Υπολογισμός της απώλειας θερμότητας στο σπίτι - θεωρούμε τον εαυτό μας σωστά!

Το σπίτι χάνει θερμότητα μέσω των κλειστών κατασκευών (τοίχοι, παράθυρα, στέγη, θεμέλιο), εξαερισμός και αποχέτευση. Οι κύριες απώλειες θερμότητας περνούν από τις κλειστές δομές - 60-90% όλων των απωλειών θερμότητας.

Ο υπολογισμός της απώλειας θερμότητας στο σπίτι είναι απαραίτητος, τουλάχιστον, για να επιλέξετε τον σωστό λέβητα. Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε πόσα χρήματα θα δαπανηθούν για θέρμανση στο προγραμματισμένο σπίτι. Ακολουθεί ένα παράδειγμα υπολογισμού για λέβητα αερίου και ηλεκτρικό. Είναι επίσης δυνατό, χάρη στους υπολογισμούς, να αναλυθεί η οικονομική απόδοση της μόνωσης, δηλ. για να κατανοήσουμε εάν το κόστος εγκατάστασης μόνωσης θα αποπληρωθεί με οικονομία καυσίμου καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής της μόνωσης.

Απώλεια θερμότητας μέσω κλειστών κατασκευών

Θα δώσω ένα παράδειγμα υπολογισμού για τους εξωτερικούς τοίχους ενός διώροφου σπιτιού.

Είναι σαφές ότι κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης ο καιρός είναι διαφορετικός, δηλαδή η διαφορά θερμοκρασίας αλλάζει συνεχώς. Επομένως, για να υπολογίσετε την απώλεια θερμότητας για ολόκληρη την περίοδο θέρμανσης, πρέπει να πολλαπλασιάσετε στο βήμα 4 με τη μέση διαφορά θερμοκρασίας για όλες τις ημέρες της περιόδου θέρμανσης.
Για παράδειγμα, για 7 μήνες της περιόδου θέρμανσης, η μέση διαφορά θερμοκρασίας στο δωμάτιο και στο εξωτερικό ήταν 28 μοίρες, πράγμα που σημαίνει απώλεια θερμότητας μέσω των τοίχων κατά τη διάρκεια αυτών των 7 μηνών σε kilowatt-ώρες:

0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 μήνες × 30 ημέρες × 24 h = 10838016 W × h = 10838 kW × h

Ο αριθμός είναι αρκετά απτός. Για παράδειγμα, εάν η θέρμανση ήταν ηλεκτρική, τότε μπορείτε να υπολογίσετε πόσα χρήματα θα δαπανηθούν για τη θέρμανση πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό που προκύπτει με το κόστος kWh. Μπορείτε να υπολογίσετε πόσα χρήματα δαπανήθηκαν για τη θέρμανση με αέριο υπολογίζοντας το κόστος kWh ενέργειας από λέβητα αερίου. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε το κόστος του φυσικού αερίου, τη θερμότητα της καύσης του αερίου και την απόδοση του λέβητα.

Παρεμπιπτόντως, στον τελευταίο υπολογισμό, αντί της μέσης διαφοράς θερμοκρασίας, του αριθμού μηνών και ημερών (αλλά όχι ωρών, αφήνουμε το ρολόι), ήταν δυνατή η χρήση του βαθμού-ημέρας της περιόδου θέρμανσης - GSOP, μερικά πληροφορίες για το GSOP είναι εδώ. Μπορείτε να βρείτε το ήδη υπολογιζόμενο GSOP για διάφορες πόλεις της Ρωσίας και να πολλαπλασιάσετε την απώλεια θερμότητας από ένα τετραγωνικό μέτρο με την περιοχή του τείχους, με αυτά τα GSOP και με 24 ώρες, έχοντας λάβει απώλεια θερμότητας σε kW * h.

Ομοίως με τους τοίχους, πρέπει να υπολογίσετε τις τιμές απώλειας θερμότητας για παράθυρα, μπροστινή πόρτα, στέγη, θεμέλιο. Στη συνέχεια, προσθέστε τα πάντα και παίρνετε την αξία της απώλειας θερμότητας από όλες τις εγκλειστικές δομές.Για τα παράθυρα, παρεμπιπτόντως, δεν θα είναι απαραίτητο να μάθετε το πάχος και τη θερμική αγωγιμότητα, συνήθως υπάρχει ήδη μια έτοιμη αντίσταση στη μεταφορά θερμότητας μιας γυάλινης μονάδας που υπολογίζεται από τον κατασκευαστή. Για το πάτωμα (στην περίπτωση μιας πλάκας), η διαφορά θερμοκρασίας δεν θα είναι πολύ μεγάλη, το έδαφος κάτω από το σπίτι δεν είναι τόσο κρύο όσο ο εξωτερικός αέρας.

Μέθοδοι για την εκτίμηση της απώλειας θερμότητας στο σπίτι

Τα κατά προσέγγιση σημεία διαρροών καθορίζονται λαμβάνοντας έναν θερμογραφικό χάρτη χρησιμοποιώντας εξειδικευμένο εξοπλισμό. Ένας υπολογισμός μπορεί να γίνει για ένα υπάρχον κτίριο και ένα νέο σπίτι. Οι επαγγελματίες χρησιμοποιούν πολύπλοκες μεθόδους υπολογισμού λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά της θέρμανσης μεταφοράς και άλλους παράγοντες. Κατά κανόνα, αρκεί να χρησιμοποιήσετε μια απλοποιημένη αριθμομηχανή απώλειας θερμότητας σε έναν εξειδικευμένο διαδικτυακό ιστότοπο.

Τυπικές μέθοδοι υπολογισμού:

• με μέσες τιμές για μια συγκεκριμένη περιοχή ·
• άθροισμα των απωλειών θερμότητας των κύριων στοιχείων (τοίχοι, δάπεδα, στέγες) με την προσθήκη δεδομένων για μπλοκ πόρτας και παραθύρου, εξαερισμός.
• υπολογισμός των παραμέτρων κάθε δωματίου.

Απώλεια θερμότητας μέσω εξαερισμού

Ο κατά προσέγγιση όγκος του διαθέσιμου αέρα στο σπίτι (δεν λαμβάνω υπόψη τον όγκο των εσωτερικών τοίχων και των επίπλων):

10 m х 10 m х 7 m = 700 m3

Πυκνότητα αέρα σε θερμοκρασία + 20 ° C 1,2047 kg / m3. Ειδική θερμική ικανότητα αέρα 1,005 kJ / (kg × ° C). Μάζα αέρα στο σπίτι:

700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg

Ας πούμε ότι ο αέρας στο σπίτι αλλάζει 5 φορές την ημέρα (αυτός είναι ένας κατά προσέγγιση αριθμός). Με μια μέση διαφορά μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής θερμοκρασίας των 28 ° C για ολόκληρη την περίοδο θέρμανσης, η θερμική ενέργεια θα ξοδεύεται κατά μέσο όρο ανά ημέρα για τη θέρμανση του εισερχόμενου κρύου αέρα:

5 × 28 ° C × 843,29 kg × 1,005 kJ / (kg × ° C) = 118,650,903 kJ

118,650,903 kJ = 32,96 kWh (1 kWh = 3600 kJ)

Εκείνοι. κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης, με πενταπλή αντικατάσταση αέρα, το σπίτι μέσω εξαερισμού θα χάσει κατά μέσο όρο 32,96 kWh θερμικής ενέργειας ανά ημέρα. Για 7 μήνες της περιόδου θέρμανσης, οι απώλειες ενέργειας θα είναι:

7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh

Παράγοντες που επηρεάζουν την απώλεια θερμότητας

Οι διεργασίες θερμικού τύπου συσχετίζονται τέλεια με τις ηλεκτρικές - η διαφορά θερμοκρασίας θα λειτουργεί ως τάση και η ροή θερμότητας μπορεί να θεωρηθεί ως ισχύς ρεύματος και ακόμη και δεν χρειάζεται να εφευρεθεί ένας όρος για αντίσταση. Η έννοια της μικρότερης αντίστασης, η οποία εμφανίζεται στη θερμική μηχανική ως κρύες γέφυρες, είναι επίσης πλήρως έγκυρη. Εάν εξετάσουμε ένα αυθαίρετο υλικό στην ενότητα, αρκεί να ρυθμίσουμε απλά τη διαδρομή ροής θερμότητας τόσο στο επίπεδο μακρο όσο και στο μικρο επίπεδο. Στο ρόλο του πρώτου μοντέλου, θα πάρουμε ένα τσιμεντένιο τείχος, στον οποίο, από τεχνολογική ανάγκη, μέσω συνδέσμων γίνονται με χαλύβδινες ράβδους με αυθαίρετο τμήμα.

Ο χάλυβας μπορεί να μεταφέρει θερμότητα ελαφρώς καλύτερη από το σκυρόδεμα και επομένως διακρίνονται 3 κύριες ροές θερμότητας:

• 
  Μέσω του σκυροδέματος.

• Μέσω ράβδων από χάλυβα.
• Από τις υπόλοιπες ράβδους στο σκυρόδεμα.

Το τελευταίο μοντέλο ροής θερμότητας είναι το πιο ενδιαφέρον. Δεδομένου ότι η χαλύβδινη ράβδος θερμαίνεται πιο γρήγορα, υπάρχει μια διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των υλικών πιο κοντά στο εξωτερικό των τοίχων. Έτσι, ο χάλυβας όχι μόνο μπορεί να "αντλήσει" θερμότητα προς τα έξω από μόνος του, αλλά θα αυξήσει επίσης τη θερμική αγωγιμότητα του σκυροδέματος που βρίσκεται δίπλα του. Σε πορώδες μέσο, ​​οι θερμικές διεργασίες προχωρούν με τον ίδιο τρόπο. Σχεδόν όλα τα δομικά υλικά είναι κατασκευασμένα από διακλαδισμένο πλέγμα από στερεά ύλη και ο χώρος μεταξύ τους είναι γεμάτος με αέρα. Έτσι, ένα πυκνό και στερεό υλικό θα χρησιμεύσει ως ο κύριος αγωγός θερμότητας, αλλά λόγω της πολυπλοκότητας της δομής, η διαδρομή κατά την οποία διαδίδεται η θερμότητα θα είναι μεγαλύτερη από τη διατομή. Έτσι, ο δεύτερος παράγοντας που καθορίζει τη θερμική αντίσταση είναι ότι κάθε στρώμα είναι ετερογενές και έχει ένα περίβλημα κτιρίου στο σύνολό του.

Ο τρίτος παράγοντας που επηρεάζει τη θερμική αγωγιμότητα είναι αυτό που αποκαλούμε συσσώρευση υγρασίας μέσα στους πόρους.Το νερό έχει θερμική αντίσταση 25 φορές μικρότερη από εκείνη του αέρα, και εάν γεμίζει τους πόρους, και γενικά, η θερμική αγωγιμότητα του υλικού θα γίνει ακόμη μεγαλύτερη από ό, τι εάν δεν υπήρχαν καθόλου πόροι. Όταν το νερό παγώνει, η κατάσταση θα επιδεινωθεί - η θερμική αγωγιμότητα μπορεί να αυξηθεί έως και 80 φορές και η πηγή υγρασίας είναι συνήθως ο αέρας μέσα στο δωμάτιο και η βροχόπτωση. Έτσι, οι τρεις βασικοί τρόποι για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου θα είναι η στεγανοποίηση εξωτερικών τοίχων, η χρήση προστασίας από ατμό και ο υπολογισμός της συσσώρευσης υγρασίας, ο οποίος πρέπει να γίνει παράλληλα με την πρόβλεψη απώλειας θερμότητας.

Διαφοροποιημένα συστήματα διακανονισμού

Η απλούστερη μέθοδος για τον προσδιορισμό του ποσού της απώλειας θερμότητας σε ένα κτίριο θα ήταν μια πλήρης άθροιση των τιμών ροής θερμότητας μέσω των κατασκευών με τις οποίες θα εξοπλιστεί το κτίριο. Αυτή η μέθοδος λαμβάνει πλήρως υπόψη τη διαφορά στη δομή των διαφορετικών υλικών, καθώς και τις ιδιαιτερότητες της ροής θερμότητας μέσω αυτών, καθώς και στους κόμβους της διασταύρωσης ενός μόνο επιπέδου με ένα άλλο. Μια τέτοια προσέγγιση για τον υπολογισμό των απωλειών θερμότητας ενός σπιτιού θα απλοποιήσει σε μεγάλο βαθμό το έργο, επειδή διαφορετικές δομές του τύπου κλεισίματος μπορεί να διαφέρουν σημαντικά στο σχεδιασμό συστημάτων θερμικής προστασίας. αποδεικνύεται ότι με μια ξεχωριστή μελέτη, θα είναι ευκολότερο να προσδιοριστεί η ποσότητα των απωλειών θερμότητας,

επειδή υπάρχουν διαφορετικές μέθοδοι υπολογισμού για αυτό:

1. Για τα τοιχώματα, η ποσότητα της διαρροής θερμότητας θα είναι ίση με τη συνολική επιφάνεια, η οποία πολλαπλασιάζεται με την αναλογία της διαφοράς θερμοκρασίας προς την αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο προσανατολισμός του τοίχου στα βασικά σημεία για να ληφθεί υπόψη η προθέρμανση κατά τη διάρκεια της ημέρας, καθώς και η διάρρηξη δομών τύπου κτιρίου.
2. Για την επικάλυψη, η μέθοδος είναι η ίδια, αλλά θα ληφθεί υπόψη η παρουσία του χώρου στη σοφίτα και ο τρόπος χρήσης. Ακόμη και για τη θερμοκρασία δωματίου, μπορείτε να εφαρμόσετε μια τιμή 4 βαθμούς υψηλότερη και η υπολογιζόμενη υγρασία θα είναι επίσης 5-10% υψηλότερη.
3. Οι απώλειες θερμότητας μέσω του δαπέδου θεωρούνται ζωνικές και περιγράφουν τους ιμάντες σε ολόκληρη την περίμετρο της δομής. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία του εδάφους κάτω από το πάτωμα είναι πολύ υψηλότερη κοντά στο κέντρο του κτιρίου σε σύγκριση με το τμήμα όπου βρίσκεται το θεμέλιο.
4. Η ροή θερμότητας μέσω των υαλοπινάκων καθορίζεται από τα δεδομένα διαβατηρίου των κουφωμάτων και θα πρέπει επίσης να λάβετε υπόψη τον τύπο στήριξης των παραθύρων στον τοίχο, καθώς και το βάθος των πλαγιών.

Στη συνέχεια, ας προχωρήσουμε στο παράδειγμα υπολογισμού.

Παράδειγμα υπολογισμών απώλειας θερμότητας

Πριν δείξετε ένα παράδειγμα υπολογισμού, πρέπει να απαντηθεί μια ακόμη ερώτηση - πώς να υπολογίσετε σωστά την ολοκληρωμένη αντίσταση ενός θερμικού τύπου σύνθετων κατασκευών με μεγάλο αριθμό στρωμάτων; Είναι δυνατόν να γίνει αυτό χειροκίνητα, ευτυχώς, στη σύγχρονη κατασκευή, δεν χρησιμοποιούνται πολλοί τύποι βάσεων και συστήματα μόνωσης. Αλλά είναι πολύ δύσκολο να ληφθεί υπόψη η παρουσία διακοσμητικών φινιρισμάτων, πρόσοψης και εσωτερικού γύψου, καθώς και η επίδραση όλων των μεταβατικών διαδικασιών και άλλων παραγόντων, και είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε αυτοματοποιημένους υπολογισμούς. Ένας από τους καλύτερους πόρους τύπου δικτύου για τέτοιες εργασίες θα είναι το smаrtsalс.ru, το οποίο θα καταρτίσει επιπλέον ένα διάγραμμα αλλαγής σημείου δρόσου ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες.

Για παράδειγμα, ας πάρουμε μια αυθαίρετη δομή. Θα είναι μια μονοκατοικία κανονικού ορθογώνιου σχήματος με μέγεθος 8 * 10 μέτρα και ύψος οροφής 3 μέτρα. Στο σπίτι, ένα μη μονωμένο δάπεδο κατασκευάστηκε σε αστάρι με σανίδες σε κορμούς με κενά αέρα και το ύψος του δαπέδου είναι 0,15 μέτρα υψηλότερο από το σήμα χωροταξίας στην τοποθεσία. Τα υλικά τοίχου θα είναι μονόλιθος σκωρίας με πάχος 0,42 μέτρα με εσωτερικό ασβεστοκονίαμα με πάχος έως 3 cm και εξωτερικό μείγμα σκωρίας τσιμέντου "γούνινο παλτό" με πάχος έως 5 cm. Η συνολική επιφάνεια των υαλοπινάκων είναι 9,5 τετραγωνικά μέτρα και μια γυάλινη συσκευασία δύο θαλάμων σε προφίλ εξοικονόμησης θερμότητας με μέση θερμική αντίσταση 0,32 m2 * C / W. Η επικάλυψη γίνεται σε ξύλινα δοκάρια - από κάτω θα επικαλύπτεται κατά μήκος των βοτσάλων, γεμίζει με σκωρία και καλύπτεται με ένα πήλινο επίχρισμα στην κορυφή, πάνω από την οροφή υπάρχει μια κρύα σοφίτα.Ο στόχος του υπολογισμού των απωλειών θερμότητας θα είναι ο σχηματισμός ενός συστήματος προστασίας από θερμότητα των επιφανειών τοίχου.

Τείχη

Εφαρμόζοντας τα δεδομένα σχετικά με το έδαφος, καθώς και το πάχος και τα υλικά των στρωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για τους τοίχους, στην υπηρεσία που αναφέρεται παραπάνω, πρέπει να συμπληρώσετε τα κατάλληλα πεδία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του υπολογισμού, η αντίσταση μεταφοράς θερμότητας είναι 1,11 m2 * C / W και η ροή θερμότητας μέσω των τοιχωμάτων είναι 18 W για όλα τα τετραγωνικά μέτρα. Με συνολική επιφάνεια τοίχου (εξαιρουμένων των υαλοπινάκων) 102 τετραγωνικών μέτρων, η συνολική απώλεια θερμότητας μέσω των τοίχων είναι 1,92 kWh. Σε αυτήν την περίπτωση, οι απώλειες θερμότητας από τα παράθυρα θα είναι 1 kW.

Οροφή και πλάκα

Ο τύπος για τον υπολογισμό της απώλειας θερμότητας ενός σπιτιού μέσω του δαπέδου της σοφίτας μπορεί να γίνει σε μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή, επιλέγοντας τον απαιτούμενο τύπο δομών φράχτη. Ως αποτέλεσμα, η αλληλεπικαλυπτόμενη αντίσταση της μεταφοράς θερμότητας είναι 0,6 m2 * C / W και η απώλεια θερμότητας είναι 31 W ανά τετραγωνικό μέτρο, δηλαδή 2,6 kW από ολόκληρη την περιοχή της δομής του φράχτη. Το αποτέλεσμα θα είναι η συνολική απώλεια θερμότητας που υπολογίζεται σε 7 kW * h. Με χαμηλή ποιότητα κατασκευών τύπου κατασκευής, ο δείκτης είναι προφανώς πολύ μικρότερος από τον σημερινό.

Στην πραγματικότητα, ο υπολογισμός είναι εξιδανικευμένος και δεν λαμβάνει υπόψη τους ειδικούς συντελεστές, για παράδειγμα, τον ρυθμό εξαερισμού, ο οποίος αποτελεί στοιχείο της ανταλλαγής θερμότητας τύπου μεταφοράς, καθώς και τις απώλειες μέσω των θυρών εισόδου και του εξαερισμού. Στην πραγματικότητα, λόγω της εγκατάστασης παραθύρων χαμηλής ποιότητας, της έλλειψης προστασίας στο στήριγμα της οροφής στο Mauerlat και της τρομερής στεγανοποίησης των τοίχων από το θεμέλιο, οι πραγματικές απώλειες θερμότητας μπορεί να είναι 2-3 φορές υψηλότερες από τις αυτοί. Ωστόσο, ακόμη και οι βασικές μελέτες θερμικής μηχανικής θα βοηθήσουν να προσδιοριστεί εάν οι κατασκευές του σπιτιού θα συμμορφώνονται με τα πρότυπα υγιεινής.

https://youtu.be/XwMK8n_723Q

Απώλεια θερμότητας μέσω του υπονόμου

Κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης, το νερό που εισέρχεται στο σπίτι είναι αρκετά κρύο, για παράδειγμα, έχει μέση θερμοκρασία + 7 ° C. Απαιτείται θέρμανση νερού όταν οι κάτοικοι πλένουν τα πιάτα τους και κάνουν μπάνιο. Επίσης, το νερό θερμαίνεται μερικώς από τον αέρα του περιβάλλοντος στην δεξαμενή τουαλέτας. Όλη η θερμότητα που λαμβάνεται από το νερό ξεπλένεται κάτω από την αποχέτευση.

Ας πούμε ότι μια οικογένεια σε ένα σπίτι καταναλώνει 15 m3 νερό ανά μήνα. Η ειδική θερμική χωρητικότητα του νερού είναι 4,183 kJ / (kg × ° C). Η πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg / m3. Ας πούμε ότι κατά μέσο όρο το νερό που εισέρχεται στο σπίτι θερμαίνεται στους + 30 ° C, δηλαδή διαφορά θερμοκρασίας 23 ° C.

Κατά συνέπεια, ανά μήνα η απώλεια θερμότητας μέσω του υπονόμου θα είναι:

1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ

1443135 kJ = 400,87 kWh

Για 7 μήνες της περιόδου θέρμανσης, οι κάτοικοι ρίχνουν στο αποχετευτικό δίκτυο:

7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh