Тепловой расчет помещения: формула расчета тепловых потерь здания, тепловой расчет отопительных приборов, фото и видео примеры

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 — 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 – 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.

4.1 Расчет потерь теплоты помещениями здания (пример расчета)

План секции типового этажа и ориентация фасада приведены на рис. 6.

1. Размеры ограждающих конструкций

Высота этажа 3,0 м.

Размер окон в жилых комнатах 1,3 м × 1,5 м.

в кухнях 1,4 м × 1,5 м.

Размер наружной двери 1,2 м × 2,2 м.

Толщина междуэтажного перекрытия 0,24 м.

Толщина чердачного перекрытия 0,31 м (см. теплотехнический расчет).

Толщина подвального перекрытия 0,3 м.

Высота наружных стен для помещений первого и второго этажей в соответствии с правилами обмера ограждающих конструкций

3,0 + 0,3 = 3,3 м;

3,0 – 0,24 + 0,32 = 3,1 м.

Высота стены в лестничной клетки Н= 3,3 + 3,1 = 6,4 м.

Длина наружных стен берется по плану в соответствии с правилами обмера (рис. 5).

2. Расчет теплопотерь выполняется по формулам (10, 11, 12, 13, 14, 15).

Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций приняты из теплотехнического расчета:

Вт/(м 2 ·°С); Вт/(м 2 ·°С); Вт/(м 2 ·°С);

Вт/(м 2 ·°С); Вт/(м 2 ·°С).

Расчетная температура внутреннего воздуха принимается по СНиП [4] в соответствии с назначением помещения.

Температура наружного воздуха – 30 °С.

Коэффициент n=1 (для стен, окон и наружных дверей) СНиП [2, табл. 6];

n= 0,36 для перекрытия над неотапливаемым подвалом (см. теплотехнический расчет);

n= 0,12 для перекрытия теплого чердака (см. теплотехнический расчет).

Добавочные потери теплоты принимаются в зависимости от ориентации ограждения по сторонам света и для наружных дверей.

В качестве примера приводится расчет теплопотерь для отдельных характерных помещений № 101, 201 – угловая жилая комната первого и второго этажа, № 102, 202 – кухня первого и второго этажа, коридоры 102а, 102б, 202а, 202б и лестничной клетки ЛП – 1 (рис. 6).

Расчет теплопотерь сводится в таблицу. Ниже даются пояснения к заполнению бланка расчета теплопотерь.

101 (201) – Жилая комната

Температура воздуха в помещении угловой комнаты 20 +2 = 22 ºC (графа 2).

Теплопотери определяются через НС, ДО, ПЛ, ПТ (графа 3).

В графу 4 выписываются ориентация по сторонам света (рис. 6).

В графу 5 выписываются размеры a·b, каждого ограждения, а в графу 6 их площади, м 2 .

В графу 7 для окна принимается разность между коэффициентами теплопередачи окна и наружной стены (1,87 – 0,296), так как теплопотери через стену, имеющую окно, были определены по всей площади стены без вычета площади окна. Для других видов ограждения коэффициенты теплопередачи , Вт/(м 2 ·°С), берутся из теплотехнического расчета.

В графе 8 – значения n принимается из теплотехнического расчета.

В графе 9 0,1 для НС и ДО ориентированных на север;

= 0,05 для НС ориентированной на запад.

В графе 10 – записывается суммарный множитель надбавки к основным теплопотерям: = 1 + 0,1 = 1,1 и 1 + 0,05 = 1,05.

В графе 12 величина теплопотерь через ограждающие конструкции определяется по формуле

,

для каждого ограждения построчно, а результат суммируется.

В графе 13 определяются потери тепла на нагрев инфильтрационного воздуха по формуле (11)

=0,28·3·1·1,45·[22–(–30)]·18,3=1159,0 Вт;

кг/м 3 ;

18,3 м 2 .

В графе 14 записывается величина бытовых тепловыделений по формуле (13)

= 10 ·18,3 = 183,0 Вт.

В графе 15 общие потери теплоты определяются по формуле (14)

=1011,5 + 1159,0 – 183,0 = 1987,5 Вт.

ЛП -1 – лестничная клетка

Определяются теплопотери через НС, ДО, НД, ПЛ, ПТ.

В графе 5 из площади наружной стены вычитается площадь наружной двери.

В графе 7 коэффициент теплопередачи наружной двери принят полностью.

В графе 10 для НД добавочные потери теплоты приняты равными 0,27 ·Н = 0,27· 6,4 = 1,73.

Пример расчета сведен в таблицу 8.1.

Рис. 6. План типового этажа.

Рис. 7. План подвала.

Теплотехнический расчет — калькулятор теплопотерь дома

Расчет тепловых потерь дома с помощью удобного калькулятора по СНиП – расчет теплопотерь помещения через стены/пол/потолок/окна онлайн и по формулам.

• Другие варианты расчета
• Расчёт
• Сохранить
• Справка
• Материалы
• Установить на свой сайт
• Комментарии

Теплотехнический калькулятор позволяет выполнить расчет тепловых потерь дома или отдельного помещения через ограждающие конструкции по СНиП – теоретическое обоснование указано ниже. Для начала расчета укажите город проживания или ближайшую столицу субъекта (только Россия), чтобы получить значения температуры воздуха наиболее холодной пятидневки по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» (можно указать значения самостоятельно). Далее требуется выбрать ограждения, которые необходимо учитывать при подсчете (стены, окна, потолок, пол), также можно рассчитать потери на инфильтрацию (вентиляцию). Для каждого параметра можно выбрать два слоя (внешний, внутренний). Чтобы получить результат, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 50.13330.2010 «Тепловая защита зданий»
• СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
• СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
• СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети»
• СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания»
• СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»
• ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»
• ГОСТ 22270-76 «Оборудование для кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления»
• ГОСТ 31311-2005 «Приборы отопительные»

Теоретическое обоснование расчета тепловых потерь

Для расчета потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений используют законченную формулу из СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:

• S – площадь помещения, м 2 ;
• t_в – температура внутренняя, °С;
• t_н – температура наружная, °С;
• R – термическое сопротивление материала, (м 2 × °С)/Вт.

Для расчета общего термического сопротивления стен дополнительно применяются поправочные коэффициенты:

• R_м – термическое сопротивление материала, Вт/(м 2 × °С);
• R_в – термическое сопротивление внутренней поверхности стены, Вт/(м 2 × °С);
• R_н – термическое сопротивление наружной поверхности стены, Вт/(м 2 × °С).

В свою очередь, показатели термического сопротивления равны:

• L – толщина материала, м;
• λ – теплопроводность материала, Вт/(м × °С)
• α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × °С);
• α_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × °С).

Все параметры подбираются согласно СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника».

Теплопотери для многослойных стен рассчитываются аналогичным образом, за исключением того, что значение суммарного термического сопротивление складывается для каждого слоя:

Иным способом производится расчет тепловых потерь на инфильтрацию, формулу можно найти в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:

• G_i – расход воздуха, м 3 /ч;
• c – удельная теплоемкость воздуха, 1.006 кДж/(кг × °С)
• t_в – температура внутренняя, °С;
• t_н – температура наружная, °С;
• k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях (по умолчанию 0.8).

Расход удаляемого воздуха G_i, не компенсируемый приточным воздухом определяется следующим образом:

Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры

При эксплуатации здания нежелателен как перегрев, так и промерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем вычисление экономичности, прочности, стойкости к огню, долговечности.

Исходя из теплотехнических норм, климатических характеристик, паро – и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для сооружения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.

Цель теплотехнического расчета

От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, которые влияют на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и перекрытиях.

Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.

Нельзя начинать проектирование, не имея всех этих данных. Опираясь на них, выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.

По регламенту ГОСТ 30494-96 температурные значения внутри помещений. В среднем она равна 21⁰. При этом относительная влажность обязана пребывать в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость перемещения массы воздуха — 0,15 м/с

Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:

1. Идентичны ли конструкции заявленным запросам с точки зрения тепловой защиты?
2. Настолько полно обеспечивается комфортный микроклимат внутри здания?
3. Обеспечивается ли оптимальная тепловая защита конструкций?

Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой.

На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.

Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы (минимальный и максимальный) габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.

Зависят они от ряда характеристик:

1. Назначения постройки и ее типа.
2. Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света.
3. Географических параметров будущего дома.
4. Объема здания, его этажности, площади.
5. Типов и размерных данных дверных, оконных проемов.
6. Вида отопления и его технических параметров.
7. Количества постоянных жильцов.
8. Материала вертикальных и горизонтальных оградительных конструкций.
9. Перекрытия верхнего этажа.
10. Оснащения горячим водоснабжением.
11. Вида вентиляции.

Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.

Потери тепла вызывает и переувлажнение стен, а кроме того, это влечет за собой сырость, отрицательно влияющую на долговечность здания.

В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.

Формулы для производства расчета

Утечки тепла, теряемого домом, можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием вентиляционной системы. Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых устроены ограждающие конструкции, нужно найти величину показателя теплопроводности Кт (Вт/м х градус). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S/Кт, высчитывают термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения складывают.

Размеры тепловых потерь проще всего определить путем сложения тепловых течений через ограждающие конструкции, которые собственно и образуют это здание

Руководствуясь такой методикой, к учету принимают тот момент, что материалы, составляющие конструкции, имеют неодинаковую структуру. Также учитывается, что поток тепла, проходящий сквозь них, имеет разную специфику.

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

• А — площадь в м².
• R — сопротивление конструкции теплопередаче.
• dT — разность температур снаружи и изнутри. Определять ее нужно для самого холодного 5- дневного периода.

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только для самого холодного пятидневного периода. Общие теплопотери за весь холодный сезон определяют путем учета параметра dT, учитывая температуру не самую низкую, а среднюю.

В какой степени усваивается тепло, а также теплоотдача зависит от влажности климата в регионе. По этой причине при вычислениях применяют карты влажности

Далее, высчитывают количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедшего как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Оно обозначается символом W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности, результат лучше умножить на 100 Вт.
2. Если в проект заложен балкон, два окна либо лоджия, умножают в среднем на 125 Вт.
3. Когда помещения промышленные или складские, применяют множитель 150 Вт.
4. В случае расположения радиаторов вблизи окон, их проектную мощность увеличивают на 25%.

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

Здесь Q — комфортный уровень тепла в здании, S — площадь с отоплением в м². Числа 100 или 150 — удельная величина тепловой энергии, расходуемой для нагрева 1 м².

Потери через вентиляцию дома

Ключевым параметром в этом случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемые, эта величина равна единице.

Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется по приточной вентиляции. Вытяжная вентиляция способствует уходу теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию рекуператор-теплообменник. Он не допускает ухода тепла вместе с выходящим воздухом, а входящие потоки он нагревает

Предусматривается полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь кратность воздухообмена принимают равной двум.

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

1. Qв — теплопотери.
2. V — объем комнаты в мᶾ.
3. Р — плотность воздуха. еличина ее принимается равной 1,2047 кг/мᶾ.
4. Кв — кратность воздухообмена.
5. С — удельная теплоемкость. Она равна 1005 Дж/кг х С.

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать устройство вентиляции с рекуператором. Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (zоп) продолжается 148 суток. Усредненная температура на протяжении отопительного периода при среднесуточных температурных показателях воздуха на улице 8⁰ — tот = -2,3⁰. Температура снаружи в отопительный сезон — tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома — важнейший момент на этапе его проектирования. От итогов расчета зависит и выбор стройматериалов, и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремиться нужно к тому, чтобы они были максимально целесообразными

Оговорено условие, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22⁰. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Высота его — 7 м, габариты в плане — 10 х 10 м. Материал вертикальных ограждающих конструкций — теплая керамика. Для нее коэффициент теплопроводности — 0,16 Вт/м х С.

В качестве наружного утеплителя, толщиной 5 см, использована минеральная вата. Значение Кт для нее — 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме — 15 шт. по 2,5 м² каждое.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qс = (242,5 : 4.375) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт.

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньшими, поскольку в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

Qв = (700 х 2) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 20 776 Вт.

Qв = (700 х 1) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.

Эффективную вентиляцию жилых домов обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД у первых выше, он достигает 90%.

Пример теплотехнического расчета №2

Требуется произвести расчет потерь сквозь стену из кирпича толщиной 51 см. Она утеплена 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи — 18⁰, внутри — 22⁰. Габариты стены — 2,7 м по высоте и 4 м по длине. Единственная наружная стена помещения ориентирована на юг, внешних дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Термическое сопротивление:

R1 = 0,51 : 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1 : 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 0.879 + 2,5 = 3.379 кв. м х С/Вт.

Площадь внешней стены А = 2,7 х 4 = 10,8 м²

Потери тепла через стену:

Qс = (10,8 : 3.379) х (22 – (-18)) = 127,9 Вт.

Для расчета потерь через окна применяют ту же формулу, но термическое сопротивление их, как правило, указано в паспорте и рассчитывать его не нужно.

В теплоизоляции дома окна — «слабое звено». Через них уходит довольно большая доля тепла. Уменьшат потери многослойные стеклопакеты, теплоотражающие пленки, двойные рамы, но даже это не поможет избежать теплопотерь полностью

Если в доме окна с размерами 1,5 х 1,5 м ² энергосберегающие, ориентированы на Север, а термическое сопротивление равно 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

Qо = (2,25 : 0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.

Пример теплотехнического расчета №3

Выполним тепловой расчет деревянного бревенчатого здания с фасадом, возведенным из сосновых бревен слоем толщиной 0,22 м. Коэффициент для этого материала — К=0,15. В этой ситуации теплопотери составят:

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

Самая низкая температура пятидневки — -18⁰, для комфорта в доме задана температура 21⁰. Разница составит 39⁰. Если исходить из площади 120 м², получится результат:

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определим потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича — 0,72.

R = 0,22 : 0,72 = 0,306 м² х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39 : 0,306 = 15 294 Вт.

В одинаковых условиях деревянный дом более экономичный. Силикатный кирпич для возведения стен здесь не подходит вовсе.

Деревянное строение имеет высокую теплоемкость. Его ограждающие конструкции долго хранят комфортную температуру. Все же, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше сделать это и изнутри, и снаружи

Строители и архитекторы рекомендуют обязательно делать теплорасчет при устройстве отопления для грамотного подбора оборудования и на стадии проектирования дома для выбора подходящей системы утепления.

Пример теплорасчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета взята стена, созданная из пеноблоков. Как утеплитель применен экструдированный пенополистирол. Отделка конструкции — штукатурка с двух сторон. Структура ее — известково-песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительные показатели влажности воздуха в комнате — 55% при усредненной температуре 20⁰. Толщина слоев:

• штукатурка — 0,01 м;
• пенобетон — 0,2 м;
• пенополистирол — 0,065 м.

Задача — отыскать нужное сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимое Rтр определяют, подставив значения в выражение:

Rтр=a х ГСОП+b

где ГОСП — это градусо-сутки сезона отопления, а и b — коэффициенты, взятые из таблицы №3 Свода Правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, a равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

В этой формуле tв = 20⁰, tот = -2,2⁰, zот — 205 — отопительный период в сутках. Следовательно:

ГСОП = ( 20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Используя таблицу №2 СП50.13330.2012, определяют коэффициенты теплопроводности для каждого пласта стены:

• λб1 = 0,81 Вт/м ⁰С;
• λб2 = 0,26 Вт/м ⁰С;
• λб3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
• λб4 = 0,81 Вт/м ⁰С.

Полное условное сопротивление теплопередаче Rо, равно сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитывают его по формуле:

Эта формула взята из СП 50.13330.2012. Здесь 1/ав – это противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1/ан — то же наружных, δ / λ — сопротивление термическое слоя

Подставив значения получают: Rо усл. = 2,54 м2°С/Вт. Rф определяют путем умножения Rо на коэффициент r, равный 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, поскольку фактическое тепловое сопротивление меньше расчетного.

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Теплотехнические расчеты напрямую связаны с определением точки росы. Что это такое и как найти ее значение узнаете из рекомендуемой нами статьи.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение теплотехнического расчета при помощи онлайн-калькулятора:

Правильный теплотехнический расчет:

Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить результативность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.

Как результат, можно сэкономить при покупке материалов и нагревательных приборов. Лучше заранее знать, справиться ли техника с нагревом и кондиционированием строения, чем покупать все наугад.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам выбрать обогревательное оборудование нужной мощности или систему утепления. Не исключено, что ваша информация пригодится посетителям сайта.

Тепловой расчет помещения: формула расчета тепловых потерь здания, тепловой расчет отопительных приборов, фото и видео примеры

Был у меня на днях приятель в гостях, хотел посоветоваться про отопление. Он хотел сэкономить на специальном оборудовании и специалистах, поэтому для правильного выбора обогревательного оборудования нужно было понять как произвести самостоятельно расчет теплопотерь в доме. Я уже сталкивался с такими изысканиями, когда выбирал теплоизоляцию для дома и обогреватели. Здесь подход идентичен по сути. Решил вот и с вами поделиться своим опытом, который на практике себя оправдывает уже не первый год.

Источники утечки тепла

Начать прежде всего стоит с понимания – как происходит процесс теплопотерь в доме. Утечки происходят через любые щели в стенах, полу, потолке. Теряется часть тепла во время проветривания и открывания дверей. Если допустить, что помещение герметичное и никаких мостиков холода нет, то температура воздуха все равно будет падать, так как любые материалы обладают в той или иной степени дышащей способностью. Поэтому и важно учитывать все мелочи включая то, из чего состоят архитектурные элементы здания.

Формула для расчета теплопотерь дома

В советские времена были в некотором смысле стандартизированные нормы по строительству. К ним в частности относились высота потолка в пределах 2,7 м, толщина и «пирог» стен и перекрытий с учетом конкретных показателей тепловой сопротивляемости для того или иного региона.

Все данные по теплосопротивлению можно найти в таблицах, которые составлялись с опорой на многолетние исследования температурных изменений. Также определены коэффициенты и оптимальные показания для ситуации внутри дома. Как правило, за ориентиры принимаются +22 градуса по Цельсию и относительная влажность воздуха в пределах 60%.

Сегодня до сих пор считается, что нормой для компенсации теплопотерь является 1 кВт тепловой энергии на 10 кв.м. помещения. В советские времена такое утверждение было верным, так как в большинстве своем дома были типовыми, а погодные условия рассматривались с опорой на умеренный климат.

Сегодня это уже не совсем актуально из-за изменений в климате и постоянного введения новых технологий, разработки инноваций по части строительных материалов. Я сначала интереса ради пока дом строил проводил расчеты, потом увлекся этим из-за приличной разницы в результатах. Покажу на примере используя формулу тепловых потерь: Q=ST/R. Это упрощенный вариант, здесь учитывается объемы теплопотерь и помещения, тепловое сопротивление материалов.

В моем случае получалось на дачном участке так:

Подставляя все данные для расчета тепловых потерь здания в формулу с допущением, что все стены капитальные получится 90*35/1,143=2756. То есть мне нужно для отопления компенсировать всего 2,8 кВт. Но при наличии окон и дверей ситуация немного меняется.

Для детального изучения общей ситуации понадобится рассмотрение отдельных элементов дома. У меня одна стена сплошная, на трех есть в сумме 4 окна общей площадью 6,8 кв.м и входная двойная дверь (1,96 кв.м). То есть по стенам выходит S=81,6 кв.м. Перегородки в расчетах не принимают участия. То есть у меня уходит столько тепла из дома через:

Также я провел расчеты теплопотерь для потолка и пола в помещениях. У меня получилось в сумме около 1800 Вт. В результате более детального подсчета получается, что теплопотери дома составляют почти 5,8 кВт. Это заметно больше, чем по упрощенной формуле считать и отличается от устаревшего норматива (3,6кВт). Вот к таким результатам я пришел. Я не стал в итоге заниматься дополнительной теплоизоляцией дома, так как зимой редко приезжаю отдыхать. Но для круглогодичного проживания я бы рекомендовал задуматься об утеплении.

Калькулятор теплопотерь дома

Можно подойти к расчету теплопотерь дома без тепловизора посредством калькуляторов.

На сайтах многие производители отопительных систем или теплоизоляционных материалов размещают специальные программы. Здесь уже внесены все табличные данные по климатическим зонам, рекомендованным теплосопротивлениям стен и перекрытий, коэффициенты теплопроводности различного рода конструкций. Останется только внести данные по составу, метражу, толщине и географии. У меня лично погрешность получилась меньше 7% в пользу производителей.

В этом видео рассказывается как произвести теплотехнический расчет частного дома:

Коротко о главном

Теплопотери в доме происходят через материалы, конструкции, щели, открытые окна и двери.

Для вычисления тепловых потерь можно использовать формулы или калькуляторы.

Готовые для расчетов данные можно взять в различных таблицах: рекомендуемая теплопередача стен и перекрытий по регионам, коэффициенты теплопроводности материалов.

Для получения результатов нужно знать размеры конструкций, перепады температур, из чего построен дом.

Напишите в комментариях, как думаете – стоит ли заниматься самостоятельными вычислениями, пользоваться калькулятором или доверить анализ ситуации в доме оборудованию и специалистам?

Как рассчитать теплопотери частного дома при его проектировании, строительстве и выборе системы отопления

Расчет теплопотерь — это важный момент при проектировании, строительстве частного дома и выборе типа системы отопления. Исходя из расчета теплопотерь можно выбрать оптимальный материал для стен будущего дома, подобрать систему отопления и рассчитать её необходимые характеристики.

В холодный период года, внутри дома и за его пределами температуры будут разными. Согласно законам физики, система «улица — внутридомовые помещения», будет стремиться к равновесию. Внутренние помещения дома будут терять часть своего тепла. Это и есть теплопотери. Сколько тепла и как быстро потеряет дом, будет зависеть от нескольких факторов (материала стен, типа утеплителя, материала окон и т.д.). Чем больше теплопотери, тем больше тепла необходимо для отопления дома. На основе данных о теплопотерях, для их компенсации и обогрева внутренних помещений, выбирается тип системы отопления и можно рассчитать её минимально необходимую мощность. Если все предварительные расчеты и выводы сделаны правильно, то энергоэффективность дома будет на высоте и для его обогрева будет требоваться меньше тепла, и, соответственно, потребуется меньший расход газа, электроэнергии, дров или угля (в зависимости от типа системы отопления).

Расчет теплопотерь дома ведется по нескольким пунктам:

• теплопотери через стены
• теплопотери через окна
• теплопотери через потолки
• теплопотери через пол
• теплопотери на инфильтрацию (теплопотери через вентиляцию, щели в окнах, дверях и т.д.)

Расчеты теплопотерь делаются по формулам, в соответствии с таблицами коэффициентов теплопроводности материалов.

Расчет теплопотерь будущего дома и подбор оптимального оборудования для системы отопления можно заказать у компании проектировщика. Цены на расчет теплопотерь дома при онлайн заказе довольно демократичны. Это примерно 40-50 рублей за 1 квадратный метр.

Можно рассчитать их самостоятельно, вооружившись справочниками, таблицами и калькулятором.

Можно воспользоваться онлайн калькуляторами, коих немало в интернете. В онлайн калькуляторе необходимо выбрать параметры дома (площадь, материал стен, окна и т.д.) и регион, где будет строиться дом. Полученный результат расчета теплопотерь окажется практически таким же по точности, как если бы делали заказ на данный вид работ у компании проектировщика. Плюсом онлайн калькуляторов является то, что Вы сможете, выбирая различные варианты материалов стен, их толщину, параметры окон и т.д., увидеть как будут меняться теплопотери при изменении исходных данных.

Рассмотрим, как пример, расчет теплопотерь дома с помощью одного из онлайн калькуляторов для расчета теплопотерь дома.

Всё что надо сделать — это внести в программу исходные данные (для примера, рассчитаем теплопотери для проектирования и строительства частного дома площадью 100 квадратных метров в Самаре):

• город — Самара
• желаемая температура воздуха в помещении — +20 градусов
• площадь наружных стен — 107 кв.м.
• материал стен (1-й слой) — кладка из силикатного кирпича
• толщина первого слоя — 0,375 м.
• материал стен (2-й слой) — минвата
• толщина второго слоя — 0,10 м.
• окна — двухкамерный стеклопакет
• площадь окон — 13,5 кв.м.
• потолок — под неотапливаемым чердаком
• площадь потолка — 100 кв.м.
• материал потолка — железобетон
• толщина потолка — 0,08 м.
• пол — над неотапливаемым подвалом без световых проемов в стенах
• площадь пола — 100 кв.м.
• материал пола — бетон
• толщина пола — 0,1 м.
• жилая площадь для расчета теплопотерь на инфильтрацию — 55 кв.м.

Результат расчета:

Теплопотери через стены — 1645 Вт.

Теплопотери через окна — 1397 Вт.

Теплопотери через потолок — 18943 Вт.

Теплопотери через пол — 3147 Вт.

Теплопотери на инфильтрацию — 2507 Вт.

ОБЩИЕ ТЕПЛОПОТЕРИ ДОМА — 27,6 кВт.

Можно посмотреть каков будет результат, если немного «поиграть» некоторыми исходными данными.

Например, если материал стен (силикатный кирпич) заменить на газоблок D400, то общие теплопотери дома сократятся на 3% и составят 26,8 кВт. А замена двухкамерных стеклопакетов окон на однокамерные увеличит теплопотери на 1,3%. Если на железобетонные плиты потолка вторым слоем уложить минвату толщиной 5 см., то общие теплопотери дома сократятся на 51%!

Таким образом, расчет с помощью онлайн калькулятора если и окажется немного менее точным, чем расчет, заказанный у компании проектировщика, то все равно позволит оценить теплопотери дома при проектировании и подборе материалов для строительства дома. Так же данный расчет позволит определиться с типом и характеристиками системы отопления для дома.

Расчет мощности и подбор котла отопления.

Если подбирать мощность котла без расчетов, то считается, что мощность котла должна быть примерно 1 кВт на 10 кв.м площади дома. Площадь нашего «условно проектируемого» дома — 100 кв.м. Значит котел системы отопления должен быть мощностью, примерно, 10 кВт.

Для более точного расчета с учетом рассчитанных нами теплопотерь дома, опять воспользуемся онлайн калькулятором «расчета мощности котла».

Среднее время отопительного сезона в Самаре и Самарской области составляет 187 дней. Общие теплопотери дома мы уже рассчитали. Вводим исходные данные в калькулятор и получаем результат:

Далее необходимо ввести поправочный коэффициент «запаса мощности» для приобретаемого котла для системы отопления. Обычно этот коэффициент берется в диапазоне от 1,2 до 1,4. Получается, что мощность котла системы отопления для нашего дома должна быть 12,6 — 14,7 кВт.

Далее встает вопрос какой тип котла отопления выбрать (твердотопливный, электрический, газовый и т.д.). Со всеми типами котлов отопления и ценами на них можно ознакомиться здесь

От типа выбранного типа котла будет зависеть не только его стоимость и удобство эксплуатации, но и затраты на отопление за отопительный сезон.

Приблизительные затраты на топливо для различных типов котлов за отопительный сезон:

• Электроэнергия — 125400 рублей (27261 кВт*ч при стоимости 1 кВт*ч — 4,6 руб.)
• Газ — 30251 рубль (3687 м3 при стоимости 1 м3 — 7,99 руб.)
• Дрова дубовые — 34080 рублей (21,3 м3 при стоимости 1 м3 — 1600 руб.)
• Уголь каменный — 24912 рублей (5,19 т при стоимости 1 т — 4800 руб.)

Понятно, что все расчеты, проведенные в статье, не могут быть идеально точными, как говорится, «до копейки и сантиметра». Но их уровень достоверности абсолютно достаточен для проектирования и строительства частного дома и для выбора и расчета системы отопления дома.

Расчёт теплопотерь частного дома с примерами

Чтобы ваш дом не оказался бездонной ямой для расходов на отопление, предлагаем изучить базовые направления теплотехнических изысканий и методологию расчётов. Без предварительного расчёта тепловой проницаемости и влагонакопления теряется вся суть жилищного строительства.

Физика теплотехнических процессов

Различные области физики имеют много схожего в описании явлений, которые ими изучаются. Так и в теплотехнике: принципы, описывающие термодинамические системы, наглядно перекликаются с основами электромагнетизма, гидродинамики и классической механики. В конце концов, речь идёт об описании одного и того же мира, поэтому не удивительно, что модели физических процессов характеризуются некоторыми общими чертами во многих областях исследований.

Суть тепловых явлений понять легко. Температура тела или степень его нагрева есть не что иное, как мера интенсивности колебаний элементарных частиц, из которых это тело состоит. Очевидно, что при столкновении двух частиц та, у которой энергетический уровень выше, будет передавать энергию частице с меньшей энергией, но никогда наоборот. Однако это не единственный путь обмена энергией, передача возможна также посредством квантов теплового излучения. При этом базовый принцип обязательно сохраняется: квант, излученный менее нагретым атомом, не в состоянии передать энергию более горячей элементарной частице. Он попросту отражается от неё и либо пропадает бесследно, либо передаёт свою энергию другому атому с меньшей энергией.

Термодинамика хороша тем, что происходящие в ней процессы абсолютно наглядны и могут интерпретироваться под видом различных моделей. Главное — соблюдать базовые постулаты, такие как закон передачи энергии и термодинамического равновесия. Так что если ваше представление соответствует этим правилам, вы легко поймёте методику теплотехнических расчётов от и до.

Понятие сопротивления теплопередаче

Способность того или иного материала передавать тепло называется теплопроводностью. В общем случае она всегда выше, чем больше плотность вещества и чем лучше его структура приспособлена для передачи кинетических колебаний.

Сравнение энергоэффективности различных строительных материалов

Величиной, обратно пропорциональной тепловой проводимости, является термическое сопротивление. У каждого материала это свойство принимает уникальные значения в зависимости от структуры, формы, а также ряда прочих факторов. Например, эффективность передачи тепла в толще материалов и в зоне их контакта с другими средами могут отличаться, особенно если между материалами есть хотя бы минимальная прослойка вещества в другом агрегатном состоянии. Количественно термическое сопротивление выражается как разница температур, разделённая на мощность теплового потока:

• R_t — термическое сопротивление участка, К/Вт;
• T₂ — температура начала участка, К;
• T₁ — температура конца участка, К;
• P — тепловой поток, Вт.

В контексте расчёта теплопотерь термическое сопротивление играет определяющую роль. Любая ограждающая конструкция может быть представлена как плоскопараллельная преграда на пути теплового потока. Её общее термическое сопротивление складывается из сопротивлений каждого слоя, при этом все перегородки складываются в пространственную конструкцию, являющуюся, собственно, зданием.

R_t = l / (λ·S)

• R_t — термическое сопротивление участка цепи, К/Вт;
• l — длина участка тепловой цепи, м;
• λ — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м·К);
• S — площадь поперечного сечения участка, м 2 .

Факторы, влияющие на теплопотери

Тепловые процессы хорошо коррелируют с электротехническими: в роли напряжения выступает разница температур, тепловой поток можно рассматривать как силу тока, ну а для сопротивления даже своего термина придумывать не нужно. Также в полной степени справедливо и понятие наименьшего сопротивления, фигурирующего в теплотехнике как мостики холода.

Если рассматривать произвольный материал в разрезе, достаточно легко установить путь теплового потока как на микро-, так и на макроуровне. В качестве первой модели примем бетонную стену, в которой по технологической необходимости выполнены сквозные крепления стальными стержнями произвольного сечения. Сталь проводит тепло несколько лучше бетона, поэтому мы можем выделить три основных тепловых потока:

• через толщу бетона
• через стальные стержни
• от стальных стержней к бетону

Теплопотери через мостики холода в бетоне

Модель последнего теплового потока наиболее занимательна. Поскольку стальной стержень прогревается быстрее, то ближе к наружной части стены будет наблюдаться разница температур двух материалов. Таким образом, сталь не только «перекачивает» тепло наружу сама по себе, она также увеличивает тепловую проводимость прилегающих к ней масс бетона.

В пористых средах тепловые процессы протекают похожим образом. Практически все строительные материалы состоят из разветвлённой паутины твёрдого вещества, пространство между которым заполнено воздухом. Таким образом, основным проводником тепла служит твёрдый, плотный материал, но за счёт сложной структуры путь, по которому распространяется теплота, оказывается больше поперечного сечения. Таким образом, второй фактор, определяющий термическое сопротивление, это неоднородность каждого слоя и ограждающей конструкции в целом.

Уменьшение теплопотерь и смещение точки росы в утеплитель при наружном утеплении стены

Третьим фактором, влияющим на теплопроводность, мы можем назвать накопление влаги в порах. Вода имеет термическое сопротивление в 20–25 раз ниже, чем у воздуха, таким образом, если она наполняет поры, в целом теплопроводность материала становится даже выше, чем если бы пор вообще не было. При замерзании воды ситуация становится ещё хуже: теплопроводность может возрасти до 80 раз. Источником влаги, как правило, служит комнатный воздух и атмосферные осадки. Соответственно, три основных метода борьбы с таким явлением — это наружная гидроизоляция стен, использование парозащиты и расчёт влагонакопления, который обязательно производится параллельно прогнозированию теплопотерь.

Дифференцированные схемы расчёта

Простейший способ установить размер тепловых потерь здания — суммировать значения теплового потока через конструкции, которыми это здание образовано. Такая методика полностью учитывает разницу в структуре различных материалов, а также специфику теплового потока сквозь них и в узлах примыкания одной плоскости к другой. Такой дихотомический подход сильно упрощает задачу, ведь разные ограждающие конструкции могут существенно отличаться в устройстве систем теплозащиты. Соответственно, при раздельном исследовании определить сумму теплопотерь проще, ведь для этого предусмотрены различные способы вычислений:

• Для стен утечки теплоты количественно равны общей площади, умноженной на отношение разницы температур к тепловому сопротивлению. При этом обязательно берётся во внимание ориентация стен по сторонам света для учёта их нагрева в дневное время, а также продуваемость строительных конструкций.
• Для перекрытий методика та же, но при этом учитывается наличие чердачного помещения и режим его эксплуатации. Также за комнатную температуру принимается значение на 3–5 °С выше, расчётная влажность тоже увеличена на 5–10%.
• Теплопотери через пол рассчитывают зонально, описывая пояса по периметру здания. Связано это с тем, что температура грунта под полом выше у центра здания по сравнению с фундаментной частью.
• Тепловой поток через остекление определяется паспортными данными окон, также нужно учитывать тип примыкания окон к стенам и глубину откосов.

Q = S · ( Δ T / R_t)

• Q —тепловые потери, Вт;
• S — площадь стен, м 2 ;
• ΔT — разница температур внутри и снаружи помещения, ° С;
• R_t — сопротивление теплопередаче, м 2 ·°С/Вт.

Пример расчёта

Прежде чем перейти к демонстрационному примеру, ответим на последний вопрос: как правильно рассчитать интегральное термическое сопротивление сложных многослойных конструкций? Это, конечно, можно сделать вручную, благо, что в современном строительстве используется не так много типов несущих оснований и систем утепления. Однако учесть при этом наличие декоративной отделки, интерьерной и фасадной штукатурки, а также влияние всех переходных процессов и прочих факторов достаточно сложно, лучше воспользоваться автоматизированными вычислениями. Один из лучших сетевых ресурсов для таких задач — smartcalc.ru, который дополнительно составляет диаграмму смещения точки росы в зависимости от климатических условий.

Для примера возьмём произвольное здание, изучив описание которого читатель сможет судить о наборе исходных данных, необходимых для расчёта. Имеется одноэтажный дом правильной прямоугольной формы размерами 8,5х10 м и высотой потолков 3,1 м, расположенный в Ленинградской области. В доме выполнен неутеплённый пол по грунту досками на лагах с воздушным зазором, высота пола на 0,15 м превышает отметку планирования грунта на участке. Материал стен — шлаковый монолит толщиной 42 см с внутренней цементно-известковой штукатуркой толщиной до 30 мм и наружной шлаково-цементной штукатуркой типа «шуба» толщиной до 50 мм. Общая площадь остекления — 9,5 м 2 , в качестве окон использован двухкамерный стеклопакет в теплосберегающем профиле с усреднённым термическим сопротивлением 0,32 м 2 ·°С/Вт. Перекрытие выполнено на деревянных балках: снизу оштукатурено по дранке, заполнено доменным шлаком и сверху укрыто глиняной стяжкой, над перекрытием — чердак холодного типа. Задача расчёта теплопотерь — формирование системы теплозащиты стен.

Первым делом определяются тепловые потери через пол. Поскольку их доля в общем оттоке тепла наименьшая, а также по причине большого числа переменных (плотность и тип грунта, глубина промерзания, массивность фундамента и т. д.), расчёт теплопотерь проводится по упрощённой методике с использованием приведённого сопротивления теплопередаче. По периметру здания, начиная от линии контакта с поверхностью земли, описывается четыре зоны — опоясывающих полосы шириной по 2 метра. Для каждой из зон принимается собственное значение приведённого сопротивления теплопередаче. В нашем случае имеется три зоны площадью по 74, 26 и 1 м 2 . Пусть вас не смущает общая сумма площадей зон, которая больше площади здания на 16 м 2 , причина тому — двойной пересчёт пересекающихся полос первой зоны в углах, где теплопотери значительно выше по сравнению с участками вдоль стен. Применяя значения сопротивления теплопередаче в 2,1, 4,3 и 8,6 м 2 ·°С/Вт для зон с первой по третью, мы определяем тепловой поток через каждую зону: 1,23, 0,21 и 0,05 кВт соответственно.

Используя данные о местности, а также материалы и толщину слоёв, которыми образованы стены, на упомянутом выше сервисе smartcalc.ru нужно заполнить соответствующие поля. По результатам расчёта сопротивление теплопередаче оказывается равным 1,13 м 2 ·°С/Вт, а тепловой поток через стену — 18,48 Вт на каждом квадратном метре. При общей площади стен (за вычетом остекления) в 105,2 м 2 общие теплопотери через стены составляют 1,95 кВт/ч. При этом потери тепла через окна составят 1,05 кВт.

Перекрытие и кровля

Расчёт теплопотерь через чердачное перекрытие также можно выполнить в онлайн-калькуляторе, выбрав нужный тип ограждающих конструкций. В результате сопротивление перекрытия теплопередаче составляет 0,66 м 2 ·°С/Вт, а потери тепла — 31,6 Вт с квадратного метра, то есть 2,7 кВт со всей площади ограждающей конструкции.

Итого суммарные теплопотери согласно расчётам составляют 7,2 кВт·ч. При достаточно низком качестве строительных конструкций здания этот показатель очевидно сильно ниже реального. На самом деле такой расчёт идеализирован, в нём не учтены специальные коэффициенты, продуваемость, конвекционная составляющая теплообмена, потери через вентиляцию и входные двери. В действительности, из-за некачественной установки окон, отсутствия защиты на примыкании кровли к мауэрлату и плохой гидроизоляции стен от фундамента реальные теплопотери могут быть в 2 или даже 3 раза больше расчётных. Тем не менее, даже базовые теплотехнические исследования помогают определиться, будут ли конструкции строящегося дома соответствовать санитарным нормам хотя бы в первом приближении.

Теплопотери дома

Напоследок дадим одну важную рекомендацию: если вы действительно хотите получить полное представление о тепловой физике конкретного здания, необходимо использовать понимание описанных в этом обзоре принципов и специальную литературу. Например, очень хорошим подспорьем в этом деле может стать справочное пособие Елены Малявиной «Теплопотери здания», где весьма подробно объяснена специфика теплотехнических процессов, даны ссылки на необходимые нормативные документы, а также приведены примеры расчётов и вся необходимая справочная информация.