Naturalmente, le principali fonti di dispersione di calore in casa sono porte e finestre, ma quando si guarda l'immagine attraverso lo schermo di una termocamera, è facile vedere che queste non sono le uniche fonti di dispersione. Il calore viene perso anche attraverso un tetto montato in modo analfabeta, un pavimento freddo e pareti non isolate. La perdita di calore a casa oggi viene calcolata utilizzando un calcolatore speciale. Ciò consente di scegliere l'opzione migliore per il riscaldamento ed eseguire lavori aggiuntivi sull'isolamento dell'edificio. È interessante notare che per ogni tipo di edificio (da legname, tronchi), il livello di perdita di calore sarà diverso, parliamone più in dettaglio.
Fondamenti di calcolo delle dispersioni termiche
Il controllo delle perdite di calore viene effettuato sistematicamente solo per gli ambienti riscaldati secondo la stagione. I locali non destinati all'abitazione stagionale non rientrano nella categoria degli edifici suscettibili di analisi termica. Il programma di perdita di calore a casa in questo caso non sarà di importanza pratica.
Per condurre un'analisi completa, calcolare i materiali di isolamento termico e selezionare un sistema di riscaldamento con potenza ottimale, è necessario conoscere l'effettiva perdita di calore di un'abitazione. Pareti, tetti, finestre e pavimenti non sono le uniche fonti di dispersione di energia da una casa. La maggior parte del calore lascia la stanza attraverso sistemi di ventilazione installati in modo improprio.
Fattori che influenzano la perdita di calore
I principali fattori che influenzano il livello di dispersione termica sono:
- Un'elevata differenza di temperatura tra il microclima interno della stanza e la temperatura esterna.
- La natura delle proprietà di isolamento termico delle strutture che racchiudono, che includono pareti, soffitti, finestre, ecc.
Valori di misurazione della dispersione termica
Le strutture di chiusura svolgono una funzione di barriera al calore e non gli consentono di uscire liberamente. Questo effetto è spiegato dalle proprietà di isolamento termico dei prodotti. Il valore utilizzato per misurare le proprietà di isolamento termico è chiamato resistenza al trasferimento di calore. Tale indicatore è responsabile della riflessione della differenza di temperatura durante il passaggio dell'ennesima quantità di calore attraverso una sezione di strutture protettive con un'area di 1 m 2. Quindi, scopriamo come calcolare la perdita di calore a casa .
I principali valori necessari per calcolare la dispersione termica di una casa includono:
- q è un valore che indica la quantità di calore che lascia l'ambiente verso l'esterno attraverso 1 m 2 della struttura della barriera. Misurato in W / m 2.
- ∆T è la differenza tra la temperatura interna ed esterna. Si misura in gradi (o C).
- R è la resistenza al trasferimento di calore. Misurato in °C/W/m² o °C m²/W.
- S è l'area dell'edificio o della superficie (utilizzata secondo necessità).
Formula per il calcolo della dispersione termica
Il programma di dispersione termica della casa viene calcolato utilizzando una formula speciale:
Durante il calcolo, ricorda che per le strutture composte da più strati, viene sommata la resistenza di ogni strato. Quindi, come calcolare la perdita di calore di una casa di legno rivestita di mattoni dall'esterno? La resistenza alla dispersione termica sarà uguale alla somma della resistenza del mattone e del legno, tenendo conto del traferro tra gli strati.
Importante! Si prega di notare che il calcolo della resistenza viene eseguito per il periodo più freddo dell'anno, quando la differenza di temperatura raggiunge il suo picco. I libri di riferimento e i manuali indicano sempre esattamente questo valore di riferimento, che viene utilizzato per ulteriori calcoli.
Caratteristiche del calcolo della perdita di calore di una casa in legno
Il calcolo della perdita di calore in casa, le cui caratteristiche devono essere prese in considerazione durante il calcolo, viene effettuato in più fasi. Il processo richiede particolare attenzione e concentrazione. Puoi calcolare la perdita di calore in una casa privata secondo uno schema semplice come segue:
- Definito attraverso le pareti.
- Calcola attraverso le strutture delle finestre.
- Attraverso le porte.
- Calcola attraverso le sovrapposizioni.
- Calcola la dispersione termica di una casa in legno attraverso il pavimento.
- Somma i valori ottenuti in precedenza.
- Considerando la resistenza termica e la perdita di energia attraverso la ventilazione: dal 10 al 360%.
Per i risultati dei punti 1-5 viene utilizzata la formula standard per il calcolo della dispersione termica di una casa (da legno, mattoni, legno).
Importante! La resistenza termica per le strutture delle finestre è tratta da SNIP II-3-79.
Le guide alla costruzione spesso contengono informazioni in forma semplificata, ovvero i risultati del calcolo della perdita di calore di una casa da una barra vengono forniti per diversi tipi di pareti e pavimenti. Ad esempio, calcolano la resistenza a una differenza di temperatura per stanze atipiche: stanze angolari e non angolari, edifici a uno e più piani.
La necessità di calcolare la dispersione termica
La sistemazione di una casa confortevole richiede un controllo rigoroso del processo in ogni fase del lavoro. Non può quindi essere trascurata l'organizzazione dell'impianto di riscaldamento, che è preceduta dalla scelta della modalità di riscaldamento dell'ambiente stesso. Quando si lavora alla costruzione di una casa, molto tempo dovrà essere dedicato non solo alla documentazione del progetto, ma anche al calcolo della perdita di calore della casa. Se in futuro lavorerai nel campo della progettazione, le competenze ingegneristiche nel calcolo della perdita di calore ti torneranno sicuramente utili. Allora perché non esercitarsi a fare questo lavoro per esperienza e fare un calcolo dettagliato della perdita di calore per la propria casa.
Importante! La scelta del metodo e della potenza dell'impianto di riscaldamento dipende direttamente dai calcoli effettuati. Se si calcola l'indicatore di perdita di calore in modo errato, si rischia il congelamento quando fa freddo o l'esaurimento dal calore a causa dell'eccessivo riscaldamento della stanza. È necessario non solo scegliere il dispositivo giusto, ma anche determinare il numero di batterie o radiatori che possono riscaldare una stanza.
Stima della dispersione termica su un esempio di calcolo
Se non è necessario studiare in dettaglio il calcolo della perdita di calore in casa, ci concentreremo sull'analisi stimata e sulla determinazione della perdita di calore. A volte si verificano errori nel processo di calcolo, quindi è meglio aggiungere il valore minimo alla potenza stimata dell'impianto di riscaldamento. Per procedere con i calcoli è necessario conoscere l'indice di resistenza delle pareti. Differisce a seconda del tipo di materiale con cui è realizzato l'edificio.
La resistenza (R) per le case in mattoni di ceramica (con uno spessore della muratura di due mattoni - 51 cm) è di 0,73 ° C m² / W. L'indicatore di spessore minimo a questo valore dovrebbe essere di 138 cm Quando si utilizza il calcestruzzo di argilla espansa come materiale di base (con uno spessore della parete di 30 cm), R è 0,58 ° C m² / W con uno spessore minimo di 102 cm In un legno casa o un edificio in legno con uno spessore della parete di 15 cm e un livello di resistenza di 0,83 °C m²/W, è richiesto uno spessore minimo di 36 cm.
Materiali da costruzione e loro resistenza al trasferimento di calore
Sulla base di questi parametri, puoi facilmente eseguire calcoli. Puoi trovare i valori di resistenza nel libro di riferimento. Nella costruzione, vengono spesso utilizzati mattoni, una casa di tronchi in legno o tronchi, cemento espanso, pavimenti in legno, soffitti.
Valori di resistenza allo scambio termico per:
- muro di mattoni (spessore 2 mattoni) - 0,4;
- una casa di tronchi in legno (spessore 200 mm) - 0,81;
- baita (diametro 200 mm) - 0,45;
- calcestruzzo espanso (spessore 300 mm) - 0,71;
- pavimento in legno - 1,86;
- sovrapposizione del soffitto - 1.44.
Sulla base delle informazioni fornite sopra, possiamo concludere che per il corretto calcolo delle dispersioni di calore sono necessarie solo due grandezze: l'indicatore della differenza di temperatura e il livello di resistenza al trasferimento di calore. Ad esempio, una casa è fatta di legno (tronchi) di 200 mm di spessore. Quindi la resistenza è di 0,45°C m²/W. Conoscendo questi dati, puoi calcolare la percentuale di perdita di calore. Per questo, viene eseguita un'operazione di divisione: 50 / 0,45 \u003d 111,11 W / m².
Il calcolo della perdita di calore per area viene eseguito come segue: la perdita di calore viene moltiplicata per 100 (111,11 * 100 \u003d 11111 W). Tenendo conto della decodifica del valore (1 W \u003d 3600), moltiplichiamo il numero risultante per 3600 J / h: 11111 * 3600 \u003d 39,999 MJ / h. Dopo aver eseguito tali semplici operazioni matematiche, qualsiasi proprietario può scoprire la perdita di calore della sua casa in un'ora.
Calcolo della perdita di calore ambiente online
Ci sono molti siti su Internet che offrono il servizio di calcolo online della dispersione termica di un edificio in tempo reale. Il calcolatore è un programma con un apposito modulo da compilare, dove inserisci i tuoi dati e dopo il calcolo automatico vedrai il risultato: una cifra che indicherà la quantità di calore prodotto dall'abitazione.
Un'abitazione è un edificio in cui le persone vivono durante l'intera stagione di riscaldamento. Di norma, gli edifici periferici, dove l'impianto di riscaldamento funziona periodicamente e secondo necessità, non rientrano nella categoria degli edifici residenziali. Per eseguire la riattrezzatura e ottenere la modalità di fornitura di calore ottimale, sarà necessario eseguire una serie di lavori e, se necessario, aumentare la capacità dell'impianto di riscaldamento. Tale riequipaggiamento può essere ritardato per un lungo periodo. In generale, l'intero processo dipende dalle caratteristiche progettuali della casa e dagli indicatori di aumento della potenza dell'impianto di riscaldamento.
Molti non hanno nemmeno sentito parlare dell'esistenza di una cosa come la "perdita di calore in casa", e successivamente, dopo aver effettuato un'installazione strutturalmente corretta dell'impianto di riscaldamento, soffrono per tutta la vita della mancanza o dell'eccesso di calore in casa, senza nemmeno rendersi conto del vero motivo. Ecco perché è così importante tenere conto di ogni dettaglio quando si progetta una casa, controllare e costruire personalmente, al fine di ottenere in definitiva un risultato di alta qualità. In ogni caso, l'abitazione, indipendentemente dal materiale con cui è costruita, dovrebbe essere confortevole. E un indicatore come la perdita di calore di un edificio residenziale contribuirà a rendere ancora più piacevole stare a casa.
Convenzionalmente, la dispersione termica di una casa privata può essere suddivisa in due gruppi:
- Naturale - perdita di calore attraverso le pareti, le finestre o il tetto dell'edificio. Si tratta di perdite che non possono essere eliminate del tutto, ma possono essere ridotte al minimo.
- Le "perdite di calore" sono perdite di calore aggiuntive che molto spesso possono essere evitate. Si tratta di vari errori visivamente impercettibili: difetti nascosti, errori di installazione, ecc., che non possono essere rilevati visivamente. Per questo viene utilizzata una termocamera.
Ecco 15 esempi di tali "fughe". Questi sono problemi reali che si riscontrano più spesso nelle case private. Vedrai quali problemi potrebbero essere presenti nella tua casa e a cosa dovresti prestare attenzione.
Scarso isolamento delle pareti
L'isolamento non funziona come potrebbe. Il termogramma mostra che la temperatura sulla superficie della parete è distribuita in modo non uniforme. Cioè, alcune sezioni del muro si riscaldano più di altre (più luminoso è il colore, maggiore è la temperatura). E questo significa che la dispersione termica non è maggiore, il che è sbagliato per una parete coibentata.
In questo caso, le aree luminose sono un esempio di prestazioni di isolamento inefficienti. È probabile che la schiuma in questi punti sia danneggiata, installata male o mancante del tutto. Pertanto, dopo che l'edificio è stato isolato, è importante assicurarsi che il lavoro sia svolto in modo efficiente e che l'isolamento funzioni in modo efficace.
Scarso isolamento del tetto
Il giunto tra la trave di legno e la lana minerale non è sufficientemente sigillato. Per questo motivo, l'isolamento non funziona in modo efficace e fornisce un'ulteriore perdita di calore attraverso il tetto che avrebbe potuto essere evitata.
Il radiatore è intasato ed emette poco calore
Uno dei motivi per cui fa freddo in casa è che alcune sezioni del radiatore non si riscaldano. Ciò può essere causato da diversi motivi: detriti di costruzione, accumulo di aria o difetti di fabbrica. Ma il risultato è lo stesso: il radiatore funziona a metà della sua capacità di riscaldamento e non riscalda abbastanza la stanza.
Il radiatore "riscalda" la strada
Un altro esempio di radiatore inefficiente.
All'interno della stanza è installato un radiatore, che riscalda molto fortemente il muro. Di conseguenza, parte del calore emesso da esso va all'esterno. Il calore, infatti, serve per riscaldare la strada.
Posa ravvicinata del riscaldamento a pavimento a parete
Il tubo del riscaldamento a pavimento è posato vicino alla parete esterna. Il liquido di raffreddamento nel sistema viene raffreddato più intensamente e deve essere riscaldato più spesso. Il risultato è un aumento dei costi di riscaldamento.
L'afflusso di freddo attraverso le fessure delle finestre
Spesso ci sono delle lacune nelle finestre che appaiono a causa di:
- pressione insufficiente della finestra sul telaio della finestra;
- usura degli elastici di tenuta;
- Installazione inadeguata della finestra.
Attraverso le fessure, l'aria fredda entra costantemente nella stanza, a causa della quale le correnti d'aria sono malsane e aumentano la perdita di calore dell'edificio.
L'afflusso di freddo attraverso le fessure delle porte
Ci sono anche delle lacune nel balcone e nelle porte d'ingresso.
Ponti di freddo
I "ponti freddi" sono aree dell'edificio con minore resistenza termica rispetto ad altre aree. Cioè, lasciano entrare più calore. Ad esempio, si tratta di angoli, architravi di cemento sopra le finestre, giunzioni di strutture edilizie e così via.
Perché i ponti freddi sono dannosi:
- Aumentare la dispersione termica dell'edificio. Alcuni ponti perdono più calore, altri meno. Tutto dipende dalle caratteristiche dell'edificio.
- In determinate condizioni, si forma condensa al loro interno e appare un fungo. Tali aree potenzialmente pericolose devono essere avvertite ed eliminate in anticipo.
Raffreddamento della stanza attraverso la ventilazione
La ventilazione funziona al contrario. Invece di rimuovere l'aria dalla stanza verso l'esterno, l'aria fredda della strada viene aspirata nella stanza dalla strada. Anche questo, come nell'esempio con le finestre, fornisce correnti d'aria e rinfresca la stanza. Nell'esempio sopra, la temperatura dell'aria che entra nella stanza è di -2,5 gradi, a una temperatura ambiente di ~ 20-22 gradi.
L'afflusso di freddo attraverso il tetto apribile
E in questo caso, il freddo entra nella stanza attraverso il portello in soffitta.
L'afflusso di freddo attraverso il foro di montaggio del condizionatore d'aria
L'afflusso di freddo nella stanza attraverso il foro di montaggio del condizionatore d'aria.
Perdita di calore attraverso le pareti
Il termogramma mostra "ponti di calore" associati all'uso di materiali con una minore resistenza al trasferimento di calore durante la costruzione della parete.
Perdita di calore attraverso il fondotinta
Spesso, quando isolano il muro di un edificio, dimenticano un'altra area importante: le fondamenta. Le dispersioni di calore vengono effettuate anche attraverso le fondamenta dell'edificio, soprattutto se l'edificio ha un seminterrato o all'interno è posato un pavimento caldo.
Parete fredda a causa dei giunti in muratura
I giunti in muratura tra i mattoni sono numerosi ponti freddi e aumentano la perdita di calore attraverso le pareti. L'esempio sopra mostra che la differenza tra la temperatura minima (giunto in muratura) e la temperatura massima (mattone) è di quasi 2 gradi. La resistenza termica della parete è ridotta.
perdite d'aria
Ponte di freddo e perdita d'aria sotto il soffitto. Si verifica a causa dell'insufficiente sigillatura e isolamento dei giunti tra il tetto, la parete e il solaio. Di conseguenza, la stanza viene ulteriormente raffreddata e compaiono correnti d'aria.
Conclusione
Tutti questi sono errori tipici che si trovano nella maggior parte delle case private. Molti di essi sono facilmente eliminabili e possono migliorare notevolmente lo stato energetico dell'edificio.
Elenchiamoli di nuovo:
- Dispersione di calore attraverso le pareti;
- Lavoro inefficiente di isolamento termico di pareti e tetto: difetti nascosti, installazione di scarsa qualità, danni, ecc.;
- Afflussi di freddo attraverso i fori di montaggio del condizionatore d'aria, crepe in finestre e porte, ventilazione;
- Funzionamento inefficiente dei radiatori;
- Ponti di freddo;
- Influenza dei giunti in muratura.
15 perdite di calore nascoste in una casa privata di cui non eri a conoscenza
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 un livello di energia più alto trasferirà energia a una particella con un'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. L'importante è seguire 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 differenza di temperatura divisa per la portata termica:
R t \u003d (T 2 - T 1) / P
- R t - resistenza termica della sezione, K / W;
- T 2 - temperatura dell'inizio della sezione, K;
- T 1 - temperatura della fine della sezione, K;
- P è il 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.
R t \u003d l / (λ S)
- R t - resistenza termica della sezione del circuito, K / W;
- l è la lunghezza della sezione del circuito termico, m;
- λ è la conducibilità termica del materiale, W/(m K);
- S è l'area della sezione trasversale del sito, m 2.
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, secondo 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, la differenza di temperatura tra i due materiali sarà osservata più vicino 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 diffonde 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 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, viene preso come temperatura ambiente un valore di 3-5 ° C superiore, 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 delle pendenze.
Q = S (ΔT / Rt)
- Q è la perdita di calore, W;
- S - superficie della parete, m 2;
- ΔT - differenza di temperatura all'interno e all'esterno della stanza, ° С;
- R t - resistenza al trasferimento di calore, m 2 ° C / W.
Esempio di calcolo
Prima di passare 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 abbastanza 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 vetrata totale è di 9,5 m 2 , le finestre utilizzate sono finestre con vetrocamera a profilo termoisolante con una resistenza termica media di 0,32 m 2 °C/W. Il soffitto è in travi di legno: il fondo è intonacato su scandole, riempito con scorie d'altoforno e ricoperto superiormente da massetto in argilla, sopra il soffitto è presente un solaio di tipo freddo. Il compito di calcolare la perdita di calore è la formazione di un sistema di protezione termica per le pareti.
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 un'area di 74, 26 e 1 m 2. Non lasciarti confondere dall'area totale delle zone, che è 16 m 2 in più rispetto all'area dell'edificio, il motivo è il doppio ricalcolo delle strisce intersecanti della prima zona negli angoli, dove le perdite di calore sono molto più elevate rispetto alle sezioni lungo le pareti. Applicando valori di resistenza al trasferimento di calore di 2,1, 4,3 e 8,6 m 2 °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 pari a 1,13 m 2 · ° С / W e il flusso di calore attraverso il muro è di 18,48 W per metro quadrato. Con una superficie totale delle pareti (escluse le vetrate) di 105,2 m 2, la perdita di calore totale attraverso le pareti è di 1,95 kW / h. 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 della sovrapposizione al trasferimento di calore è di 0,66 m 2 · ° С / W e la perdita di calore è di 31,6 W per metro quadrato, ovvero 2,7 kW dall'intera area dell'involucro dell'edificio.
La perdita di calore totale totale secondo i calcoli è 7,2 kWh. Data la qualità piuttosto bassa delle strutture edilizie, questo indicatore è ovviamente molto inferiore a quello 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 recensione e nella letteratura specializzata. Ad esempio, un manuale di riferimento di Elena Malyavina "Perdita di calore di un edificio" può essere di ottimo aiuto in questa materia, in cui vengono spiegate in dettaglio le specifiche dei processi di ingegneria del calore, vengono forniti collegamenti ai documenti normativi necessari, nonché come esempi di calcoli e tutte le informazioni di base necessarie.
Le perdite di calore sono determinate per i locali riscaldati 101, 102, 103, 201, 202 secondo la planimetria.
Principali dispersioni di calore, Q (W), sono calcolati dalla formula:
Q \u003d K × F × (t int - t ext) × n,
dove: K - coefficiente di scambio termico della struttura avvolgente;
F è l'area delle strutture che racchiudono;
n è il coefficiente che tiene conto della posizione delle strutture di chiusura rispetto all'aria esterna, preso secondo la tabella. 6 "Coefficiente che tiene conto della dipendenza della posizione dell'involucro edilizio rispetto all'aria esterna" SNiP 23-02-2003 "Protezione termica degli edifici". Per la sovrapposizione su scantinati freddi e solai secondo il paragrafo 2 n = 0,9.
Dispersione di calore generale
Secondo il comma 2a dell'app. 9 SNiP 2.04.05-91 * le perdite di calore aggiuntive vengono calcolate in base all'orientamento: pareti, porte e finestre rivolte a nord, est, nord-est e nord-ovest per un importo di 0,1, sud-est e ovest - per un importo 0,05; nelle stanze d'angolo inoltre - 0,05 per ogni parete, porta e finestra esposta a nord, est, nord-est e nord-ovest.
Secondo pagina 2d app. 9 SNiP 2.04.05-91* si presume che le perdite di calore aggiuntive per le doppie porte con tamburi tra di loro siano 0,27 H, dove H è l'altezza dell'edificio.
Dispersione di calore per infiltrazione per i locali residenziali, secondo l'app. 10 SNiP 2.04.05-91* "Riscaldamento, ventilazione e condizionamento", preso secondo la formula
Q i = 0,28 × L × p × c × (t int - t ext) × k,
dove: L è la portata dell'aria di scarico non compensata dall'aria di mandata: 1 m 3 /h per 1 m 2 di abitazione e zona cucina con volume superiore a 60 m 3;
c è la capacità termica specifica dell'aria, pari a 1kJ / kg × °С;
p è la densità dell'aria esterna a t ext pari a 1,2 kg/m 3;
(t int - t ext) - differenza tra temperatura interna ed esterna;
k - coefficiente di scambio termico - 0,7.
Q 101 = 0,28 × 108,3 m 3 × 1,2 kg / m 3 × 1 kJ / kg × ° С × 57 × 0,7 = 1452,5 mar,
Q 102 = 0,28 x 60,5 m 3 x 1,2 kg/m 3 x 1 kJ/kg x °C x 57 x 0,7 = 811,2 mar,
Ricevute di calore domestico sono calcolati in ragione di 10 W/m 2 della superficie calpestabile dei locali residenziali.
Perdita di calore ambiente stimata definito come Q calc = Q + Q i - Q vita
Foglio per il calcolo della dispersione termica dei locali
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№ locali |
Il nome di una stanza |
Nome della struttura che lo racchiude |
Orientamento della stanza |
dimensione del recinto,F, m 2 |
zona di recinzione (F), m 2 |
Coefficiente di scambio termico, kW/m 2 ° C |
t est - t cuccetta , ° C |
Coefficiente,n |
Principali dispersioni di calore (Q principale ), W |
Perdita di calore aggiuntiva % |
Fattore di addizione |
Perdita di calore totale, (Q Comune ), W |
Consumo di calore per infiltrazione, (Q io ), W |
Apporti termici domestici, W |
Perdita di calore stimata, (Q cal. ), W |
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Orientamento |
altri |
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Residenziale camera |
Σ 1138,4 | |||||||||||||||
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Residenziale camera |
Σ 474,3 | |||||||||||||||
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Residenziale camera |
Σ 1161,4 | |||||||||||||||
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Residenziale camera |
Σ 491,1 | |||||||||||||||
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scala |
Σ 2225,2 | |||||||||||||||
NS - parete esterna, DO - vetrocamera, PL - pavimento, PT - soffitto, NDD - doppia porta esterna con vestibolo
