Il primo passo per organizzare il riscaldamento di una casa privata è il calcolo della dispersione termica. Lo scopo di questo calcolo è di scoprire quanto calore fuoriesce all'esterno attraverso pareti, pavimenti, tetti e finestre (nome comune - strutture di chiusura) al massimo forti gelate in questa località. Sapendo come calcolare la perdita di calore secondo le regole, puoi ottenere un risultato abbastanza accurato e iniziare a selezionare una fonte di calore in base alla potenza.
Formule di base
Per ottenere un risultato più o meno accurato, è necessario eseguire calcoli secondo tutte le regole, un metodo semplificato (100 W di calore per 1 m² di area) non funzionerà qui. La perdita di calore totale di un edificio durante la stagione fredda è composta da 2 parti:
- perdita di calore attraverso strutture di chiusura;
- perdita di energia utilizzata per riscaldare l'aria di ventilazione.
La formula base per calcolare il consumo di energia termica tramite recinzioni esterne è la seguente:
Q \u003d 1 / R x (t in - t n) x S x (1+ ∑β). Qui:
- Q è la quantità di calore persa da una struttura di un tipo, W;
- R è la resistenza termica del materiale da costruzione, m²°C / W;
- S è l'area della recinzione esterna, m²;
- t in - temperatura dell'aria interna, ° С;
- t n - la maggior parte bassa temperatura ambiente, °С;
- β - perdita di calore aggiuntiva, a seconda dell'orientamento dell'edificio.
La resistenza termica delle pareti o del tetto di un edificio è determinata in base alle proprietà del materiale con cui sono realizzate e allo spessore della struttura. Per questo viene utilizzata la formula R = δ / λ, dove:
- λ è il valore di riferimento della conducibilità termica del materiale della parete, W/(m°C);
- δ è lo spessore dello strato di questo materiale, m.
Se il muro è costruito con 2 materiali (ad esempio un mattone con un isolamento in lana minerale), la resistenza termica viene calcolata per ciascuno di essi e i risultati vengono riepilogati. La temperatura esterna è selezionata come documenti normativi, e secondo osservazioni personali, interno - per necessità. Perdita di calore aggiuntiva sono i coefficienti definiti dalle norme:
- Quando il muro o parte del tetto è rivolto a nord, nord-est o nord-ovest, allora β = 0,1.
- Se la struttura è esposta a sud-est o ad ovest, β = 0,05.
- β = 0 quando la recinzione esterna è rivolta a sud o sud-ovest.
Ordine di calcolo
Per tenere conto di tutto il calore in uscita dall'abitazione, è necessario calcolare la dispersione termica dell'ambiente, ciascuno separatamente. Per fare ciò, vengono misurate tutte le recinzioni adiacenti all'ambiente: muri, finestre, tetti, pavimenti e porte.
Un punto importante: le misurazioni dovrebbero essere eseguite secondo fuori, catturando gli angoli dell'edificio, altrimenti il calcolo della dispersione termica della casa darà un consumo di calore sottostimato.
Le finestre e le porte sono misurate dall'apertura che riempiono.
Sulla base dei risultati delle misurazioni, l'area della struttura della spiaggia viene calcolata e sostituita nella prima formula (S, m²). Vi si inserisce anche il valore di R, ottenuto dividendo lo spessore della recinzione per la conducibilità termica del materiale da costruzione. Nel caso di serramenti metallo-plastica nuovi, il valore di R sarà richiesto da un rappresentante dell'installatore.
A titolo di esempio, vale la pena calcolare la dispersione termica attraverso le pareti di recinzione realizzate in mattoni di spessore 25 cm, con una superficie di 5 m² ad una temperatura ambiente di -25°C. Si presume che la temperatura interna sia di +20°C e che il piano della struttura sia rivolto a nord (β = 0,1). Per prima cosa bisogna prendere dalla letteratura di riferimento il coefficiente di conducibilità termica del mattone (λ), è pari a 0,44 W/(m°C). Quindi, secondo la seconda formula, viene calcolata la resistenza al trasferimento di calore muro di mattoni 0,25 m:
R \u003d 0,25 / 0,44 \u003d 0,57 m² ° C / O
Per determinare la dispersione termica di una stanza con questa parete, tutti i dati iniziali devono essere sostituiti nella prima formula:
Q \u003d 1 / 0,57 x (20 - (-25)) x 5 x (1 + 0,1) \u003d 434 W \u003d 4,3 kW
Se la stanza ha una finestra, dopo aver calcolato la sua area, la perdita di calore attraverso l'apertura traslucida dovrebbe essere determinata allo stesso modo. Le stesse azioni si ripetono per i pavimenti, il tetto e la porta d'ingresso. Alla fine, vengono riepilogati tutti i risultati, dopodiché puoi passare alla stanza successiva.
Contatore di calore per il riscaldamento dell'aria
Quando si calcola la perdita di calore di un edificio, è importante tenere conto della quantità di energia termica consumata dall'impianto di riscaldamento per riscaldare l'aria di ventilazione. La quota di questa energia raggiunge il 30%. perdite totali, quindi non può essere ignorato. Puoi calcolare la perdita di calore della ventilazione a casa attraverso la capacità termica dell'aria usando la formula popolare del corso di fisica:
Q aria \u003d cm (t in - t n). Dentro:
- Q aria - calore consumato dall'impianto di riscaldamento per il riscaldamento aria di alimentazione, W;
- t in e t n - lo stesso della prima formula, ° С;
- m è la portata massica dell'aria che entra in casa dall'esterno, kg;
- c è la capacità termica della miscela d'aria, pari a 0,28 W / (kg ° С).
Qui, tutte le quantità sono note tranne flusso di massa aria per la ventilazione. Per non complicare il tuo compito, dovresti essere d'accordo con la condizione che l'ambiente dell'aria venga aggiornato in tutta la casa 1 volta all'ora. Quindi non è difficile calcolare la portata d'aria volumetrica sommando i volumi di tutte le stanze, quindi è necessario convertirla in massa d'aria attraverso la densità. Poiché la densità della miscela d'aria varia con la sua temperatura, è necessario prendere il valore appropriato dalla tabella:
m = 500 x 1.422 = 711 kg/h
Il riscaldamento di una tale massa d'aria di 45°C richiederà la seguente quantità di calore:
Q air \u003d 0,28 x 711 x 45 \u003d 8957 W, che è approssimativamente uguale a 9 kW.
Al completamento dei calcoli, i risultati delle dispersioni di calore attraverso gli involucri esterni vengono sommati alle dispersioni di ventilazione, che danno il totale carico di calore all'impianto di riscaldamento dell'edificio.
I metodi di calcolo presentati possono essere semplificati se le formule vengono inserite nel programma Excel sotto forma di tabelle con dati, ciò accelererà notevolmente il calcolo.
Naturalmente, le principali fonti di dispersione di calore in casa sono porte e finestre, ma quando si visualizza 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. Questo ti permette di scegliere migliore opzione riscaldamento e condotta Lavoro extra isolamento degli edifici. 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. Locali non destinati residenza stagionale, non rientrano nella categoria dei fabbricati atti a analisi termica. Il programma di perdita di calore a casa in questo caso non sarà di importanza pratica.
Per un'analisi completa, calcola materiali di isolamento termico e per scegliere un impianto di riscaldamento con potenza ottimale, è necessario conoscere le effettive dispersioni termiche dell'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.
- Carattere proprietà di isolamento termico 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 casa di legno rivestito di mattoni all'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 attenzione speciale 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 perdita di calore casa di legno attraverso il rivestimento del 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! Resistenza termica per strutture delle finestre tratto da SNIP II-3-79.
Le directory degli edifici spesso contengono informazioni in una forma semplificata, ovvero i risultati del calcolo della perdita di calore di una casa da una barra vengono forniti per tipi diversi pareti e soffitti. Ad esempio, calcolano la resistenza con una differenza di temperatura per stanze atipiche: d'angolo e non stanze d'angolo, 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 documentazione del progetto, ma anche il calcolo della dispersione termica in casa. Se in futuro lavorerai nel campo del design, 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 nella stagione fredda 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 sistema 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.
Resistenza (R) per case in mattone di ceramica(con uno spessore della muratura di due mattoni - 51 cm) è pari a 0,73 ° C m² / W. Minimo lo spessore a questo valore dovrebbe essere 138 cm Se usato come materiale di base calcestruzzo in argilla espansa (con uno spessore della parete di 30 cm) R è 0,58 ° C m² / W con uno spessore minimo di 102 cm. casa di legno o è richiesto un edificio in legno con uno spessore della parete di 15 cm e un livello di resistenza di 0,83 ° C m² / W spessore minimo a 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 di cui sopra, si può concludere che per calcolo corretto sono necessari solo due valori per la perdita di calore: un indicatore della differenza di temperatura e un 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. La calcolatrice è un programma con un modulo speciale da compilare, dove inserisci i tuoi dati e dopo tenuta automatica contando, 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. Al fine di aggiornare e raggiungere modalità ottimale fornitura di calore, 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 caratteristiche del progetto casa e indicatori di aumento della potenza del sistema di riscaldamento.
Molti non hanno nemmeno sentito parlare dell'esistenza di una cosa come la "perdita di calore in casa" e, successivamente, ne hanno fatto una costruttiva corretta installazione impianto di riscaldamento, per tutta la vita soffrono la mancanza o l'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.
Ogni edificio, indipendentemente dalle caratteristiche progettuali, passa attraverso energia termica attraverso le recinzioni. Dispersione di calore in ambiente da ristrutturare con impianto di riscaldamento. La somma delle dispersioni di calore con margine normalizzato è la potenza richiesta dalla fonte di calore che riscalda la casa. Creare nell'abitazione condizioni confortevoli, il calcolo delle perdite di calore viene effettuato tenendo conto vari fattori: disposizione dell'edificio e disposizione dei locali, orientamento ai punti cardinali, direzione del vento e mitezza media del clima in periodo freddo, qualità fisiche dei materiali da costruzione e termoisolanti.
Sulla base dei risultati del calcolo dell'ingegneria del calore, viene selezionata una caldaia per riscaldamento, viene specificato il numero di sezioni della batteria, vengono prese in considerazione la potenza e la lunghezza dei tubi del riscaldamento a pavimento, viene selezionato un generatore di calore per la stanza - in generale, qualsiasi unità che compensa la perdita di calore. In generale, è necessario determinare le perdite di calore per riscaldare la casa in modo economico, senza una fornitura aggiuntiva di energia dall'impianto di riscaldamento. I calcoli vengono eseguiti manualmente o scegliere un programma per computer appropriato in cui i dati vengono sostituiti.
Come fare un calcolo?
Innanzitutto, dovresti affrontare la tecnica manuale per comprendere l'essenza del processo. Per scoprire quanto calore perde una casa, determinare le perdite attraverso ciascun involucro edilizio separatamente, quindi sommarle. Il calcolo viene effettuato per fasi.
1. Formare una base di dati iniziali per ogni stanza, preferibilmente sotto forma di tabella. Nella prima colonna è registrata l'area precalcolata di blocchi di porte e finestre, pareti esterne, soffitti e pavimenti. Lo spessore della struttura viene inserito nella seconda colonna (questi sono dati di progettazione o risultati di misurazione). Nel terzo - i coefficienti di conducibilità termica dei materiali corrispondenti. La tabella 1 contiene valori standard, che sarà necessario nell'ulteriore calcolo:
Maggiore è λ, maggiore è il calore che fuoriesce attraverso lo spessore del metro della superficie data.
2. Si determina la resistenza al calore di ogni strato: R = v/ λ, dove v è lo spessore dell'edificio o del materiale termoisolante.
3. Calcolare la perdita di calore di ciascuno elemento strutturale secondo la formula: Q \u003d S * (T in -T n) / R, dove:
- T n - temperatura esterna, ° C;
- T in - temperatura interna, ° C;
- S è l'area, m2.
Naturalmente, in tutto periodo di riscaldamento il clima è diverso (ad esempio, la temperatura varia da 0 a -25°C) e la casa viene riscaldata al livello di comfort desiderato (ad esempio, fino a +20°C). Allora la differenza (T in -T n) varia da 25 a 45.
Per fare un calcolo, è necessaria la differenza di temperatura media per l'intero stagione di riscaldamento. Per fare ciò, in SNiP 23-01-99 "Climatologia e geofisica delle costruzioni" (tabella 1) trova la temperatura media del periodo di riscaldamento per una particolare città. Ad esempio, per Mosca questa cifra è di -26°. In questo caso, la differenza media è di 46°C. Per determinare il consumo di calore attraverso ciascuna struttura, vengono aggiunte le perdite di calore di tutti i suoi strati. Quindi, per pareti, intonaco, materiale in muratura, isolamento termico esterno, liner.
4. Calcolare le dispersioni termiche totali, definendole come somma di Q pareti esterne, pavimenti, porte, finestre, soffitti.
5. Ventilazione. Dal 10 al 40% delle perdite di infiltrazione (ventilazione) vengono aggiunte al risultato dell'aggiunta. Se in casa sono installate finestre con doppi vetri di alta qualità e la ventilazione non viene abusata, il coefficiente di infiltrazione può essere preso come 0,1. In alcune fonti è indicato che l'edificio non disperde affatto calore, poiché le perdite sono compensate dall'irraggiamento solare e dalle emissioni di calore domestico.
Contando a mano
Dati iniziali. Villetta con una superficie di 8x10 m, un'altezza di 2,5 m Le pareti, spesse 38 cm, sono realizzate in mattoni di ceramica, rifinite con uno strato di intonaco dall'interno (spessore 20 mm). Il pavimento è di 30 mm tavola bordata, coibentato con lana minerale (50 mm), inguainato fogli di truciolare(8 mm). L'edificio dispone di una cantina, dove la temperatura in inverno è di 8°C. Il soffitto è rivestito con pannelli di legno, coibentati con lana minerale (spessore 150 mm). La casa ha 4 finestre 1,2x1 m, una porta d'ingresso in rovere 0,9x2x0,05 m.
Compito: determinare la perdita di calore totale della casa in base al fatto che si trova nella regione di Mosca. La differenza di temperatura media nella stagione di riscaldamento è di 46°C (come accennato in precedenza). La stanza e il seminterrato hanno una differenza di temperatura: 20 – 8 = 12°C.
1. Dispersione di calore attraverso le pareti esterne.
Area totale (escluse finestre e porte): S \u003d (8 + 10) * 2 * 2,5 - 4 * 1,2 * 1 - 0,9 * 2 \u003d 83,4 m2.
La resistenza termica è determinata muratura e strato di gesso:
- clade R. = 0,38/0,52 = 0,73 m2*°C/O.
- Pezzi R. = 0,02/0,35 = 0,06 m2*°C/O.
- R totale = 0,73 + 0,06 = 0,79 m2*°C/O.
- Perdita di calore attraverso le pareti: Q st \u003d 83,4 * 46 / 0,79 \u003d 4856,20 W.
2. Perdita di calore attraverso il pavimento.
Superficie totale: S = 8*10 = 80 m2.
Viene calcolata la resistenza al calore di un pavimento a tre strati.
- Tavole R = 0,03 / 0,14 = 0,21 m2 * °C / W.
- Truciolare R = 0,008/0,15 = 0,05 m2*°C/W.
- Isolamento R = 0,05/0,041 = 1,22 m2*°C/O.
- R totale = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 m2*°C/W.
Sostituiamo i valori delle quantità nella formula per trovare le perdite di calore: Q floor \u003d 80 * 12 / 1,3 \u003d 738,46 W.
3. Perdita di calore attraverso il soffitto.
L'area della superficie del soffitto è uguale all'area del pavimento S = 80 m2.
Quando si determina la resistenza termica del soffitto, in questo caso non si tiene conto scudi di legno: sono fissati con lacune e non sono una barriera al freddo. La resistenza termica del soffitto coincide con il corrispondente parametro dell'isolamento: R pot. = R ins. = 0,15/0,041 = 3,766 m2*°C/O.
La quantità di calore perso attraverso il soffitto: Q sudore. \u003d 80 * 46 / 3,66 \u003d 1005,46 W.
4. Perdita di calore attraverso le finestre.
Superficie vetrata: S = 4*1,2*1 = 4,8 m2.
Per la produzione di finestre utilizzate tre camere Profilo in PVC(occupa il 10% della superficie della finestra), nonché una finestra con vetrocamera con uno spessore del vetro di 4 mm e una distanza tra i vetri di 16 mm. Tra specifiche il produttore ha indicato la resistenza termica del vetrocamera (R st.p. = 0,4 m2*°C/W) e del profilo (R prof. = 0,6 m2*°C/W). Tenendo conto della frazione dimensionale di ciascun elemento strutturale, si determina la resistenza al calore media del serramento:
- Va bene. \u003d (R st.p. * 90 + R prof. * 10) / 100 \u003d (0,4 * 90 + 0,6 * 10) / 100 \u003d 0,42 m2 * ° C / W.
- Sulla base del risultato calcolato, vengono calcolate le dispersioni di calore attraverso le finestre: Q ca. \u003d 4,8 * 46 / 0,42 \u003d 525,71 W.
Area della porta S = 0,9 * 2 = 1,8 m2. Resistenza termica R dv. \u003d 0,05 / 0,14 \u003d 0,36 m2 * ° C / O e Q est. \u003d 1,8 * 46 / 0,36 \u003d 230 W.
La quantità totale di perdita di calore in casa è: Q = 4856,20 W + 738,46 W + 1005,46 W + 525,71 W + 230 W = 7355,83 W. Tenendo conto delle infiltrazioni (10%), le perdite aumentano: 7355,83 * 1,1 = 8091,41 W.
Per calcolare con precisione quanto calore perde un edificio, usa calcolatrice online perdita di calore. Questo programma per computer, in cui vengono inseriti non solo i dati sopra elencati, ma anche vari fattori aggiuntivi che influiscono sul risultato. Il vantaggio della calcolatrice non è solo l'accuratezza dei calcoli, ma anche un ampio database di dati di riferimento.
È generalmente accettato che per corsia centrale In Russia, la potenza degli impianti di riscaldamento dovrebbe essere calcolata in base al rapporto di 1 kW per 10 m 2 di area riscaldata. Cosa dice lo SNiP e quali sono i reali perdita di calore calcolata case costruite da vari materiali?
SNiP indica quale casa può essere considerata, diciamo, corretta. Da esso prenderemo in prestito codici edilizi per la regione di Mosca e li confronteremo con le tipiche case costruite con tecnologie in legno, tronchi, cemento espanso, cemento cellulare, mattoni e telaio.
Come dovrebbe essere secondo le regole (SNiP)
Tuttavia, i valori che abbiamo preso di 5400 gradi-giorno per la regione di Mosca sono al limite del valore di 6000, secondo il quale, secondo SNiP, la resistenza al trasferimento di calore di pareti e tetti dovrebbe essere di 3,5 e 4,6 m 2 °C/W, rispettivamente, che equivalgono a 130 e 170 mm di lana minerale con un coefficiente di conducibilità termica λA = 0,038 W/(m°K).
Come nella realtà
Spesso le persone costruiscono "scheletri", tronchi, legname e case in pietra basato materiali disponibili e tecnologie. Ad esempio, per rispettare SNiP, il diametro dei tronchi della casa di tronchi deve essere superiore a 70 cm, ma questo è assurdo! Pertanto, il più delle volte lo costruiscono nel modo in cui è più conveniente o nel modo in cui gli piace di più.
Per i calcoli comparativi, utilizzeremo un comodo calcolatore di perdita di calore, che si trova sul sito Web del suo autore. Per semplificare i calcoli, prendiamo una stanza rettangolare a un piano con lati di 10 x 10 metri. Un muro è vuoto, gli altri due piccole finestre Con doppi vetri, più una porta coibentata. Tetto e soffitto coibentati 150 mm lana di roccia, come il più tipico.
Oltre alla perdita di calore attraverso le pareti, esiste anche il concetto di infiltrazione - penetrazione dell'aria attraverso le pareti, nonché il concetto di generazione di calore domestico (dalla cucina, dagli elettrodomestici, ecc.), Che, secondo SNiP, è uguale a 21 W per m2. Ma non ne terremo conto ora. Oltre alle perdite di ventilazione, perché ciò richiede una discussione completamente separata. La differenza di temperatura è considerata di 26 gradi (22 nella stanza e -4 all'esterno - come media per la stagione di riscaldamento nella regione di Mosca).
Quindi ecco la finale tabella di confronto delle dispersioni termiche per case di diversi materiali:
Le dispersioni di calore di picco sono calcolate per una temperatura esterna di -25°C. Mostrano quale potenza massima dovrebbe essere l'impianto di riscaldamento. "Casa secondo SNiP (3.5, 4.6, 0.6)" è un calcolo basato sui requisiti SNiP più severi per la resistenza termica di pareti, tetti e pavimenti, applicabile alle case in un po' più regioni settentrionali rispetto alla regione di Mosca. Anche se, spesso, può essere applicato ad esso.
La conclusione principale è che se durante la costruzione sei guidato da SNiP, la potenza di riscaldamento dovrebbe essere posata non 1 kW per 10 m 2, come si crede comunemente, ma il 25-30% in meno. E questo senza tener conto della produzione di calore domestico. Tuttavia, non è sempre possibile rispettare le norme ed è meglio affidare il calcolo dettagliato dell'impianto di riscaldamento a tecnici qualificati.
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La scelta dell'isolamento termico, delle opzioni per l'isolamento di pareti, soffitti e altre strutture di chiusura è un compito difficile per la maggior parte dei costruttori edili. Troppi problemi contrastanti devono essere risolti contemporaneamente. Questa pagina ti aiuterà a capire tutto.
Attualmente è acquisito il risparmio di calore delle risorse energetiche Grande importanza. Secondo SNiP 23-02-2003 " Protezione termica edifici", la resistenza al trasferimento di calore è determinata da uno dei due approcci alternativi:
- prescrittivo ( requisiti normativi presentato a singoli elementi protezione termica dell'edificio: pareti esterne, solai sopra ambienti non riscaldati, coperture e solai sottotetto, serramenti, porte d'ingresso eccetera.)
- consumatore (la resistenza al trasferimento di calore della recinzione può essere ridotta in relazione al livello prescrittivo, a condizione che il progetto consumo specifico energia termica per il riscaldamento dell'edificio al di sotto della norma).
I requisiti sanitari e igienici devono essere sempre rispettati.
Questi includono
Il requisito che la differenza di temperatura tra l'aria interna e quella superficiale delle strutture di contenimento non ecceda i valori ammessi. Massimo valori consentiti differenziale per muro esterno 4°C, per rivestimento e piano mansardato 3°С e per soffitti di cantine e sotterranei 2°С.
Il requisito che la temperatura a superficie interna la recinzione era al di sopra della temperatura del punto di rugiada.
Per Mosca e la sua regione, la resistenza termica richiesta del muro secondo l'approccio del consumatore è di 1,97 °C m. mq/W, e secondo l'approccio prescrittivo:
- per Casa residenza permanente 3,13 °С m. mq/W,
- per amministrativo e altro edifici pubblici Compreso fabbricati per residenza stagionale 2,55 °C m. mq/W.
Tabella degli spessori e della resistenza termica dei materiali per le condizioni di Mosca e della sua regione.
| Nome del materiale della parete | Spessore della parete e relativa resistenza termica | Spessore richiesto secondo l'approccio del consumatore (R=1,97 °C m/W) e approccio prescrittivo (R=3,13 °C m/W) |
|---|---|---|
| Mattone pieno in laterizio (densità 1600 kg/m3) | 510 mm (muratura a due mattoni), R=0,73 °С m. mq/W | 1380 mm 2190 mm |
| Calcestruzzo in argilla espansa (densità 1200 kg/m3) | 300 mm, R=0,58 °С m. mq/W | 1025 mm 1630 mm |
| trave di legno | 150 mm, R=0,83 °С m. mq/W | 355 mm 565 mm |
| Scudo in legno con tamponamento lana minerale(spessore di interno e pelle esterna da tavole da 25 mm) | 150 mm, R=1,84 °С m. mq/W | 160 mm 235 mm |
Tabella della resistenza richiesta al trasferimento di calore delle strutture che racchiudono nelle case nella regione di Mosca.
| muro esterno | Finestra, portafinestra | Rivestimento e sovrapposizioni | Soffitta sottotetto e soffitti su scantinati non riscaldati | porta d'ingresso |
|---|---|---|---|---|
| Diapproccio prescrittivo | ||||
| 3,13 | 0,54 | 3,74 | 3,30 | 0,83 |
| Dall'approccio del consumatore | ||||
| 1,97 | 0,51 | 4,67 | 4,12 | 0,79 |
Queste tabelle mostrano che la maggior parte delle abitazioni suburbane nella regione di Mosca non soddisfa i requisiti per il risparmio di calore, mentre anche l'approccio del consumatore non viene osservato in molti edifici di nuova costruzione.
Pertanto, quando si seleziona una caldaia o dei riscaldatori solo in base alla loro capacità di riscaldare certa area, Affermi che la tua casa è stata costruita nel rigoroso rispetto dei requisiti di SNiP 23-02-2003.
La conclusione segue dal materiale di cui sopra. Per giusta scelta potenza della caldaia e apparecchi di riscaldamento, è necessario calcolare la reale dispersione termica dei locali della vostra casa.
Di seguito ti mostreremo un metodo semplice per calcolare la dispersione termica della tua casa.
La casa perde calore attraverso il muro, il tetto, forti emissioni di calore passano attraverso le finestre, il calore entra anche nel terreno, possono verificarsi notevoli dispersioni di calore dovute alla ventilazione.
Le perdite di calore dipendono principalmente da:
- differenza di temperatura in casa e in strada (maggiore è la differenza, maggiori sono le perdite),
- proprietà di schermatura termica di pareti, finestre, soffitti, rivestimenti (o, come si suol dire, strutture che racchiudono).
Le strutture che racchiudono resistono alla dispersione di calore, quindi le loro proprietà di schermatura termica sono valutate da un valore chiamato resistenza al trasferimento di calore.
La resistenza al trasferimento di calore misura la quantità di calore che viene dispersa metro quadro involucro edilizio ad una data differenza di temperatura. Si può dire, e viceversa, quale differenza di temperatura si verificherà durante il passaggio una certa quantità calore attraverso un metro quadrato di recinzioni.
dove q è la quantità di calore che perde un metro quadrato di superficie racchiusa. Si misura in watt per metro quadrato (W/m2); ΔT è la differenza tra la temperatura della strada e quella della stanza (°C) e, R è la resistenza allo scambio termico (°C / W / m2 o °C m2 / W).
quando noi stiamo parlando o costruzione multistrato, quindi la resistenza degli strati si somma semplicemente. Ad esempio, la resistenza di un muro in legno rivestito di mattoni è la somma di tre resistenze: mattone e parete in legno e il traferro tra di loro:
R(somma)= R(legno) + R(carrello) + R(mattone).
Distribuzione della temperatura e strati limite dell'aria durante il trasferimento di calore attraverso una parete
Il calcolo della perdita di calore viene effettuato per il periodo più sfavorevole, che è la settimana più gelida e ventosa dell'anno.
V guide alla costruzione, di norma, indica la resistenza termica dei materiali in base a questa condizione e regione climatica(o temperatura esterna) dove si trova la tua casa.
tavolo- Resistenza allo scambio termico di vari materiali a ΔT = 50 °C (T out = -30 °C, T int = 20 °C.)
| Materiale e spessore della parete | Resistenza al trasferimento di calore Rm, |
|---|---|
| Muro di mattoni 3 mattoni di spessore (79 cm) 2,5 mattoni di spessore (67 cm) 2 mattoni di spessore (54 cm) 1 mattone di spessore (25 cm) |
0,592 0,502 0,405 0,187 |
| Casetta in legno Ø 25 Ø 20 |
0,550 0,440 |
| Capanna di legno Spessore 20 cm |
0,806 0,353 |
| Parete telaio (tavola + lana minerale + tavola) 20 cm |
0,703 |
| Muro di cemento espanso 20 cm 30 cm |
0,476 0,709 |
| Intonacatura su mattoni, cemento, cemento espanso (2-3 cm) |
0,035 |
| Soffitto (attico) soffitto | 1,43 |
| pavimenti in legno | 1,85 |
| Doppio porte in legno | 0,21 |
tavolo- Perdite termiche dei serramenti vari disegni a ΔT = 50 °С (T esterno = -30 °С, Т interno = 20 °С.)
Nota |
Come si può vedere dalla tabella precedente, le moderne finestre con doppi vetri possono ridurre la perdita di calore della finestra di quasi la metà. Ad esempio, per dieci finestre che misurano 1,0 m x 1,6 m, il risparmio raggiungerà un kilowatt, che corrisponde a 720 kilowattora al mese.
Per la corretta scelta dei materiali e degli spessori delle strutture di contenimento, applichiamo queste informazioni ad un esempio specifico.
Nel calcolo delle dispersioni di calore per quadrato. metro ha coinvolto due grandezze:
- differenza di temperatura ΔT,
- resistenza al trasferimento di calore R.
Definiamo la temperatura interna come 20 °C e prendiamo la temperatura esterna come -30 °C. Allora la differenza di temperatura ΔT sarà pari a 50 °C. Le pareti sono in legno di spessore 20 cm, quindi R = 0,806°C m. mq/W.
Le perdite di calore saranno 50 / 0,806 = 62 (W / mq).
Per semplificare i calcoli delle dispersioni termiche nei libri di riferimento degli edifici, vengono fornite le dispersioni termiche diverso tipo pareti, pavimenti, ecc. per alcuni valori temperatura invernale aria. In particolare, vengono dati numeri diversi per stanze d'angolo(è influenzato dalla turbolenza dell'aria che circola intorno alla casa) e non angolare, e tiene conto anche del diverso quadro termico per i locali del primo e dei piani superiori.
tavolo- Dispersione termica specifica degli elementi di recinzione dell'edificio (per 1 mq lungo il profilo interno delle pareti), a seconda temperatura media settimana più fredda dell'anno.
Nota |
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tavolo- Dispersione termica specifica degli elementi di recinzione dell'edificio (per 1 mq lungo il profilo interno) in funzione della temperatura media della settimana più fredda dell'anno.
| Caratteristica recinzione | All'aperto temperatura, °C | perdita di calore, kW |
|---|---|---|
| finestra con doppi vetri | -24 -26 -28 -30 |
117 126 131 135 |
| Ante in legno massello (doppie) | -24 -26 -28 -30 |
204 219 228 234 |
| Piano mansardato | -24 -26 -28 -30 |
30 33 34 35 |
| Pavimenti in legno sopra il seminterrato | -24 -26 -28 -30 |
22 25 26 26 |
Considera un esempio di calcolo delle perdite di calore di due stanze diverse un'area con tabelle.
Esempio 1
Camera d'angolo (primo piano)
Caratteristiche della camera:
- primo piano,
- superficie della camera - 16 mq (5x3.2),
- altezza del soffitto - 2,75 m,
- pareti esterne - due,
- materiale e spessore delle pareti esterne - legno di 18 cm di spessore, rivestito con cartongesso e rivestito con carta da parati,
- finestre - due (altezza 1,6 m, larghezza 1,0 m) con doppi vetri,
- pavimenti - coibentati in legno, seminterrato sottostante,
- piano sottotetto più alto,
- temperatura esterna di progetto -30 °С,
- la temperatura richiesta nella stanza è di +20 °C.
Area della parete esterna escluse le finestre:
S pareti (5 + 3,2) x2,7-2x1,0x1,6 \u003d 18,94 metri quadrati. m.
area della finestra:
S Windows \u003d 2x1,0x1,6 \u003d 3,2 metri quadrati. m.
Superficie:
Piano S \u003d 5x3,2 \u003d 16 metri quadrati. m.
Superficie del soffitto:
Soffitto a S \u003d 5x3,2 \u003d 16 metri quadrati. m.
Piazza partizioni interne non partecipa al calcolo, poiché il calore non fuoriesce attraverso di essi - dopotutto, la temperatura è la stessa su entrambi i lati della partizione. Lo stesso vale per la porta interna.
Ora calcoliamo la dispersione termica di ciascuna delle superfici:
Q totale = 3094 watt.
Si noti che più calore fuoriesce attraverso le pareti che attraverso finestre, pavimenti e soffitti.
Il risultato del calcolo mostra la dispersione termica dell'ambiente nei giorni più gelidi (T esterna = -30°C) dell'anno. Naturalmente, più caldo è all'esterno, meno calore lascerà la stanza.
Esempio 2
Stanza sul tetto (attico)
Caratteristiche della camera:
- piano più alto,
- superficie 16 mq (3.8x4.2),
- altezza del soffitto 2,4 m,
- mura esterne; due falde del tetto (ardesia, rivestimento solido, lana minerale 10 cm, rivestimento), frontoni (legno spesso 10 cm, rivestito con rivestimento) e pareti divisorie laterali ( muro di cornice con ripieno di argilla espansa 10 cm),
- finestre - quattro (due su ciascun timpano), alte 1,6 m e larghe 1,0 m con doppi vetri,
- temperatura esterna di progetto -30°С,
- temperatura ambiente richiesta +20°C.
Calcola l'area delle superfici di trasferimento del calore.
L'area delle pareti esterne finali meno le finestre:
S pareti terminali \u003d 2x (2,4x3,8-0,9x0,6-2x1,6x0,8) \u003d 12 metri quadrati. m.
L'area delle falde del tetto che delimitava la stanza:
Pareti del pendio S \u003d 2x1,0x4,2 \u003d 8,4 metri quadrati. m.
L'area delle partizioni laterali:
Taglio laterale S = 2x1,5x4,2 = 12,6 sq. m.
area della finestra:
S Windows \u003d 4x1,6x1,0 \u003d 6,4 metri quadrati. m.
Superficie del soffitto:
Soffitto S \u003d 2,6x4,2 \u003d 10,92 metri quadrati. m.
Ora calcoliamo perdita di calore queste superfici, tenendo conto che il calore non fuoriesce attraverso il pavimento (là stanza calda). Consideriamo le dispersioni di calore per pareti e soffitti come per i locali d'angolo, e per il soffitto e le pareti laterali introduciamo un coefficiente del 70%, poiché dietro di essi si trovano i locali non riscaldati.
La dispersione termica totale della stanza sarà:
Q totale = 4504 watt.
Come vediamo, stanza calda il primo piano perde (o consuma) significativamente meno calore, come attico con pareti sottili e vasta area smaltatura.
Per rendere una stanza del genere adatta residenza invernale, è necessario prima isolare le pareti, le pareti divisorie laterali e le finestre.
Qualsiasi struttura di recinzione può essere rappresentata come una parete multistrato, ogni strato della quale ha 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. Riassumendo anche la resistenza al passaggio dell'aria di tutti gli strati, capiremo come respira il muro. Muro perfetto da una barra dovrebbe essere equivalente a un muro da una barra con uno spessore di 15 - 20 cm La tabella seguente aiuterà in questo.
tavolo- Resistenza al trasferimento di calore e al passaggio dell'aria di vari materiali ΔT=40 °C (T esterna = -20 °С, T interna =20 °С.)
| strato di parete | Spessore strato muri | Resistenza strato di parete termovettore | Resistere. condotto dell'aria permeabilità equivalente a muro di legno di spessore (centimetro) |
|
|---|---|---|---|---|
| Ro, | Equivalente mattone opere murarie di spessore (centimetro) |
|||
| Muratura dall'ordinario mattone d'argilla spessore: 12 cm |
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 |
39 |
1,0 0,65 0,45 |
75 50 34 |
17 23 26 |
| Calcestruzzo aerato espanso di 30 cm di spessore densità: 300 kg/m3 |
30 |
2,5 1,5 0,9 |
190 110 70 |
7 10 13 |
| Spessore della parete Brusoval (pino) 10 cm |
10 15 20 |
0,6 0,9 1,2 |
45 68 90 |
10 15 20 |
Per un'immagine oggettiva della perdita di calore dell'intera casa, è necessario tenerne conto
- La perdita di calore attraverso il contatto della fondazione con il terreno ghiacciato assorbe solitamente il 15% della perdita di calore attraverso le pareti del primo piano (tenendo conto della complessità del calcolo).
- Perdita di calore associata alla ventilazione. Queste perdite sono calcolate tenendo conto codici edilizi(SNiP). Per un edificio residenziale è richiesto circa un ricambio d'aria all'ora, cioè durante questo tempo è necessario fornire lo stesso volume aria fresca. Pertanto, le perdite associate alla ventilazione sono solo poche meno importo dispersioni di calore imputabili alle strutture di contenimento. Si scopre che la perdita di calore attraverso pareti e vetri è solo del 40% e la perdita di calore per la ventilazione è del 50%. Nelle norme europee per la ventilazione e l'isolamento delle pareti, il rapporto tra le perdite di calore è del 30% e del 60%.
- Se il muro "respira", come un muro di legno o tronchi di 15 - 20 cm di spessore, il calore viene restituito. Ciò consente di ridurre le dispersioni di calore del 30%, quindi il valore ottenuto nel calcolo resistenza termica le pareti devono essere moltiplicate per 1,3 (o ridurre di conseguenza la dispersione termica).
Sommando tutte le perdite di calore in casa, determinerai quale potenza è il generatore di calore (caldaia) e apparecchi di riscaldamento sono necessari per un comodo riscaldamento della casa nelle giornate più fredde e ventose. Inoltre, calcoli di questo tipo mostreranno dove si trova l '"anello debole" e come eliminarlo con l'aiuto di un isolamento aggiuntivo.
Il consumo di calore può essere calcolato da indicatori consolidati. Quindi, in case a uno e due piani non molto isolate con temperatura esterna-25 °C richiede 213 W per metro quadrato di superficie totale e a -30 °C - 230 W. Per case ben isolate, questo è: a -25°C - 173 W per mq. superficie totale e a -30 ° C - 177 W.
- Il costo dell'isolamento termico rispetto al costo dell'intera casa è significativamente basso, ma durante il funzionamento dell'edificio i costi principali riguardano il riscaldamento. In nessun caso dovresti risparmiare sull'isolamento termico, soprattutto quando vita comoda sul grandi aree. I prezzi dell'energia in tutto il mondo sono in costante aumento.
- Moderno Materiali di costruzione avere un più alto resistenza termica rispetto ai materiali tradizionali. Ciò ti consente di rendere le pareti più sottili, il che significa più economico e leggero. Tutto questo va bene, ma le pareti sottili hanno una capacità termica inferiore, cioè immagazzinano peggio il calore. Devi riscaldare costantemente: le pareti si riscaldano rapidamente e si raffreddano rapidamente. Nelle vecchie case dai muri spessi fa fresco in una calda giornata estiva, i muri che si sono raffreddati durante la notte hanno “accumulato freddo”.
- L'isolamento deve essere considerato in relazione alla permeabilità all'aria delle pareti. Se un aumento della resistenza termica delle pareti è associato a una significativa diminuzione della permeabilità all'aria, non dovrebbe essere utilizzato. Una parete ideale in termini di permeabilità all'aria equivale a una parete in legno con uno spessore di 15 ... 20 cm.
- Spesso, applicazione errata la barriera al vapore porta a un deterioramento delle proprietà sanitarie e igieniche degli alloggi. Quando corretto ventilazione organizzata e pareti "respiranti", non è necessario e con pareti scarsamente traspiranti non è necessario. Il suo scopo principale è prevenire le infiltrazioni nelle pareti e proteggere l'isolamento dal vento.
- L'isolamento delle pareti dall'esterno è molto più efficace dell'isolamento interno.
- Non isolare all'infinito le pareti. L'efficacia di questo approccio al risparmio energetico non è elevata.
- Ventilazione: queste sono le principali riserve di risparmio energetico.
- Applicare sistemi moderni vetri (doppi vetri, vetri termoisolanti, ecc.), impianti di riscaldamento a bassa temperatura, efficace isolamento termico strutture che racchiudono, è possibile ridurre di 3 volte i costi di riscaldamento.
Opzioni isolamento aggiuntivo strutture edilizie basate sull'isolamento termico degli edifici di tipo ISOVER, se nei locali sono presenti sistemi di ricambio d'aria e ventilazione.
