Нефть Brent
$73.30
+3.08%
6
Как произвести расчет теплопотерь частного дома + формулы
Чтобы ваш дом не был бездонной ямой для расходов на отопление, стоит изучить базовые направления тепловых технических изысканий и методы расчетов. Без заранее проведенного расчета тепловой проницаемости и накопления влаги теряется вся суть строительства домов. Предлагаем рассмотреть, как сделать расчет теплопотерь частного дома.
Разные области физики имеют много похожего в описании явлений, которыми ими изучаются. Все то же и в теплотехнике – принципы, которые описывают термодинамические системы, наглядно перекликаются с основами электрического магнетизма, классической механики и гидродинамики.
В конце концов, речь пойдет об описании одного и того же мира, и поэтому будет неудивительно, что модели процессов характеризуются определенными общими чертами в большинстве областей исследований.
Термодинамика прекрасна тем, что происходящие в ней процессы полностью наглядные, а еще могут быть интерпретированы под видом разных моделей. Главное, чтобы были соблюдены основные постулаты, к примеру, закон передачи энергии и равновесия термодинамического типа. Так что если ваше представление будет соответствовать таким правилам, то вы легко сможете понять методику теплотехнических расчетов от а до я.
Способность тех или иных материалов передавать тепловую энергию называется тепловой проводимостью. Она всегда выше, нежели плотность вещества и тем лучше структура приспособлена для передачи колебаний кинетического типа. Величиной, которая обратно пропорциональная тепловой проводимости, будет сопротивление термического типа. У всех материалов свойство может принимать уникальные значения в зависимости от формы, структуры, а еще множество остальных факторов. К примеру, речь идет про эффективность тепловой передачи в толщу материалов и в зоне контакта с остальными средами способны отличаться, а особенно, если между материалами есть хотя бы маленькая прослойка вещества в ином агрегатном состоянии.
Термические сопротивление количественно выражается в разнице температур, разделенной на мощность потока тепла:
Rt=(T2-T1)/P
При этом:
Rt = l / (λ·S)
При этом в формуле:
А теперь перейдем к рассмотрению факторов.
Процессы теплового типа прекрасно коррелируют с электротехническими – в роли напряжение будет выступать разница температур, и поток тепла можно рассмотреть, как токовую силу, а для сопротивления даже своего термина придумать не требуется. Еще в полной степени справедливо и понятие самого меньшего сопротивления, которое фигурирует в тепловой технике как мосты холода. Если рассмотреть произвольный материал в разрезе, хватит простой установку пути потока тепла как на макроуровне, и на микроуровне. В роли первой модели примем стену из бетона, в которой по технологической необходимости сделаны сквозные крепления стержнями из стали с произвольным сечением.
Сталь способна проводить тепло немного лучше бетона, и потому можно выделить 3 основных потока тепла:
Модель последнего потока тепла самая интересная. Так как стальной стержень нагревается скорее, то ближе к наружной стороне стен наблюдается разница температур материалов. Таким образом, сталь не только способна «перекачивать» тепло наружу сама по себе, она тоже будет увеличивать проводимость тепла бетона, который прилегает рядом. В пористой среде тепловые процессы протекают также. Практически все стройматериалы сделаны из разветвленной паутины твердого вещества, а еще пространство между ними заполнено воздухом. Так, главным проводником тепла будет служить плотный и твердый материал, но за счет сложностей структуры путь, по которому распространяется тепло, будет больше, чем поперечное сечение. Так, второй фактор, который определяет термическое сопротивление, это то, что каждый слой неоднородный и имеет ограждающую конструкцию в целом.
Третий фактор, который влияет на тепловую проводимость, мы назовем накопление влаги внутри пор. Вода обладает термическим сопротивлением в 25 раз меньше, нежели у воздуха, и если она будет наполнять поры, и в целом тепловая проводимость материала станет даже выше, чем если бы вообще не было пор. При замерзании воды ситуация станет еще хуже – тепловая проводимость может увеличиться до 80 раз, а источником влаги обычно становится воздух внутри комнаты и осадки. Итак, три главные способы борьбы с подобным явлением будет наружная стеновая гидроизоляция, применение паровой защиты и расчет накопления влаги, который обязательно следует произвести параллельно прогнозированию потерь тепла.
потому что для этого предусмотрены разные методы вычислений:
Дальше перейдем к примеру по расчету.
Перед тем, как продемонстрировать пример расчета, следует ответить на еще один вопрос – как правильно посчитать интегральное сопротивление термического типа сложных конструкций с большим числом слоев? Это возможно сделать вручную, к счастью, в современным строительстве применяется не так много видов несущих оснований и утеплительных систем. Но учесть при этом наличие декоративной отделки, фасадной и интерьерной штукатурки, а еще влияние всех процессов переходного типа и остальных факторов весьма сложно, и лучше использовать автоматизированные вычисления. Один из лучших ресурсов сетевого типа для подобных задач будет smаrtсаlс.ru, который дополнительно составит диаграмму смещения точки росы в зависимости от условий климата.
К примеру, возьмем произвольное строение. Это будет одноэтажный дом правильной прямоугольной формы с размером 8*10 метров и высотой потолков в 3 метра. В доме сделан неутепленный пол по грунтовке досками на лагах с зазорами воздуха, а высота пола на 0.15 метров больше отметки планирования земли на участке. Материалов стен будет шлаковый монолит с толщиной 0.42 метра с внутренней известково-цементной штукатуркой с толщиной до 3 см и наружной шлаково-цементной штукатурной смесью «шуба» с толщиной до 5 см. общая площадь остекления составляет 9.5 квадратных метров, и в роли окон применяют двухкамерный стекловой пакет в тепловом сберегающей профиле со средним сопротивлением термического типа в 0.32 м2*С/Вт. Перекрытие сделано на деревянных балках – снизу будет оштукатурено по дранке, заполнено шлаком и сверху покрыто глиняной стяжкой, над перекрытием – холодный чердак. Задача подсчета тепловых потерь будет формирование теплозащитной системы стеновых поверхностей.
Формула расчета теплопотерь дома через чердачное перекрытие можно сделать в онлайн-калькуляторе, выбирая требуемый тип конструкций ограждения. В результате сопротивления перекрытия тепловой передачи составляет 0.6 м2*С/Вт, а тепловые потери составляет 31 Вт на квадратный метр, то есть 2.6 кВт со всей площади конструкции ограждения. Итогом будут суммарные потери тепла по расчетам 7 кВт*ч. При низком качестве конструкций строительного типа показатель очевидно сильно меньше настоящего.
На самом деле расчет идеализирован, и в нем не учтены особые коэффициенты, к примеру, продуваемость, составляющая теплового обмена конвекционного типа, а еще потери через входные двери и вентиляцию. В действительно, из-за установки окон низкого качества, отсутствия защиты на примыкании крыши к мауэрлату и ужасной гидроизоляции стен от фундамента настоящие тепловые потери могут быть в 2-3 раза больше расчетных. И все-таки даже основные теплотехнические исследования помогут определиться, будут ли конструкции дома соответствовать санитарным нормам.
