце здания F_в = b · H = 2,8 · 3 = 8,4 м 2

Основные теплопотери через ограждающие конструкции определяем по формуле (2.2) Для всех ограждений n = 1 (являются наружными).

Теплопотери через обе продольные стены

Q_пр.ст = 2·149,76 · 1,24(18 + 30) · 1 = 17827 Вт

Теплопотери через обе торцевые стены

Q_т.ст = 2·43,2 · 1,24(18 + 30) · 1 = 5142 Вт

Потери теплоты через кровлю

Q_ск = 993,0 · 0,65(18 + 30) ·1 = 30982 Вт

Потери теплоты через пол

Q_п = 864 · 0,27(18 + 30) ·1 = 11197 Вт

Теплопотери через окна двух стен ( , табл. 2.4)

Q_ок = = 10571 Вт

Теплопотери через ворота двух торцевых стен ( , табл. 2.4)

Q_в = = 3751 Вт

Q_осн = 17827 + 5142 + 30982 + 11197 + 10571 + 3751 = 79470 Вт

Добавочные теплопотери через вертикальные стены, окна, ворота и наклонные скаты перекрытия (вертикальная проекция), обращенные на северо-восток и северо-запад, составляют 10 %, а на юго-восток – 5 % основных теплопотерь через эти ограждения.

Добавочные теплопотери через вертикальные ограждения

Q_д = 0,1 · (0,5Q_пр.ст + 0,5Q_ок + 0,5Q_т.ст + 0,5Q_в) + 0,05 · (0,5Q_т.ст + 0,5Q_в) = = 01· (0,5 · 17827 + 0,5 · 10571 + 0,5 · 5142 + 0,5 · 3751) + 0,05 · (0,5 · 5142 + + 0,5 · 3751) = 2086 Вт

Добавочные теплопотери через наклонный северо-восточный скат (вертикальную проекцию) крыши

Добавочные теплопотери через наружные ворота с тамбуром

Здание имеет более двух наружных стен, поэтому нужно добавить еще 10 % основных потерь теплоты через стены, окна и ворота

Q_д = 0,1 · (17827 + 5142 + 10571 + 3751) = 3729 Вт

Теплопотери через ограждающие конструкции

Q_огр= 79470 + 2086 + 764 + 3751 + 3729 = 89800 Вт

Дополнительные теплопотери на инфильтрацию принимаем в размере 30 % основных теплопотерь через все ограждения

Суммарные теплопотери через наружные ограждения составляют

Q_т = 89800 + 23841 = 113641 Вт

Источник

Теплопотери дома, расчет теплопотерь.

На сегодняшний день теплосбережение является важным параметром, который учитывается при сооружении жилого или офисного помещения. В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», сопротивление теплоотдаче рассчитывается по одному из двух альтернативных подходов:

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома.

Потребительский подход (сопротивление теплопередаче может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление помещения ниже нормативного).

К примеру: для Москвы и московской области необходимое теплотехническое сопротивление стены по потребительскому подходу составляет 1.97 °С· м 2 /Вт, а по предписывающему подходу:

По этой причине, выбирая котел либо другие нагревательные приборы исключительно по указанным в их технической документации параметрам. Вы должны спросить у себя, построен ли ваш дом со строгим учетом требований СНиП 23-02-2003.

Следовательно, для правильного выбора мощности котла отопления либо нагревательных приборов, необходимо рассчитать реальные теплопотери вашего дома. Как правило, жилой дом теряет тепло через стены, крышу, окна, землю, так же существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.

Теплопотери в основном зависят от:

Стены, окна, перекрытия, имеют определенное сопротивление утечкам тепла, теплозащитные свойства материалов оценивают величиной, которая называется сопротивлением теплопередачи.

Сопротивление теплопередачи покажет, какое количество тепла просочится через квадратный метр конструкции при заданном перепаде температур. Можно сформулировать этот вопрос по другому: какой перепад температур будет возникать при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.

R = ΔT/q.

В случаях, когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто суммируется. К примеру, сопротивление стены из дерева, которая обложена кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:

R(сумм.)= R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.)

Распределение температуры и пограничные слои воздуха при передаче тепла через стену.

Расчет теплопотерь выполняется для самого холодного периода года периода, коим является самая морозная и ветреная неделя в году. В строительной литературе, зачастую, указывают тепловое сопротивление материалов исходя из данного условия и климатического района (либо наружной температуры), где находится ваш дом.

Таблица сопротивления теплопередачи различных материалов

Материал и толщина стены

Сопротивление теплопередаче R_m.

Кирпичная стена
толщ. в 3 кирп. (79 сантиметров)
толщ. в 2.5 кирп. (67 сантиметров)
толщ. в 2 кирп. (54 сантиметров)
толщ. в 1 кирп. (25 сантиметров)

Сруб из бревна Ø 25
Ø 20

Толщ. 20 сантиметров
Толщ. 10 сантиметров

Каркасная стена (доска +
минвата + доска) 20 сантиметров

Стена из пенобетона 20 сантиметров
30 см

Штукатурка по кирпичу, бетону.
пенобетону (2-3 см)

Потолочное (чердачное) перекрытие

Двойные деревянные двери

Таблица тепловых потерь окон различных конструкций при ΔT = 50 °С (Т_нар. = –30 °С. Т_внутр. = 20 °С.)

Тип окна

R_T

q. Вт/м2

Q. Вт

Обычное окно с двойными рамами

Стеклопакет (толщина стекла 4 мм)

4-6-4-6-4
4-Ar6-4-Ar6-4
4-6-4-6-4К
4-Ar6-4-Ar6-4К
4-8-4-8-4
4-Ar8-4-Ar8-4
4-8-4-8-4К
4-Ar8-4-Ar8-4К
4-10-4-10-4
4-Ar10-4-Ar10-4
4-10-4-10-4К
4-Ar10-4-Ar10-4К
4-12-4-12-4
4-Ar12-4-Ar12-4
4-12-4-12-4К
4-Ar12-4-Ar12-4К
4-16-4-16-4
4-Ar16-4-Ar16-4
4-16-4-16-4К
4-Ar16-4-Ar16-4К

Как видно из вышеуказанной таблицы, современные стеклопакеты дают возможность сократить теплопотери окна почти в 2 раза. К примеру, для 10 окон размером 1.0 м х 1.6 м экономия может достигать в месяц до 720 киловатт-часов.

Для правильного выбора материалов и толщины стен применим эти сведения к конкретному примеру.

В расчете тепловых потерь на один м 2 участвуют две величины:

Допустим температура в помещении будет составлять 20 °С. а наружная температура будет равной –30 °С. В таком случае перепад температур ΔT будет равен 50 °С. Стены изготовлены из бруса толщиной 20 сантиметров, тогда R= 0.806 °С· м 2 / Вт.

Тепловые потери будут составлять 50 / 0.806 = 62 (Вт/ м 2 ).

Для упрощения расчетов теплопотерь в строительных справочниках указывают теплопотери различного вида стен, перекрытий и т.д. для некоторых значений зимней температуры воздуха. Как правило, приводятся различные цифры для угловых помещений (там влияет завихрение воздуха, отекающего дом) и неугловых, а также учитывается разница в температур для помещений первого и верхнего этажа.

Таблица удельных теплопотерь элементов ограждения здания (на 1 м 2 по внутреннему контуру стен) в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика
ограждения

Наружная
температура.
°С

Теплопотери. Вт

1 этаж

2 этаж

Угловая
комната

Неугл.
комната

Угловая
комната

Неугл.
комната

Стена в 2.5 кирпича (67 см)
с внутр. штукатуркой

Стена в 2 кирпича (54 см)
с внутр. штукатуркой

Рубленая стена (25 см)
с внутр. обшивкой

Рубленая стена (20 см)
с внутр. обшивкой

Стена из бруса (18 см)
с внутр. обшивкой

Стена из бруса (10 см)
с внутр. обшивкой

Каркасная стена (20 см)
с керамзитовымзаполнением

Стена из пенобетона (20 см)
с внутр. штукатуркой

Примечание. В случае когда за стеной находится наружное неотапливаемое помещение (сени, остекленная веранда и т.п.), то потери тепла через нее будут составлять 70% от расчетных, а если за этим неотапливаемым помещением находится еще одно наружное помещение то потери тепла будут составлять 40% от расчетного значения.

Таблица удельных теплопотерь элементов ограждения здания (на 1 м 2 по внутреннему контуру) в зависимости от средней температуры самой холодной недели в году.

Характеристика ограждения

Наружная
температура. °С

Теплопотери.
кВт

Окно с двойным остеклением

Сплошные деревянные двери (двойные)

Деревянные полы над подвалом

Далее давайте разберем пример расчета тепловых потерь 2 различных комнат одной площади при помощи таблиц.

Пример 1.

Угловая комната (1 этаж)

Далее выполняем расчет площади теплоотдающих поверхностей.

Площадь внутренних перегородок в расчете не участвует, так как по обе стороны перегородки температура одинакова, следовательно через перегородки тепло не уходит.

Теперь Выполним расчет теплопотери каждой из поверхностей:

Суммарные теплопотери комнаты будут составлять: Q_{суммарные} = 3094 Вт.

Следует учитывать, что через стены улетучивается тепла куда больше чем через окна, полы и потолок.

Пример 2

Комната под крышей (мансарда)

Далее рассчитываем площади теплоотдающих поверхностей.

Далее рассчитаем тепловые потери этих поверхностей, при этом необходимо учесть, что через пол в данном случае тепло не будет уходить, так как внизу расположено теплое помещение. Теплопотери для стен рассчитываем как для угловых помещений, а для потолка и боковых перегородок вводим 70-процентный коэффициент, так как за ними располагаются неотапливаемые помещения.

Суммарные теплопотери комнаты составят: Q_{суммарные} = 4504 Вт.

Как мы видим, теплая комната 1 этажа теряет (либо потребляет) значительно меньше тепла, чем мансардная комната с тонкими стенками и большой площадью остекления.

Чтобы данное помещение сделать пригодным для зимнего проживания, необходимо в первую очередь утеплять стены, боковые перегородки и окна.

Любая ограждающая поверхность может быть представлена в виде многослойной стены, каждый слой которой имеет собственное тепловое сопротивление и собственное сопротивление прохождению воздуха. Суммировав тепловое сопротивление всех слоев, мы получим тепловое сопротивление всей стены. Также ели просуммировать сопротивление прохождению воздуха всех слоев, можно понять, как дышит стена. Самая лучшая стена из бруса должна быть эквивалентна стене из бруса толщиной 15 – 20 антиметров. Приведенная далее таблица поможет в этом.

Таблица сопротивления теплопередаче и прохождению воздуха различных материалов ΔT=40 °С (Т_нар.=–20 °С. Т_внутр.=20 °С.)

Слой стены

Толщина
слоя
стены

Сопротивление
теплопередаче слоя стены

Сопротивл.
Воздухопро­
ницаемости
эквивалентно
брусовой стене
толщиной
(см)

Эквивалент
кирпичной
кладке
толщиной
(см)

Кирпичная кладка из обычного
глиняного кирпича толщиной:

12 сантиметров
25 сантиметров
50 сантиметров
75 сантиметров

Кладка из керамзитобетонных блоков
толщиной 39 см с плотностью:

1000 кг / м 3
1400 кг / м 3
1800 кг / м 3

Пено- газобетон толщиной 30 см
плотностью:

300 кг / м 3
500 кг / м 3
800 кг / м 3

Брусовал стена толщиной (сосна)

10 сантиметров
15 сантиметров
20 сантиметров

Для полной картины теплопотерь всего помещения нужно учитывать

Суммировав все теплопотери дома, Вы сможете понять какой мощности котел и отопительные приборы необходимы для комфортного обогрева дома в самые холодные и ветряные дни. Также, подобные расчеты покажут, где «слабое звено» и как его исключить с помощью дополнительной изоляции.

Выполнить расчет расхода тепла можно и по укрупненным показателям. Так, в 1-2 этажных не очень утепленных домах при наружной температуре –25 °С необходимо 213 Вт на 1 м 2 общей площади, а при –30 °С – 230 Вт. Для хорошо утепленных домов – этот показатель будет составлять: при –25 °С – 173 Вт на м 2 общей площади, а при –30 °С – 177 Вт.

Источник