Расчет теплопотерь частного дома
Содержание:
- P. S. (25.02.2016)
- Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции
- Ручной расчет теплопотерь
- Факторы, влияющие на теплопотери
- Укрупненный расчет
- Как посчитать теплопотери на калькуляторе онлайн
- Выявление источников теплопотерь самостоятельно и дальнейшая их ликвидация
- Тепловые потери за счет крыши или потолка
- Потери тепла через полы
- Факторы, влияющие на теплопотери
- Ручной расчет теплопотерь
- Целесообразность вычислений
- Расчет количества секций радиаторов отопления по объему
- Развернутая таблица теплопотерь
- Учет тепла на подогрев воздуха
- Формулы расчета тепловых потерь
P. S. (25.02.2016)
Почти через год после написания статьи удалось разобраться с вопросами, озвученными чуть выше.
Во-первых, программа расчета теплопотерь в Excel по методике А.Г. Сотникова считает все правильно — точно по формулам А.И. Пеховича!
Во-вторых, внесшая сумятицу в мои рассуждения формула (3) из статьи А.Г. Сотникова не должна выглядеть так:
R27=δусл/(2*λгр)=К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))
В статье А.Г. Сотникова — не верная запись! Но далее график построен, и пример рассчитан по правильным формулам!!!
Так должно быть согласно А.И. Пеховичу (стр 110, дополнительная задача к п.27):
R27=δусл/λгр=1/(2*λгр)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))
Отсюда:
δусл=R27*λгр=(½)*К(cos((hH)*(π/2)))/К(sin((hH)*(π/2)))
Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции
Рассмотрим, как рассчитать теплопотери дома через ограждающие конструкции. Расчет приводится на примере одноэтажного жилого дома. Данным расчетом можно пользоваться и для расчета теплопотерь отдельного помещения, всего дома или отдельной квартиры.
Пример технического задания для расчета теплопотерь
Сначала составляем простой план дома с указанием площадей помещений, размеров и расположения окон и входной двери. Это необходимо для определения площади поверхности дома, через которую происходят теплопотери.
Формула расчета теплопотерь
Для расчета теплопотерь применяем следующие формулы:
R = B / K – это формула расчета величины теплосопротивления ограждающих конструкций дома.
- R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт;
- К – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м*К);
- В – толщина материала, м.
- Q – теплопотери, Вт;
- S – площадь ограждающих конструкций дома, м2;
- dT – разница температуры между внутренним помещением и улицой, К;
- R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•К/Вт
Температурный режим внутри дома для расчета берем +21..+23°С – такой режим является наиболее комфортным для человека. Минимальная уличная температура для расчета теплопотерь взята -30°С, так как в зимний период в регионе: где построен дом (Ярославская область, Россия) такая температура может продержаться более одной недели и именно наименьший температурный показатель рекомендуется закладывать в расчеты, при этом разность температур получаем dТ = 51..53, в среднем – 52 градуса.
Общие теплопотери дома состоят из теплопотерь всех ограждающих конструкций, поэтому, используя эти формулы, выполняем:
После расчета получили такие данные:
Итого: суммарный результат теплопотерь через ограждающие конструкции составил – 1,84 кВт•ч.
Примечание: Этот расчет является приблизительным и при более точном расчете теплопотерь ограждений дома полученные значения могут иметь иной показатель, так как в своем расчете я не учитывал некоторые факторы, которые могут в той или иной степени влиять на величину теплопотерь. Если вы хотите получить точный расчет или получить консультацию специалиста по этому вопросу, то вы можете задать свой вопрос в разделе Вопрос-ответ.
Ручной расчет теплопотерь
Чтобы рассчитать теплопотери дома ручным способом, понадобится найти значения утечки тепла через ограждающую конструкцию, вентиляцию и канализационную систему.
Теплопотери через ограждающую конструкцию
У любого здания окружающая конструкция состоит из разных слоев материала. Поэтому для более точного расчета, необходимо найти теплопотери для каждого слоя отдельно. Вычисляются они по следующей формуле – Q окр.к. = (A / D) *dT, где:
- D – сопротивление теплового потока;
- dT – разность наружной и внутренней температуры помещения;
- А – площадь здания.
Все значения измеряются соответствующими приборами, а для нахождения сопротивления теплового потока, применяется формула — D = Z / Кф., где: Кф. – коэффициент теплопроводности материала (он производителями указан в паспорте материала), а Z – толщина его слоя.
Если здание состоит из нескольких этажей, посчитать ручным способом теплопотери через ограждающую конструкцию будет достаточно долго и неудобно. В связи с этим, можно будет воспользоваться следующей таблицей, где специалисты вывели средние
| Неугловая комната. | Комната, у которой угол граничит с улицей. | Неугловая комната. | |||
| Кирпичная стена шириной — 67 см. и с внутренней отделкой. штукатурки. | -25 -27 -29 -31 | 77 84 88 90 | 76 82 84 86 | 71 76 79 81 | 67 72 76 77 |
| Кирпичная стена шириной — 54 см. с внутренней отделкой. | -25 -27 -29 -30 | 92 98 103 104 | 91 97 101 102 | 83 87 92 94 | 80 88 90 91 |
| Деревянная стена шириной — 25 см с внутренней обшивкой. | -25 -27 -29 -30 | 62 66 68 70 | 61 64 66 67 | 56 59 61 62 | 53 57 58 60 |
| Деревянная стена шириной — 20 см с внутренней обшивкой. | -25 -27 -29 -30 | 77 84 88 89 | 77 82 85 87 | 70 76 79 80 | 67 73 76 77 |
| Каркасная стена шириной — 20 см. с утеплителем. | -25 -27 -29 -30 | 63 66 69 71 | 61 64 67 69 | 56 59 62 63 | 55 57 60 62 |
| Пенобетонная стена шириной — 20 см с внутренней отделкой. | -25 -27 -29 -30 | 93 98 102 105 | 90 95 99 102 | 88 89 91 94 | 81 85 89 91 |
Утечка тепла через вентиляцию
У каждого помещения через ограждающую конструкцию, циркулирует поток воздуха. Чтобы рассчитать, сколько происходит теплопотерь при вентиляции, используется формула тепловых зданий:
Qвент. = (В* Кв / 3600)* W * С *dT, где:
- В — кубические метры длинны и ширины помещения;
- Кв — кратность подаваемого и удаляемого воздуха помещения за 1 час;
- W — плотность воздуха = 1,2047 кг/куб. м;
- С — теплоемкость воздуха = 1005 Дж/кг*С.
В зданиях с паропроницаемыми ограждениями, воздухообмен происходит – 1 раз в час. У зданий, которые выполнены по «Евростандарту», кратность подаваемого и удаляемого воздуха увеличивается до – 2. Таким образом, обмен воздуха за 1 час происходит 2 раза.
Утечки тепла через канализацию
Для комфортного проживания жильцы домов нагревают воду для быта и гигиены. Также частично от окружающей среды нагревается вода в бочке и сифоне унитаза. Все полученное тепло после эксплуатации вместе с водой уходит через стоки трубопровода
Поэтому очень важно рассчитать теплопотери дома, расчет производится по следующей символической формуле:
Qкан. = (Vвод. * T * Р * С * dT) / 3 600 000, где:
- Vвод. — общий потребляемый кубический объем воды за 30 дней;
- Р — плотность жидкости = 1 тонна/куб. м;
- С — теплоемкость жидкости = 4183 Дж/кг*С;
- 3 600 000 — величина джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.;
- dT — разность температуры между поступающей и нагретой водой.
Подсчет dT проводится следующим образом. Допустим, при поступлении в помещение вода имеет температуру +8 градусов, после нагрева ее температура составляет + 30 градусов. Следовательно, чтобы найти разницу, нужно из 30 вычесть 8. Получившийся итог 21 градус и следует принимать за dT.
Полученные результаты теплопотерь через вентиляцию, ограждающие конструкции и канализацию необходимо сложить вместе. Получившаяся сумма и будет примерное количество теплопотерь дома.
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.
Укрупненный расчет
Выше описана методика точного подсчета теплопотерь, однако далеко не все используют данную формулу, зачастую обыватели довольствуются усредненными данными, уже посчитанными для помещения высотой потолков до 3 метров. Укрупненный расчет производят исходя из значения 100 Вт/1 квадратный метр помещения. Соответственно дома площадью 100 м2 необходимо обеспечить отопительную систему мощностью примерно 10 000 Вт.
Подобные расчеты являются достаточно усредненными. Учитывая, что в нашей стране большая вариативность климатических зон, использовать такой расчет нецелесообразно. При недостаточной мощности, дом не будет достаточно хорошо прогреваться, а при избыточной — ресурсы будут расходоваться впустую.
Как посчитать теплопотери на калькуляторе онлайн
Для тех, у кого нет возможности или желания самостоятельно считать все параметры наружных и внутренних коэффициентов, существует калькулятор. Он способен рассчитать различные значения, необходимые для достижения нужного температурного эффекта для той или иной конструкции.
Кроме того, калькулятор может рассчитать коэффициент сопротивления конструкции. Рассмотрим каждый пример подробнее.
Для того чтобы рассчитать к.с. наружных или внутренних стен, введите в калькулятор следующие параметры: толщину наружных или внутренних утеплителей, толщину стены, на которую они установлены, а также среднюю норму температурного режима.
После того как все данные введены, можно нажимать кнопку «считать» и калькулятор выдаст достоверный результат. То же самое делается в примере, где необходимо считать значения для определения ширины наружных и внутренних утеплителей.
Для того чтобы правильно выбрать материал для поддержания нормальной температуры стен, тщательно высчитывайте значения коэффициента сопротивления. Сделать это можно как самостоятельно, так и при помощи калькулятора.
Кроме того, материал для утепления какой-либо строительной конструкции напрямую зависит от сырья, из которого изготовлена эта конструкция. Поэтому прежде чем начать считать коэффициенты, правильно подберите сочетающиеся между собой варианты.
Выявление источников теплопотерь самостоятельно и дальнейшая их ликвидация
Начать стоит с окон и дверей. Зачастую монтаж этих конструкций производится некачественно, что и становится причиной утечки тепла. Способ прост: необходимо провести рукой по контуру изделия, что позволит выявить сквозные щели. Проблемные места необходимо заделать любым теплоизолирующим материалом, сменить уплотняющие резинки. В случае если окно или дверь пропускает тепло во многих местах, разумнее будет установить новую дверь и новый стеклопакет. Следующий шаг – проверка внешних стен. Те, которые устроены некачественно и будут чрезвычайно холодными. Стена отдает много тепла на улицу по 2-м причинам: некачественная теплоизоляция или неправильная работа радиатора. С 1-м случаем разобраться сложно, а со 2-м – нет. Необходимо выпустить из радиатора лишний воздух, проверить устройство на наличие в нем мусора, так как некоторые его секции могут не нагреваться вовсе. Следующий основной этап – проверка крыши. Установив, в какой ее части имеются наибольшие сквозные щели, необходимо заполнить их утеплителем. Избежать такой проблемы можно, если изначально работы проведены качественно, тогда утечки, уходящие через крышу, будут минимальны. Вышеперечисленное – это основные и самые частые «больные» места, начать следует именно с них. Устранение этих недостатков сэкономит большое количества тепла, но проблема может быть и в другом: вентиляции, фундаменте и другом
Тепловые потери за счет крыши или потолка
Потери тепла для потолка и крыши рассчитываются по той же формуле, что и для стен. Теплый воздух поднимается вверх, поэтому, чтобы не отапливать улицу, следует серьезно отнестись к утеплению крыши при строительстве. Основным параметром теплопотерь здесь будет неравномерность стыков. От выбора утепляющего материала тоже будет завесить очень многое. Так, например использование эковаты предполагает отсутствие влаги. А, как известно, вместе с теплым воздухом вверх поднимается и пар, который остывая, будет конденсироваться, оседать на утеплителе, замещая воздух и снижать термическое сопротивление утеплителя.
Потери тепла через полы
Потери тепла через полы рассчитываются по той же формуле:
Qпола = kпола * Fпола (tвн — tнар),
где Qпола — теплопотери, Вт;
kпола — коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2*град.C);
Fпола — площадь пола;
tвн — температура воздуха внутри, град. C; можно принимать 20 град.С
tнар — температура воздуха/грунта снаружи, град. C; можно принимать 5 град.С
Пол над грунтом
Если пол находится на лагах, над неотапливаемым подвалом, kпола рассчитывается по формуле:
,
где k — коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2*град.C);
d1 — толщина первого слоя пола (например, бетон), м;
λ1 — коэффициент теплопроводности первого слоя пола, Вт/(м*K); дает производитель материала, или можно взять по таблице коэффициентов теплопроводности
d2 — толщина второго слоя пола (например, пенополистирол), м;
λ2 — коэффициент теплопроводности второго слоя пола, Вт/(м*K); по принципу λ1.
dn, λn — если есть еще слои — по принципу d1 и λ1;
αвн — коэффициент теплоотдачи от внутреннего воздуха к полу; принимаем равным 6.
αнар — коэффициент теплоотдачи от пола к наружному воздуху/грунту. см. ниже
| Под полом | α, Вт/(кв.м.*град.C) |
|---|---|
| холодный подвал, сообщающийся с наружным воздухом | 17 |
| неотапливаемые подвалы со световыми проемами в стенах | 12 |
| неотапливаемые подвалы без световых проемов в стенах выше уровня земли, технические подполья ниже уровня земли | 6 |
Пол на грунте
Если пол расположен непосредственно на грунте, то kпола рассчитывается по формуле:
,
где d — толщина утепляющего слоя, м;
λ — коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, Вт/(м2*град.C);
Rc по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимаем равным 2,1 для 1-й зоны; 4,3 для 2-й зоны; 8,6 для 3-й зоны и 14,2 для оставшейся площади.
Факторы, влияющие на теплопотери
В строительных конструкциях, как правило, используют комбинации нескольких материалов. Этим решением обеспечивают:
- необходимую прочность силового каркаса;
- хорошие изоляционные свойства;
- привлекательный внешний вид отделки;
- надежное скрепление слоев.
Структура стены
Расчет заземления
В приведенном на рисунке примере общие потери рассчитывают сложением значений, полученных для каждого слоя. Кроме толщины учитывают теплопроводность каждого материала.
К сведению. В специализированный калькулятор теплопотерь стен дома заносят последовательно указанные выше значения. Программа автоматически подставит соответствующие коэффициенты.
В действительности приходится решать более сложные задачи. Достаточно часто для заливки монолита применяют стальные штыри, удерживающие опалубку. После завершения процесса их удаляют с последующим заполнением отверстий строительной смесью. Если нарушена монтажная технология, и не выполнены завершающие операции, в стенах образуются «мостики холода». По ним тепло быстро уходит наружу с одновременным бесполезным нагревом внутреннего объема стены. Понятно, что в подобных условиях значительно возрастают затраты на отопление.
Воздух обладает минимальной проводимостью тепла, поэтому является великолепным изолятором. Это свойство применяют при создании волоконных и пористых специализированных материалов. Чтобы получить хороший результат, создают однородный слой. Любые уплотнения, особенно создающие трассы тепловых утечек, увеличивают потери.
Следующим важным фактором является накопление влаги внутри строительных конструкций. В отличие от воздуха, здесь речь идет об ухудшении полезных изоляционных свойств. При отрицательных температурах процесс кристаллизации в десятки раз повышает теплопроводность.
Перемещение точки росы в разных строительных конструкциях
Здесь показано, при качественном проекте место образования повышенной влажности выносится за пределы основной стены. Именно по этой причине утепление рекомендуют устанавливать снаружи. Ошибочные решения не только ухудшают теплопроводность, но и активизируют процессы гниения.
Важно! Чтобы не ошибиться, расчет теплопотерь онлайн дополняют изучением перемещения точки росы в режиме нормальной круглогодичной эксплуатации
Ручной расчет теплопотерь
Чтобы рассчитать теплопотери дома ручным способом, понадобится найти значения утечки тепла через ограждающую конструкцию, вентиляцию и канализационную систему.
Теплопотери через ограждающую конструкцию
У любого здания окружающая конструкция состоит из разных слоев материала. Поэтому для более точного расчета, необходимо найти теплопотери для каждого слоя отдельно. Вычисляются они по следующей формуле – Q окр.к. = (A / D) *dT, где:
- D – сопротивление теплового потока;
- dT – разность наружной и внутренней температуры помещения;
- А – площадь здания.
Все значения измеряются соответствующими приборами, а для нахождения сопротивления теплового потока, применяется формула — D = Z / Кф., где: Кф. – коэффициент теплопроводности материала (он производителями указан в паспорте материала), а Z – толщина его слоя.
Если здание состоит из нескольких этажей, посчитать ручным способом теплопотери через ограждающую конструкцию будет достаточно долго и неудобно. В связи с этим, можно будет воспользоваться следующей таблицей, где специалисты вывели средние
| Неугловая комната. | Комната, у которой угол граничит с улицей. | Неугловая комната. | |||
| Кирпичная стена шириной — 67 см. и с внутренней отделкой. штукатурки. | -25 -27 -29 -31 | 77 84 88 90 | 76 82 84 86 | 71 76 79 81 | 67 72 76 77 |
| Кирпичная стена шириной — 54 см. с внутренней отделкой. | -25 -27 -29 -30 | 92 98 103 104 | 91 97 101 102 | 83 87 92 94 | 80 88 90 91 |
| Деревянная стена шириной — 25 см с внутренней обшивкой. | -25 -27 -29 -30 | 62 66 68 70 | 61 64 66 67 | 56 59 61 62 | 53 57 58 60 |
| Деревянная стена шириной — 20 см с внутренней обшивкой. | -25 -27 -29 -30 | 77 84 88 89 | 77 82 85 87 | 70 76 79 80 | 67 73 76 77 |
| Каркасная стена шириной — 20 см. с утеплителем. | -25 -27 -29 -30 | 63 66 69 71 | 61 64 67 69 | 56 59 62 63 | 55 57 60 62 |
| Пенобетонная стена шириной — 20 см с внутренней отделкой. | -25 -27 -29 -30 | 93 98 102 105 | 90 95 99 102 | 88 89 91 94 | 81 85 89 91 |
Утечка тепла через вентиляцию
У каждого помещения через ограждающую конструкцию, циркулирует поток воздуха. Чтобы рассчитать, сколько происходит теплопотерь при вентиляции, используется формула тепловых зданий:
Qвент. = (В* Кв / 3600)* W * С *dT, где:
- В — кубические метры длинны и ширины помещения;
- Кв — кратность подаваемого и удаляемого воздуха помещения за 1 час;
- W — плотность воздуха = 1,2047 кг/куб. м;
- С — теплоемкость воздуха = 1005 Дж/кг*С.
В зданиях с паропроницаемыми ограждениями, воздухообмен происходит – 1 раз в час. У зданий, которые выполнены по «Евростандарту», кратность подаваемого и удаляемого воздуха увеличивается до – 2. Таким образом, обмен воздуха за 1 час происходит 2 раза.
Утечки тепла через канализацию
Для комфортного проживания жильцы домов нагревают воду для быта и гигиены. Также частично от окружающей среды нагревается вода в бочке и сифоне унитаза. Все полученное тепло после эксплуатации вместе с водой уходит через стоки трубопровода
Поэтому очень важно рассчитать теплопотери дома, расчет производится по следующей символической формуле:
Qкан. = (Vвод. * T * Р * С * dT) / 3 600 000, где:
- Vвод. — общий потребляемый кубический объем воды за 30 дней;
- Р — плотность жидкости = 1 тонна/куб. м;
- С — теплоемкость жидкости = 4183 Дж/кг*С;
- 3 600 000 — величина джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.;
- dT — разность температуры между поступающей и нагретой водой.
Подсчет dT проводится следующим образом. Допустим, при поступлении в помещение вода имеет температуру +8 градусов, после нагрева ее температура составляет + 30 градусов. Следовательно, чтобы найти разницу, нужно из 30 вычесть 8. Получившийся итог 21 градус и следует принимать за dT.
Полученные результаты теплопотерь через вентиляцию, ограждающие конструкции и канализацию необходимо сложить вместе. Получившаяся сумма и будет примерное количество теплопотерь дома.
Целесообразность вычислений
Действительно, зачем знать коэффициенты теплопотерь жилого дома?
Термин «жилое» подразумевает помещение, в котором в течение отопительного сезона будут проживать люди. Дачные дома, в которых отопление в холодный период бывает обычно по выходным, к данной категории не относятся. Для того чтобы достичь оптимального теплового режима в них, понадобится больше времени, которое зависит от конструкции здания и большая мощность отопительной системы.
Теплопотери здания нужно знать, чтобы организовать эффективную систему отопления, правильно подобрав мощность теплового агрегата.
Этот показатель учитывается при выборе и проектировании системы отопления, кондиционирования, технологии «теплый пол» и мощности обогревательных приборов.
При термической изоляции строений также нужно вычислить мощность тепловых потерь, ведь от этого зависит тип используемого изолятора, способ и толщина его монтажа.
Данный показатель зависит от многих факторов. Прежде всего, это материал перекрытий – панель, кирпич, газобетон, брус и т.д. Для каждого строения – свои показатели расчета теплопотерь дома, с учетом региона проживания, средней температуры, количества окон и дверей, наличия чердака или подвальных помещений и других факторов.
Вне зависимости от конструкции любое здание пропускает тепло сквозь ограждения. Теплопотери в окружающую среду восстанавливаются с помощью отопительной системы. Необходимая мощность источника обогрева дома является сумма теплопотерь с нормируемым запасом.
Для того чтобы в помещении были максимально комфортные условия учитываются такие факторы как: ориентация по сторонам света, физические качества строительных материалов и теплоизоляции, устройство здания, планировка помещений, направление ветров и средняя мягкость климата в холодное время года.
По результатам теплотехнического расчета выбирается отопительный котел, уточняется количество секций радиаторов отопления, расчет мощности и длины труб теплого пола, выбирается теплогенератор, позволяющий компенсировать теплопотери.
По большому счету определение потерь тепловой энергии нужно для экономного отопления помещения, без лишних запасов мощности системы отопления.
Существует два способа, как рассчитать теплопотери дома – вручную, используя формулы или более простой вариант, используя онлайн калькулятор с укрупненными данными.
Расчет количества секций радиаторов отопления по объему
Чаще всего используется значение, рекомендованное СНиП, для домов панельного типа на 1 куб.метр объема требуется 41 Вт тепловой мощности.
Если у Вас квартира в современном доме, со стеклопакетами, утепленными наружными стенами и откосами из гипсокартона. то для расчета уже используется значение тепловой мощности 34вт на 1куб.метр объема.
Пример расчета количества секций:
Комната 4*5м, высота потолка 2,65м
Получаем 4*5*2,65=53 куб.м Объем комнаты и умножаем на 41вт. Итого, требуемая тепловая мощность для обогрева: 2173Вт.
Исходя из полученных данных, не трудно рассчитать количество секций радиаторов. Для этого необходимо знать теплоотдачу одной секции, выбранного Вами радиатора.
Допустим: Чугунный МС-140, одна секция 140Вт Global 500,170Вт Sira RS, 190Вт
Тут следует заметить, что производитель или продавец, часто указывает завышенную теплоотдачу, рассчитанную при повышенной температуре теплоносителя в системе. Поэтому ориентируйтесь на меньшее значение, указанное в паспорте на изделие.
Продолжим расчет: 2173 Вт делим на теплоотдачу одной секции 170Вт, получаем 2173Вт/170Вт=12,78 секций. Округляем в сторону целого числа, и получаем 12 или 14 секций.
Этот метод, как и следующий является приблизительным.
Расчет количества секций радиаторов отопления по площади помещения
Является актуальным для высоты потолков помещения 2,45-2,6 метра. Принимается равным, что для обогрева 1кв.метра площади достаточно 100Вт.
То есть для комнаты 18 кв.метров, требуется 18кв.м*100Вт=1800Вт тепловой мощности.
Делим на теплоотдачу одной секции: 1800Вт/170Вт=10,59, то есть 11 секций.
В какую сторону лучше округлить результаты расчетов?
Комната угловая или с балконом, то к расчетам добавляем 20% Если батарея будет устанавливаться за экраном или в нишу, то потери тепла могут достигать 15-20%
Но в то же время, для кухни, можно смело округлить в меньшую сторону, до 10 секций. Кроме того, на кухне, очень часто монтируется электрический теплый пол. А это минимум 120 Вт тепловой помощи с одного квадратного метра.
Точный расчет количества секций радиаторов
Определяем требуемую тепловую мощность радиатора по формуле
Qт= 100ватт/м2 х S(помещения)м2 х q1 х q2 х q3 х q4 х q5 х q6 х q7
Где учитываются следующие коэффициенты:
Вид остекления (q1)
Тройной стеклопакет q1=0,85
Двойной стеклопакет q1=1,0
Обычное(двойное) остекленение q1=1,27
Теплоизоляция стен (q2)
Качественная современная изоляция q2=0,85
Кирпич (в 2 кирпича) или утеплитель q3= 1,0
Плохая изоляция q3=1,27
Отношение площади окон к площади пола в помещении (q3)
Минимальная температура снаружи помещения (q4)
Количество наружных стен (q5)
Тип помещения над расчетным (q6)
Обогреваемое помещение q6=0,8
Отапливаемый чердак q6=0,9
Холодный чердак q6=1,0
Высота потолков (q7)
100 вт/м2*18м2*0,85 (тройной стеклопакет)*1 (кирпич)*0,8 (2,1 м2 окно/18м2*100%=12%)*1,5(-35)* 1,1(одна наружная)*0,8(обогреваемое,квартира)*1(2,7м)=1616Вт
Плохая теплоизоляция стен увеличит это значение до 2052 Вт!
количество секций радиатора отопления: 1616Вт/170Вт=9,51 (10 секций)
Мы рассмотрели 3 варианта расчета требуемой тепловой мощности и на основании этого получили возможность расчета необходимого количества секций радиаторов отопления. Но тут следует отметить, что для того чтобы радиатор выдал паспортную мощность его следует правильно установить. Как это сделать правильно или проконтролировать не всегда грамотных работников ЖЭКа, читайте в следующих статьях на официальном сайте Школы ремонта Remontofil
Развернутая таблица теплопотерь
В таблице tвн — температура воздуха в помещении, Q — теплопотери помещения / ограждающей конструкции / теплопроводного включения, Qуд — удельные теплопотери помещения.
| Помещение/ Наружная ограждающая конструкция/ теплопроводное включение | Площадь или длина | tвн, °C | Q, Вт | Qуд, Вт/м2 |
| 1.1 Коридор | 23.1 м2 | 22 | 1745 | 76 |
| Окна | 0.3 м2 | 20 | ||
| Двери | 2.3 м2 | 191 | ||
| Стены | 14.6 м2 | 220 | ||
| Пол Зона 1 | 10.04 м2 | 72 | ||
| Пол Зона 2 | 11.21 м2 | 49 | ||
| Пол Зона 3 | 4.48 м2 | 11 | ||
| Инфильтрация | 23.1 м2 | 935 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 5.02 м | 225 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 5.02 м | 22 | ||
| 1.2 Кладовая | 6.8 м2 | 19.5 | 866 | 127 |
| Окна | 1.7 м2 | 106 | ||
| Стены | 16 м2 | 227 | ||
| Пол Зона 1 | 6.72 м2 | 43 | ||
| Пол Зона 2 | 0.44 м2 | 2 | ||
| Инфильтрация | 6.8 м2 | 260 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 5.36 м | 200 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 5.36 м | 19 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 3.1 м | 8 | ||
| 1.3 Санузел | 7.3 м2 | 25 | 674 | 92 |
| Окна | 1.2 м2 | 85 | ||
| Стены | 6.91 м2 | 111 | ||
| Пол Зона 1 | 4.64 м2 | 38 | ||
| Пол Зона 2 | 3.36 м2 | 17 | ||
| Инфильтрация | 7.3 м2 | 316 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 2.32 м | 98 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 2.32 м | 10 | ||
| 1.4 Котельная | 7.7 м2 | 19.5 | 635 | 82 |
| Окна | 1.2 м2 | 75 | ||
| Стены | 7.81 м2 | 111 | ||
| Пол Зона 1 | 5.22 м2 | 33 | ||
| Пол Зона 2 | 3.78 м2 | 15 | ||
| Инфильтрация | 7.7 м2 | 294 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 2.61 м | 97 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 2.61 м | 9 | ||
| 1.5+1.6 Кухня + Гостинная | 39.1 м2 | 22 | 4252 | 109 |
| Окна | 11.94 м2 | 792 | ||
| Стены | 48.54 м2 | 731 | ||
| Пол Зона 1 | 28 м2 | 202 | ||
| Пол Зона 2 | 12 м2 | 53 | ||
| Пол Зона 3 | 0.46 м2 | 1 | ||
| Инфильтрация | 39.1 м2 | 1583 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 18 м | 713 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 8.7 м | 33 | ||
| Примыкание стен к балконному перекрытию | 9.3 м | 126 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 6.2 м | 18 | ||
| 1.7 Жилая комната | 18.5 м2 | 22 | 1843 | 100 |
| Окна | 2.72 м2 | 180 | ||
| Стены | 26.16 м2 | 394 | ||
| Пол Зона 1 | 13.78 м2 | 99 | ||
| Пол Зона 2 | 5.61 м2 | 25 | ||
| Инфильтрация | 18.5 м2 | 749 | ||
| Примыкание стен к полу на грунте | 8.89 м | 352 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 8.89 м | 34 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 3.1 м | 9 | ||
| 2.1 Коридор | 19.5 м2 | 19.5 | 1102 | 57 |
| Окна | 1.5 м2 | 94 | ||
| Стены | 3.74 м2 | 53 | ||
| Потолок | 21.29 м2 | 202 | ||
| Инфильтрация | 19.5 м2 | 745 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 2.4 м | 9 | ||
| 2.2 Жилая комната | 21.2 м2 | 22 | 1612 | 76 |
| Окна | 2.4 м2 | 159 | ||
| Стены | 20.81 м2 | 314 | ||
| Потолок | 23.69 м2 | 238 | ||
| Инфильтрация | 21.2 м2 | 858 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 9.94 м | 38 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 1.85 м | 5 | ||
| 2.3 Жилая комната | 18.5 м2 | 22 | 1445 | 78 |
| Окна | 2.4 м2 | 159 | ||
| Стены | 19.08 м2 | 287 | ||
| Потолок | 20.77 м2 | 209 | ||
| Инфильтрация | 18.5 м2 | 749 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 9.25 м | 36 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 1.85 м | 5 | ||
| 2.4 Жилая комната | 18.5 м2 | 22 | 1474 | 80 |
| Окна | 2.08 м2 | 138 | ||
| Стены | 19.51 м2 | 294 | ||
| Потолок | 20.65 м2 | 207 | ||
| Инфильтрация | 18.5 м2 | 749 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 4.2 м | 16 | ||
| Примыкание стен к балконному перекрытию | 4.74 м | 64 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 1.85 м | 5 | ||
| 2.5 Жилая комната | 17.2 м2 | 22 | 1461 | 85 |
| Окна | 3.36 м2 | 223 | ||
| Стены | 17.71 м2 | 267 | ||
| Потолок | 19.26 м2 | 193 | ||
| Инфильтрация | 17.2 м2 | 696 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 4.2 м | 16 | ||
| Примыкание стен к балконному перекрытию | 4.44 м | 60 | ||
| Примыкание стен друг к другу | 1.85 м | 5 | ||
| 2.6 Санузел | 7.7 м2 | 25 | 555 | 72 |
| Окна | 0.56 м2 | 40 | ||
| Стены | 4.87 м2 | 78 | ||
| Потолок | 8.71 м2 | 93 | ||
| Инфильтрация | 7.7 м2 | 333 | ||
| Примыкание стен к перекрытию | 2.61 м | 11 | ||
| Площадь дома | 205.1 м2 | 17664 | 86 | |
| Все окна | 31.36 м2 | 2070 | ||
| Все двери | 2.3 м2 | 191 | ||
| Все стены | 205.74 м2 | 3088 | ||
| Весь пол зона 1 | 68.4 м2 | 488 | ||
| Весь пол зона 2 | 36.4 м2 | 160 | ||
| Весь пол зона 3 | 4.94 м2 | 12 | ||
| Весь потолок | 114.37 м2 | 1143 | ||
| Вся инфильтрация | 205.1 м2 | 8266 | ||
| Все примыкания стен к полу на грунте | 42.2 м | 1685 | ||
| Все примыкания стен к перекрытию | 33.44 м | 254 | ||
| Все примыкания стен к балконному перекрытию | 9.24 м | 250 | ||
| Все примыкания стен друг к другу | 19.8 м | 57 |
Учет тепла на подогрев воздуха
Выполняя расчет теплопотерь здания, важно учесть количество тепловой энергии, расходуемой системой отопления на подогрев вентиляционного воздуха. Доля этой энергии достигает 30% от общих потерь, поэтому игнорировать ее недопустимо
Рассчитать вентиляционные теплопотери дома можно через теплоемкость воздуха с помощью популярной формулы из курса физики:
Qвозд = cm (tв — tн). В ней:
- Qвозд — тепло, расходуемое системой отопления на прогрев приточного воздуха, Вт;
- tв и tн — то же, что в первой формуле, °С;
- m — массовый расход воздуха, попадающего в дом снаружи, кг;
- с — теплоемкость воздушной смеси, равна 0.28 Вт / (кг °С).
Здесь все величины известны, кроме массового расхода воздуха при вентиляции помещений. Чтобы не усложнять себе задачу, стоит согласиться с условием, что воздушная среда обновляется во всем доме 1 раз в час. Тогда объемный расход воздуха нетрудно посчитать путем сложения объемов всех помещений, а затем нужно перевести его в массовый через плотность. Поскольку плотность воздушной смеси меняется в зависимости от его температуры, нужно взять подходящее значение из таблицы:
| Температура воздушной смеси, ºС | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | — 5 | + 5 | + 10 | |
| Плотность, кг/м3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Пример. Необходимо просчитать вентиляционные теплопотери здания, куда поступает 500 м³ в час с температурой -25°С, внутри поддерживается +20°С. Сначала определяется массовый расход:
m = 500 х 1,422 = 711 кг/ч
Подогрев такой массы воздуха на 45°С потребует такого количества теплоты:
Qвозд = 0.28 х 711 х 45 = 8957 Вт, что примерно равно 9 кВт.
По окончании расчетов результаты тепловых потерь сквозь наружные ограждения суммируются с вентиляционными теплопотерями, что дает общую тепловую нагрузку на систему отопления здания.
Представленные методики вычислений можно упростить, если формулы ввести в программу Excel в виде таблиц с данными, это существенно ускорит проведение расчета.
Формулы расчета тепловых потерь
Для расчета потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений используют законченную формулу из СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:
Q = S × ((tв – tн) / R)
- S – площадь помещения, м2;
- tв – температура внутренняя, °С;
- tн – температура наружная, °С;
- R – термическое сопротивление материала, (м2 × °С)/Вт.
Для расчета общего термического сопротивления стен дополнительно применяются поправочные коэффициенты:
Rобщ = Rм + Rв + Rн
- Rм – термическое сопротивление материала, Вт/(м2 × °С);
- Rв – термическое сопротивление внутренней поверхности стены, Вт/(м2 × °С);
- Rн – термическое сопротивление наружной поверхности стены, Вт/(м2 × °С).
В свою очередь, показатели термического сопротивления равны:
Rм = L / λ
Rв = 1 / αв
Rн = 1 / αн
- L – толщина материала, м;
- λ – теплопроводность материала, Вт/(м × °С)
- αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 × °С);
- αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 × °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:
Rобщ = Rв + R1 + R2 + .. + Rн
Иным способом производится расчет тепловых потерь на инфильтрацию, формулу можно найти в СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:
Qi = 0.28 × Gi × c × (tв – tн) × k
- Gi – расход воздуха, м3/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:
Gi = 3 × S
- 3 – норма воздухообмена для жилых квартир, м3/ч (по СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания»);
- S – площадь помещения, м2.
