Расчет теплопотерь дома


Теплопотери в жилом доме – понятие и влияние на условия проживания

Теплопотерей называется уровень тепла, утрачиваемого помещением через стены, окна, потолок и пол за определенное количество времени. Измеряется данная величина в ваттах на квадратный метр, и зависит от разницы внутренней и внешней температуры воздуха – чем она ниже, тем выше энергоэффективность здания.

Годовая разница природных температур составляет порядка 60 градусов – от –30° в зимний период до +30° летом. Комфортной температурой для человека считается уровень в +18/+24°, который необходимо поддерживать в жилых зданиях. Добиваются этого за счет стройматериалов (теплоизолирующих потолков, стен и полов, энергосберегающих стекол), систем обогрева, проветривания или кондиционирования. Законодательно установлены строительные правила, нормы и стандарты, определяющие тепловую защиту строений.

Строительные нормы и правила

Для установления и закрепления норм теплопотерь дома существуют своды правил (СП), нормы и правила (СНиП), применяемые при строительстве, и ГОСТ:


  • СП 131.13330.2012 – о строительной климатологии;
  • СП 50.13330.2010 – о тепловой защите зданий;
  • СП 60.13330.2012 – об отоплении, вентилировании и кондиционировании в зданиях воздуха.
  • СНиП 2.04.07-86* – о тепловых сетях;
  • СНиП 2.08.01-89* – о жилых зданиях;
  • СНиП 2.04.05-91* – об отоплении, вентилировании и кондиционировании.
  • ГОСТ 22270-76 – об оборудовании для кондиционирования, вентиляции и отопления;
  • ГОСТ 30494-2011 – о параметрах микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий;
  • ГОСТ 31311-2005 – об отопительных приборах.

Данные энергетического паспорта МКД должны соответствовать вышеуказанной технической документации и быть в пределах регламентированных нормативов.

С какой целью определяют объем потерь тепла в жилом доме

Расчет объема тепловых потерь необходим для создания отопительных и вентиляционных систем, определенной мощности, во вновь возводимых строениях. В жилом МКД проведение энергоаудита позволит выявить излишки тепловых потерь, которые станут основанием для его капитального ремонта.


Расчет мощности системы отопления основан на теплопотерях всего здания. Теплоотдача радиаторов определяется с учетом потерь тепла помещения, где его планируется установить. Расчеты производят в наиболее холодное время года, при минимальных погодных температурах.

Перед строительством жилого дома расчет потенциальных потерь тепла позволяет выбрать характер и качество строительных материалов, опираясь на их характеристики и климатические условия. При таком подходе, расход тепла не увеличится, а строение будет прогреваться быстрее.

Основные места теплоотдачи в доме

Для выявления уровня тепловых потерь учитывают не только климатические условия местности, но и расположение здания по отношению к сторонам света. Комфорт людей зависит от конструктивных особенностей здания, качества утепления наружных стен, фасадной отделки.

При оценке объема уходящего тепла учитывают также следующие факторы:

  • Возможные теплопотери на инфильтрацию через «дышащие» стены, закрытые окна и двери.
  • Утечку теплого воздуха через внутренние ограждающие конструкции – стены, потолки, полы.
  • Теплопотери на вентиляцию. При ее размещении, рассчитывают объем вентилируемого воздуха.

На расчет теплопотерь через пластиковые окна также влияет количество в них стеклопакетов – чем их больше, тем ниже утечка.

Расчет теплопотерь дома

Описание процесса расчета


Все программы и калькуляторы, подсчитывающие утечку тепла, основаны на существующих расчетных формулах в соответствии с правилами и нормативами. В рекомендуемом расчете теплопотерь дома, необходимо вводить параметры помещения или дома, в соответствующие графы.

Параметры, применяемые в расчетах

Для получения коэффициента, характеризующего потери тепла, необходимо учитывать следующие данные:

  • разницу внутренней и внешней температур;
  • объем воздуха в помещении;
  • способность ограждений (стен, потолка, окон и т.д.) удерживать тепло.

Последний показатель учитывает тепловое сопротивление стройматериала.

Расчет теплопотерь дома

Формула и исходные данные для расчета

Упрощенная формула для расчета теплопотерь помещения выглядит следующим образом:

Q = S· T : R,

где Q – объем теплопотерь, S – объем помещения, T – разница между внешней и внутренней температурами, R – величина сопротивления утечки тепла материала.

Для подсчетов по формуле необходимо вводить следующие данные:


  • для вычисления объема (S) – метраж помещения и высоту потолков;
  • для установления разницы температур (T) – значения наружной и внутренней температур воздуха;
  • для определения (R) – типы материала фасада, наружных стен, стеклопакетов и т.д, а также их физические свойства.

При подсчете утечки тепла стоит понимать, что абсолютно все факторы не поддаются полному учету. Это и конструктивные ошибки, и внутри стеновой конденсат. Поэтому полученные данные лучше проверить экспериментальным путем.

Какие мероприятия планируют по результатам анализа теплопотерь

При выявлении тепло утечки принимают решение о капитальном ремонте здания. В целях энергосбережения утепляют наружные стены, монтируют более мощные и современные системы отопления. Устанавливают более качественные окна, с большим числом стеклопакетов, оказывающие тепловое сопротивление потерям. Однако чаще всего производят ремонт кровли, поскольку она является наиболее уязвимым местом для выхода тепла.

Если ваша семья, даже при наличии «теплых полов», оконных стеклопакетов, застекленной лоджии и современной входной двери, мерзнет – причину нужно искать в утечках теплового ресурса. Расчетные данные будут поводом для обращения в управляющую компанию и инициации соответствующих действий с ее стороны.


Теплопередача является физическим процессом обмена теплом через разделяющую стенку между средами, имеющими разную температуру.

Потери тепла зависят от характеристики теплотехнических свойств ограждений – термического сопротивления материалов (Ri ), из которых выполнены ограждающие конструкции.

Термическое сопротивление (Rо, м2·К/Вт) многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев Ri:

Ro = , м2·К /Вт. (4.8)

Пример многослойного ограждения помещения приведен на рис. 4.12.

Расчет теплопотерь дома

Рис. 4.12. Пример многослойного ограждения:

δi – толщина слоя многослойной ограждающей конструкции; и – коэффициенты теплообмена на внутренней и наружной поверхностях ограждения; tн1 и tв1 – температуры на наружной и внутренней поверхностях ограждения; tн и tв – температуры наружного и внутреннего воздуха


Коэффициент теплопередачи – величина, обратная термическому сопротивлению , представляет собой мощность теплового потока, проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 м2 поверхности стенки при разнице температур между средами 1 К.

В общем случае коэффициент теплопередачи K определяют из выражения:

Расчет теплопотерь дома , Вт/м2×К , (4.9)

где и – коэффициенты теплообмена на внутренней и наружной поверхностях ограждения, Вт/м2·К; δi – толщина i-го слоя, м; λi – коэффициент теплопроводности i-го слоя, Вт/м·К;.

Коэффициенты теплообмена – от 8,7 до 9,9 Вт/м2·К, – от 6 до 23 Вт/м2·К, зависят от вида ограждающей конструкции; λi , Вт/м·К, зависит от материала ограждающей конструкции (например, для сосны или ели поперек волокон λ = 0,07; для кирпичной кладки из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе λ = 0,56; для пенополистирола по ГОСТ 15588-70* λ = 0,038; для облицовочного слоя из мрамора λ = 2,91), см. СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

Тепловой поток, q, через наружное ограждение определяют по формуле:


Расчет теплопотерь дома , Вт/м2 , (4.10)

где R – термическое сопротивление ограждающей конструкции, Вт/м2×К; tв , tн – температуры наружного и внутреннего воздуха.

Расчетные параметры климата и расчет теплозащитных

Свойств ограждений

Определяющие параметры климата при расчете систем отопления – температура наружного воздуха tн и скорость ветра Vв. Для расчетов принимаются средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, скорость ветра принимается максимальной из средних (по румбам за январь), повторяемость которых составляет 16% и более. Продолжительность отопительного периода – по числу дней в году с устойчивой среднесуточной температурой наружного воздуха 8°С и ниже. Эти данные приведены в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Наружные ограждения здания должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами для поддержания в помещениях удовлетворительных санитарно-гигиенических условий: обеспечение заданной температуры на внутренней поверхности ограждения и отсутствие на ней выпадения конденсата.


Требуемое (минимально допустимое) сопротивление теплопередаче определяют из выражения:

, м2·К /Вт, (4.12)

где tв и tн – расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха, °С;
n – коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для ограждений, не соприкасающихся непосредственно с наружным воздухом (для стен наружных n = 1, для чердачных перекрытий n = 0,8—0,9, для стен тамбуров n = 0,7 и т.д., см. по СНиП II-3-79); Δtн – нормируемый перепад температур на внутренней поверхности ограждений (для стены – Δtн от 6 до 12°С по СНиП II-3-79); αв – коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/м2·К.

При проектировании новых зданий определяют материал ограждений и их толщину с учетом . При разработке систем отопления теплопотери через ограждающие конструкции рассчитывают исходя из фактической конструкции ограждений.

СНиП 2.04.05-91*

ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Обязательное

1. Основные и добавочные потери теплоты следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле

Q=A(tp-text )(1+Sb )n/R,              (1)

где А — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;


R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2С/Вт. Сопротивление теплопередаче конструкции следует определять по СНиП 11-3-79** (кроме полов на грунте); для полов на грунте — в соответствии с п. 3 настоящего приложения, принимая R = Rc для неутепленных полов и R = Rh, для утепленных;

tp расчетная температура воздуха, .С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;

texp ~ расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения-при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения;

b добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с п. 2 настоящего приложения;

п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП 11-3-79**.

2.* Добавочные потери теплоты b   через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:


а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-западе размере 0,1, на юго-восток и запад- в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1-в других случаях;

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13;

в) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40.С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05,

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2 Н — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34 H — для двойных дверей без тамбура;

0,22 H — для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам «г» и «д» не следует учитывать.

3. Сопротивление теплопередаче следует определять:

а) для неутепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности l < 1,2 Вт/(м2 Ч .С) по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимая Rc, м2 Ч .С/Вт, равным:

2,1 — для I зоны;

4.3 — для II зоны;

8,6 — для III зоны;

14,2- для IV зоны;

б) для утепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности lh < 1,2 Вт/(м2 Ч .С) утепляющего слоя толщиной d, м, принимая Rh м2Ч.С/Вт по формуле: Rh=Rc+d/lh;

в) для полов на лагах, принимая Rh, м2 Ч .С/Вт, по формуле

Rh=1,18(Rc+d/l);

4. Потери теплоты через ограждающие конструкции производственных помещений со значительными избытками теплоты следует рассчитывать с учетом лучистого теплообмена между источниками теплоты и ограждениями.


Использованные источники

  1. forumhouse.ru/threads/200364/
  2. m2keep.ru/stroitelstvo/raschet-teplopoter
  3. megaobuchalka.ru/8/44054.html
  4. climatepiter.com/articles/article/68/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.