| ! | Begäran, i kommentarer skriv kommentarer, tillägg. | ! |
Huset tappar värme genom de inneslutna strukturerna (väggar, fönster, tak, fundament), ventilation och dränering. De huvudsakliga värmeförlusterna går genom de inneslutna strukturerna - 60–90% av alla värmeförluster.
Beräkningen av värmeförlusten hemma behövs åtminstone för att välja rätt panna. Du kan också uppskatta hur mycket pengar som ska spenderas på uppvärmning i det planerade huset. Här är en exempelberäkning för en gaspanna och en elektrisk. Tack vare beräkningarna är det också möjligt att analysera isoleringens ekonomiska effektivitet, dvs. för att förstå om kostnaden för att installera isolering kommer att löna sig med bränsleekonomi under isoleringens livslängd.
Värmeförlust genom inneslutna strukturer
Jag kommer att ge ett exempel på beräkning av ytterväggarna i ett hus med två våningar.
| 1) Vi beräknar väggens motstånd mot värmeöverföring och delar tjockleken på materialet med dess värmeledningskoefficient. Om väggen till exempel är byggd av varm keramik 0,5 m tjock med en värmeledningskoefficient på 0,16 W / (m × ° C), dividerar vi 0,5 med 0,16: 0,5 m / 0,16 W / (m × ° C) = 3,125 m2 × ° C / W Värmekonduktivitetskoefficienterna för byggmaterial finns här. |
| 2) Vi beräknar ytterytans totala yta. Här är ett förenklat exempel på ett fyrkantigt hus: (10 m bred x 7 m hög x 4 sidor) - (16 fönster x 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
| 3) Vi delar enheten med motståndet mot värmeöverföring, varigenom vi får värmeförlust från en kvadratmeter av väggen med en grad av temperaturskillnad. 1 / 3,125 m2 × ° C / W = 0,32 W / m2 × ° C |
| 4) Vi beräknar värmeförlusten på väggarna. Vi multiplicerar värmeförlusten från en kvadratmeter av väggen med väggarean och med skillnaden i temperatur inuti huset och utanför. Om till exempel insidan är + 25 ° C och utsidan är –15 ° C, är skillnaden 40 ° C. 0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 40 ° C = 3072 W Detta nummer är väggarnas värmeförlust. Värmeförlust mäts i watt, dvs. detta är värmeförlusteffekten. |
| 5) I kilowattimmar är det bekvämare att förstå innebörden av värmeförlust. På 1 timme går termisk energi genom våra väggar vid en temperaturskillnad på 40 ° C: 3072 W × 1 h = 3,072 kW × h Energi förbrukas på 24 timmar: 3072 W × 24 h = 73,728 kW × h |
Det är tydligt att vädret är annorlunda under uppvärmningsperioden, dvs. temperaturskillnaden ändras hela tiden. För att beräkna värmeförlusten under hela uppvärmningsperioden är det därför nödvändigt i punkt 4 att multiplicera med den genomsnittliga temperaturskillnaden för alla dagar i uppvärmningsperioden.
Till exempel, under 7 månader av uppvärmningsperioden var den genomsnittliga temperaturskillnaden i rummet och ute 28 grader, vilket innebär värmeförlust genom väggarna under dessa 7 månader i kilowattimmar:
0,32 W / m2 × ° C × 240 m2 × 28 ° C × 7 månader × 30 dagar × 24 h = 10838016 W × h = 10838 kW × h
Siffran är ganska "konkret". Om till exempel uppvärmningen var elektrisk kan du beräkna hur mycket pengar som skulle spenderas på uppvärmning genom att multiplicera det resulterande talet med kostnaden för kWh. Du kan beräkna hur mycket pengar som spenderades på uppvärmning med gas genom att beräkna kostnaden för kWh energi från en gaspanna. För att göra detta måste du känna till kostnaden för gas, gasens förbränningsvärme och pannans effektivitet.
Förresten, i den senaste beräkningen, i stället för den genomsnittliga temperaturskillnaden, antalet månader och dagar (men inte timmar, lämnar vi klockan), var det möjligt att använda graddagen för uppvärmningsperioden - GSOP, en del information om GSOP finns här. Du kan hitta den redan beräknade GSOP för olika städer i Ryssland och multiplicera värmeförlusten från en kvadratmeter med väggytan, med dessa GSOP och med 24 timmar, efter att ha fått värmeförlust i kW * h.
På samma sätt som väggar måste du beräkna värdena för värmeförlust för fönster, ytterdörr, tak, fundament. Lägg sedan till allt så får du värdet av värmeförlust genom alla inneslutande strukturer.För fönster är det förresten inte nödvändigt att ta reda på tjockleken och värmeledningsförmågan, vanligtvis finns det redan ett färdigt motstånd mot värmeöverföring av en glasenhet beräknad av tillverkaren. För golvet (i fallet med en plattplatta) blir temperaturskillnaden inte för stor, marken under huset är inte lika kall som uteluften.
Omkring komplexet - beräkning efter specifika egenskaper
Beräkning av värmeförlust kan lätt bli en riktig huvudvärk. I praktiken kan indikatorerna beräknas utifrån byggnadens specifika egenskaper. Det viktigaste är att komma ihåg att beräkningen inte baseras på arean utan på byggnadens volym. Det är också nödvändigt att ta hänsyn till dess syfte och antal våningar. Värmen avlägsnas från huset genom byggnadshöljet.
”Portarna” genom vilka varm luft lämnar byggnaden är fönster, dörrar, väggar, golv och tak. Dessutom har deltatemperaturer - skillnaden mellan lufttemperaturen i och utanför huset - en effekt. Du kan inte rabattera klimatförhållandena i området. Mycket av värmen släpps ut genom ventilationssystemet. Paradoxen är att många nybörjare byggare glömmer att ta hänsyn till denna parameter när de utför beräkningar och få siffror som är långt ifrån objektivitet.
Värmeförlust genom ventilation
Den ungefärliga volymen tillgänglig luft i huset (jag tar inte hänsyn till volymen på innerväggar och möbler):
10 m х 10 m х 7 m = 700 m3
Lufttäthet vid en temperatur av + 20 ° C 1,2047 kg / m3. Specifik luftkapacitet 1,005 kJ / (kg × ° C). Luftmassa i huset:
700 m3 × 1,2047 kg / m3 = 843,29 kg
Låt oss säga att all luft i huset ändras 5 gånger om dagen (det här är ungefärligt antal). Med en genomsnittlig skillnad mellan de interna och externa temperaturerna på 28 ° C under hela uppvärmningsperioden kommer värmeenergi att förbrukas i genomsnitt per dag för att värma den inkommande kalla luften:
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)
De där. under uppvärmningssäsongen, med en femfaldig luftbyte, kommer huset genom ventilation att förlora i genomsnitt 32,96 kWh värmeenergi per dag. Under sju månader efter uppvärmningsperioden kommer energiförlusterna att vara:
7 x 30 x 32,96 kWh = 6921,6 kWh
Vad är det bästa sättet att minska värmeförlusten i ditt hem?
Efter en professionell termisk avbildning och bearbetning av resultaten upprättas som regel en rapport som i detalj beskriver de identifierade bristerna och ger rekommendationer vars genomförande säkerställer maximal minskning av värmeförlusten eller deras fullständiga eliminering.
Praktisk erfarenhet visar det det är möjligt att uppnå en minskning av värmeförlusten om följande åtgärder vidtas:
- Isoler fundament, väggar och tak. Skapandet av en extra värmeisoleringsbarriär är ett effektivt sätt att förbättra temperaturregimen i rum.
- Installera moderna tvåglasfönster med flera kammare eller byt ut packningar och beslag i gamla fönster.
- Ordna systemet "varmt golv" som ger effektiv uppvärmning av det använda utrymmet i rummet.
- Installera en folieskärm bakom kylaren som reflekterar och leder värmen in i rummet.
- Täta luckor och sprickor i väggarna med ett polyuretanbaserat tätningsmedel.
Om det inte är möjligt att utföra total isolering, är det värt att använda enkla metoder med minimala kostnader som syftar till att täta sömmar och sprickor, samt att hålla fönster och dörrar tätt stängda, lufta inte en gång inom en timme, men flera gånger i 10 -15 minuter ...
Värmeförlust genom avloppet
Under uppvärmningsperioden är vattnet som kommer in i huset ganska kallt, till exempel har det en medeltemperatur på + 7 ° C. Vattenuppvärmning krävs när invånarna tvättar disken och badar. Vattnet från den omgivande luften i toalettcisternen värms också upp delvis. All värme som tas emot av vattnet spolas ner i avloppet.
Låt oss säga att en familj i ett hus förbrukar 15 m3 vatten per månad.Den specifika värmekapaciteten för vatten är 4,183 kJ / (kg × ° C). Vattentätheten är 1000 kg / m3. Låt oss säga att vattnet som kommer in i huset värms i genomsnitt till + 30 ° C, dvs. temperaturskillnad 23 ° C.
Följaktligen kommer värmeförlusten genom avloppet per månad att vara:
1000 kg / m3 × 15 m3 × 23 ° C × 4,183 kJ / (kg × ° C) = 1443135 kJ
1443135 kJ = 400,87 kWh
Under sju månader av uppvärmningsperioden häller invånarna i avloppet:
7 × 400,87 kWh = 2806,09 kWh
Valet av värmeelement
Traditionellt rekommenderas det att du väljer värmeelementets effekt utifrån det område i det uppvärmda rummet och med en 15-20% överskattning av effektbehovet, i alla fall.
Låt oss med hjälp av ett exempel överväga hur korrekt metoden för att välja en radiator "10 m2 yta - 1,2 kW" är.
Radiatorernas termiska effekt beror på hur de ansluts, vilket måste beaktas vid beräkning av värmesystemet
Ursprungliga data: ett hörnrum på första våningen i ett hus med två våningar IZHS; ytterväggen är gjord av tvåradiga keramiska tegelstenar; rumsbredd 3 m, längd 4 m, takhöjd 3 m.
Enligt ett förenklat urvalsschema föreslås det att man beräknar ytan på rummet, vi anser:
3 (bredd) 4 (längd) = 12 m2
De där. den erforderliga effekten för värmeradiatorn med en 20% tilläggsavgift är 14,4 kW. Låt oss nu beräkna värmestrålarens effektparametrar baserat på värmeförlusten i rummet.
I själva verket påverkar rummets yta förlusten av termisk energi mindre än ytan på dess väggar, ena sidan vetter mot byggnadens utsida (fasad).
Därför kommer vi att överväga området för "gatu" -väggarna i rummet:
3 (bredd) 3 (höjd) + 4 (längd) 3 (höjd) = 21 m2
Genom att känna till området på väggarna som överför värme "till gatan" beräknar vi värmeförlusten med en skillnad mellan rums- och utetemperaturer på 30 ° (i huset +18 ° C, utanför -12 ° C), och omedelbart i kilowattimmar:
0,91 21 30: 1000 = 0,57 kW,
Var: 0,91 - värmeöverföringsmotstånd m2 av rumsväggar som vetter mot gatan; 21 - området för "gatu" väggar; 30 - temperaturskillnad inom och utanför huset; 1000 är antalet watt i kilowatt.
Enligt byggnormer är värmeenheter placerade på platser med maximal värmeförlust. Till exempel installeras radiatorer under fönsteröppningar, värmepistoler - ovanför ingången till huset. I hörnrum installeras batterier på tomma väggar som utsätts för maximal vindpåverkan.
Det visar sig att för att kompensera för värmeförluster genom fasadväggarna i denna design, vid en 30 ° temperaturskillnad i huset och på gatan, är det tillräckligt med uppvärmning med en kapacitet på 0,57 kWh. Låt oss öka den erforderliga effekten med 20, även med 30% - vi får 0,74 kWh.
Således kan de faktiska kraven på uppvärmningseffekt vara betydligt lägre än 1,2 kW per kvadratmeter handel med golvyta.
Dessutom kommer den korrekta beräkningen av de erforderliga kapaciteterna för uppvärmningsradiatorer att minska kylvätskans volym i värmesystemet, vilket minskar belastningen på pannan och bränslekostnaderna.
Värmemätning för luftuppvärmning
Vid beräkning av värmeförlusten i en byggnad är det viktigt att ta hänsyn till mängden värmeenergi som förbrukas av värmesystemet för att värma upp ventilationsluften. Andelen av denna energi når 30% av de totala förlusterna, så det är oacceptabelt att ignorera den. Du kan beräkna ventilationsvärmeförlusten hemma genom luftens värmekapacitet med hjälp av den populära formeln från fysikkursen:
Qair = cm (tв - tн). I det:
- Qair - värme som förbrukas av värmesystemet för uppvärmning av tilluften, W;
- tв och tн - samma som i den första formeln, ° С;
- m är massflödeshastigheten för luft som kommer in i huset från utsidan, kg;
- c är luftblandningens värmekapacitet, lika med 0,28 W / (kg ° C).
Här är alla värden kända förutom massflödeshastigheten för ventilation av lokaler. För att inte komplicera din uppgift bör du godkänna villkoret att luftmiljön förnyas i hela huset en gång i timmen.Då kan volymflödet enkelt beräknas genom att lägga till volymerna i alla rum, och sedan måste du konvertera det till massa genom densitet. Eftersom luftblandningens densitet ändras beroende på dess temperatur måste du ta ett lämpligt värde från tabellen:
| Luftblandningstemperatur, ºС | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | — 5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Densitet, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Exempel. Det är nödvändigt att beräkna ventilationsvärmeförlusterna i byggnaden, som tar emot 500 m³ per timme vid en temperatur på -25 ° C, inuti den hålls den på + 20 ° C. Först bestäms massflödeshastigheten:
m = 500 x 1,422 = 711 kg / h
Att värma en sådan luftmassa med 45 ° C kräver en sådan mängd värme:
Qair = 0,28 x 711 x 45 = 8957 W, vilket är ungefär lika med 9 kW.
I slutet av beräkningarna summeras resultaten av värmeförluster genom de yttre stängseln med ventilationsvärmeförluster, vilket ger den totala värmebelastningen på byggnadens värmesystem.
De presenterade beräkningsmetoderna kan förenklas om formlerna matas in i Excel-programmet i form av tabeller med data, vilket kommer att påskynda beräkningen avsevärt.
Grundformler
För att få ett mer eller mindre exakt resultat är det nödvändigt att utföra beräkningar enligt alla regler, en förenklad metod (100 W värme per 1 m2 yta) fungerar inte här. Byggnadens totala värmeförlust under den kalla årstiden består av två delar:
- värmeförlust genom inneslutna strukturer;
- energiförluster som används för att värma upp ventilationsluften.
Grundformeln för beräkning av den termiska energiförbrukningen genom utomhusstaket är följande:
Q = 1 / R x (tv - tn) x S x (1+ ∑β). Här:
- Q är mängden värme som går förlorad av en struktur av en typ, W;
- R - byggmaterialets värmebeständighet, m² ° С / W;
- S är det yttre staketets yta, m²;
- tv - intern lufttemperatur, ° С;
- tн - den lägsta omgivningstemperaturen, ° С;
- β - ytterligare värmeförlust, beroende på byggnadens orientering.
Värmebeständigheten hos en byggnads väggar eller tak bestäms utifrån egenskaperna hos materialet som de är gjorda av och konstruktionens tjocklek. För detta används formeln R = δ / λ, där:
- λ - referensvärde för väggmaterialets värmeledningsförmåga, W / (m ° C);
- δ är tjockleken på skiktet av detta material, m.
Om väggen är byggd av två material (till exempel en tegelsten med mineralullsisolering) beräknas värmebeständigheten för var och en av dem och resultaten summeras. Utetemperaturen väljs både enligt regleringsdokument och personliga observationer, den interna temperaturen väljs efter behov. Ytterligare värmeförluster är koefficienter som bestäms av normerna:
- När väggen eller en del av taket vänds mot norr, nordost eller nordväst, är β = 0,1.
- Om strukturen vetter mot sydost eller väster, är β = 0,05.
- β = 0 när det yttre räcket vetter mot söder eller sydväst.
