Расчёт тепло потерь помещений.

Определяющей величиной при выборе мощности теплогенератора и другого оборудования входящего в состав будущей системы отопления является требуемая тепловая мощность. Основную часть требуемой величины составляют тепловые потери помещений дома.

Тепловые потери помещений в основном зависят от:

1 Разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше),

2 Теплозащитных свойств стен, окон, дверей, покрытий, пола (так называемых ограждающих конструкций помещения).

Сразу же акцентирую ваше внимание на то, что ограждающие конструкции в основном не являются однородными по структуре. А обычно состоят из нескольких слоёв. Пример: стена из ракушника = штукатурка + ракушник + наружная отделка. В эту конструкцию могут входить и замкнутые воздушные прослойки (пример: полости внутри кирпичей или блоков). К чему я веду? А веду я к тому, что вышеперечисленные материалы имеют отличающиеся друг от друга теплотехнические характеристики. Основной такой характеристикой для слоя конструкции является его сопротивление теплопередачи R.

R= T/q

Где q – это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности (измеряется обычно в Вт/м.кв.)

T - разница между температурой внутри расчитываемого помещения и наружной температурой воздуха (температура наиболее холодной пятидневки °C для климатичекского района в котором находится расчитываемое здание).

В основном внутренняя температура в помещениях принимается. Жилые помещения 22 о С. Нежилые 18 о С. Зоны водных процедур 33 о С.

Когда речь идёт о многослойной конструкции, то сопротивления слоёв конструкции складываются.

Отдельно хочу акцентировать ваше внимание на расчётном коэффициенте теплопроводности материала слоя Вт/(м°С). Так как производители материалов чаще всего указывают его.

Имея расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции мы легко можем получить сопротивление теплопередачи слоя:

R= /

- толщина слоя, м

- расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции, с учетом условий эксплуатации ограждающих конструкций, Вт / (м 2 о С).

Ну, вот с основными данными, требуемыми для расчёта разобрались.

Итак для расчёта тепловых потерь через ограждающие конструкции нам нужны:

1 Сопротивление теплопередачи конструкций (если конструкция многослойная то R слоёв)

2 Разница между температурой в расчётном помещении и на улице (температура наиболее холодной пятидневки °C. ). T

3 Площади ограждений F (Отдельно стены, окна, двери, потолок, пол)

4 Еще пригодится ориентация здания по отношению к сторонам света.

Формула для расчёта тепло потерь ограждением выглядит так:

Q_огр =( T / R_огр )* F_огр * n *(1+ b)

Где:

Q_огр - тепло потери через ограждающие конструкции, Вт

R_огр – сопротивление теплопередаче, м.кв.°C/Вт (Если несколько слоёв то R_огр слоёв)

§ 18. РАСЧЕТНАЯ ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

3. РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОПОТЕРИ ПОМЕЩЕНИЯ ПО СНиП

Теплопотери помещения, которые принимаются по СНиП за расчетные при выборе тепловой мощности системы отопления, определяют как сумму расчетных потерь тепла через все его наружные ограждения. Кроме того, учитываются потери или поступления тепла через внутренние ограждения, если температура воздуха в соседних помещениях ниже или выше температуры в данном помещении на 5° С и более.

Рассмотрим, как принимаются для различных ограждений показатели, входящие в формулу, при определении расчетных теплопотерь.

Коэффициенты теплопередачи для наружных стен и перекрытий принимают по теплотехническому расчету

Расчет потери тепла через пол. Передача тепла из помещения нижнего этажа через конструкцию пола является сложным процессом. Учитывая сравнительно небольшой удельный вес теплопотерь через пол в общих теплопотерях помещения, применяют упрощенную методику расчета. Теплопотери через пол, расположенный на грунте, рассчитываются по зонам. Для этого поверхность пола делят на полосы шириной 2 м, параллельные наружным стенам. Полосу, ближайшую к наружной стене, обозначают первой зоной, следующие две полосы — второй и третьей зоной, а остальную поверхность пола — четвертой зоной.

Разбивка на полосы — зоны в этом случае делается от уровня земли по поверхности подземной части стен и далее по полу Условные сопротивления теплопередаче для зон в этом случае принимаются и рассчитываются так же, как для утепленного пола при наличии утепляющих слоев, которыми в данном случае являются слои конструкции стены

Обмер площади наружных ограждений помещений. Площадь отдельных ограждений при подсчете потерь тепла через них должна определяться с соблюдением следующих правил обмера

Эти правила по возможности учитывают сложность процесса теплопередачи через элементы ограждения и предусматривают условные увеличения и уменьшения площадей, когда фактические теплопотери могут быть соответственно больше или меньше подсчитанных по принятым простейшим формулам

Добавочные теплопотери через ограждения. Основные теплопотери через ограждения, подсчитанные по формуле, при рг=1 часто оказываются меньше действительных теплопотерь, так как при этом не учитывается влияние на процесс некоторых факторов Потери тепла могут заметно изменяться под влиянием инфильтрации и эксфильтрации воздуха через толщу ограждений и щели в них, а также под действием облучения солнцем и противоизлучения внешней поверхности ограждений Теплопотери в целом могут заметно возрасти за счет изменения температуры по высоте помещения, вследствие поступления холодного воздуха через открываемые проемы и пр

Эти дополнительные потери тепла обычно учитывают добавками к основным теплопотерям Величина добавок и условное их деление по определяющим факторам следующие

1. Добавка на ориентацию по сторонам света принимается на все наружные вертикальные и наклонные ограждения (проекции на вертикаль) Величины добавок определяют по рис II 10

2. Добавка на обдуваемость ограждений ветром В районах, где расчетная зимняя скорость ветра не превышает 5 м/с, добавка принимается в размере 5% для ограждений, защищенных от ветра, и 10% для ограждений, не защищенных от ветра. Ограждение считают защищенным от ветра, если прикрывающее его строение выше верха ограждения больше чем на 2/з расстояния между ними. В местностях со скоростью ветра более 5 и более 10 м/с приведенные величины добавок должны быть увеличены соответственно в 2 и 3 раза.

3. Добавка на продуваемость угловых помещений и помещений, имеющих две и более наружных стен, принимается равной 5% Для всех непосредственно обдуваемых ветром ограждений. Для жилых и тому подобных зданий эта добавка не вводится (учитывается повышением внутренней температуры на 2°).

4. Добавка на поступление холодного воздуха через наружные двери при их кратковременном открывании при JVэтажах в здании принимается равной 100 iV% — при двойных дверях без тамбура, 80 N — то же, с тамбуром, 65 N% — при одинарных дверях.

В промышленных помещениях добавка на поступление воздуха через ворота, которые не имеют тамбура и шлюза, если они открыты менее 15 мин в течение 1 ч, принимается равной 300%. В общественных зданиях частое открывание дверей также учитывается введением дополнительной добавки, равной 400— 500%.

5. Добавка на высоту для помеще

ний высотой более 4 м принимается в

размере 2% на каждый метр высоты,стен более 4 м, но не более 15%. Эта добавка учитывает увеличение теплопотерь в верхней части помещения в результате повышения температуры воздуха с высотой. Для промышленных помещений делают специальный расчет распределения температуры по высоте, в соответствии с которым определяют тепло-потери через стены и перекрытия. Для лестничных клеток добавка на высоту не принимается.

6. Добавка на этажность для многоэтажных зданий высотой в 3—8

этажей, учитывающая дополнительные затраты тепла на нагревание

холодного воздуха, который при инфильтрации через ограждения про

никает в помещение, принимается по СНиП.

Расчет теплопотерь через окна и дверь

Автор: eeni2008

Согласно плана, в доме установлено два окна размером 1 x 1,2 метра и одно окно 0,6 x 1,2 метра.

Входная дверь имеет полотно из массива сосны толщиной 0,05 м с утеплителем. Размер 0,8 x 2 метра. Выход из дома ведет не сразу на улицу, а на террасу, поэтому в расчете теплопотерь применим понижающий коэффициент 0,7.

План дома

Расчет теплопотерь через окна.

Вычисляем площадь окон в доме:

S _окон = 1 1,2 2 + 0,6 1,2 = 3,12 м 2 .

Все три окна выполнены из трехкамерного профиля ПВХ и имеют двухкамерные стеклопакеты 4-16-4-16-4 с обычным стеклом (4 - ширина стекла, 16 - расстояние между стеклами).

Далее рассчитаем теплосопротивление окна:

Теплосопротивление двухкамерного стеклопакета такой конструкции:

R _ст-а = 0,4 м² °С / Вт.

Теплосопротивление трехкамерного профиля ПВХ:

R _{профиля} = 0,6 м² °С / Вт.

90% площади окна занимает стеклопакет и 10% - профиль ПВХ. Тепловое сопротивление окна рассчитываем по формуле расчета теплопотерь :

R _окна = (R _ст-а 90 + R _{профиля} 10) / 100 = 0,42 м² °С / Вт.

Имея данные о площади окон и их теплосопротивлении, выполняем расчет теплопотерь через окна:

Q _окон = S dT / R = 3,1 м² 52 градуса / 0,42 м² °С / Вт = 383,8 Втч (0,38 кВтч).

Расчет теплопотерь через дверь.

По паспорту теплопроводность материала входной двери равна 0,14 Вт/мК.

Тепловое сопротивление двери:

R _двери = B / K = 0,05 м / 0,14 Вт/мК = 0,36 м² °С / Вт,

Расчет теплопотерь через дверь выполняем по изветной нам формуле:

Q _двери = S dT / R = 1,6 м² 52 градуса / 0,36 м² °С / Вт = 231,1 Втч (0,23 кВтч), применяем коэффициент 0,7:

Q _{двери с коэф} = 0,23 кВт 0,7 = 0,16 кВтч- теплопотери входной двери.

Расчет теплопотерь помещения

В гражданских и жилых зданиях теплопотери помещений состоят из теплопотерь через различные ограждающие конструкции, такие как окна, стены, перекрытия, полы а также теплорасходов на нагревание воздуха, который инфильтрируется сквозь неплотности в защитных сооружениях (ограждающих конструкциях) даного помещения. В промышленных зданиях существуют и другие виды теплопотерь.

Расчет теплопотерь помещения производится для всех ограждающих конструкций всех отапливаемых помещений. Могут не учитываться теплопотери через внутренние конструкции, при разности температуры в них с температурой соседних помещений до 3 о С.

Теплопотери через ограждающие конструкции расчитываются по следующей формуле, Вт:

Q_огр = F ( t_вн – t_н Б ) (1 + Σ β ) n / R_о. где

t_н Б – темп-ра наружного воздуха, о С

t_вн – темп-ра в помещении, о С

F – площадь защитного сооружения, м 2

n – коэффициент, который учитывает положение ограждения или защитного сооружения (его наружной поверхности) относительно наружного воздуха

β – теплопотери добавочные, доли от основных

R_о – сопротивление теплопередаче, м 2 · о С / Вт, которое определяется по следующей формуле:

R_о = 1/ α_в + Σ ( δ_і / λ_і ) + 1/ α_н + R_в.п.. где

α_в – коэффициент тепловосприятия ограждения (его внутренней поверхности), Вт/ м 2 · о С

λ_і и δ_і – расчетный коэффициент теплопроводности для материала данного слоя конструкции и толщина этого слоя

α_н – коэффициент теплоотдачи ограждения (его наружной поверхности), Вт/ м 2 · о с

R_в.n – в случае наличия в конструкции замкнутой воздушной прослойки, ее термосопротивление, м 2 · о с / Вт (см. табл.2).

Коэф-ты α_н и α_в принимаются согласно СНиП а для некоторых случаев приведены в таблице 1

δ_і – обычно назначается согласно заданию или определяется по чертежах ограждающих конструкций

λ_і – принимается по справочникам.

Таблица 1. Коэффициенты тепловосприятия α_в и теплоотдачи α_н

Поверхность ограждающей конструкции

Источники: teplodoma.com.ua, www.bibliotekar.ru, www.builderclub.com, www.klimatvdomi.com