Di seguito è piuttosto semplice calcolo della dispersione termica edifici, che, tuttavia, aiuteranno a determinare con precisione la potenza necessaria per riscaldare il tuo magazzino, centro commerciale o altro edificio simile. Ciò consentirà in fase di progettazione di stimare preliminarmente il costo delle apparecchiature di riscaldamento e le successive spese di riscaldamento e, se necessario, adeguare il progetto.

Dove va il caldo? Il calore fuoriesce attraverso pareti, pavimenti, tetti e finestre. Inoltre, il calore viene perso durante la ventilazione dei locali. Per calcolare la perdita di calore attraverso l'involucro edilizio, utilizzare la formula:

Q - perdita di calore, W

S – area edificabile, m2

T - differenza di temperatura tra aria interna ed esterna, °C

R è il valore della resistenza termica della struttura, m2 °C/W

Lo schema di calcolo è il seguente: calcoliamo la perdita di calore dei singoli elementi, riassumiamo e aggiungiamo la perdita di calore durante la ventilazione. Tutto.

Supponiamo di voler calcolare la perdita di calore per l'oggetto mostrato in figura. L'altezza dell'edificio è di 5 ... 6 m, la larghezza - 20 m, la lunghezza - 40 m e trenta finestre che misurano 1,5 x 1,4 metri. Temperatura interna 20 °C, temperatura esterna -20 °C.

Consideriamo l'area delle strutture di chiusura:

pavimento: 20 m * 40 m = 800 m2

tetto: 20,2 m * 40 m = 808 m2

finestra: 1,5 m * 1,4 m * 30 pezzi = 63 m2

muri:(20 m + 40 m + 20 m + 40 m) * 5 m = 600 m2 + 20 m2 (incluso tetto a falde) = 620 m2 - 63 m2 (finestre) = 557 m2

Vediamo ora la resistenza termica dei materiali utilizzati.

Il valore della resistenza termica può essere ricavato dalla tabella delle resistenze termiche oppure calcolato in base al valore del coefficiente di conducibilità termica utilizzando la formula:

R - resistenza termica, (m2 * K) / W

? - coefficiente di conducibilità termica del materiale, W/(m2*K)

d – spessore del materiale, m

È possibile visualizzare il valore dei coefficienti di conducibilità termica per diversi materiali.

pavimento: massetto in calcestruzzo 10 cm e lana minerale con una densità di 150 kg/m3. Spessore 10 cm.

R (calcestruzzo) = 0,1 / 1,75 = 0,057 (m2*K)/W

R (lana minerale) \u003d 0,1 / 0,037 \u003d 2,7 (m2 * K) / W

R (pavimento) \u003d R (cemento) + R (lana minerale) \u003d 0,057 + 2,7 \u003d 2,76 (m2 * K) / W

tetto:

R (tetto) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

finestra: il valore della resistenza termica delle finestre dipende dal tipo di finestra con vetrocamera utilizzata
R (finestre) \u003d 0,40 (m2 * K) / W per lana di vetro a camera singola 4–16–4 a? T \u003d 40 ° С

muri: pannelli in lana minerale spessore 15 cm
R (pareti) = 0,15 / 0,037 = 4,05 (m2*K)/W

Calcoliamo la dispersione termica:

Q (pavimento) \u003d 800 m2 * 20 ° C / 2,76 (m2 * K) / W \u003d 5797 W \u003d 5,8 kW

Q (tetto) \u003d 808 m2 * 40 ° C / 4,05 (m2 * K) / W \u003d 7980 W \u003d 8,0 kW

Q (finestre) \u003d 63 m2 * 40 ° C / 0,40 (m2 * K) / W \u003d 6300 W \u003d 6,3 kW

Q (pareti) \u003d 557 m2 * 40 ° C / 4,05 (m2 * K) / W \u003d 5500 W \u003d 5,5 kW

Otteniamo che la perdita di calore totale attraverso l'involucro dell'edificio sarà:

Q (totale) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 kWh

Ora sulle perdite di ventilazione.

Per riscaldare 1 m3 di aria da una temperatura di -20 °C a +20 °C, saranno necessari 15,5 W.

Q (1 m3 di aria) \u003d 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 \u003d 15,5 W, qui 1,4 è la densità dell'aria (kg / m3), 1,0 è la capacità termica specifica dell'aria (kJ / ( kg K)), 3,6 è il fattore di conversione in watt.

Resta da determinare la quantità di aria necessaria. Si ritiene che con la respirazione normale, una persona abbia bisogno di 7 m3 di aria all'ora. Se si utilizza un edificio come magazzino e ci lavorano 40 persone, è necessario riscaldare 7 m3 * 40 persone = 280 m3 di aria all'ora, ciò richiederà 280 m3 * 15,5 W = 4340 W = 4,3 kW. E se hai un supermercato e in media ci sono 400 persone sul territorio, il riscaldamento dell'aria richiederà 43 kW.

Risultato finale:

Per il riscaldamento dell'edificio proposto è necessario un sistema di riscaldamento dell'ordine di 30 kWh e un sistema di ventilazione con una capacità di 3000 m3 / h con un riscaldatore con una potenza di 45 kW / h.

Oggi molte famiglie scelgono da sole una casa di campagna come luogo di residenza permanente o di svago durante tutto l'anno. Tuttavia, il suo mantenimento, e soprattutto il pagamento delle utenze, è piuttosto costoso, mentre la maggior parte dei proprietari di case non sono affatto oligarchi. Una delle spese più significative per qualsiasi proprietario di casa è il costo del riscaldamento. Per ridurli al minimo, è necessario pensare al risparmio energetico anche nella fase di costruzione di un cottage. Consideriamo questa domanda in modo più dettagliato.

« I problemi dell'efficienza energetica degli alloggi sono solitamente ricordati dal punto di vista dell'edilizia abitativa urbana e dei servizi comunali, tuttavia questo argomento è talvolta molto più vicino ai proprietari di singole case,- considera Sergey Yakubov , vicedirettore per le vendite e il marketing, produttore leader di sistemi per coperture e facciate in Russia. - Il costo del riscaldamento di una casa può essere molto più della metà del costo del mantenimento nella stagione fredda e talvolta raggiungere decine di migliaia di rubli. Tuttavia, con un approccio competente all'isolamento termico di un edificio residenziale, questo importo può essere notevolmente ridotto.».

In realtà, è necessario riscaldare la casa per mantenere costantemente una temperatura confortevole, indipendentemente da ciò che sta accadendo per strada. In questo caso, è necessario tenere conto delle perdite di calore sia attraverso l'involucro edilizio che attraverso la ventilazione, perché. il calore esce con aria riscaldata, che viene sostituita da aria raffreddata, oltre al fatto che una certa quantità di calore viene emessa da persone in casa, elettrodomestici, lampade a incandescenza, ecc.

Per capire quanto calore dobbiamo ricavare dal nostro impianto di riscaldamento e quanti soldi dobbiamo spenderci, proviamo a stimare il contributo di ciascuno degli altri fattori al bilancio termico usando l'esempio di una casa in muratura a due piani situato nella regione di Mosca con una superficie totale di ​​150 m2 (per semplificare i calcoli, si credeva che la dimensione del cottage fosse di circa 8,7x8,7 me ha 2 piani con un'altezza di 2,5 m ciascuno).

Dispersione di calore attraverso l'involucro edilizio (tetto, pareti, pavimento)

L'intensità della dispersione termica è determinata da due fattori: la differenza di temperatura all'interno e all'esterno dell'abitazione e la resistenza delle sue strutture di contenimento al trasferimento di calore. Dividendo la differenza di temperatura Δt per il coefficiente di resistenza allo scambio termico Ro di pareti, tetti, pavimenti, finestre e porte e moltiplicando per la loro superficie S, possiamo calcolare l'intensità della dispersione termica Q:

Q \u003d (Δt / R o) * S

La differenza di temperatura Δt non è costante, cambia di stagione in stagione, durante il giorno, a seconda del tempo, ecc. Tuttavia, il nostro compito è semplificato dal fatto che dobbiamo stimare il fabbisogno totale di calore per l'anno. Pertanto, per un calcolo approssimativo, possiamo benissimo utilizzare un indicatore come la temperatura media annuale dell'aria per l'area selezionata. Per la regione di Mosca è +5,8°C. Se prendiamo +23°C come temperatura confortevole in casa, allora la nostra differenza media sarà

Δt = 23°C - 5,8°C = 17,2°C

Muri. L'area delle ​​pareti della nostra casa (2 piani quadrati 8,7x8,7 m di altezza 2,5 m) sarà approssimativamente pari a

S \u003d 8,7 * 8,7 * 2,5 * 2 \u003d 175 m 2

Tuttavia, da questa deve essere sottratta l'area di finestre e porte, per la quale calcoleremo separatamente la dispersione termica. Supponiamo di avere una porta d'ingresso, la dimensione standard è 900x2000 mm, cioè la zona

Porte S \u003d 0,9 * 2 \u003d 1,8 m 2,

e finestre - 16 pezzi (2 su ciascun lato della casa su entrambi i piani) con una dimensione di 1500x1500 mm, la cui superficie totale sarà

S Windows \u003d 1,5 * 1,5 * 16 \u003d 36 m 2.

Totale - 37,8 m 2. La restante area di muri in mattoni -

Pareti S \u003d 175 - 37,8 \u003d 137,2 m 2.

Il coefficiente di resistenza allo scambio termico di una parete a 2 mattoni è 0,405 m2°C/W. Per semplicità trascureremo la resistenza al trasferimento di calore dello strato di intonaco che ricopre le pareti della casa dall'interno. Pertanto, la dissipazione del calore di tutte le pareti della casa sarà:

Q pareti \u003d (17,2 ° C / 0,405 m 2 ° C / W) * 137,2 m 2 \u003d 5,83 kW

Tetto. Per semplicità di calcolo, assumeremo che la resistenza al trasferimento di calore della torta per tetti sia uguale alla resistenza al trasferimento di calore dello strato isolante. Per l'isolamento in lana minerale leggera di 50-100 mm di spessore, più spesso utilizzato per l'isolamento del tetto, è approssimativamente uguale a 1,7 m 2 °C / W. Trascuriamo la resistenza al trasferimento di calore del solaio: supponiamo che la casa abbia un sottotetto, che comunica con le altre stanze e che il calore sia distribuito uniformemente tra tutte.

Sarà l'area di un tetto a due falde con una pendenza di 30°

Tetto S \u003d 2 * 8,7 * 8,7 / Cos30 ° \u003d 87 m 2.

Pertanto, la sua dissipazione del calore sarà:

Tetto Q \u003d (17,2 ° C / 1,7 m 2 ° C / W) * 87 m 2 \u003d 0,88 kW

Pavimento. La resistenza al trasferimento di calore di un pavimento in legno è di circa 1,85 m2°C/W. Dopo aver fatto calcoli simili, otteniamo la dissipazione del calore:

Q piano = (17,2°C / 1,85m 2 °C/W) * 75 2 = 0,7 kW

Porte e finestre. La loro resistenza al trasferimento di calore è rispettivamente di circa 0,21 m 2 °C/W (doppia porta in legno) e 0,5 m 2 °C/W (normale finestra con doppi vetri, senza ulteriori “gadget” ad alta efficienza energetica). Di conseguenza, otteniamo la dissipazione del calore:

Porta Q = (17,2°C / 0,21W/m 2 °C) * 1,8m 2 = 0,15 kW

Finestre Q \u003d (17,2 ° C / 0,5 m 2 ° C / W) * 36 m 2 \u003d 1,25 kW

Ventilazione. Secondo i regolamenti edilizi, il coefficiente di ricambio d'aria per un'abitazione dovrebbe essere almeno 0,5 e preferibilmente 1, cioè in un'ora, l'aria nella stanza dovrebbe essere completamente aggiornata. Pertanto, con un'altezza del soffitto di 2,5 m, si tratta di circa 2,5 m 3 di aria all'ora per metro quadrato. Quest'aria deve essere riscaldata dalla temperatura esterna (+5,8°C) alla temperatura ambiente (+23°C).

La capacità termica specifica dell'aria è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 kg di una sostanza di 1°C - circa 1,01 kJ/kg°C. Allo stesso tempo, la densità dell'aria nell'intervallo di temperatura che ci interessa è di circa 1,25 kg/m3, cioè la massa di 1 metro cubo è di 1,25 kg. Quindi, per riscaldare l'aria di 23-5,8 = 17,2°C per ogni metro quadrato di superficie, avrai bisogno di:

1,01 kJ / kg ° C * 1,25 kg / m 3 * 2,5 m 3 / ora * 17,2 ° C = 54,3 kJ / ora

Per una casa di 150 m2, questo sarà:

54,3 * 150 \u003d 8145 kJ / h \u003d 2,26 kW

Ricapitolare

Perdita di calore attraverso	Differenza di temperatura, °C	Superficie, m2	Resistenza allo scambio termico, m2°C/W	Dispersione di calore, kW
Muri	17,2	175	0,41	5,83
Tetto	17,2	87	1,7	0,88
Pavimento	17,2	75	1,85	0,7
porte	17,2	1,8	0,21	0,15
Finestra	17,2	36	0,5	0,24
Ventilazione	17,2	-	-	2,26
Totale:				11,06

Respiriamo ora!

Supponiamo che una famiglia di due adulti con due figli viva in una casa. La norma nutrizionale per un adulto è di 2600-3000 calorie al giorno, che equivale a una potenza di dissipazione del calore di 126 watt. La dissipazione di calore di un bambino sarà stimata alla metà della dissipazione di calore di un adulto. Se tutti quelli che hanno vissuto a casa ci sono dentro 2/3 delle volte, allora otteniamo:

(2*126 + 2*126/2)*2/3 = 252 W

Diciamo che ci sono 5 stanze della casa, illuminate da normali lampade ad incandescenza con una potenza di 60 W (non a risparmio energetico), 3 per stanza, che vengono accese per una media di 6 ore al giorno (cioè 1/4 del tempo totale). Circa l'85% della potenza consumata dalla lampada viene convertita in calore. In totale otteniamo:

5*60*3*0.85*1/4=191W

Il frigorifero è un dispositivo di riscaldamento molto efficiente. La sua dissipazione del calore è del 30% del massimo consumo energetico, ovvero 750 W.

Altri elettrodomestici (che siano lavatrice e lavastoviglie) emettono circa il 30% del massimo consumo energetico sotto forma di calore. La potenza media di questi dispositivi è di 2,5 kW, funzionano per circa 2 ore al giorno. In totale otteniamo 125 watt.

Una stufa elettrica standard con forno ha una potenza di circa 11 kW, ma il limitatore incorporato regola il funzionamento degli elementi riscaldanti in modo che il loro consumo simultaneo non superi i 6 kW. Tuttavia, è improbabile che utilizzeremo mai più della metà dei bruciatori contemporaneamente o tutti gli elementi riscaldanti del forno contemporaneamente. Si procederà quindi dal fatto che la potenza media di funzionamento della stufa è di circa 3 kW. Se lavora 3 ore al giorno, otteniamo 375 watt di calore.

Ogni computer (e ce ne sono 2 in casa) emette circa 300 W di calore e funziona 4 ore al giorno. Totale - 100 watt.

La TV è a 200 W e 6 ore al giorno, cioè per cerchio - 50 watt.

In totale otteniamo: 1,84 kW.

Ora calcoliamo la potenza termica richiesta dell'impianto di riscaldamento:

Riscaldamento Q = 11,06 - 1,84 = 9,22 kW

spese di riscaldamento

In realtà, sopra abbiamo calcolato la potenza che sarà necessaria per riscaldare il liquido di raffreddamento. E lo riscalderemo, ovviamente, con l'aiuto di una caldaia. Pertanto, i costi di riscaldamento sono i costi del carburante per questa caldaia. Poiché stiamo considerando il caso più generale, faremo un calcolo per il carburante liquido (diesel) più universale, poiché i gasdotti sono lontani dall'essere ovunque (e il costo della loro somma è una cifra con 6 zeri) e il combustibile solido deve, in primo luogo, essere portato in qualche modo e, in secondo luogo, gettato nella fornace della caldaia ogni 2-3 ore.

Per scoprire quale volume V di gasolio all'ora dobbiamo bruciare per riscaldare la casa, dobbiamo moltiplicare il suo calore specifico di combustione q (la quantità di calore rilasciata quando si brucia un'unità di massa o volume di carburante, per il gasolio - circa 13,95 kWh/l) moltiplicato per Rendimento caldaia η (circa 0,93 per il gasolio) e quindi la potenza richiesta dell'impianto di riscaldamento QRiscaldamento (9,22 kW) divisa per il dato risultante:

V = riscaldamento Q / (q * η) = 9,22 kW / (13,95 kW * h / l) * 0,93) = 0,71 l / h

Con un costo medio del carburante diesel per la regione di Mosca di 30 rubli per litro all'anno, ci vorranno

0,71 * 30 sfregamenti. * 24 ore * 365 giorni = 187 mila rubli. (arrotondato).

Come risparmiare?

Il desiderio naturale di ogni proprietario di casa è quello di ridurre i costi di riscaldamento anche in fase di costruzione. Dove ha senso investire denaro?

Prima di tutto, dovresti pensare all'isolamento della facciata, che, come abbiamo visto in precedenza, rappresenta la maggior parte di tutte le perdite di calore in casa. Nel caso generale, per questo è possibile utilizzare un isolamento aggiuntivo esterno o interno. Tuttavia, l'isolamento interno è molto meno efficace: quando si installa l'isolamento termico dall'interno, il confine tra le zone calde e fredde "si sposta" all'interno della casa, ad es. l'umidità si condensa nello spessore delle pareti.

Esistono due modi per isolare le facciate: “bagnato” (intonaco) e installando una facciata ventilata incernierata. La pratica mostra che a causa della necessità di riparazioni costanti, l'isolamento "bagnato", tenendo conto dei costi operativi, finisce per essere quasi il doppio di una facciata ventilata. Il principale svantaggio della facciata in gesso è l'alto costo della sua manutenzione e manutenzione. " I costi iniziali per la sistemazione di una tale facciata sono inferiori rispetto a una ventilata a battente, solo del 20-25%, un massimo del 30%,- spiega Sergey Yakubov ("Profilo metallico"). - Tuttavia, tenendo conto dei costi delle riparazioni in corso, che devono essere eseguite almeno una volta ogni 5 anni, già dopo i primi cinque anni, la facciata in gesso sarà uguale al costo di quella ventilata e in 50 anni (la vita utile di la facciata ventilata) sarà 4-5 volte più costosa».

Che cos'è una facciata ventilata a battente? Si tratta di uno "schermo" da esterno montato su una struttura in metallo leggero, che viene fissato alla parete con apposite staffe. Tra la parete della casa e lo schermo viene posizionato un leggero isolamento (ad esempio, Isover "VentFacade Bottom" con uno spessore da 50 a 200 mm), nonché una membrana antivento e idroprotettiva (ad esempio Tyvek Housewrap). Vari materiali possono essere utilizzati come rivestimento esterno, ma il rivestimento in acciaio viene spesso utilizzato nella costruzione individuale. " L'uso di moderni materiali high-tech nella produzione di rivestimenti, come l'acciaio rivestito con Colorcoat Prisma ™, consente di scegliere quasi tutte le soluzioni di design,- dice Sergey Yakubov. - Questo materiale ha un'eccellente resistenza sia alla corrosione che alle sollecitazioni meccaniche. Il periodo di garanzia è di 20 anni con una vita reale di 50 anni o più. Quelli. a condizione che vengano utilizzati rivestimenti in acciaio, l'intera struttura della facciata durerà 50 anni senza riparazioni».

Un ulteriore strato di isolamento per facciate in lana minerale ha una resistenza al trasferimento di calore di circa 1,7 m2°C/W (vedi sopra). In costruzione, per calcolare la resistenza al trasferimento di calore di una parete multistrato, sommare i valori corrispondenti per ciascuno degli strati. Come ricordiamo, la nostra parete portante principale di 2 mattoni ha una resistenza al trasferimento di calore di 0,405 m2°C/W. Pertanto, per una parete con facciata ventilata, otteniamo:

0,405 + 1,7 = 2,105 m 2 °C/O

Quindi, dopo l'isolamento, sarà la dissipazione del calore delle nostre pareti

Q facciata \u003d (17,2 ° C / 2,105 m 2 ° C / W) * 137,2 m 2 \u003d 1,12 kW,

che è 5,2 volte inferiore allo stesso indicatore per una facciata non isolata. Impressionante, vero?

Ancora una volta calcoliamo la potenza termica richiesta dell'impianto di riscaldamento:

Q riscaldamento-1 = 6,35 - 1,84 = 4,51 kW

Consumo di gasolio:

V 1 \u003d 4,51 kW / (13,95 kW * h / l) * 0,93) \u003d 0,35 l / h

Importo per il riscaldamento:

0,35 * 30 sfregamenti. * 24 ore * 365 giorni = 92 mila rubli.

Il calcolo esatto della perdita di calore in casa è un compito scrupoloso e lento. Per la sua produzione sono necessari i dati iniziali, comprese le dimensioni di tutte le strutture che racchiudono la casa (pareti, porte, finestre, soffitti, pavimenti).

Per le pareti monostrato e/o multistrato, nonché per i pavimenti, il coefficiente di scambio termico è facilmente calcolabile dividendo la conducibilità termica del materiale per lo spessore del suo strato in metri. Per una struttura multistrato, il coefficiente di scambio termico complessivo sarà uguale al reciproco della somma delle resistenze termiche di tutti gli strati. Per le finestre, è possibile utilizzare la tabella delle caratteristiche termiche delle finestre.

Le pareti e i pavimenti a terra sono calcolati per zone, quindi nella tabella è necessario creare linee separate per ciascuna di esse e indicare il corrispondente coefficiente di scambio termico. La divisione in zone e i valori dei coefficienti sono indicati nelle regole per la misurazione dei locali.

Colonna 11. Perdita di calore di base. Qui vengono calcolate automaticamente le principali dispersioni termiche in base ai dati inseriti nelle celle precedenti della riga. Nello specifico vengono utilizzati la differenza di temperatura, l'area, il coefficiente di scambio termico e il coefficiente di posizione. Formula nella cella:

Colonna 12. Aggiunta di orientamento. In questa colonna viene calcolato automaticamente l'additivo per l'orientamento. A seconda del contenuto della cella Orientamento, viene inserito il coefficiente appropriato. La formula per calcolare una cella è simile a questa:

IF(H9="E",0.1,IF(H9="SE",0.05,IF(H9="S",0,IF(H9="SW",0,IF(H9="W ";0.05; IF(H9="SW";0.1;IF(H9="S";0.1;IF(H9="SW";0.1;0)))))))) )

Questa formula inserisce un fattore in una cella come segue:

• Est - 0,1
• Sud-est - 0,05
• Sud - 0
• Sudovest - 0
• Ovest - 0,05
• Nordovest - 0,1
• Nord - 0,1
• Nordest - 0,1

Colonna 13. Altro additivo. Qui si inserisce il fattore di addizione per il calcolo del pavimento o delle porte secondo le condizioni nella tabella:

Colonna 14. Perdita di calore. Ecco il calcolo finale della perdita di calore della recinzione secondo la linea. Formula cellulare:

Man mano che i calcoli avanzano, è possibile creare celle con formule per sommare le dispersioni termiche per stanze e ricavare la somma delle dispersioni termiche da tutte le recinzioni della casa.

Ci sono anche perdite di calore dovute alle infiltrazioni d'aria. Possono essere trascurati, poiché sono in una certa misura compensati dalle emissioni di calore domestico e dai guadagni di calore dalla radiazione solare. Per un calcolo più completo ed esaustivo della dispersione termica è possibile utilizzare la metodologia descritta nel manuale di riferimento.

Di conseguenza, per calcolare la potenza dell'impianto di riscaldamento, aumentiamo del 15 - 30% la quantità di perdita di calore risultante di tutte le recinzioni della casa.

Altri modi più semplici per calcolare la perdita di calore:

• calcolo rapido nella mente metodo di calcolo approssimativo;
• calcolo un po' più complesso mediante coefficienti;
• il modo più accurato per calcolare la dispersione termica in tempo reale;

Affinché la tua casa non si riveli un pozzo senza fondo per i costi di riscaldamento, ti suggeriamo di studiare le direzioni di base della ricerca di ingegneria termica e della metodologia di calcolo.

Affinché la tua casa non si riveli un pozzo senza fondo per i costi di riscaldamento, ti suggeriamo di studiare le direzioni di base della ricerca di ingegneria termica e della metodologia di calcolo.

Senza un calcolo preliminare della permeabilità termica e dell'accumulo di umidità, l'intera essenza della costruzione di alloggi va persa.

Fisica dei processi termici

Diverse aree della fisica hanno molto in comune nel descrivere i fenomeni che studiano. Così è nell'ingegneria del calore: i principi che descrivono i sistemi termodinamici fanno chiaramente eco ai fondamenti dell'elettromagnetismo, dell'idrodinamica e della meccanica classica. Dopotutto, stiamo parlando della descrizione dello stesso mondo, quindi non sorprende che i modelli di processi fisici siano caratterizzati da alcune caratteristiche comuni in molte aree di ricerca.

L'essenza dei fenomeni termici è facile da capire. La temperatura di un corpo o il grado del suo riscaldamento non è altro che una misura dell'intensità delle oscillazioni delle particelle elementari di cui questo corpo è composto. Ovviamente, quando due particelle si scontrano, quella con il livello di energia più alto trasferirà energia alla particella con energia inferiore, ma mai viceversa.

Tuttavia, questo non è l'unico modo di scambio di energia, il trasferimento è possibile anche attraverso i quanti di radiazione termica. Allo stesso tempo, il principio di base è necessariamente preservato: un quanto emesso da un atomo meno riscaldato non è in grado di trasferire energia a una particella elementare più calda. Viene semplicemente riflesso da esso e scompare senza lasciare traccia, oppure trasferisce la sua energia a un altro atomo con meno energia.

La termodinamica è buona perché i processi che vi si verificano sono assolutamente chiari e possono essere interpretati sotto le spoglie di vari modelli. La cosa principale è osservare i postulati di base, come la legge del trasferimento di energia e l'equilibrio termodinamico. Quindi, se la tua presentazione è conforme a queste regole, capirai facilmente il metodo di calcolo dell'ingegneria termica da e verso.

Il concetto di resistenza al trasferimento di calore

La capacità di un materiale di trasferire calore è chiamata conducibilità termica. Nel caso generale è sempre maggiore, maggiore è la densità della sostanza e meglio la sua struttura è atta a trasmettere vibrazioni cinetiche.

La quantità inversamente proporzionale alla conducibilità termica è la resistenza termica. Per ogni materiale, questa proprietà assume valori unici a seconda della struttura, della forma e di una serie di altri fattori. Ad esempio, l'efficienza del trasferimento di calore nello spessore dei materiali e nella zona del loro contatto con altri mezzi può differire, soprattutto se è presente almeno uno strato minimo di materia tra i materiali in un diverso stato di aggregazione. Quantitativamente, la resistenza termica è espressa come la differenza di temperatura divisa per la portata termica:

Rt = (T2 - T1) / P

dove:

• Rt - resistenza termica della sezione, K / W;
• T2 - temperatura dell'inizio della sezione, K;
• T1 - temperatura della fine della sezione, K;
• P - flusso di calore, W.

Nel contesto del calcolo delle perdite di calore, la resistenza termica gioca un ruolo decisivo. Qualsiasi struttura di chiusura può essere rappresentata come una barriera piano-parallela al flusso di calore. La sua resistenza termica totale è la somma delle resistenze di ogni strato, mentre tutte le partizioni sono ripiegate in una struttura spaziale, che è, di fatto, un edificio.

Rt = l / (λS)

dove:

• Rt - resistenza termica della sezione del circuito, K / W;
• l - lunghezza della sezione della catena termica, m;
• λ - coefficiente di conducibilità termica del materiale, W/(m K);
• S - area della sezione trasversale del sito, m2.

Fattori che influenzano la perdita di calore

I processi termici si correlano bene con quelli elettrici: la differenza di temperatura agisce come una tensione, il flusso di calore può essere considerato come una forza di corrente, ma non è nemmeno necessario trovare un termine proprio per la resistenza. Anche il concetto di minima resistenza, che compare nell'ingegneria del calore come ponti freddi, è pienamente vero.

Se consideriamo un materiale arbitrario in una sezione, è abbastanza facile stabilire il percorso del flusso di calore sia a livello micro che a livello macro. Come primo modello, prenderemo un muro di cemento, in cui, per necessità tecnologica, tramite fissaggi vengono realizzati tondini d'acciaio di sezione arbitraria. L'acciaio conduce il calore un po' meglio del cemento, quindi possiamo distinguere tre principali flussi di calore:

• attraverso il cemento
• attraverso barre d'acciaio
• dalle barre d'acciaio al cemento

L'ultimo modello di flusso di calore è il più interessante. Poiché l'asta d'acciaio si riscalda più velocemente, ci sarà una differenza di temperatura tra i due materiali più vicina alla parte esterna del muro. Pertanto, l'acciaio non solo "pompa" il calore verso l'esterno da solo, ma aumenta anche la conduttività termica delle masse adiacenti di calcestruzzo.

Nei mezzi porosi, i processi termici procedono in modo simile. Quasi tutti i materiali da costruzione sono costituiti da una rete ramificata di materia solida, lo spazio tra i quali è riempito d'aria.

Pertanto, un materiale solido e denso funge da conduttore principale di calore, ma a causa della struttura complessa, il percorso lungo il quale si propaga il calore risulta essere più grande della sezione trasversale. Pertanto, il secondo fattore che determina la resistenza termica è l'eterogeneità di ogni strato e dell'involucro edilizio nel suo insieme.

Il terzo fattore che influenza la conducibilità termica, possiamo nominare l'accumulo di umidità nei pori. L'acqua ha una resistenza termica 20-25 volte inferiore a quella dell'aria, quindi se riempie i pori, la conduttività termica complessiva del materiale diventa ancora più alta che se non ci fossero affatto i pori. Quando l'acqua gela, la situazione peggiora: la conducibilità termica può aumentare fino a 80 volte. La fonte di umidità, di regola, è l'aria ambiente e le precipitazioni atmosferiche. Di conseguenza, i tre metodi principali per combattere questo fenomeno sono l'impermeabilizzazione esterna delle pareti, l'uso della protezione dal vapore e il calcolo dell'accumulo di umidità, che viene necessariamente eseguito parallelamente alla previsione della perdita di calore.

Schemi di calcolo differenziati

Il modo più semplice per determinare l'entità delle dispersioni di calore di un edificio è sommare i valori del flusso di calore attraverso le strutture che compongono questo edificio. Questa tecnica tiene pienamente conto della differenza nella struttura dei diversi materiali, nonché delle specifiche del flusso di calore attraverso di essi e alle giunzioni di un piano all'altro. Un tale approccio dicotomico semplifica notevolmente il compito, poiché diverse strutture di chiusura possono differire in modo significativo nella progettazione dei sistemi di protezione termica. Di conseguenza, in uno studio separato, è più facile determinare la quantità di perdita di calore, poiché per questo sono previsti vari metodi di calcolo:

• Per le pareti, la dispersione termica è quantitativamente uguale all'area totale moltiplicata per il rapporto tra la differenza di temperatura e la resistenza termica. Allo stesso tempo, si tiene necessariamente conto dell'orientamento delle pareti rispetto ai punti cardinali per tener conto del loro riscaldamento durante il giorno, nonché della ventilazione delle strutture edilizie.
• Per i piani la metodologia è la stessa, ma si tiene conto della presenza di un sottotetto e del suo funzionamento. Inoltre, come temperatura ambiente viene preso un valore 3–5 °С più alto, anche l'umidità calcolata viene aumentata del 5–10%.
• Le perdite di calore attraverso il pavimento sono calcolate zonale, descrivendo le cinture lungo il perimetro dell'edificio. Ciò è dovuto al fatto che la temperatura del terreno sotto il pavimento è più alta in prossimità del centro dell'edificio rispetto alla parte di fondazione.
• Il flusso di calore attraverso la vetrata è determinato dai dati del passaporto delle finestre; bisogna tenere conto anche del tipo di raccordo delle finestre alle pareti e della profondità dei pendii.

Q = S (∆T / Rt)

dove:

• Q - perdite di calore, W;
• S - superficie della parete, m2;
• ΔT - differenza di temperatura all'interno e all'esterno della stanza, ° С;
• Rt - resistenza al trasferimento di calore, m2 °C / W.

Esempio di calcolo

Prima di procedere alla demo, rispondiamo all'ultima domanda: come calcolare correttamente la resistenza termica integrale di strutture multistrato complesse? Questo, ovviamente, può essere fatto manualmente, poiché nelle moderne costruzioni non vengono utilizzati molti tipi di basi portanti e sistemi di isolamento. Tuttavia, è piuttosto difficile tenere conto della presenza di finiture decorative, intonaci interni e di facciata, nonché dell'influenza di tutti i processi transitori e di altri fattori, è meglio utilizzare calcoli automatizzati. Una delle migliori risorse online per tali attività è smartcalc.ru, che traccia inoltre lo spostamento del punto di rugiada in base alle condizioni climatiche.

Ad esempio, prendiamo un edificio arbitrario, dopo aver studiato la descrizione di cui il lettore sarà in grado di giudicare l'insieme dei dati iniziali necessari per il calcolo. C'è una casa a un piano di forma rettangolare regolare con dimensioni di 8,5x10 me un'altezza del soffitto di 3,1 m, situata nella regione di Leningrado.

La casa ha un pavimento non isolato a terra con assi su tronchi con un'intercapedine d'aria, l'altezza del pavimento è 0,15 m più alta del segno di pianificazione del terreno sul sito. Il materiale della parete è un monolite di scorie di 42 cm di spessore con intonaco interno cemento-calcare fino a 30 mm di spessore ed esterno intonaco di scoria-cemento del tipo "pelliccia" fino a 50 mm di spessore. La superficie totale della vetrata è di 9,5 m2; le finestre utilizzate sono finestre con vetrocamera a profilo termoisolante con una resistenza termica media di 0,32 m2 °C/W.

Il soffitto è in travi di legno: è intonacato su scandole dal basso, riempito con scorie d'altoforno e ricoperto con massetto in argilla dall'alto, sopra il soffitto è presente un sottotetto di tipo freddo. Il compito di calcolare la perdita di calore è la formazione di un sistema di protezione termica per le pareti.

Pavimento

Innanzitutto vengono determinate le perdite di calore attraverso il pavimento. Poiché la loro quota nel deflusso totale di calore è la più piccola, e anche a causa dell'elevato numero di variabili (densità e tipo di terreno, profondità di congelamento, massività della fondazione, ecc.), la dispersione termica viene calcolata utilizzando un metodo semplificato utilizzando il ridotta resistenza al trasferimento di calore. Lungo il perimetro dell'edificio, partendo dalla linea di contatto con il suolo, sono descritte quattro zone - fasce di cinta larghe 2 metri.

Per ciascuna delle zone viene preso il proprio valore della ridotta resistenza al trasferimento di calore. Nel nostro caso, ci sono tre zone con una superficie di 74, 26 e 1 m2. Da non confondere con l'area totale delle zone, che è 16 m2 più grande dell'area dell'edificio, il motivo è il doppio ricalcolo delle strisce intersecanti della prima zona negli angoli, dove il calore le perdite sono molto più elevate rispetto alle sezioni lungo le pareti. Utilizzando valori di resistenza al trasferimento di calore di 2,1, 4,3 e 8,6 m2 °C/W per le zone da uno a tre, determiniamo il flusso di calore attraverso ciascuna zona: rispettivamente 1,23, 0,21 e 0,05 kW.

Muri

Utilizzando i dati del terreno, nonché i materiali e lo spessore degli strati che formano le pareti, è necessario compilare i campi appropriati sul servizio smartcalc.ru sopra menzionato. Secondo i risultati del calcolo, la resistenza al trasferimento di calore risulta essere di 1,13 m2 °C / W e il flusso di calore attraverso la parete è di 18,48 W per metro quadrato. Con una superficie totale delle pareti (escluse le vetrate) di 105,2 m2, la dispersione termica totale attraverso le pareti è di 1,95 kWh. In questo caso, la perdita di calore attraverso le finestre sarà di 1,05 kW.

Copertura e copertura

Il calcolo delle dispersioni termiche attraverso il solaio può essere effettuato anche nel calcolatore online selezionando la tipologia desiderata di strutture di recinzione. Di conseguenza, la resistenza del pavimento al trasferimento di calore è di 0,66 m2 °C/W e la dispersione termica è di 31,6 W per metro quadrato, ovvero 2,7 kW dall'intera area dell'involucro edilizio.

La perdita di calore totale totale secondo i calcoli è 7,2 kWh. Data la qualità piuttosto bassa delle strutture edilizie, questa cifra è ovviamente molto inferiore a quella reale. In effetti, un tale calcolo è idealizzato, non tiene conto di coefficienti speciali, soffiaggio, componente di convezione del trasferimento di calore, perdite attraverso la ventilazione e le porte d'ingresso.

Infatti, a causa della scarsa qualità dell'installazione delle finestre, della mancanza di protezione alla giunzione del tetto con il Mauerlat e della scarsa impermeabilizzazione delle pareti dalla fondazione, le reali perdite di calore possono essere 2 o anche 3 volte superiori a quelle calcolate. Tuttavia, anche gli studi di base di ingegneria termica aiutano a determinare se le strutture della casa in costruzione rispetteranno gli standard sanitari, almeno in prima approssimazione.

Infine, diamo una raccomandazione importante: se vuoi davvero ottenere una comprensione completa della fisica termica di un particolare edificio, devi utilizzare la comprensione dei principi descritti in questa panoramica e nella letteratura speciale. Ad esempio, un manuale di riferimento di Elena Malyavina "Building Heat Loss" può essere un ottimo aiuto in questa materia, in cui le specifiche dei processi termici sono spiegate in dettaglio, vengono forniti collegamenti ai documenti normativi necessari, nonché esempi di calcoli e tutte le informazioni di base necessarie.pubblicato

Se hai domande su questo argomento, chiedile a specialisti e lettori del nostro progetto.

Ad oggi risparmio di caloreè un parametro importante che viene preso in considerazione quando si costruisce uno spazio residenziale o ufficio. In conformità con SNiP 23-02-2003 "Protezione termica degli edifici", la resistenza al trasferimento di calore viene calcolata utilizzando uno dei due approcci alternativi:

• prescrittivo;
• Consumatore.

Per calcolare i sistemi di riscaldamento domestici, puoi utilizzare il calcolatore per calcolare il riscaldamento, la perdita di calore a casa.

Approccio prescrittivo- queste sono le norme per i singoli elementi della protezione termica di un edificio: pareti esterne, pavimenti sopra ambienti non riscaldati, rivestimenti e solai sottotetto, finestre, porte d'ingresso, ecc.

approccio del consumatore(la resistenza al trasferimento di calore può essere ridotta in relazione al livello prescrittivo, a condizione che il consumo di energia termica specifico di progetto per il riscaldamento degli ambienti sia inferiore allo standard).

Requisiti sanitari e igienici:

• La differenza tra le temperature dell'aria all'interno e all'esterno della stanza non deve superare determinati valori consentiti. La differenza di temperatura massima consentita per la parete esterna è di 4°C. per copertura e solai sottotetto 3°С e per copertura sopra scantinati e sotterranei 2°С.
• La temperatura sulla superficie interna della custodia deve essere superiore alla temperatura del punto di rugiada.

Per esempio: per Mosca e la regione di Mosca, la resistenza termica richiesta del muro secondo l'approccio del consumatore è 1,97 ° С m 2 / W e secondo l'approccio prescrittivo:

• per una casa permanente 3,13 ° С m 2 / W.
• per edifici amministrativi e altri edifici pubblici, comprese le strutture per la residenza stagionale 2,55 ° С m 2 / W.

Per questo motivo, scegliere una caldaia o altri dispositivi di riscaldamento esclusivamente in base ai parametri indicati nella loro documentazione tecnica. Dovresti chiederti se la tua casa è stata costruita rispettando rigorosamente i requisiti di SNiP 23-02-2003.

Pertanto, per la corretta scelta della potenza della caldaia o dei dispositivi di riscaldamento, è necessario calcolare il reale perdita di calore nella tua casa. Di norma, un edificio residenziale perde calore attraverso le pareti, il tetto, le finestre, il terreno e possono verificarsi significative perdite di calore attraverso la ventilazione.

La dispersione termica dipende principalmente da:

• differenza di temperatura tra casa e strada (maggiore è la differenza, maggiore è la perdita).
• caratteristiche di schermatura termica di pareti, finestre, soffitti, rivestimenti.

Pareti, finestre, pavimenti, hanno una certa resistenza alle dispersioni di calore, le proprietà di schermatura termica dei materiali sono valutate da un valore chiamato resistenza al trasferimento di calore.

Resistenza al trasferimento di calore mostrerà quanto calore filtrerà attraverso un metro quadrato di costruzione a una data differenza di temperatura. Questa domanda può essere formulata in modo diverso: quale differenza di temperatura si verificherà quando una certa quantità di calore passa attraverso un metro quadrato di recinzioni.

R = ΔT/q.

• q è la quantità di calore che fuoriesce attraverso un metro quadrato di parete o superficie di una finestra. Questa quantità di calore si misura in watt per metro quadrato (W/m 2);
• ΔT è la differenza tra la temperatura della strada e quella della stanza (°C);
• R è la resistenza al trasferimento di calore (°C / W / m 2 o ° C m 2 / W).

Nei casi in cui si parla di una struttura multistrato, la resistenza degli strati è semplicemente riassunta. Ad esempio, la resistenza di un muro di legno rivestito di mattoni è la somma di tre resistenze: un muro di mattoni e legno e un'intercapedine d'aria tra di loro:

R(somma)= R(legno) + R(auto) + R(mattone)

Distribuzione della temperatura e strati limite dell'aria durante il trasferimento di calore attraverso una parete.

Calcolo della dispersione termica viene eseguita per il periodo più freddo dell'anno del periodo, che è la settimana più fredda e ventosa dell'anno. Nella letteratura edilizia, la resistenza termica dei materiali è spesso indicata in base alle condizioni date e alla zona climatica (o temperatura esterna) in cui si trova la tua casa.

Tabella della resistenza allo scambio termico di vari materiali

a ΔT = 50 °С (T esterno = -30 °С. Т interno = 20 °С.)

Materiale e spessore della parete	Resistenza al trasferimento di calore Rm.
Muro di mattoni spessori in 3 mattoni. (79 centimetri) spessori in 2,5 mattoni. (67 centimetri) spessori in 2 mattoni. (54 centimetri) spessori in 1 mattone. (25 centimetri)	0.592 0.502 0.405 0.187
Casetta in legno Ø 25 Ø 20	0.550 0.440
Capanna di legno Spessore 20 centimetri Spessore 10 centimetri	0.806 0.353
Parete telaio (tavola + lana minerale + tavola) 20 centimetri
Muro di cemento espanso 20 centimetri 30 cm	0.476 0.709
Intonacatura su mattoni, cemento. cemento espanso (2-3 cm)
Soffitto (attico) soffitto
pavimenti in legno
Doppie ante in legno

Tabella delle dispersioni termiche di finestre di varie esecuzioni a ΔT = 50 °C (T out = -30 °C. T int. = 20 °C.)

tipo di finestra R T q . W/mq Q . mar Finestra con doppio vetro convenzionale Finestra con vetrocamera (spessore vetro 4 mm) 4-16-4 4-Ar16-4 4-16-4K 4-Ar16-4К 0.32 0.34 0.53 0.59 156 147 94 85 250 235 151 136 Doppi vetri 4-6-4-6-4 4-Ar6-4-Ar6-4 4-6-4-6-4K 4-Ar6-4-Ar6-4K 4-8-4-8-4 4-Ar8-4-Ar8-4 4-8-4-8-4K 4-Ar8-4-Ar8-4K 4-10-4-10-4 4-Ar10-4-Ar10-4 4-10-4-10-4K 4-Ar10-4-Ar10-4К 4-12-4-12-4 4-Ar12-4-Ar12-4 4-12-4-12-4K 4-Ar12-4-Ar12-4К 4-16-4-16-4 4-Ar16-4-Ar16-4 4-16-4-16-4K 4-Ar16-4-Ar16-4K 0.42 0.44 0.53 0.60 0.45 0.47 0.55 0.67 0.47 0.49 0.58 0.65 0.49 0.52 0.61 0.68 0.52 0.55 0.65 0.72 119 114 94 83 111 106 91 81 106 102 86 77 102 96 82 73 96 91 77 69 190 182 151 133 178 170 146 131 170 163 138 123 163 154 131 117 154 146 123 111

Nota
. I numeri pari nel simbolo di una finestra con doppi vetri indicano aria
divario in millimetri;
. Le lettere Ar significano che lo spazio vuoto non è riempito con aria, ma con argon;
. La lettera K significa che il vetro esterno ha uno speciale trasparente
rivestimento di protezione dal calore.

Come si può vedere dalla tabella sopra, le moderne finestre con doppi vetri lo rendono possibile ridurre la perdita di calore finestre quasi raddoppiate. Ad esempio, per 10 finestre di 1,0 m x 1,6 m, il risparmio può arrivare fino a 720 kilowattora al mese.

Per la corretta scelta dei materiali e degli spessori delle pareti, applichiamo queste informazioni ad un esempio specifico.

Nel calcolo delle dispersioni di calore per m 2 sono coinvolte due grandezze:

• differenza di temperatura ΔT.
• resistenza al trasferimento di calore R.

Diciamo che la temperatura ambiente è di 20°C. e la temperatura esterna sarà di -30 °C. In questo caso la differenza di temperatura ΔT sarà pari a 50 °C. Le pareti sono in legno di 20 centimetri di spessore, quindi R = 0,806°C m 2/W.

La perdita di calore sarà 50 / 0,806 = 62 (W / m 2).

Per semplificare il calcolo della dispersione termica nei libri di consultazione degli edifici indicare la perdita di calore vari tipi di pareti, soffitti, ecc. per alcuni valori di temperatura dell'aria invernale. Di norma, vengono fornite cifre diverse stanze d'angolo(il vortice d'aria che scorre attraverso la casa lo colpisce) e non angolare, e tiene conto anche della differenza di temperatura per i locali del primo e dei piani superiori.

Tabella delle dispersioni termiche specifiche degli elementi di recinzione degli edifici (per 1 m 2 lungo il profilo interno delle pareti) in funzione della temperatura media della settimana più fredda dell'anno.

Caratteristica recinzioni All'aperto temperatura. °С Perdita di calore. mar 1 ° piano 2 ° piano angolo camera Non angolare camera angolo camera Non angolare camera Muro in 2,5 mattoni (67 cm) con interno malta 24 -26 -28 -30 76 83 87 89 75 81 83 85 70 75 78 80 66 71 75 76 Muro in 2 mattoni (54 cm) con interno malta 24 -26 -28 -30 91 97 102 104 90 96 101 102 82 87 91 94 79 87 89 91 Muro tagliato (25 cm) con interno guaina 24 -26 -28 -30 61 65 67 70 60 63 66 67 55 58 61 62 52 56 58 60 Muro tagliato (20 cm) con interno guaina 24 -26 -28 -30 76 83 87 89 76 81 84 87 69 75 78 80 66 72 75 77 Parete in legno (18 cm) con interno guaina 24 -26 -28 -30 76 83 87 89 76 81 84 87 69 75 78 80 66 72 75 77 Parete in legno (10 cm) con interno guaina 24 -26 -28 -30 87 94 98 101 85 91 96 98 78 83 87 89 76 82 85 87 Cornice a parete (20 cm) con ripieno di argilla espansa 24 -26 -28 -30 62 65 68 71 60 63 66 69 55 58 61 63 54 56 59 62 Muro di cemento espanso (20 cm) con interno malta 24 -26 -28 -30 92 97 101 105 89 94 98 102 87 87 90 94 80 84 88 91

Nota. Nel caso in cui dietro il muro sia presente una stanza esterna non riscaldata (tettuccio, veranda vetrata, ecc.), la perdita di calore attraverso di essa sarà del 70% di quella calcolata e se dietro questa stanza non riscaldata è presente un'altra stanza esterna, quindi la perdita di calore sarà del 40% del valore calcolato.

Tabella delle dispersioni termiche specifiche degli elementi di recinzione degli edifici (per 1 m 2 lungo il profilo interno) in funzione della temperatura media della settimana più fredda dell'anno.

Esempio 1

Camera d'angolo (1° piano)

Caratteristiche della camera:

• 1 ° piano.
• superficie della stanza - 16 m 2 (5x3,2).
• altezza del soffitto - 2,75 m.
• pareti esterne - due.
• il materiale e lo spessore delle pareti esterne: un legno spesso 18 centimetri è rivestito di cartongesso e ricoperto di carta da parati.
• finestre - due (altezza 1,6 m. larghezza 1,0 m) con doppi vetri.
• pavimenti - coibentati in legno. seminterrato sottostante.
• sopra il piano mansardato.
• temperatura esterna di progetto -30 °С.
• la temperatura richiesta nella stanza è di +20 °C.

• L'area delle pareti esterne meno le finestre: pareti S (5+3,2)x2,7-2x1,0x1,6 = 18,94 m2.
• Area di Windows: S Windows \u003d 2x1.0x1.6 \u003d 3,2 m 2
• Superficie: piano S \u003d 5x3,2 \u003d 16 m 2
• Area del soffitto: soffitto S \u003d 5x3,2 \u003d 16 m 2

L'area delle partizioni interne non è inclusa nel calcolo, poiché la temperatura è la stessa su entrambi i lati della partizione, quindi il calore non fuoriesce attraverso le partizioni.

Ora calcoliamo la dispersione termica di ciascuna delle superfici:

• Q pareti \u003d 18,94x89 \u003d 1686 watt.
• Q windows \u003d 3,2x135 \u003d 432 watt.
• Q floor \u003d 16x26 \u003d 416 watt.
• Soffitto Q \u003d 16x35 \u003d 560 watt.

La perdita di calore totale della stanza sarà: Q totale \u003d 3094 W.

Va tenuto presente che molto più calore fuoriesce attraverso le pareti che attraverso finestre, pavimenti e soffitti.

Esempio 2

Stanza sul tetto (attico)

Caratteristiche della camera:

• piano superiore.
• superficie 16 m 2 (3,8x4,2).
• altezza del soffitto 2,4 m.
• mura esterne; due falde del tetto (ardesia, rivestimento solido. 10 cm di lana minerale, rivestimento). timpani (trave spessa 10 cm rivestita con assicelle) e tramezzi laterali (parete a telaio con riempimento in argilla espansa 10 cm).
• finestre - 4 (due su ogni timpano), alte 1,6 m e larghe 1,0 m con doppi vetri.
• temperatura esterna di progetto -30°С.
• temperatura ambiente richiesta +20°C.

• L'area delle pareti esterne terminali meno le finestre: pareti terminali S = 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) = 12 m 2
• L'area delle pendenze del tetto che delimitava la stanza: pendenze S. pareti \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 m 2
• L'area delle partizioni laterali: partizione laterale S = 2x1,5x4,2 = 12,6 m 2
• Area di Windows: S Windows \u003d 4x1.6x1.0 \u003d 6,4 m 2
• Area del soffitto: soffitto S \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 m 2

Successivamente, calcoliamo le perdite di calore di queste superfici, tenendo conto che in questo caso il calore non fuoriesce attraverso il pavimento, poiché al di sotto si trova una stanza calda. Dispersione di calore per le pareti calcoliamo sia per le stanze d'angolo, sia per il soffitto e le partizioni laterali introduciamo un coefficiente del 70 percento, poiché le stanze non riscaldate si trovano dietro di esse.

• Q pareti terminali \u003d 12x89 \u003d 1068 W.
• Q pareti inclinate \u003d 8,4x142 \u003d 1193 W.
• Bruciatore laterale Q = 12,6x126x0,7 = 1111 W.
• Q windows \u003d 6,4x135 \u003d 864 watt.
• Soffitto Q \u003d 10,92x35x0,7 \u003d 268 watt.

La perdita di calore totale della stanza sarà: Q totale \u003d 4504 W.

Come si può notare, una stanza calda al 1° piano perde (o consuma) molto meno calore di una stanza mansardata con pareti sottili e ampia superficie vetrata.

Per rendere questa stanza adatta alla vita invernale, è necessario innanzitutto isolare le pareti, le pareti divisorie laterali e le finestre.

Qualsiasi superficie di chiusura può essere rappresentata come una parete multistrato, ogni strato della quale possiede una propria resistenza termica e una propria resistenza al passaggio dell'aria. Sommando la resistenza termica di tutti gli strati, otteniamo la resistenza termica dell'intera parete. Inoltre, se sommi la resistenza al passaggio dell'aria di tutti gli strati, puoi capire come respira il muro. Il miglior muro di legno dovrebbe essere equivalente a un muro di legno spesso da 15 a 20 pollici. La tabella seguente ti aiuterà in questo.

Tabella delle resistenze al trasferimento di calore e al passaggio dell'aria dei vari materiali ΔT=40 °C (T ext. = -20 °C. T int. =20 °C.)

strato di parete	Spessore strato muri	Resistenza strato di parete termovettore		Resistere. Aria permeabilità equivalente a muro di legno spesso (centimetro)
			Equivalente mattone opere murarie spesso (centimetro)
Muratura dall'ordinario spessore del mattone di argilla: 12 centimetri 25 centimetri 50 centimetri 75 centimetri	12 25 50 75	0.15 0.3 0.65 1.0	12 25 50 75	6 12 24 36
Muratura in blocchi di cemento argilloso Spessore 39 cm con densità: 1000 kg/m3 1400 kg/m3 1800 kg/m3		1.0 0.65 0.45	75 50 34	17 23 26
Calcestruzzo aerato espanso di 30 cm di spessore densità: 300 kg/m3 500 kg/m3 800 kg/m3		2.5 1.5 0.9	190 110 70	7 10 13
Spessore della parete Brusoval (pino) 10 centimetri 15 centimetri 20 centimetri	10 15 20	0.6 0.9 1.2	45 68 90	10 15 20

Per un quadro completo della perdita di calore dell'intera stanza, è necessario tenerne conto

1. La perdita di calore attraverso il contatto della fondazione con il terreno ghiacciato, di norma, assorbe il 15% della perdita di calore attraverso le pareti del primo piano (tenendo conto della complessità del calcolo).
2. Perdita di calore associata alla ventilazione. Queste perdite sono calcolate tenendo conto dei codici edilizi (SNiP). Per un edificio residenziale è necessario circa un ricambio d'aria all'ora, ovvero durante questo periodo è necessario fornire lo stesso volume di aria fresca. Pertanto, le perdite associate alla ventilazione saranno leggermente inferiori alla somma delle dispersioni termiche attribuibili all'involucro edilizio. Si scopre che la perdita di calore attraverso pareti e vetri è solo del 40% e perdita di calore per la ventilazione cinquanta%. Negli standard europei per la ventilazione e l'isolamento delle pareti, il rapporto tra la perdita di calore è del 30% e del 60%.
3. Se il muro "respira", come un muro di legno o tronchi di 15 - 20 centimetri di spessore, il calore viene restituito. Ciò riduce la perdita di calore del 30%. pertanto il valore della resistenza termica della parete ottenuto nel calcolo deve essere moltiplicato per 1,3 (o, rispettivamente, ridurre la perdita di calore).

Sommando tutte le dispersioni di calore in casa, puoi capire di quale potenza hanno bisogno la caldaia e i riscaldatori per riscaldare comodamente la casa nelle giornate più fredde e ventose. Inoltre, tali calcoli mostreranno dove si trova l '"anello debole" e come eliminarlo con l'aiuto di un isolamento aggiuntivo.

È inoltre possibile calcolare il consumo di calore utilizzando indicatori aggregati. Quindi, in case a 1-2 piani non molto isolate a una temperatura esterna di -25 ° C, sono necessari 213 W per 1 m 2 della superficie totale e a -30 ° C - 230 W. Per le case ben isolate, questa cifra sarà: a -25 ° C - 173 O per m 2 della superficie totale e a -30 ° C - 177 O.