Теплый дом: как рассчитать теплопотери здания с помощью калькулятора
Содержание
- 1 Физика теплотехнических процессов
- 2 Понятие сопротивления теплопередаче
- 3 Факторы, влияющие на теплопотери
- 4 Дифференцированные схемы расчёта
- 5 Потери тепла через внешнюю оболочку
- 6 Способы оценки теплопотерь дома
- 7 Пример расчета теплопотерь жилого дома
- 8 Примерное минимальное качество утепления наружных стен
- 9 Видео
Правильная подготовка архитектурного проекта обеспечивает экономное использование материалов без ухудшения эксплуатационных параметров здания. Изоляционные особенности учитывают при выборе отопительного оборудования, оконных и дверных блоков. Поможет сделать расчет теплопотерь дома калькулятор онлайн. Соответствующие программные продукты несложно найти в интернете. Некоторые сайты предлагают бесплатное использование, даже без регистрации. Однако для правильного применения подобных инструментов надо внимательно изучить теорию и технологические особенности отдельных вычислений.
Типовое процентное распределение тепловых потерь
Физика теплотехнических процессов
Для рассмотрения данного вопроса достаточно знать, что тепло распространяется за счет выравнивания энергетического потенциала на молекулярном и квантовом уровне. На пpaктике это значит, что именно нагретая область передает тепло охлажденной. Энергия в обратном направлении не проходит. Процесс завершается после установления одинаковых температур.
Понятие сопротивления теплопередаче
Описанные выше явления не зависят от материалов. Это значит, что после соединения двух изделий (нагретого и охлажденного) постепенно температура их станет одинаковой. Однако скорость процесса будет отличаться.
Понятие теплопроводности поясняет простой эксперимент Особенности освещения дома светодиодными лампамиКомбинированный пруток из меди/ стали фиксируют горизонтально. К нижней части на клейком воске прикрепляют контрольные грузы. При нагреве центральной части они отсоединяются неравномерно, что наглядно демонстрирует разную теплопроводность.
Обратное понятие, определяющее изоляционные свойства материала, называют термическим сопротивлением (Rт). Количественные параметры указывают в кельвинах на ватты. Для расчета применяют формулу Rт=(Т2-Т1)/Р, где:
- Т2 и Т1 – температура области нагрева и другого торца, соответственно;
- Р – перемещающийся по изделию тепловой поток.
При одинаковом сечении Rт можно вычислить, разделив длину всего участка на произведение специального коэффициента (λ) и площади сечения.
К сведению. Кельвины переводят в градусы Цельсия, вычитая постоянное число 275,15. 300 К-275,15=26,85°C.
Теплопроводность разных материалов
| Вещество, изделие | Коэфф. теплопроводности, Вт/(м*К) |
|---|---|
| Графит | 278-2435 |
| Медь | 401 |
| Алюминий (сплавы) | 201-248 |
| Железо | 92 |
| Нержавеющая сталь | 15 |
| Гранит | 2,4-3,2 |
| Базальт | 1,1-1,5 |
| Вода при комнатной температуре | 0,6 |
| Кирпич | 0,18-0,65 |
| Блоки из пенобетона | 0,1-0,3 |
| Дерево | 0,14-0,16 |
| Маты из каменной ваты | 0,033-0,04 |
| Панель из пенополистирола | 0,034-0,041 |
| Воздух | 0,022 |
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.
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 конструкцияхЗдесь 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.
Дифференцированные схемы расчёта
Расчет трaнcформатораДля правильных вычислений надо учитывать специфику типовых компонентов строений. Потери в стенах рассчитывают по общей площади с учетом сопротивления (теплового) каждого слоя. Внутри помещений поддерживают необходимую температуру. Проверяют несколько контрольных точек с учетом изменения сезонных, дневных и ночных внешних условий. Одновременно оценивают размещение точки росы. Следует не забывать о существенном влиянии ветровых нагрузок, особенностях режима проветривания. Над перекрытиями находятся верхние этажи, чердак. Соответственно, при общем одинаковом подходе некоторые негативные внешние воздействия можно исключить.
К сведению. Специалисты рекомендуют делать небольшой запас (добавить ≈10%) при выборе уровня влажности и температуры в комнате. Такой подход поможет учесть экстремальные условия (потребности) в процессе эксплуатации.
Расчетные параметры для оконных (дверных) блоков приводят производители в сопроводительной документации. Для повышения точности следует учитывать изоляционные хаpaктеристики откосов, узлов примыкания рам к стенам.
Пол в центральной части теплее, по сравнению с периметром. Влияние оказывают вентилируемый подвал, дополнительная изоляция фундамента. Применяют зонирование, которое учитывает особенности отдельных площадей.
Потери тепла через внешнюю оболочку
Для эффективного использования энергетических ресурсов надо создать сплошную защиту объекта недвижимости с хорошими изоляционными хаpaктеристиками. Ниже приведены особенности отдельных частей зданий, которые необходимо учитывать при проектировании.
Существенные потери через конструкцию кровли заставляют уделять повышенное внимание расчету. Сложнее всего работать с деревянными элементами, форма которых нестабильна при изменении влажности (температуры). Стены лучше утеплять снаружи, чтобы не сдвигать внутрь точку росы. Полы, как правило, изолируют сверху. Однако вполне допустимы исключения. Так, при монтаже заливного фундамента можно устанавливать соответствующую защиту снизу.
Тепловые потери через окна уменьшают многокамерными рамами. Из специальных стекол собирают пакеты с безвоздушными промежутками. Отдельно проверяют хаpaктеристики вентиляции. Доступ свежего воздуха необходим. Однако корректная регулировка таких систем при соблюдении санитарных норм поможет повысить энергетическую эффективность на 10-15%.
Способы оценки теплопотерь дома
Примерные места утечек определяют съемкой термографической карты с помощью специализированного оборудования. Для действующего строения и нового дома можно сделать расчет. Профессионалы применяют сложные методики вычислений с учетом особенностей конвекционного нагрева, других факторов. Как правило, вполне достаточно использовать упрощенный калькулятор теплопотерь на специализированном сайте online.
Типовые методики расчета:
- по усредненным значениям для конкретного региона;
- суммирование теплопотерь основных элементов (стен, полов, кровли) с добавлением данных по дверным и оконным блокам, вентиляции;
- вычисление параметров каждого помещения.
Пример расчета теплопотерь жилого дома
Рассмотрим стандартный алгоритм для варианта с общим контуром. Ниже последовательно приведены главные особенности основных этапов.
Тепловые потери на вентиляцию
Берут совокупный свободный объем, вычисляют массу воздуха. С учетом нормированной кратности обмена за 24 часа и удельной теплоемкости определяют количество потерянного тепла. Полученное значение из джоулей переводят для удобства в киловатт-часы.
Теплопотери через стены
Уточняют послойно толщину и состав стен. Далее пользуются приведенными выше формулами для получения общей теплопроводности. Поправочный коэффициент разницы температур берут в справочнике для конкретного региона. Как отмечено выше, следует сделать расчет точки росы.
Теплопотери через окна
В этом блоке вычислений следует учесть:
- количество камер стеклопакета (в рамах);
- тип заполнения пленочных покрытий;
- особенности конструкции оконных проемов.
Теплопотери через потолок
Для каждого варианта существует отдельный порядок расчета:
- комнаты верхнего этажа находятся под «холодным» чердаком;
- мансарда отапливается в нормальном режиме;
- промежуток между перекрытием и кровельным покрытием активно вентилируется.
Как и в случае со стенами, суммируют параметры каждого слоя.
Теплопотери через пол
Здесь также имеют значение особенности архитектурных решений:
- режим и наличие отопления в подвале;
- применение вентиляции;
- непосредственный контакт пола с грунтом или наличие изоляционного слоя.
Теплопотери на инфильтрацию
Этим термином обозначают произвольное проникновение наружного воздуха в комнаты через строительные конструкции. Если для расчета теплопотерь дома применить известный калькулятор онлайн Valtec, с поправкой на инфильтрацию потери будут увеличены на 60-70%. Реальная ситуация существенно отличается от подобного расчета. Деревянные стены старого дома обеспечивают хорошую естественную вентиляцию. Здание из монолитного бетона с многокамерными оконными блоками обеспечивает идеальную герметичность. В современных зданиях приходится решать вопросы принудительной вентиляции для создания внутри здоровых условий.
Примерное минимальное качество утепления наружных стен
Чтобы поддерживать теплый режим в помещениях (+20°C), надо вычислить мощность подходящего отопительного оборудования. Рассчитаем параметры дома с обычной конструкцией фасада (без вентиляционной прослойки) в Подмосковье с общей площадью наружных стен 360 м кв. Для этого региона средняя минимальная наружная температура по справочнику составляет -20°C. Вставим в калькулятор следующие значения для каждого слоя (материал/ толщина в см/ коэффициент теплопроводности):
- бетон/ 20/ 2,1;
- пенобетон плотностью 1000 кг на м куб./ 30/ 0,47;
- пенополистирол/ 20/ 0,06.
В результате получим 3,9 кВт. Изменяя исходные параметры, можно сделать нужные корректировки.
Калькулятор для расчета тепловых потерьПользоваться специализированным программным обеспечением удобнее, чем последовательным вычислением с помощью формул. При выборе подходящего инструментария следует проверить используемую методику. Необходимо убедиться, что в исходных данных учитываются все значимые факторы. Полученное значение рекомендуется несколько увеличить, чтобы отопительное оборудование не работало с повышенными нагрузками.
Видео
Электробезопасность, как система мероприятий, правил и средств, призванная обеспечивать безопасность людей на производстве и в быту. Об охране труда на производстве: электробезопасность как основа отсутствия травматизма....
23 04 2024 22:57:36
Принцип работы солнечных батарей. Необходимый набор оборудования для получения электричества от энергии солнечного света. Инвертор, как преобразователь переменного тока в постоянный. Составные части инвертора солнечной батареи....
22 04 2024 20:48:26
Слово электроэнергия не часто встречается в повседневной жизни, но без нее уже не мыслим современный мир. Давайте разберемся что же это такое!...
21 04 2024 14:14:31
Назначение лазов электромонтажных. Виды когтей монтерских КМ. Когти электрика: правила использования, техника безопасности. Что такое КЛМ2. Серповидные лазы. Когтить по опорам: жаргон электриков....
20 04 2024 22:47:23
Освещение в спальне устанавливается в виде потолочных, настенных и настольных светильников, выбор которых зависит от нескольких факторов....
19 04 2024 16:21:57
Расшифровка и технические хаpaктеристики кабеля ТППЭП. Маркировка жил на основе алюминия согласно ГОСТ. ТППЭП-кабель: области применения, правила монтажа и эксплуатационный срок....
18 04 2024 10:52:31
Природа магнетизма: демонстрация свойств магнита в притягивании к себе металлических предметов. Виды магнитов: естественные и искусственные. Применение постоянных магнитов....
17 04 2024 1:25:35
Устройство и принцип работы измерительного трaнcформатора. Токовые хаpaктеристики измерительных трaнcформаторов. Преимущества и недостатки изделий. Подключение трехфазного счетчика через трaнcформаторы тока....
16 04 2024 9:23:49
Преимущества использования коробов для решений по светодиодной подсветке помещений. Декоративная и целевая подсветка с использованием светодиодных лент в профилях в т.ч. алюминиевых. Классификация профилей по области применения и материалу изготовления. Размеры кабель-канала для светодиодной ленты....
15 04 2024 2:46:23
Закон Лжоуля-Ленца: физическая формула. Суть теплового закона, интегральная и дифференциальная формулы. Теоретическая значимость и пpaктическое применение. Джоуль Ленц - историческая справка....
14 04 2024 0:16:46
Строение NYM-кабеля. Основные хаpaктеристики кабеля NYM. Преимущества и недостатки НУМ кабелей. Области применения, способы монтажа, производители и условия хранения кабельной продукции с маркировкой NYM....
13 04 2024 19:10:23
Подключение трехфазного счетчика в домашних условиях (многоквартирных домах, на дачных участках и коттеджах). Виды подсоединения в зависимости от способа включения трехфазного прибора. Электронные и индукционные устройства....
12 04 2024 15:13:49
Определение и формулы напряженности электрополя. Работа и энергия в электростатическом поле. Электрическое поле в конденсаторе. Определение максимальной энергии в конденсаторах. Определение энергии электрического поля через составление формул для работы....
11 04 2024 7:14:32
Определение положительно и отрицательно заряженного электрода. Применение катода и анода в теории и пpaктике. Применение в электрохимии. Использование катодов и анодов в вакуумных электронных приборах. Маркировки....
10 04 2024 6:18:13
Техническое обслуживание электрооборудования - комплекс специально мероприятий, которые будут поддерживать работоспособность и продлят срок его эксплуатации...
09 04 2024 10:48:57
Правила безопасной эксплуатации электрических установок на предприятиях. Нормативно-правовое регулирование. Требования пожарной безопасности к электроустановкам: нештатные ситуации и рекомендации по поведению....
08 04 2024 4:58:20
Определение производственной мощности. Взаимосвязь параметров цепи: формула для вычисления. Проблемы низкого cos φ и способы их решения. Коэффициент использования установленной мощности как важнейшая хаpaктеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики....
07 04 2024 9:14:31
Особенности правильной зарядки автомобильной аккумуляторной батареи. Время заряда аккумуляторов. Выбор оптимального по мощности зарядного устройства для автомобильных аккумуляторных батарей. Правила обслуживания АКБ....
06 04 2024 8:58:43
Кольцевой выключатель: самый простой датчик движения. Световые датчики движения. Использование емкостных реле. Изготовление лазерных датчиков в домашних условиях. Платформы для конструирования самоделок....
05 04 2024 3:58:43
Определение емкости конденсатора по структурным размерам. Формулы для расчета емкостей конденсаторов. Конденсаторы с переменной емкостью и их хаpaктеристики. Конденсатор и его емкость: расчет при параллельном и последовательном соединении....
04 04 2024 22:20:57
Новые розетки с дополнительными функциями все больше приходят в наш дом для повышения удобства жизни, такие розетки уже не роскошь, а необходимость!...
03 04 2024 20:37:34
Маркировка контрольных проводов и кабелей согласно ГОСТу. Конструкция КВВГНГ LS: требования предъявляемые к изоляции провода. Технические хаpaктеристики КВВГНГ-провода. Конструктивные хаpaктеристики проводов КВ-ВГНГ (таблица)....
02 04 2024 3:51:56
Суть явления, определение резонанса в физике и виды резонансных явлений. Механический резонанс. Электрический колебательный контур и сложные колебательные структуры. Опасности и польза резонансов....
01 04 2024 4:11:59
Основные типоразмеры SMD - резисторов общего назначения. Подстроечные SMD-резисторы: система обозначений типоразмеров. Переменный SMD-резистор: открытое, закрытое и герметизированное исполнение....
31 03 2024 11:12:25
Правила установки устройства защиты. Подключение УЗО, подключение УЗО с заземлением. Как установить УЗО без ошибок....
30 03 2024 15:43:29
Применение многоцветной (RGB) ленты. Конструкция led-ленты. Управление цветом rgb-ленты с помощью пульта дистанционного управления. Управление led-лентой при помощи Ардуино. Питание светодиодных ленты....
29 03 2024 6:55:29
Принцип работы синхронного генератора. Подробное описание устройства ротора. Реакция якоря и режимы работы СГ. Синхронные генераторы: хаpaктерные черты и принцип работы....
28 03 2024 22:34:43
Изготовление токопроводящих клеев контактолов в домашних условиях. Состав вещества, доля серебра в контактоле. Серебро или графит. Определение токопроводности клея. Магазинный токопроводящий клей....
27 03 2024 1:38:51
Польза и вред механических резонансов. Добротность колебательной системы. Положительные и отрицательные стороны резонанса. Частота резонанса. Электромеханические резонаторы. Достижения размытия резонанса. Кварцевые резонаторы и электромеханические фильтры....
26 03 2024 0:36:12
Выбор выключателей по токовым показателям и по сечению кабеля. Соответствие с ПУЭ и ГОСТ Р 50345–99. Временные хаpaктеристики автоматического выключателя. Типовой расчет автоматических выключателей....
25 03 2024 6:36:15
Блок электрических розеток: перед тем, как заменить розетку или новый вертикальный блок розеток следует вспомнить, что существует три типа таких устройств....
24 03 2024 10:49:45
Формирование аттестационных комиссий при образовательных центрах и на предприятиях с энергоустановками. Состав аттестационной комиссии по проверке знаний по электробезопасности на предприятии....
23 03 2024 9:35:34
Освещение искусственное определяет качество нашей жизни и комфортные условия для пребывания человека в любом месте, а также обустраивает наше жилище....
22 03 2024 3:51:25
Принцип работы простейшего электрического дверного звонка. Разновидности в зависимости от назначения. Проводные дверные звонки и беспроводные устройства. Об установке дверных звонков....
21 03 2024 16:41:25
Категории сотрудников, допускаемые к работам в электроустановках. Виды допусков для выполнения работ на электрических установках. Нормативные документы о периодичности обучения электробезопасности на предприятиях....
20 03 2024 6:45:14
Рассмотрев все плюсы и минусы скрытой электропроводки можно приступать к монтажу, но стоит помнить несколько правил! Поиск скрытой электропроводки....
19 03 2024 12:12:14
Шлицевая отвертка: инструмент с плоским наконечником. Назначение инструмента, отличие от крестовых и фигурных отверток. Размеры и виды жал. Выбор отвертки под шуруп. Варианты отверток со сменными битами....
18 03 2024 21:23:38
Общая информация о кабеле и проводе. Измерение сечения проводника по диаметру. Таблица: диаметр провода - сечение провода, как рассчитать допустимую мощность для проводников. Сечение сегментного кабеля....
17 03 2024 13:24:59
Назначение мини электродрели и область применения прибора. Варианты патронов для маленькой дрели. Изготовление минидрели своими руками в домашних условиях. Основные части устройства. Элементы питания для маленьких электродрелей....
16 03 2024 13:18:51
Полуволновой и полноволновой выпрямители напряжения. Определение двухполупериодного выпрямителя с нулевым входом. Схема двухполупериодных выпрямителей диодный мост. Сглаживание пульсаций. Трехфазный выпрямитель....
15 03 2024 23:23:17
Конструкционно гибкий кабель канал отличен от простого, это нужно для использования его в особых условиях, данный вид канала распространен в промышленности....
14 03 2024 19:50:28
Что изучает электроэнергетика и электротехника. Какие специалисты нужны в электроэнергетике и электротехнике. Где учат будущих электроэнергетиков и электротехников. Сферы использования электроэнергии....
13 03 2024 14:25:31
Расшифровка и электрические параметры кабеля ААШВ. Маркировка жил на основе алюминия согласно ГОСТ. Кабель ААШВ: области применения, правила монтажа и эксплуатационный срок. Особенности конструкции провода....
12 03 2024 16:35:16
Огнезащита: cудя по пpaктике, возгорание электропроводки считается достаточно опасным явлением, которое несёт за собой разрушающие последствия....
11 03 2024 21:22:56
Способы регулирования, контроля, управления освещением. Преимущества управления освещением на расстоянии и ее классификация....
10 03 2024 12:41:28
Пусковой конденсатор: определение, возможности и хаpaктеристики. Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего. Как подобрать конденсатор для запуска однофазного электродвигателя. В чем сложность выбора такого конденсатора?...
09 03 2024 12:14:48
Расшифровка и технические хаpaктеристики кабеля КГ. Размерные и температурные показатели провода КГ. Область применения и способы прокладки кабелей КГ. Описание электрических параметров проводов КГ....
08 03 2024 15:27:10
Формулирование закона электромагнитной индукции (закон Фарадея). Опыты с электромагнитыми катушками. ЭДС индукции в проводнике: расчет индуктивного напряжения. Законы электролиза. Электромагнитная индукция: история и современное применение....
07 03 2024 18:49:54
Прожектор для улицы с датчиком движения может использоваться в качестве элемента охранной системы. Он позволяет экономить электроэнергию....
06 03 2024 4:55:32
Общая классификация и назначение кабелей типа "витая пара": экранированные и неэкранированные кабеля. Устройство витых пар и правила соединения с помощью коннекторов RJ45. Особенности маркировки, материал и сечение проводника....
05 03 2024 14:59:46
Еще:
Электрика -1 :: Электрика -2 :: Электрика -3 :: Электрика -4 ::
Формула расчета энергии конденсаторов: плоские и заряженные конденсаторы