0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как рассчитать теплопотери деревянного дома

Содержание

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.

Калькулятор теплопотерь дома позволяет выполнить расчет тепловых потерь здания 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 ;
  • tв – температура внутренняя, °С;
  • tн – температура наружная, °С;
  • R – термическое сопротивление материала, (м 2 × °С)/Вт.

Для расчета общего термического сопротивления стен дополнительно применяются поправочные коэффициенты:

  • Rм – термическое сопротивление материала, Вт/(м 2 × °С);
  • Rв – термическое сопротивление внутренней поверхности стены, Вт/(м 2 × °С);
  • Rн – 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)
  • αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × °С);
  • αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × °С).
Статья в тему:  Как установить газовый котел в деревянном доме

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»:

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

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

Калькулятор расчета теплопотерь

Информация по назначению калькулятора

К алькулятор теплопотерь предназначен для расчета примерного количества тепла, теряемого помещением через ограждающие конструкции в единицу времени в самую холодную пятидневку выбранного населенного пункта (по актуализированной редакции СП 131.13330.2012).

Д анные расчеты являются достаточно приблизительными, так как невозможно учесть абсолютно все факторы, влияющие на тепловые потери, а полученные результаты необходимо проверять экспериментально, для подтверждения расчетов. Ошибки в конструкции стен так же могут значительным образом повлиять на фактические теплопотери. Например, образование конденсата внутри стеновой конструкции может значительно увеличить теплопроводность теплоизолирующего материала в зимний период.

Т акже на общие теплопотери влияют разность наружной и внутренней температур, солнечная радиация, атмосферные осадки, ветра и другие факторы. Моделирование процессов тепловых потерь целого здания является актуальной проблемой. Зная теплопотери здания, можно переходить к выбору мощности и вариантов системы отопления.

Д ля снижения тепловых потерь здания необходимо использовать максимально эффективные теплоизоляционные материалы. Особенно стоит уделить внимание кровле, так как именно через нее наружу уходит наибольшее количество тепла из помещения. Для поддержания комфортного внутреннего микроклимата, а так же снижения финансовых затрат на отопление, необходимо соблюдать правильный баланс утепления всех ограждающих конструкций.

Примерное минимальное качество утепления наружных стен

  • Х орошее:

300 мм Дерево + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

500 мм Газо- и пенобетон

300 мм Газо- и пенобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

400 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

250 мм Кирпич + 200 мм Полистирол/Каменная Вата

300 мм Дерево + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

400 мм Газо- и пенобетон

300 мм Газо- и пенобетон + 50 мм Полистирол/Каменная Вата

200 мм Керамзитобетон + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

250 мм Кирпич + 100 мм Полистирол/Каменная Вата

200 мм Газо- и пенобетон

Статья в тему:  Можно ли пенофолом утеплять деревянный дом снаружи

100 мм Газо- и пенобетон + 120 мм Кирпич

300 мм Керамзитобетон

Общие сведения по результатам расчетов

  • Т еплопотери помещения — Общее количество тепла, измеряемое в Ваттах, которое теряет расчетное помещение в единицу времени через ограждающие конструкции.
  • У дельные теплопотери помещения — Теплопотери помещения отнесенные к его площади
  • Т емпература воздуха наиболее холодных суток
  • Т емпература воздуха наиболее холодной пятидневки
  • П родолжительность отопительного сезона
  • С редняя температура воздуха отопительного сезона

Калькулятор работает в тестовом режиме.

Как утеплить Деревянный дом, чтобы снизить расходы на электроэнергию

В настоящее время очень популярно стало строить дачи из клееного бруса или из сруба. Много компаний предлагают собрать «коробку» за считанные дни, или уже готовые дома стоят на продаже. Этот очень удобно, можно построить дачный дом за считанные дни, в первое же лето провести выходные-отпуск там, а при желании и приезжать зимой, подальше от городской суеты.

Если для дачного сезона деревянный дом в летние месяцы подойдет для проживания без отопления, то по завершению дачного сезона в сентябре-октябре уже находится в нем холодно, и наступает вопрос по отоплению. Тут у владельца дома наступает резонный вопрос, что выбрать для отопления дома, когда рынок отопительного оборудования предлагает так много вариантов.

Вариантов отапливать дом много. Это и протянуть газ или купить баллон сжиженного газа, построить печь, ну или самый простой вариант – отапливаться электрическими приборами. Но в этой статье пойдет речь о том, как сэкономить на энергопотреблении, потому что электричество в нашей стране не дешевый вид топлива, хотя в каждом регионе цены на киловатт*час разнятся от 2 до 6 рублей, а других вариантов отопления не предусмотрено. Кстати, статья полезна будет и тем, кто выбрал другие способы отопления.

Сколько потребуется электроэнергии (газа, джоулей), чтобы отопить дом? Все будет зависеть от теплопотерь дома, проще говоря, как Ваш дом утеплен, в какое время года Вы в нем планируете проживать и в каком регионе.

Чтобы посчитать теплопотери, Вам понадобятся следующие цифры:

  • Сопротивления теплопередаче стен для Вашего региона Rreg
  • Коэффициенты теплопроводности материалов, из чего у вас построены стены, утеплен пол и потолок
  • Толщина этих строительных материалов

В статье «Нормы утепления по СНиП, или как снизить расходы на отопление в доме» можно посмотреть какое значение сопротивления теплопередаче стены должно быть для Вашего региона, а также найти коэффициенты теплопроводности многих строительных материалов.

Рассчитаем теплопотери деревянного дома через стены

Рассмотрим дом из клееного бруса 150х150 мм в Подмосковье. Узнаем сопротивление теплопередаче стены, разделив толщину материала стены (в метрах) на коэффициент теплопроводности:

Статья в тему:  Почему в деревянном доме сырость

0,15/ 0,18 = 0,83 м²×°C/Вт

Для Москвы значение сопротивления теплопередаче в зимний период = 3,28, что почти в 4 раза выше, чем наша стена. Это значит, что для проживания в зимний период в доме с толщиной клееного бруса 150мм прожить конечно можно, но потребуется очень большое количество обогревателей , большой мощности и, соответственно, счета за электроэнергию Вас огорчат, потому что вместе с домом вы будете топить и улицу.

Для летнего сезона толщина такой стены вполне подойдет.
Что же делать зимой?

Утепляем дом — уменьшаем теплопотери!

Добавьте к стене утеплителя – например, каменной ваты, для Москвы – норма для стены – 15 см, а на потолок и пол – по 20 см. Коэффициент теплопроводности каменной ваты плотностью 25 кг/м³ составляет 0,045.

  • Минеральная каменная вата
  • Ветроизоляционная пленка
  • Облицовка

Считаем: 0,15/0,045 = 3,33 – этого даже боле чем достаточно для стены. Стена удовлетворяет нормам СНиП.

Если еще добавить коэффициент сопротивления стены из клееного бруса – 0,83, то получится 4,09. В общем, чем больше толщина утеплителя, тем меньше потери , тем больше теплосопротивление стены и, соответственно, меньше оплата за отопление.

Какой расход электроэнергии получится?

Посчитаем сколько Вы будете платить за отопление в таком теплом доме в отопительный сезон.

Посчитать теплопотери дома на ограждающие конструкции можно при помощи специального калькулятора – наберите в интернет «Калькулятор теплопотерь помещения».

Там необходимо будет внести данные: регион проживания, материал и толщина ограждающих конструкций и т.п.

В итоге расчета Вы получите количество теплопотерь дома, это и будет мощность отопительного оборудования, которая необходима на восполнение этих потерь. Проще говоря, сколько Вы заплатите за отопление, умножив полученное число на ваш тариф электроэнергии. Также надо учесть теплопотери на вентиляцию и канализацию.

Ниже приведем расчет на примере одноэтажного дома 100м2 (10х10м) с высотой потолка 2,5 м, стены утеплены каменной ватой 15см, пол и потолок – 20 см (можно выбрать другой утеплитель, выбирайте его толщину, чтобы сопротивление теплопередаче было в рекомендуемой норме по СНиП).

1. Итак, мы посчитали, что сопротивление теплопередаче стены из бруса с каменной ватой в 15см составляет 4,09 м² х °С/Вт.

2. Вычисляем общую площадь стен дома, вычитая площадь окон и дверей, их посчитаем ниже.

(10м*2,5м*4 стены) — (7 окон *1,82м²) – (1дверь * 1,6м²) = 100м² – 12,74 м²-1,6м² = 85,66 м²

Окна и двери также имеют свое сопротивление теплопередаче. Примем, что окна у нас из 2-х стеклопакетов, размером 1300*1400 см – 7 шт., и 1 дверь — утепленная минватой 800*2000мм, 1 класса. Сопротивление теплопередаче двухкамерного стеклопакета можно узнать у производителя, примем, что у нас окно с сопротивлением теплопередаче 0,50м²x°С/Вт. Также и у двери, примем, что у нас двери с сопротивлением теплопередачи 1 м²x°С/Вт.

Статья в тему:  Как установить батареи в деревянном доме

3. Считаем теплопотери стен. Разницу температур внутри дома и снаружи делим на сопротивление теплопередаче стены и умножаем на площадь стен. Допустим, вы хотите дома + 25°С, а снаружи у вас — 15°С, разница составит 40°С. Если Вы планируете в доме жить только до поздней осени, когда на улице не выше +5°С, то разница будет 20°С.

40°С / 4,09 Вт/м²x°С * 85,66м² = 837,75 Вт = 0,84 кВт

4. Таким же способом считаем теплопотери с крыши, пола, входной двери и окон.

  • Площадь 10*10=100м²;
  • Сопротивление теплопередаче 20 см каменной ваты – 0,20/0,045= 4,44 м²х°С/Вт.
  • Теплопотери: 40°С /4,44 м²х°С/Вт *100м²= 900,9 Вт = 0,9 кВт.

Пол — т.к. у пола утеплитель из такого же материала и толщины, как и на потолке, первые два действия одинаковы, а в третьем — разница температур будет другая, меньше, из-за того, что температура грунта выше, чем наружный воздух. Примем, что температура грунта в феврале равна -1°С. (Например, для Якутска будет примерно — 8°С). Соответственно разница температур будет 26°С.

  • Площадь 10*10=100м²;
  • Сопротивление теплопередаче 20 см каменной ваты – 0,20/0,045= 4,44 м²х°С/Вт.
  • Теплопотери 26°С /4,44 м²х°С/Вт *100м²= 585 Вт = 0,59 кВт.
  • Площадь окон (1,3*1,4м)* 7 шт. = 12,74м²
  • Сопротивление теплопередаче окон 0,50м²x°С/Вт.
  • Теплопотери 40°С/0,5м²х°С/Вт*12,74 м²=1019 Вт=1,02 кВт.
  • Площадь двери (0,8*1,2м) = 1,6м²
  • Сопротивление теплопередаче — 1 м²x°С/Вт.
  • Теплопотери 40°С/1м²х°С/Вт *1,6 м²= 64 Вт =0,064кВт

Все теплопотери со всех ограждающих конструкций складываем, и получим общую мощность теплопотери с ограждающих конструкций:

0,84 кВт + 0,9 кВт + 0,59 кВт +1,02 кВт +0,064кВт = 3,414 кВт в час

Также посчитаем теплопотери на вентиляцию, через нее также уходит тепло. Расход тепла на вентиляцию равен 10-15% от теплопотерь через ограждения дома. Примем 15% — 0,51кВт – теплопотери на вентиляцию в час.

Складываем теплопотери на ограждающие конструкции и теплопотери на вентиляцию, получаем мощность теплопотери дома:

3,414 + 0,51 = 3,924 кВт

Это и будет то количество ватт, которое необходимо компенсировать отопительными приборами, другими словами, сколько Вы будете платить за отопление в отопительный сезон, умножив мощность на тариф электроэнергии в Вашем регионе. Понятно, что за время отопительного периода погода меняется, и разница температур также поменяется. Поэтому, чтобы вычислить теплопотери за весь отопительный период, нужно в 3 действии брать среднюю разницу температур за все дни отопительного периода. Сейчас мы посчитали для зимы в — 15°С. Когда будет теплее, теплопотери будут меньше. А в сильные морозы — больше.

Статья в тему:  Как положить напольную плитку в деревянном доме

При утеплении дома по СНиП, а также при использовании, на 1 куб помещения требуется 6 кВт*ч в месяц.

Посчитаем, какое будет среднее потребление электроэнергии на отопление в месяц:

100м²(площадь дома) * 2,5 (высота потолка) * 6кВт*ч = 1500 кВт*ч

Важно, что для расчета потребления электроэнергии берется отопительное оборудование с максимальным КПД и высокими показателями рассеивания тепла. Если для обогрева дома применяется жидкостная система отопления или бытовые обогреватели, то показатели потребления могут быть значительно выше.

5. Теперь Вы знаете, как можно уменьшить расходы на электроэнергию за счет единоразового вложения в утепление дома. Обычно оно окупается в первый же отопительный сезон.

6. Для наглядности сравним этот дом без утепления стен и на потолке и полу меньше утеплителя, чем требуется по СНиП. Не будем Вас утомлять расчетами, они точно также производятся, как приведено выше. Итак, теплопотери в отопительный сезон с дома в 100м2 из клееного бруса 15х15см (примем, что потолок и пол утеплены каменной ватой 10 см) составят: 9,43 кВт, а это почти в 2,5 раза выше, чем у дома с утепленными стенами, и соответственно в 2,5 раза выше платежи за отопление.

Утеплять деревянный дом или нет — выбор за Вами!

Online программа расчета теплопотерь дома

Выберите город tнар = — o C

Введите температуру воздуха в помещении; tвн = + o C

Теплопотери через стены развернуть свернуть

Вид фасада &#945 =

Площадь наружных стен, кв.м.

Материал первого слоя &#955 =

Толщина первого слоя, м.

Материал второго слоя &#955 =

Толщина второго слоя, м.

Материал третьего слоя &#955 =

Толщина третьего слоя, м.

Теплопотери через стены, Вт

Теплопотери через окна развернуть свернуть

Введите площадь окон, кв.м.

Теплопотери через окна

Теплопотери через потолки развернуть свернуть

Выберите вид потолка

Введите площадь потолка, кв.м.

Материал первого слоя &#955 =

Толщина первого слоя, м.

Материал второго слоя &#955 =

Толщина второго слоя, м.

Материал третьего слоя &#955 =

Толщина третьего слоя, м.

Теплопотери через потолок

Теплопотери через пол развернуть свернуть

Выберите вид пола

Введите площадь пола, кв.м.

Материал первого слоя &#955 =

Толщина первого слоя, м.

Материал второго слоя &#955 =

Толщина второго слоя, м.

Материал третьего слоя &#955 =

Толщина третьего слоя, м.

Теплопотери через пол

Материал первого слоя &#955 =

Толщина первого слоя, м.

Материал второго слоя &#955 =

Толщина второго слоя, м.

Материал третьего слоя &#955 =

Толщина третьего слоя, м.

Статья в тему:  Как утеплить стены и пол в деревянном доме

Площадь зоны 1, кв.м. что такое зоны?

Площадь зоны 2, кв.м.

Площадь зоны 3, кв.м.

Площадь зоны 4, кв.м.

Теплопотери через пол

Теплопотери на инфильтрацию развернуть свернуть

Введите Жилую площадь, м.

Теплопотери на инфильтрацию

О программе развернуть свернуть

Очень часто на практике принимают теплопотери дома из расчета средних около 100 Вт/кв.м. Для тех, кто считает деньги и планирует обустроить дом экономной системой отопления без лишних капиталовложений и с низким расходом топлива, такие расчеты не подойдут. Достаточно будет сказать, что теплопотери хорошо утепленного дома и неутепленного могут отличаться в 2 раза. Точные расчеты по СНиП требуют большого времени и специальных знаний, но эффект от точности не ощутится должным образом на эффективности системы отопления.

Данная программа разрабатывалась с целью предложить лучший результат цена/качество, т.е. (затраченное время)/(достаточная точность).

03.12.2017 — скорректирована формула расчета теплопотерь на инфильтрацию. Теперь расхождений с профессиональными расчетами проектировщиков не обнаружено (по теплопотерям на инфильтрацию).

10.01.2015 — добавлена возможность менять температуру воздуха внутри помещений.

FAQ развернуть свернуть

Как посчитать теплопотери в соседние неотапливаемые помещения?

По нормам теплопотери в соседние помещения нужно учитываеть, если разница температур между ними превышает 3 o C. Это может быть, например, гараж. Как с помощью онлайн-калькулятора посчитать эти теплопотери?

Пример. В комнате у нас должно быть +20, а в гараже мы планируем +5. Решение. В поле tнар ставим температуру холодной комнаты, в нашем случае гаража, со знаком «-«. -(-5) = +5 . Вид фасада выбираем «по умолчанию». Затем считаем, как обычно.

Внимание! После расчета потерь тепла из помещения в помещение не забываем выставлять температуры обратно.

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
  • Понятие сопротивления теплопередаче
  • Факторы, влияющие на теплопотери
  • Дифференцированные схемы расчёта
  • Пример расчёта

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.

Статья в тему:  Как избавиться от короеда в деревянном доме свч

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:

  • Rt — 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.

Rt = l / (λ·S)

  • Rt — 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
Статья в тему:  Как сделать деревянный дом теплым

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.
Статья в тему:  Как построить деревянный дом на сваях

Q = S · ( Δ T / Rt)

  • Q —тепловые потери, Вт;
  • S — площадь стен, м 2 ;
  • ΔT — разница температур внутри и снаружи помещения, ° С;
  • Rt — 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.

Статья в тему:  Как сделать деревянный дом теплым

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.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector