Как рассчитать теплопотери дома

Как рассчитать теплопотери дома

Помещения, в которых постоянно или временно находятся люди, должны сохранять определенную температуру соответственно санитарным нормам. Однако согласно законам физики, если за пределами здания температура отличается от той, что внутри помещений, система будет стремиться к равновесию, и помещение потеряет часть своего тепла. Иными словами, произойдут теплопотери, которые необходимо компенсировать за счет системы отопления. Давайте разберем, что это такое и какие расчеты нужно сделать, чтобы подобрать систему отопления.

Что такое теплопотери? Почему их нужно знать?

Теплопотери – это то количество тепла, которое теряют внутренние помещения через ограждающие перегородки, если температура за окном ниже той, которая должна поддерживаться внутри здания.

Необходимость расчета теплопотерь обусловлена задачей проектирования системы отопления, кондиционирования. От данного показателя зависит выбор климатической системы, мощности котельной, сечения труб, количества секций радиатора, применения системы теплый пол, других отопительных устройств.

Усредненные показатели имеет смысл использовать лишь тогда, когда к помещению не предъявляется строгих требований по поддержанию определенных постоянных температур. Остальные случаи, особенно когда речь идет о жилых, общественных строениях с постоянным пребыванием людей без верхней одежды, требуют произвести точный расчет показателя теплопотерь.

На сегодняшний день человечество озадачено проблемой рационального потребления ресурсов, особенно энергетических. Правильный расчет теплопотерь позволит определить наиболее рациональный путь организации системы отопления, чтобы помещение прогревалось до комфортной температуры, при этом энергопотребление не было избыточным.

Расчет потерь тепла

Для точного расчета теплопотерь потребуется подготовить исходные данные по конкретному объекту (объем, высота здания, его местоположение), а также нормативные документы, содержащие таблицы различных коэффициентов, показателей. Сначала рекомендуется рассчитать все составляющие формулы, записать данные, затем подставить данные формулы.

Основные формулы

Для расчета используется следующая формула:

  • а – поправочный коэффициент, который учитывает разницу между температурой воздуха снаружи (улица) определенной местности и температурой -30 о С, для которой обозначена характеристика qот;
  • V – объем здания по внешнему периметру;
  • qот — удельная характеристика отапливаемого помещения, которая обозначена при температуре снаружи -30 о С;
  • tв –температура воздуха внутри помещения;
  • tнр –температура снаружи конкретного местоположения (местности), в котором расположено здание;
  • Кир –коэффициент инфильтрации, определяемый тепловым, ветровым напором.

Из приведенных выше составляющих формулы к числу исходных данных относится объем помещения, поправочный коэффициент, удельную характеристику здания, расчетные температуры необходимо взять из документации, а коэффициент инфильтрации рассчитать по формуле:

g – ускорение свободного падения земли (9,8 м/с 2 );

L – высота строения;

wp — обусловленная данным регионом скорость ветра отопительного периода.

Необходимая документация

Часть данных необходимо взять в нормативной документации, рекомендуется скачать эти документы или найти их онлайн:

Методика определения количества тепловой энергии и теплоносителя […](1);

Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (2);

Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (3);

Строительная климатология (4).

Для удобства литература пронумерована. Далее соответствующая документация будет обозначаться сокращенно (например, Д3).

Исходные данные. Предварительные подсчеты

Рассмотрим расчет теплопотерь на примере административного здания города Омск. Высота здания – 9 метров. Объем здания по внешнему периметру – 8560 кубических метров.

В Таблице 3.1 – Климатические параметры холодного периода года (Д4) напротив соответствующего города находим 5-ую графу, температуру воздуха наиболее холодной пятидневки. Для Омска данный показатель равен – 37 о С.

В 20-й графе этой же таблицы находим скорость ветра данного города. Данный показатель составляет 2,8 м/с.

В пункте 1.2 (Д1) находим Таблицу 2, поправочный коэффициент а для жилых помещений. В таблице представлены коэффициенты температуры шагом 5 градусов, соответственно есть данные температуры — 35 о С (коэффициент 0,95), — 40 о С (коэффициент 0,9). Рассчитываем методом интерполяции коэффициент нашей температуры — 37 о С, получаем – 0,93.

Далее п.3 (Д3) находим Классификацию помещений и определяем категорию анализируемого помещения. Поскольку речь идет об административном здании, ему присваивается категория 3в (пространство пребывания большого количества людей без верхней одежды в положении стоя).

Таблица 3 (Д3) Допустимые, достаточные значения увлажненности воздуха, силы ветра, температурного режима гражданских помещений – находим показатель Температура (оптимальная) для нашего типа здания (3в). Показатель составляет 18-20 градусов. Выбираем наименьшую границу 18 о С.

Таблице 4 (Д1) Удельный показатель тепла культурно-образовательных, административных, лечебных зданий – находим соответствующий коэффициент, исходя из объема здания. Данный случай до 10 000 м 3 . Коэффициент составляет 0,38.

Все данные подготовлены:

Кир – необходимо рассчитать.

Далее можно просто подставить цифры формулы.

Итоговый расчет

Сначала рассчитываем коэффициент инфильтрации:

Кир = 10 -2 √[2*9,8*9(1 — —————) + 2,8 2 ] = 0,4

Qот = 0,93*8560*0,38*(18 – (-37))*(1 + 0,4)*10 -6 Гкал/час = 232933 *10 -6 Гкал/час = 0,232933 Гкал/час

Для большего понимания, посмотрите данное видео:

Укрупненный расчет

Выше описана методика точного подсчета теплопотерь, однако далеко не все используют данную формулу, зачастую обыватели довольствуются усредненными данными, уже посчитанными для помещения высотой потолков до 3 метров. Укрупненный расчет производят исходя из значения 100 Вт/1 квадратный метр помещения. Соответственно дома площадью 100 м 2 необходимо обеспечить отопительную систему мощностью примерно 10 000 Вт.

Подобные расчеты являются достаточно усредненными. Учитывая, что в нашей стране большая вариативность климатических зон, использовать такой расчет нецелесообразно. При недостаточной мощности, дом не будет достаточно хорошо прогреваться, а при избыточной — ресурсы будут расходоваться впустую.

Большие теплопотери дома? Как их снизить?

Зачастую владельцам частного жилья приходится сталкиваться с проблемой повышенных теплопотерь. Несмотря на то, что все расчеты были произведены соответственно нормативной документации, тепла коттеджа всегда не хватает. Это может быть связано с огрехами, допущенными при строительстве дома, установке стеклопакетов, системы кондиционирования, утепления стен.

Чаще всего причиной утечки тепла коттеджа может стать:

  • поврежденный во время монтажа или неправильно закрепленный утеплитель;
  • неэффективная работа радиаторов (радиаторы слишком близко расположены к стене, нагревают ограждающую перегородку);
  • проникновение холода через монтажные отверстия кондиционера или люки;
  • некачественно заделанные кладочные швы;
  • близкая укладка теплых полов к стене;
  • некачественный монтаж стеклопакетов.

Выявить подобные дефекты можно посредством термограммы. Термограмма показывает, какие участки ограждающей перегородки нагреваются сильнее, соответственно отдают больше тепла в окружающую среду.

Чтобы избежать подобных проблем, важно позаботиться о качестве монтажных работ, утепления коттеджа этапа строительства дома. Выбор материалов утепления, стеклопакетов, систем кондиционирования, радиаторов, систем теплых полов также определяет дальнейший уровень теплопотерь. Экономия строительных материалов может впоследствии стать причиной переплат на энергоресурсы.

Сокращению теплопотерь может способствовать правильно составленный архитектурный проект дома. Считается, что отапливать одноэтажный дом простой геометрии, ограниченным количеством углов — экономичнее. Также способствует экономии наличие рольставней окон, остекление южной стороны.

Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции и инженерные коммуникации

Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.

Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.

И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.

Разновидности теплопотерь

Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).

На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.

Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.

Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.

Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:

  • потери через ограждающие конструкции;
  • обусловленные работой вентиляционной системы;
  • связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.

Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.

Базальтовый утеплитель – популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. Базальтовый утеплитель – вредность и экологическая безопасность.

Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте тут.

Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. В статье вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.

Расчет теплопотерь

Вот как следует производить вычисления:

Теплопотери через ограждающие конструкции

Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).

Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.

Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.

Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,

  • А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
  • dT — разность наружной и внутренней температур.
  • dT следует определять для самой холодной пятидневки.

Теплопотери через вентиляцию

Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.

В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.

В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.

Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:

Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,

  • V — объем помещения, куб. м;
  • Кв — кратность воздухообмена;
  • Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
  • С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.

Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:

  • понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
  • на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
  • предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.

Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.

Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.

Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:

W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,

  • W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
  • N — количество дней в отопительном сезоне.

Теплопотери через канализацию

Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.

Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.

Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:

Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,

  • Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
  • Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
  • С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
  • dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
  • 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.

Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).

В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.

Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.

Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.

Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.

Потребление воды — 15 куб. м/мес.

Продолжительность отопительного периода — 6 мес.

Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)

Термическое сопротивление:

  • основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
  • утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.

То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.

Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.

Теплопотери через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.

Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.

Теплопотери через вентиляцию

Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):

V = 10х10х7 = 700 куб. м.

Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.

Вентиляция в доме

Теплопотери через канализацию

С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:

Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч

Если вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. Электрическое отопление дачного дома в данном случае бывает самым целесообразным.

О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать в этом материале. Устранение неполадок.

Оценка полного объема энергозатрат

Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.

Тогда средняя мощность потерь через стены составят:

Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.

Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.

Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.

Тогда за весь период на отопление придется затратить:

W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.

К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.

Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.

Видео на тему

Расчет теплопотерь дома: подробная инструкция с формулами + онлайн-калькулятор быстрого расчета

Комфортный климат в доме зависит от тепловых потерь. Чтобы не тратить лишние средства на отопление нужно учитывать многие факторы, такие как потеря тепла через стены во внешнюю среду, прогрев пола, материал и установка окон, исправность отопительной и вентиляционной системы и т.д.

Зачем нужен расчет теплопотерь дома?

Расчет теплопотерь дома – это учет всех составляющих, влияющих на потери тепла:

  1. Внешняя среда;
  2. Внутренняя составляющая.

Особенно актуально знать потери тепа в холодное время года. Решающим фактором здесь становится разность температур между внешней и внутренней средой. Потери тепла в зависимости от строительного материала необходимо рассчитать перед постройкой здания. Различные материалы характеризуются разной теплопроводностью. Дом, построенный из кирпича и бруса, по-разному задерживают тепло, и, соответственно для них требуется различный расход топлива на обогрев.

Очень большое влияние на сохранение тепла в помещении оказывает площадь. Недаром в Сибири бани строят маленькими, с низкими потолками.

Так же одним из факторов, влияющих на потерю тепла в помещении, является качественная теплоизоляция. Теплоизоляция, выполненная из некачественных материалов или посаженная на неправильный герметик (клей), будет только ухудшать ситуацию. В полостях такого материала может скапливаться вода. А, как известно, вода хорошо проводит тепло и не сохраняет его.

Общая потеря тепла складывается из всех составляющих:

Q=Qстен+Qокон+Qпола+Qкровли Qвытяжных систем

  • Рассчитать теплопотерю можно воспользовавшись он-лайн калькулятором. Здесь мы рассмотрим, как рассчитать теплопотери дома, учитывая основные факторы

Влияние строительных материалов

По требованию СанПина максимальная разница между температурой воздуха и температурой стены должна быть 4°С. Этот показатель зависит от термического сопротивления материала.

Для каждого материала свой показатель термического сопротивления выраженный в °С м 2 /Вт:

  • Кирпичная кладка – 0,73
  • Брус – 0,83
  • Керамзитная плита – 0,58

Однако это не единственный показатель, влияющий на тепло в доме. Притом что, тепловое сопротивление дома из бруса почти такое же как у кирпичной кладки, он гораздо хуже сохраняет тепло. Связано это с тем, что между бревен находятся зазоры, которые необходимо прокладывать утеплителем. В кирпичной кладке все зазоры закрыты растворов цемента, который увеличивает термическую сопротивляемость почти вдвое. Керамзитная плита теряет тепло за счет швов. Поэтому дополнительные потери также должны быть учтены при подсчете тепловых потерь.

Теплопотери стен

  • Kст – коэффициент теплопроводности материала, °С м 2 /Вт;
  • Fст – площадь стены, м 2 ;
  • tвнут – температура внутри помещения, °С;
  • tвнеш – температура снаружи, °С.

Стены дома непосредственно контактируют с внешней средой, поэтому при правильной постройке большая часть тепла будет уходить именно через них. Помимо материала на теплопотери за счет стен влияет внутренняя и наружная отделка, количество слоев стены и их теплопроводность, толщина стены. Слабыми местами в стеновых потерях являются потери на швы между панелями, различные технологические отверстия.

Для того чтобы сократить потери необходимо между слоями стены создать воздушную прослойку или прослойку, утепленную пористым утеплителем, так как воздух плохо проводит тепло и помогает сохранить его в помещении. Технологические отверстия также следует обкладывать утеплителем, для лучшего сохранения тепла.

Тепловые потери за счет крыши или потолка

Потери тепла для потолка и крыши рассчитываются по той же формуле, что и для стен. Теплый воздух поднимается вверх, поэтому, чтобы не отапливать улицу, следует серьезно отнестись к утеплению крыши при строительстве. Основным параметром теплопотерь здесь будет неравномерность стыков. От выбора утепляющего материала тоже будет завесить очень многое. Так, например использование эковаты предполагает отсутствие влаги. А, как известно, вместе с теплым воздухом вверх поднимается и пар, который остывая, будет конденсироваться, оседать на утеплителе, замещая воздух и снижать термическое сопротивление утеплителя.

Тепловые потери окон

Потери тепла за счет окон рассчитываются по следующей формуле:

  • Kок – коэффициент теплопроводности материала, °С м 2 /Вт;
  • Fок – площадь стены, м 2 ;
  • tвнут – температура внутри помещения, °С;
  • tвнеш – температура снаружи, °С

Так же как и у стен, снизить теплопотери окон можно за счет многослойности стекла. Также огромное влияние оказывают правильно установленные комплектующие и качественный утеплитель. Также большое влияние оказывает качество материалов, из которых изготовлено окно. Большая площадь окон также оказывает негативное влияние. Поэтому не стоит в регионах с холодными зимами устанавливать большие окна.

Утепление пола

Формула расчета для теплопотерь для пола и фундамента идентична представленной выше. Но есть и свои нюансы. Теплопроводность пола будет разной для фундамента поднятого над грунтом и стоящего непосредственно на грунте.

Для фундамента, поднятого над грунтом основным параметром, влияющим на потерю тепла, является высота подъема. Также в расчет принимаются все слои теплоизоляции между полом и неотаплиевым подполом. Необходимым условием сохранения тепла здесь является герметичность стыков и правильно подобранный утеплитель.

Фундамент, стоящий на грунте, имеет другие теплопотери. Его коэффициент рассчитывается исходя в основном из тепловых потерь слоев утеплителя и толщины пола. Также следует учесть, что в этом случае тепловые потери сокращаются от стен к центру здания.

Вентиляционные системы

Вентиляционные системы сами по себе предназначены для сообщения помещения с внешней средой. Однако при правильной установке они не только не сократят теплопотери, но и помогут сохранить тепло в доме. Основная задача вытяжки убрать лишний пар из помещения. Однако при большом захвате воздуха вентилятором могут происходить ощутимые теплопотери.

Чтобы их избежать следует выбирать вентиляторы с обратным клапаном. Лепестки клапана прикрывают вентиляционное отверстие, когда вентилятор не работает, и не позволяют теплу уходить в вентиляционной отверстие.

Система отопления

Еще одним моментом, влияющим на потерю тепла, является работа самой отопительной системы. Чтобы радиатор не отапливал улицу за ним стоит установить отражающий экран из специального материала.

Перед началом нового отопительного сезона нужно стравить воздух из системы, это поможет сохранить фитинги в нормальном рабочем состоянии. Так же необходимо несколько раз промыть систему, чтобы убрать возможные засоры.

Нормальная работа отопительной системы гарантирует комфортные температурные условия в помещении.

Таким образом, расчет теплопотерь помогает сократить расходы на отопление. Основными параметрами, влияющими на тепловые потери являются выбор изоляционных материалов, площадь помещения, разность температур между помещением и окружающей средой, наличие воздушных полостей, а также исправность отопительной и вентиляционной системы.

Расчет отопления дома. Онлайн калькулятор теплопотерь и мощности котла

Расчет отопления дома включает в себя определение теплопотерь дома и необходимой мощности обогревательных приборов. Представленный онлайн калькулятор упрощает процесс расчета. Также в обзоре приведены альтернативные методики определения теплопотерь.

Калькулятор расчета отопления дома

Для того чтобы рассчитать теплопотери и теплопроизводительность котла, необходимо задать следующие параметры:

  • Тип остекления.
  • Тип теплоизоляции в доме.
  • Соотношение площади остекления.
  • Минимальную температуру региона.
  • Количество стен, выходящих на улицу.
  • Высоту и площадь помещения.

Расчет необходимо производить для каждого помещения отдельно. Если расчет отопления для дома выполняется без разбивки на помещения, точность незначительно снижается. При этом в пункте «число стен выходящих наружу» нужно задать «четыре».

Методика расчета отопления дома

Чтобы самостоятельно рассчитать теплопотери дома, нужно воспользоваться одним из следующих наборов формул:

  1. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяется по формуле R = B / K, где R — тепловое сопротивление; K – коэффициент тепловой проводимости материалов; В — толщина строительного материала. Определив сопротивление теплопередаче можно приступить к расчету непосредственно теплопотери дома Q = S × dT / R, где Q — это теплопотеря; S — площадь ограждающей конструкции; dT — разница температур внутри и снаружи помещения; R — сопротивление теплопередаче.
  2. Более точное значение теплопотерь дома можно получить по формуле Q = 0,1 × Sk × k1 × … × kn, где Q — теплопотеря дома; Sk — площадь помещения; k1 — kn — поправочные коэффициенты для корректировки результата с учетом особенностей помещения; 0,1 — базовое значение удельной тепловой мощности = 100 Вт = 0,1 кВт.

В представленном выше калькуляторе отопления дома использована вторая формула с поправочными коэффициентами. Рассмотрим подробно каждый коэффициент.

к1 коэффициент, учитывающий качество остекления:

Конструкция окна (стеклопакета) Значение k1
В помещении нет окон 0,6
Тройной стеклопакет 0,85
Двойной стеклопакет 1,0
Обычное (двойное) остекление 1,27

к2 коэффициент, учитывающий качество теплоизоляции стен:

Теплоизоляция внешних стен помещения Значение k2
Хорошая теплоизоляция 0,85
Средняя теплоизоляция (два кирпича или 200 мм дерева) 0,85
Плохая теплоизоляция 1,27

к3 коэффициент, учитывающий площадь остекления помещения:

Площадь остекления в зависимости от площади помещения Значение k3
10% 0,8
20% 0,9
30% 1,0
40% 1,1
50% 1,2

к4 коэффициент, учитывающий разность температур внутри и снаружи помещения:

Температура снаружи помещения Значение k4
-10°C 0,7
-15°C 0,7
-20°C 1,1
-25°C 1,3
-30°C 1,5
-35°C 1,7

к5 коэффициент, учитывающий число стен в помещении выходящих на улицу:

Количество стен выходящих на улицу Значение k5
Одна стена 1,0
Две стены 1,2
Три стены 1,3
Четыре стены 1,4

к6 коэффициент, учитывающий помещения над рассчитываемым:

Помещение над рассчитываемым Значение k6
Обогреваемое помещение 0,8
Теплый чердак 0,9
Холодный чердак 1,0

к7 коэффициент, учитывающий высоту помещения:

Высота помещения Значение k7
2,5 метра 1,0
3,0 метра 1,05
3,5 метра 1,1
4,0 метра 1,15
4,5 метра 1,2

Выбрав соответствующие параметры помещения можно с легкостью рассчитать теплопотери каждого помещения. Суммируя показатели каждого помещения, вы получите общие теплопотери дома. Остается только определится с мощностью (теплопроизводительностью) котла. Для этого к общим теплопотерям дома необходимо добавить 15 — 20 % резерв. Эта упрощенная методика применена в рассмотренном выше калькуляторе расчета отопления дома.

Есть и другой способ подбора мощности отопительного котла. По нормативам СНиП на каждые 10 м² используется 1 кВт мощности с учетом 10% запаса. Такой вариант расчетов возможен только для стандартных помещений с хорошей теплоизоляцией и высотой потолков не выше 3 м. Для более точных расчетов используется формула:

MK = S × YMK / 10 (кВт), где:

  • MK — мощность котла.
  • S — площадь отапливаемого помещения.
  • УМК — удельная мощность котла на 10 м² площади дома, которая рассчитывается в соответствии с климатическими условиями в конкретном регионе.
  • Деление на 10 производится, так как УМК дается на 10 м² площади.

Удельная мощность котла с учетом климатических зон:

Регионы УМК
Южные регионы 0,7 — 0,9 кВт
Регионы с умеренным климатом (средняя полоса) 1,0 — 1,2 кВт
Москва и Подмосковье 1,2 — 1,5 кВт
Северные регионы 1,5 — 2,0 кВт

Если котел, помимо отопления дома, будет использоваться для подогрева воды, то следует добавить к полученному результату дополнительно 25% мощности.

Пример расчета теплопотерь каркасного дома и мощности котла

Рассмотрим пример расчета теплопотерь и мощности котла по формуле Q = S × dT / R, где Q — это теплопотеря (Вт); S — площадь ограждающей конструкции (м²); dT — разница температур внутри и снаружи помещения (°C); R — сопротивление теплопередаче (м²×°C/Вт).

Исходные данные:

  • Температура на улице -25°С.
  • Комфортная температура внутри дома +20°С.
  • Каркасный дом 6 × 6 метров.
  • Высота потолка 3 метра.
  • Общая площадь стен S = 72 м².
  • Минераловатный утеплитель со стороны фасада дома имеет толщину 50 мм (B1 = 0, 05 м) и коэффициент теплопроводности K1 = 0,04 Вт/(м²×К).
  • Межстеновой утеплитель стекловата имеет толщину 100 мм (B2 = 0, 1 м) и коэффициент теплопроводности K2 = 0,045 Вт/(м²×К).
  • Внутренняя обшивка ДВП имеет толщину 12 мм (B3 = 0, 012 м) и коэффициент теплопроводности K3 = 0,05 Вт/(м²×К).

Разница температур внутри и снаружи помещения:

dT = 25 + 20 = 45 °С.

Осталось найти сопротивление теплопередаче стен R = B / K, где R — тепловое сопротивление ((м²×К)/Вт); K – коэффициент тепловой проводимости материалов (Вт/(м²×К)); В — толщина строительного материала (м).

  • R1 = 0,05 / 0,04 = 1,28 (м²×К)/Вт.
  • R2 = 0,1 / 0,045 = 2,22 (м²×К)/Вт.
  • R3 = 0,012 / 0,05 = 0,24 (м²×К)/Вт.
  • R = R1 + R2 + R3 = 3,74 (м²×К)/Вт.

Последний показатель необходимый для расчета теплопотерь найден, соответственно Q = 72 м² × 45 °С / 3,74 (м²×К)/Вт = 866 Вт или 0,866 кВт.

Расчета отопления дома осталось дополнить мощностью котла. Для этого к расчетному значению теплопотерь ограждающей конструкции прибавим 20 % запаса. 0,866 × 1,2 ≈ 1 кВт — такой мощности должен быть котел под заданные параметры дома. Как видно, мощность незначительная, и с обогревом рассмотренного дома 6 × 6 метров справится обычный электрический конвектор. Это, во-первых, обусловлено хорошей теплоизоляцией стен, а, во-вторых, тем, что при расчетах не учтено много факторов (теплопотери через окна, двери, перекрытия). Поэтому для более точного расчета отопления дома лучше воспользоваться онлайн калькулятором или формулой, где учтены все факторы.

Расчет теплопотерь

Большинство граждан не задумывается о том, что такое теплопотери и почему их нужно знать, считая данную информацию для себя излишней. При этом жители многоквартирных домов (МКД) жалуются зимой на холод в квартирах, связывая это лишь с недостаточным отоплением. Предлагаем вместе разобраться в причинах температурного дискомфорта в холода, узнать о причинах потерь тепла в квартире. Знания, как произвести расчет данной величины помогут обеспечить не только комфортное проживание, но и финансовую экономию.

Теплопотери в жилом доме – понятие и влияние на условия проживания

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

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

Строительные нормы и правила

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

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

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

С какой целью определяют объем потерь тепла в жилом доме

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

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

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

Основные места теплоотдачи в доме

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

При оценке объема уходящего тепла учитывают также следующие факторы:

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

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

Виды расчета потерь тепла в жилом доме

Рассчитать потери тепла в своей квартире или доме можно с помощью онлайн-программ расчета теплопотерь. Для каждой ограждающей конструкции (пола, стены, окна и т.п.) имеется отдельная графа, позволяющая по заданным параметрам определить примерное количество потерь и выявить уязвимые места.

Полученные данные будут точнее передавать информацию, чем расчет теплопотерь по укрупненным показателям теплопередачи, созданным в советские времена, для стандартных типовых проектов домов.

Произвести вычисления можно и с помощью теплотехнических калькуляторов, также доступных в интернете. Данные программы позволяют проверить теплоизоляционную толщину на соответствие нормативами, а также рассчитать требуемую ширину слоя теплоизоляции, исходя из их характеристик сопротивления теплоотдаче.

Существуют также программы-приложения для расчета теплопотерь дома, устанавливаемые на мобильные устройства. С их помощью можно на этапе внутренней отделки строящегося МКД подобрать элементы утепления квартиры, размеры радиаторов и т.п.

Для фактического определения утечки тепла можно использовать тепловизор. Это измерительный прибор, который используется для проверки проводимых строительных работ или для выявления уязвимых мест в старом доме, с целью последующего утепления.

Описание процесса расчета

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

Параметры, применяемые в расчетах

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

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

Последний показатель учитывает тепловое сопротивление стройматериала.

Формула и исходные данные для расчета

Упрощенная формула для расчета теплопотерь помещения выглядит следующим образом:

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

Для подсчетов по формуле необходимо вводить следующие данные:

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

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

Какие мероприятия планируют по результатам анализа теплопотерь

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

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий