≡× MENI

• Popravilo
• Popravilo
• Notranje oblikovanje
• O vsem
• O vodovodu

Izguba toplote v ogrevalni sezoni. Idealen dom: izračun toplotne izgube doma. Izračun površine zunanjih sten

Udobje je težavna stvar. Pridejo temperature pod ničlo, takoj postane hladno in nenadzorovano vleče k urejanju doma. Začne se "globalno segrevanje". In tukaj je en "ampak" - tudi po izračunu toplotne izgube hiše in namestitvi ogrevanja "po načrtu" lahko ostanete iz oči v oči s hitro odhajajočo toploto. Vizualno proces ni opazen, vendar se skozi volnene nogavice in velike račune za ogrevanje dobro čuti. Vprašanje ostaja – kam je izginila »dragocena« toplota?

Naravne toplotne izgube so dobro skrite zadaj nosilne konstrukcije ali »dobro izdelana« izolacija, kjer privzeto ne sme biti vrzeli. Ampak ali je? Oglejmo si vprašanje toplotnega uhajanja za različne konstrukcijske elemente.

Hladna mesta na stenah

Do 30% vseh toplotnih izgub doma pade na stene. IN sodobna gradnja so večplastne strukture iz materialov z različno toplotno prevodnostjo. Izračune za vsako steno je mogoče izvesti posebej, vendar obstajajo napake, ki so skupne vsem, skozi katere toplota zapusti prostor, mraz pa vstopi v hišo od zunaj.

Mesto, kjer so izolacijske lastnosti oslabljene, se imenuje "hladni most". Za stene je:

• Zidarske fuge

Optimalni zidarski šiv je 3 mm. Doseže se pogosteje lepilne sestavke fine teksture. Ko se prostornina raztopine med bloki poveča, se poveča toplotna prevodnost celotne stene. Poleg tega je lahko temperatura zidanega šiva 2-4 stopinje nižja od osnovnega materiala (opeka, blok itd.).

Zidarske fuge kot "toplotni most"

• Betonske preklade nad odprtinami.

Eden najvišjih koeficientov toplotne prevodnosti med gradbenimi materiali (1,28 - 1,61 W / (m * K)) za armirani beton. Zaradi tega je vir toplotne izgube. Težave niso popolnoma rešene s prekladami iz celičnega ali penastega betona. Temperaturna razlika med armiranobetonskim nosilcem in glavno steno je pogosto blizu 10 stopinj.

Skakalec je možno izolirati pred mrazom z neprekinjeno zunanjo izolacijo. In znotraj hiše - z montažo škatle iz civilnega zakonika pod napuščem. S tem se ustvari dodatna zračni sloj za toploto.

• Montažne luknje in pritrdilni elementi.

Priključitev klimatske naprave, TV antena pušča luknje v celotni izolaciji. Skozi kovinski pritrdilni elementi in prehodna luknja mora biti tesno zaprta z izolacijo.

In če je mogoče, se ne umaknite kovinski nosilci zunaj in jih pritrdite znotraj stene.

Izolirane stene imajo tudi napake s toplotnimi izgubami.

Vgradnja poškodovanega materiala (z ostružki, stiskanjem itd.) pušča ranljiva območja za uhajanje toplote. To se jasno vidi pri pregledu hiše s termovizijo. Svetle lise kažejo vrzeli v zunanji izolaciji.

Med delovanjem je pomembno spremljati splošno stanje izolacija. Napaka pri izbiri lepila (ni posebej za toplotno izolacijo, ampak za ploščice) lahko povzroči razpoke v strukturi po 2 letih. Da, in glavni izolacijski materiali imajo tudi svoje pomanjkljivosti. Na primer:

• Mineralna volna - ne gnije in ni zanimiva za glodavce, vendar je zelo občutljiva na vlago. Zato je njegova dobra življenjska doba v zunanji izolaciji cca 10 let – potem se pojavijo poškodbe.
• Stiropor - ima dobre izolacijske lastnosti, vendar je zlahka podvržen glodalcem, ni odporen na silo in ultravijolično sevanje. Izolacijski sloj po vgradnji zahteva takojšnjo zaščito (v obliki konstrukcije ali sloja ometa).

Pri delu z obema materialoma je pomembno upoštevati jasno prileganje ključavnic izolacijskih plošč in navzkrižno razporeditev plošč.

• Poliuretanska pena - ustvarja brezšivno izolacijo, je primerna za neravne in ukrivljene površine, vendar je občutljiva na mehanske poškodbe in se zruši pod UV žarki. Zaželeno je pokriti mavčna mešanica- pritrditev okvirjev skozi plast izolacije krši celotno izolacijo.

Izkušnje! Med delovanjem se lahko toplotne izgube povečajo, saj imajo vsi materiali svoje nianse. Bolje je občasno oceniti stanje izolacije in takoj popraviti poškodbe. Razpoka na površini je "hitra" pot do uničenja izolacije v notranjosti.

Izguba toplote temeljev

Beton je prevladujoč material pri gradnji temeljev. Njegova visoka toplotna prevodnost in neposreden stik s tlemi povzročita do 20% toplotne izgube po celotnem obodu stavbe. Temelj še posebej močno prevaja toploto iz kleti in neustrezno vgrajenega talnega gretja v pritličju.

Toplotne izgube poveča tudi odvečna vlaga, ki ni odstranjena iz hiše. Uničuje temelj, ustvarja vrzeli za mraz. Številni toplotnoizolacijski materiali so občutljivi tudi na vlago. Na primer, mineralna volna, ki pogosto gre v temelj iz splošne izolacije. Z lahkoto se poškoduje zaradi vlage, zato potrebuje gost zaščitni okvir. Svoje izgubi tudi ekspandirana glina toplotnoizolacijske lastnosti trajno mokra tla. Njegova struktura ustvarja zračna blazina in dobro kompenzira pritisk tal med zmrzovanjem, vendar stalna prisotnost vlage zmanjša koristne lastnosti ekspandirana glina v izolaciji. Zato je ustvarjanje delovne drenaže - zahtevan pogoj dolga življenjska doba temeljev in ohranjanje toplote.

Sem spada po pomembnosti tudi hidroizolacijska zaščita podlage ter večslojna slepa površina, široka vsaj meter. pri stolpec temelj ali dvigovanje tal, je slepo območje okoli oboda izolirano, da zaščiti tla na dnu hiše pred zmrzovanjem. Slepo območje je izolirano z ekspandirano glino, ploščami iz ekspandiranega polistirena ali polistirena.

Plošče za izolacijo temeljev so najbolje izbrane povezava z utori, ter ga obdelajte s posebno silikonsko zmesjo. Tesnost ključavnic blokira dostop do mraza in zagotavlja popolno zaščito temeljev. V tem primeru ima brezšivno brizganje poliuretanske pene nesporno prednost. Poleg tega je material elastičen in ne poka, ko se zemlja dvigne.

Za vse vrste temeljev lahko uporabite razvite izolacijske sheme. Izjema je lahko temelj na pilotih zaradi svoje zasnove. Tukaj je pri obdelavi rešetke pomembno upoštevati dviganje tal in izbrati tehnologijo, ki ne uniči pilotov. To je zapleten izračun. Praksa kaže, da hiša na kolih ščiti pred mrazom dobro izolirana tla prvega nadstropja.

Pozor! Če ima hiša klet in je pogosto poplavljena, je treba to upoštevati pri izolaciji temeljev. Ker bo izolacija / izolator v tem primeru zamašila vlago v temelju in jo uničila. V skladu s tem se bo toplota izgubila še več. Najprej je treba rešiti problem poplav.

Ranljivosti tal

Neizoliran strop oddaja pomemben del toplote temelju in stenam. To je še posebej opazno pri neustrezni montaži talnega gretja – grelno telo se hitreje ohlaja, kar poveča stroške ogrevanja prostora.

Da bi toplota iz tal šla v sobo in ne na ulico, se morate prepričati, da namestitev poteka v skladu z vsemi pravili. Glavni so:

• Zaščita. Na stene po celotnem obodu prostora je pritrjen blažilni trak (ali polistirenske folije širine do 20 cm in debeline 1 cm). Pred tem je nujno treba odstraniti vrzeli in površino stene izravnati. Trak je čim tesneje pritrjen na steno, kar izolira prenos toplote. Ko ni zračnih žepov, ni uhajanja toplote.
• zamik Od zunanja stena do ogrevalnega kroga mora biti najmanj 10 cm, če je topla tla nameščena bližje steni, potem začne segrevati ulico.
• Debelina. Značilnosti potrebnega zaslona in izolacije za talno ogrevanje se izračunajo posamično, vendar je bolje, da dobljenim številkam dodate 10-15% rezerve.
• Končna obdelava. Estrih nad tlemi ne sme vsebovati ekspandirane gline (izolira toploto v betonu). Optimalna debelina estrihi 3-7 cm Prisotnost plastifikatorja v mešanici betona izboljša toplotno prevodnost in s tem prenos toplote v prostor.

Resna izolacija je pomembna za vsa tla in ni nujno ogrevana. Slaba toplotna izolacija spremeni tla v velik »radiator« za tla. Je treba pozimi ogrevati?

Pomembno! Hladna tla in vlaga se pojavijo v hiši, ko prezračevanje podzemnega prostora ne deluje ali ni opravljeno (zračniki niso organizirani). Noben ogrevalni sistem ne nadomesti takšne pomanjkljivosti.

Mesta sosednjih gradbenih konstrukcij

Spojine kršijo integralne lastnosti materialov. Zato so vogali, spoji in spoji tako občutljivi na mraz in vlago. Spoji betonskih plošč se najprej navlažijo, tam se pojavijo glive in plesen. Temperaturna razlika med vogalom prostora (mesto spajanja konstrukcij) in glavno steno je lahko od 5-6 stopinj, do temperatur pod ničlo in kondenzacije v notranjosti vogala.

Namig! Na mestih takšnih povezav mojstri priporočajo izdelavo povečane plasti izolacije od zunaj.

Toplota pogosto uhaja skozi medetažno prekrivanje ko je plošča položena na celotno debelino stene in njeni robovi gredo ven na ulico. Tu se povečajo toplotne izgube prvega in drugega nadstropja. Oblikujejo se osnutki. Še enkrat, če je v drugem nadstropju topla tla, je treba za to načrtovati zunanjo izolacijo.

Uhajanje toplote skozi prezračevanje

Toplota iz prostora se odvaja preko opremljenih prezračevalnih kanalov, ki zagotavljajo zdravo izmenjavo zraka. Prezračevanje, ki deluje "nasprotno", zategne mraz z ulice. To se zgodi, ko v prostoru primanjkuje zraka. Na primer, ko vklopljen ventilator v napi odvzame preveč zraka iz prostora, zaradi česar se začne črpati z ulice skozi druge izpušni kanali(brez filtrov in gretja).

Vprašanja, kako ne prenašati velike količine toplote zunaj in kako ne pustiti hladnega zraka v hišo, že dolgo imajo svoje profesionalne rešitve:

1. IN prezračevalni sistem vgrajeni rekuperatorji. V hišo vrnejo do 90% toplote.
2. Umiriti se dovodni ventili. Zunanji zrak pred prostorom »pripravijo« – ga očistijo in ogrejejo. Ventili so na voljo z ročno nastavitvijo ali avtomatsko, ki se osredotoča na razliko v temperaturi zunaj in v prostoru.

Udobje je vredno dobrega prezračevanja. Pri normalni izmenjavi zraka se plesen ne tvori in ustvari se zdrava mikroklima za bivanje. Zato mora imeti dobro izolirana hiša s kombinacijo izolacijskih materialov nujno delujoče prezračevanje.

Izid! Za zmanjšanje toplotnih izgub skozi prezračevalni kanali je treba odpraviti napake pri prerazporeditvi zraka v prostoru. Pri dobro delujočem prezračevanju hišo zapusti le topel zrak, del toplote iz katerega se lahko vrne nazaj.

Izguba toplote skozi okna in vrata

Skozi vratne in okenske odprtine hiša izgubi do 25% toplote. Šibke točke pri vratih je to tesnilo, ki ne pušča, ki ga je enostavno prelepiti na novo in toplotna izolacija, ki je zašla noter. Lahko ga zamenjate tako, da odstranite pokrov.

Ranljivosti za les in plastična vrata podobno kot "hladni mostovi" pri podobnih izvedbah oken. Zato bomo na njihovem primeru obravnavali splošni postopek.

Kaj oddaja "okenske" toplotne izgube:

• Izrazite vrzeli in prepih (v okvirju, okoli okenske police, na stičišču pobočja in okna). Slabo prileganje krila.
• Vlažno in plesnivo notranja pobočja. Če sta pena in omet sčasoma zaostala za steno, se vlaga od zunaj približa oknu.
• Hladna steklena površina. Za primerjavo - energetsko varčno steklo (pri -25 ° zunaj in znotraj prostora + 20 °) ima temperaturo 10-14 stopinj. In seveda ne zmrzne.

Krila se morda ne prilegajo tesno, če okno ni nastavljeno in so gumijasti trakovi po obodu izrabljeni. Položaj loput je mogoče nastaviti neodvisno, kakor tudi spremeniti tesnilo. Bolje je, da ga popolnoma zamenjate vsake 2-3 leta in po možnosti z "domačim" proizvodnim tesnilom. Sezonsko čiščenje in mazanje gumic ohranja njihovo elastičnost med temperaturnimi spremembami. Nato tesnilna masa dolgo časa ne prepušča mraza.

Reže v samem okvirju (pomembno za lesena okna) so zapolnjene silikonsko tesnilo, boljša preglednost. Ko zadene steklo, ni tako opazno.

Spoji pobočij in okenskega profila so zatesnjeni tudi s tesnilno maso ali tekočo plastiko. V težkih razmerah lahko uporabite samolepilno polietilensko peno - "izolacijski" lepilni trak za okna.

Pomembno! Vredno je zagotoviti, da pri dekoraciji zunanjih pobočij izolacija (polistiren itd.) popolnoma prekrije šiv poliuretanska pena in razdaljo do sredine okenskega okvirja.

Sodobni načini za zmanjšanje toplotnih izgub skozi steklo:

• Uporaba PVI filmov. Odražajo valovno sevanje in zmanjšajo toplotne izgube za 35-40%. Filme lahko prilepite na že nameščeno okno z dvojno zasteklitvijo, če ga ne želite spremeniti. Pomembno je, da ne zamenjate strani stekla in polarnosti filma.
• Montaža stekel nizkoemisijskih lastnosti: k- in i-steklo. Okna z dvojno zasteklitvijo s k-stekli oddajajo energijo kratkih valov svetlobnega sevanja v prostor in v njem kopičijo telo. Dolgovalovno sevanje ne zapušča več prostora. Zaradi tega ima steklo na notranji površini dvakrat višjo temperaturo kot običajno steklo. i-glass drži termalna energija v hiši tako, da odbije do 90 % toplote nazaj v prostor.
• Uporaba posrebrenih stekel, ki so 2x komorna okna z dvojno zasteklitvijo prihranite 40 % več toplote (v primerjavi z običajnimi stekli).
• Izbira oken z dvojno zasteklitvijo s povečanim številom stekel in razdaljo med njimi.

zdravo! Zmanjšajte toplotne izgube skozi steklo – organizirano zračne zavese nad okni (lahko v obliki tople letve) ali zaščitne rolete za noč. Še posebej pomembno, ko panoramska zasteklitev in ekstremne temperature pod ničlo.

Vzroki za uhajanje toplote v ogrevalnem sistemu

Toplotne izgube veljajo tudi pri ogrevanju, kjer prihaja pogosteje do uhajanja toplote iz dveh razlogov.

• Močan radiator brez zaščitnega zaslona ogreva ulico.

• Vsi radiatorji se ne ogrejejo popolnoma.

Skladnost s preprostimi pravili zmanjša izgubo toplote in prepreči, da bi ogrevalni sistem deloval v prostem teku:

1. Za vsakim radiatorjem je treba namestiti odsevni zaslon.
2. Pred začetkom ogrevanja je treba enkrat na sezono odzračiti sistem in preveriti, ali so vsi radiatorji popolnoma ogreti. Ogrevalni sistem se lahko zamaši zaradi nabranega zraka ali smeti (delamacije, slaba kakovost vode). Enkrat na 2-3 leta je treba sistem popolnoma sprati.

Opomba! Pri ponovnem polnjenju je bolje, da vodi dodamo sredstva proti koroziji. To bo podpiralo kovinski elementi sistemi.

Izguba toplote skozi streho

Toplota se sprva nagiba k vrhu hiše, zaradi česar je streha eden najbolj ranljivih elementov. Predstavlja do 25 % vseh toplotnih izgub.

Hladno podstrešje ali stanovanjsko podstrešje je enako tesno izolirano. Glavne toplotne izgube nastanejo na stičiščih materialov, ne glede na to ali gre za izolacijo ali konstrukcijske elemente. Torej, pogosto spregledan most mraza je meja sten s prehodom na streho. Zaželeno je, da to območje obdelamo skupaj z Mauerlatom.

Glavna izolacija ima tudi svoje nianse, povezane bolj z uporabljenimi materiali. Na primer:

1. Izolacijo iz mineralne volne je treba zaščititi pred vlago in jo je priporočljivo menjati vsakih 10 - 15 let. Sčasoma se strdi in začne prepuščati toploto.
2. Ecowool, ki ima odlične lastnosti "dihanja" izolacije, ne sme biti v bližini vročih vrelcev - ko se segreje, tli in pušča vrzeli v izolaciji.
3. Pri uporabi poliuretanske pene je potrebno opremiti prezračevanje. Material je parotesen in bolje je, da se pod streho ne nabira odvečna vlaga - drugi materiali se poškodujejo in v izolaciji se pojavi vrzel.
4. Plošče v večslojni toplotni izolaciji morajo biti položene v šahovnem redu in tesno prilegati elementom.

Vadite! V nadzemnih strukturah lahko vsaka vrzel odstrani veliko drage toplote. Pri tem se je pomembno osredotočiti na gosto in neprekinjeno izolacijo.

Zaključek

Koristno je poznati mesta toplotnih izgub ne le za opremljanje hiše in bivanje v njej udobne razmere, ampak tudi ne preplačati za ogrevanje. Ustrezna izolacija se v praksi povrne v 5 letih. Rok je dolg. Ampak navsezadnje ne gradimo hiše dve leti.

Sorodni videoposnetki

Danes se številne družine odločajo same Počitniška hiša kot kraj stalnega prebivališča ali celoletne rekreacije. Vendar pa njegova vsebina, zlasti pa plačilo pripomočki, so precej dragi, medtem ko večina lastnikov stanovanj sploh ni oligarhov. Eden najpomembnejših stroškov vsakega lastnika stanovanja je strošek ogrevanja. Da bi jih zmanjšali, je treba razmišljati o varčevanju z energijo že v fazi gradnje koče. Razmislimo o tem vprašanju podrobneje.

« Problemov energetske učinkovitosti stanovanj se običajno spomnimo z vidika mestnih stanovanjskih in komunalnih storitev, vendar lastniki individualne hiše ta tema je včasih veliko bližje,- meni Sergej Jakubov , namestnik direktorja prodaje in marketinga, vodilni proizvajalec strešnih kritin in fasadni sistemi v Rusiji. - Stroški ogrevanja hiše so lahko veliko več kot polovica stroškov vzdrževanja v hladni sezoni in včasih dosežejo več deset tisoč rubljev. Vendar pa je s kompetentnim pristopom k toplotni izolaciji stanovanjske stavbe ta znesek mogoče znatno zmanjšati.».

Pravzaprav morate hišo ogrevati, da jo nenehno vzdržujete udobna temperatura ne glede na to, kaj se dogaja zunaj. Pri tem je treba upoštevati toplotne izgube tako skozi ovoj stavbe kot skozi prezračevanje, saj. toplota odhaja z ogrevanim zrakom, ki ga nadomesti ohlajen zrak, kot tudi dejstvo, da določeno količino toplote oddajajo ljudje v hiši, Aparati, žarnice z žarilno nitko itd.

Da bi razumeli, koliko toplote potrebujemo iz našega ogrevalnega sistema in koliko denarja moramo porabiti za to, poskusimo oceniti prispevek vsakega od drugih dejavnikov k toplotni bilanci na primeru opečne stavbe, ki se nahaja v Moskovska regija dvonadstropna hiša s skupno površino 150 m2 (za poenostavitev izračunov smo predpostavili, da so dimenzije koče v smislu približno 8,7x8,7 m in ima 2 nadstropji višine 2,5 m).

Toplotne izgube skozi ovoj stavbe (streha, stene, tla)

Intenzivnost toplotne izgube določata dva dejavnika: temperaturna razlika znotraj in zunaj hiše ter odpornost njenih ograjenih konstrukcij na prenos toplote. Če temperaturno razliko Δt delimo s koeficientom odpornosti proti prehodu toplote Ro sten, streh, tal, oken in vrat ter pomnožimo z njihovo površino S, lahko izračunamo intenzivnost toplotne izgube Q:

Q \u003d (Δt / R o) * S

Temperaturna razlika Δt ni konstantna, spreminja se od sezone do sezone, čez dan, odvisno od vremena itd. Vendar pa je naša naloga poenostavljena z dejstvom, da moramo oceniti skupno potrebo po toploti za leto. Zato lahko za približen izračun dobro uporabimo tak indikator, kot je povprečna letna temperatura zraka za izbrano območje. V moskovski regiji je +5,8 ° C. Če za udobno temperaturo v hiši vzamemo +23°C, potem bo naša povprečna razlika

Δt = 23°C - 5,8°C = 17,2°C

Stene. Površina sten naše hiše (2 kvadratni nadstropji 8,7x8,7 m višine 2,5 m) bo približno enaka

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

Vendar je treba od tega odšteti površino oken in vrat, za katere bomo toplotne izgube izračunali posebej. Recimo, da imamo ena vhodna vrata, standardna velikost 900x2000 mm, tj. območje

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

in okna - 16 kosov (2 na vsaki strani hiše v obeh nadstropjih) z velikostjo 1500x1500 mm, katerih skupna površina bo

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

Skupaj - 37,8 m 2. Preostalo območje opečne stene -

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

Koeficient toplotne prehodnosti stene iz 2 opek je 0,405 m2°C/W. Zaradi poenostavitve bomo zanemarili odpornost na toplotni prehod plasti ometa, ki pokriva stene hiše od znotraj. Tako bo odvajanje toplote vseh sten hiše:

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

Streha. Za poenostavitev izračunov bomo predpostavili, da je odpornost na prenos toplote strešna torta enak uporu toplotne prevodnosti izolacijske plasti. Za izolacijo iz lahke mineralne volne debeline 50-100 mm, ki se najpogosteje uporablja za izolacijo streh, je približno enaka 1,7 m 2 °C / W. Zanemarjamo toplotni upor podstrešnega dna: predpostavimo, da ima hiša podstrešje, ki je povezano z drugimi prostori in se toplota enakomerno porazdeli med vse.

kvadrat dvokapna streha z naklonom 30 ° bo

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

Tako bo njegovo odvajanje toplote:

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

Nadstropje. Odpornost toplotne prehodnosti lesenega poda je približno 1,85 m2°C/W. Po podobnih izračunih dobimo odvajanje toplote:

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

Vrata in okna. Njihova odpornost na prenos toplote je približno enaka 0,21 m 2 °C / W (dvojna lesena vrata) in 0,5 m 2 °C / W (navadno okno z dvojno zasteklitvijo, brez dodatnih energijsko učinkovitih "gadgetov"). Posledično dobimo odvajanje toplote:

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

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

Prezračevanje. V skladu z gradbenimi predpisi mora biti koeficient izmenjave zraka za stanovanje najmanj 0,5, po možnosti 1, tj. v eni uri mora biti zrak v sobi popolnoma posodobljen. Tako je pri višini stropa 2,5 m to približno 2,5 m 3 zraka na uro na kvadratni meter. Ta zrak je treba segreti z zunanje temperature (+5,8°C) na sobno temperaturo (+23°C).

Specifična toplotna kapaciteta zraka je količina toplote, ki je potrebna za dvig temperature 1 kg snovi za 1 ° C - približno 1,01 kJ / kg ° C. Hkrati je gostota zraka v temperaturnem območju, ki nas zanima, približno 1,25 kg/m3, tj. masa 1 kubičnega metra je 1,25 kg. Tako boste za segrevanje zraka za 23-5,8 = 17,2 ° C za vsak kvadratni meter površine potrebovali:

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

Za hišo 150 m2 bo to:

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

Povzemite

Izguba toplote skozi	Temperaturna razlika, °C	Površina, m2	Odpornost na toplotni prehod, m2°C/W	Toplotne izgube, kW
Stene	17,2	175	0,41	5,83
Streha	17,2	87	1,7	0,88
Nadstropje	17,2	75	1,85	0,7
vrata	17,2	1,8	0,21	0,15
Okno	17,2	36	0,5	0,24
Prezračevanje	17,2	-	-	2,26
Skupaj:				11,06

Zadihajmo zdaj!

Recimo, da v hiši živi družina dveh odraslih z dvema otrokoma. Prehranska norma za odraslega je 2600-3000 kalorij na dan, kar je enako moči odvajanja toplote 126 vatov. Odvajanje toplote pri otroku bo ocenjeno na polovico odvajanja toplote pri odraslem. Če so vsi, ki so živeli doma, v njem 2/3 časa, potem dobimo:

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

Recimo, da je v hiši 5 sob, ki jih osvetljujejo navadne žarnice z žarilno nitko z močjo 60 W (niso varčne), 3 na sobo, ki so prižgane povprečno 6 ur na dan (tj. 1/4 celotnega časa). Približno 85 % energije, ki jo porabi sijalka, se pretvori v toploto. Skupaj dobimo:

5*60*3*0,85*1/4=191W

Hladilnik je zelo učinkovita grelna naprava. Njegovo odvajanje toplote je 30 % največje porabe energije, tj. 750 W.

Drugi gospodinjski aparati (naj bo to pranje in pomivalni stroj) sprosti približno 30 % največje vhodne moči kot toploto. Povprečna moč teh naprav je 2,5 kW, delujejo približno 2 uri na dan. Skupaj dobimo 125 vatov.

Standardni električni štedilnik s pečico ima moč približno 11 kW, vendar vgrajeni omejevalnik uravnava delovanje grelnih teles tako, da njihova sočasna poraba ne presega 6 kW. Vendar je malo verjetno, da bomo kdaj uporabljali več kot polovico gorilnikov hkrati ali vse grelne elemente pečice hkrati. Zato bomo izhajali iz dejstva, da je povprečna delovna moč peči približno 3 kW. Če dela 3 ure na dan, dobimo 375 vatov toplote.

Vsak računalnik (v hiši sta 2) oddaja približno 300 W toplote in deluje 4 ure na dan. Skupaj - 100 vatov.

TV je 200 W in 6 ur na dan, t.j. na krog - 50 vatov.

Skupaj dobimo: 1,84 kW.

Zdaj izračunamo potrebno toplotno moč ogrevalnega sistema:

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

stroški ogrevanja

Pravzaprav smo zgoraj izračunali moč, ki bo potrebna za ogrevanje hladilne tekočine. Ogrevali pa jo bomo seveda s pomočjo kotla. Tako so stroški ogrevanja stroški goriva za ta kotel. Ker obravnavamo najsplošnejši primer, bomo naredili izračun za najbolj univerzalno tekoče (dizelsko) gorivo, saj plinovodi še zdaleč niso povsod (strošek njihovega seštevanja pa je številka s 6 ničlami) in trdno gorivo najprej ga je treba nekako prinesti, in drugič, vsake 2-3 ure ga vreči v kotlovsko peč.

Da bi ugotovili, koliko volumna V dizelskega goriva na uro moramo porabiti za ogrevanje hiše, potrebujemo Specifična toplota njegovo zgorevanje q (količina toplote, ki se sprosti pri zgorevanju enote mase ali prostornine goriva, za dizelsko gorivo - približno 13,95 kWh / l), pomnožena z izkoristkom kotla η (približno 0,93 za dizelsko gorivo) in nato zahtevana moč kotla ogrevalni sistem Qogrevanje ( 9,22 kW), deljeno z dobljeno številko:

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

S povprečnimi stroški dizelskega goriva za moskovsko regijo 30 rubljev na liter na leto, nas bo

0,71 * 30 rub. * 24 ur * 365 dni = 187 tisoč rubljev. (zaokroženo).

Kako prihraniti?

Naravna želja vsakega lastnika stanovanja je zmanjšati stroške ogrevanja že v fazi gradnje. Kam je smiselno vložiti denar?

Najprej je treba pomisliti na izolacijo fasade, ki, kot smo že videli, predstavlja glavnino vseh toplotnih izgub doma. V splošnem primeru se za to lahko uporabi zunanja ali notranja dodatna izolacija. Vendar notranja izolacija veliko manj učinkovito: pri vgradnji toplotne izolacije z notranje strani se meja med toplim in hladnim področjem »premakne« v notranjost hiše, t.j. vlaga se bo kondenzirala v debelini sten.

Obstajata dva načina izolacije fasade: "mokro" (omet) in z vgradnjo zgibne prezračevane fasade. Praksa kaže, da je »mokra« izolacija ob upoštevanju obratovalnih stroškov zaradi potrebe po stalnih popravilih skoraj dvakrat dražja od prezračevane fasade. Glavna pomanjkljivost mavčne fasade je visoka cena storitev in vsebino. " Začetni stroški za ureditev takšne fasade so nižji kot za zgibno prezračevano, le za 20-25%, največ 30%,- pojasnjuje Sergej Yakubov ("Kovinski profil"). - Vendar pa glede na stroške Vzdrževanje, ki ga je treba opraviti vsaj enkrat na 5 let, po prvih petih letih bo mavčna fasada po ceni izenačena s prezračevano, čez 50 let (življenjska doba prezračevane fasade) pa bo 4-5 let. krat dražje».

Kaj je zgibna prezračevana fasada? To je zunanji "zaslon", pritrjen na luč kovinski okvir, ki je pritrjen na steno s posebnimi nosilci. Med steno hiše in zaslonom je nameščena lahka izolacija (na primer Isover "VentFacade Bottom" debeline 50 do 200 mm), pa tudi vetrna in hidrozaščitna membrana (na primer Tyvek Housewrap). Za zunanjo oblogo se lahko uporabljajo različni materiali, vendar v individualna gradnja najpogosteje uporabljena jeklena obloga. " Uporaba sodobnih visokotehnoloških materialov pri izdelavi tiru, kot je jeklo, prevlečeno s Colorcoat Prisma ™, vam omogoča, da izberete skoraj vse oblikovalska rešitev, - pravi Sergej Yakubov. - Ta material ima odlično odpornost proti koroziji in mehanskim obremenitvam. Garancijska doba zanj je 20 let z realno življenjsko dobo 50 let ali več. Tisti. pod pogojem, da je uporabljen jekleni tir, bo celotna konstrukcija fasade brez popravil zdržala 50 let».

Dodatni sloj fasadne izolacije iz mineralne volne ima upor toplotne prehodnosti približno 1,7 m2°C/W (glej zgoraj). V gradbeništvu za izračun odpornosti na prenos toplote večplastne stene seštejte ustrezne vrednosti za vsako od plasti. Kot se spomnimo, naš glavni nosilna stena v 2 zidakih ima upor toplotne prehodnosti 0,405 m2°C/W. Torej za steno s prezračevano fasado dobimo:

0,405 + 1,7 = 2,105 m 2 °C / W

Tako bo po izolaciji odvajanje toplote naših sten

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

kar je 5,2-krat manj od enakega kazalnika za neizolirano fasado. Impresivno, kajne?

Ponovno izračunamo potrebno toplotno moč ogrevalnega sistema:

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

Poraba dizelskega goriva:

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

Količina za ogrevanje:

0,35 * 30 rub. * 24 ur * 365 dni = 92 tisoč rubljev.

Da se vaša hiša ne bi izkazala za jamo brez dna za stroške ogrevanja, predlagamo, da preučite osnovne smeri raziskav toplotne tehnike in metodologijo izračuna. brez predračun toplotne prepustnosti in kopičenja vlage, se izgubi celotno bistvo stanovanjske gradnje.

Fizika toplotnih procesov

Različna področja fizike imajo veliko skupnega pri opisovanju pojavov, ki jih preučujejo. Tako je tudi v toplotni tehniki: načela, ki opisujejo termodinamične sisteme, jasno odmevajo temelje elektromagnetizma, hidrodinamike in klasične mehanike. Navsezadnje govorimo o opisu istega sveta, zato ni presenetljivo, da so za modele fizičnih procesov značilni nekateri skupne značilnosti na mnogih področjih raziskovanja.

Bistvo toplotnih pojavov je enostavno razumeti. Temperatura telesa ali stopnja njegovega segrevanja ni nič drugega kot merilo intenzivnosti nihanja osnovnih delcev, iz katerih je to telo sestavljeno. Očitno ob trku dveh delcev tisti z raven energije višji bo prenesel energijo na delce z manj energije, nikoli pa obratno. Vendar to ni edini način izmenjave energije, prenos je možen tudi preko kvantov toplotnega sevanja. Pri tem je nujno ohranjeno osnovno načelo: kvant, ki ga oddaja manj segret atom, ne more prenesti energije na bolj vročega. osnovni delec. Preprosto se odbija od njega in bodisi izgine brez sledu bodisi prenese svojo energijo na drug atom z manj energije.

Termodinamika je dobra, ker so procesi, ki se v njej dogajajo, popolnoma vizualni in jih je mogoče interpretirati pod krinko razni modeli. Glavna stvar je slediti osnovnim postulatom, kot sta zakon o prenosu energije in termodinamično ravnotežje. Torej, če je vaša predstavitev v skladu s temi pravili, boste zlahka razumeli metodo toplotnotehničnih izračunov od in do.

Koncept odpornosti proti prenosu toplote

Sposobnost materiala za prenos toplote imenujemo toplotna prevodnost. V splošnem primeru je vedno višja, čim večja je gostota snovi in ​​čim bolje je njena struktura prilagojena za prenos kinetičnih nihanja.

Količina, obratno sorazmerna s toplotno prevodnostjo, je toplotni upor. Za vsak material ima ta lastnost edinstvene vrednosti, odvisno od strukture, oblike in številnih drugih dejavnikov. Na primer, učinkovitost prenosa toplote v debelini materialov in v območju njihovega stika z drugimi mediji se lahko razlikuje, zlasti če je med materiali vsaj minimalna plast snovi v drugačnem agregatnem stanju. Kvantitativno je toplotna upornost izražena kot temperaturna razlika, deljena s stopnjo toplotnega toka:

R t \u003d (T 2 - T 1) / P

• R t - toplotna odpornost odseka, K / W;
• T 2 - temperatura začetka odseka, K;
• T 1 - temperatura konca odseka, K;
• P je toplotni tok, W.

Pri izračunu toplotnih izgub ima toplotna upornost odločilno vlogo. Vsako ograjeno strukturo lahko predstavljamo kot ravninsko vzporedno oviro za toplotni tok. Njegova skupna toplotna upornost je vsota uporov posamezne plasti, medtem ko so vse predelne stene zložene v prostorsko strukturo, ki je pravzaprav stavba.

R t \u003d l / (λ S)

• R t - toplotna upornost odseka vezja, K / W;
• l je dolžina odseka toplotnega kroga, m;
• λ je toplotna prevodnost materiala, W/(m K);
• S je površina prečnega prereza mesta, m 2.

Dejavniki, ki vplivajo na izgubo toplote

Toplotni procesi se dobro ujemajo z električnimi procesi: temperaturna razlika deluje kot napetost, toplotni tok se lahko obravnava kot jakost toka, vendar vam sploh ni treba izmisliti lastnega izraza za upor. Popolnoma drži tudi koncept najmanjšega upora, ki se v toplotni tehniki pojavlja kot hladni mostovi.

Če obravnavamo poljuben material v prerezu, je precej enostavno ugotoviti pot toplotnega toka tako na mikro kot na makro ravni. Vzemimo za prvi model betonski zid, v katerem so zaradi tehnološke potrebe skoznje pritrditve izdelane z jeklenimi palicami poljubnega preseka. Jeklo nekoliko prevaja toploto boljši od betona, tako da lahko ločimo tri glavne toplotne tokove:

• skozi beton
• skozi jeklene palice
• od jeklenih palic do betona

Zadnji model toplotnega toka je najbolj zanimiv. Ker se jeklena palica hitreje segreje, bo temperaturna razlika med obema materialoma opazna bližje zunanjemu delu stene. Tako jeklo ne samo "črpa" toplote navzven samo, temveč tudi poveča toplotno prevodnost sosednjih betonskih mas.

V poroznih medijih termični procesi postopati na podoben način. Skoraj vsi Gradbeni materiali sestoji iz razvejanega spleta trdne snovi, med katerima je prostor napolnjen z zrakom. Trden, gost material torej služi kot glavni prevodnik toplote, vendar se zaradi kompleksne strukture izkaže, da je pot, po kateri se širi toplota, večja od preseka. Tako je drugi dejavnik, ki določa toplotno odpornost, heterogenost posamezne plasti in ovoja stavbe kot celote.

Tretji dejavnik, ki vpliva na toplotno prevodnost, lahko imenujemo kopičenje vlage v porah. Voda ima 20–25-krat nižjo toplotno upornost kot zrak, tako da če zapolni pore, postane skupna toplotna prevodnost materiala še večja, kot če por sploh ne bi bilo. Ko voda zmrzne, se stanje še poslabša: toplotna prevodnost se lahko poveča do 80-krat. Vir vlage je praviloma zrak v prostoru in atmosferske padavine. V skladu s tem so tri glavne metode boja proti temu pojavu zunanja hidroizolacija sten, uporaba parne zaščite in izračun akumulacije vlage, ki se nujno izvaja vzporedno z napovedovanjem toplotnih izgub.

Diferencirane računske sheme

Najenostavnejši način za določitev količine toplotnih izgub v stavbi je seštevek vrednosti toplotnega toka skozi strukture, ki tvorijo to stavbo. Ta tehnika v celoti upošteva razliko v strukturi različne materiale, kot tudi posebnosti toplotnega toka skozi njih in na stičiščih ene ravnine v drugo. Takšen dihotomni pristop močno poenostavi nalogo, saj se lahko različne ograjne konstrukcije pri zasnovi sistemov toplotne zaščite bistveno razlikujejo. V skladu s tem je v ločeni študiji lažje določiti količino toplotne izgube, ker za to različne načine izračuni:

• Pri stenah je uhajanje toplote kvantitativno enako celotna površina pomnoženo z razmerjem med temperaturno razliko in toplotno odpornostjo. V tem primeru je nujno treba upoštevati orientacijo sten na kardinalne točke, da se upošteva njihovo segrevanje v podnevi, kot tudi prepustnost gradbene konstrukcije.
• Za prekrivanja je tehnika enaka, vendar prisotnost podstrešni prostor in način delovanja. Tudi za sobna temperatura vrednost 3-5 °C je višja, izračunana vlažnost se prav tako poveča za 5-10%.
• Toplotne izgube skozi tla se izračunajo consko, ki opisujejo pasove vzdolž oboda stavbe. To je posledica dejstva, da je temperatura tal pod tlemi višja v bližini središča stavbe v primerjavi s temeljnim delom.
• Toplotni tok skozi zasteklitev je določen s podatki na imenski tablici oken, upoštevati je treba tudi vrsto prileganja oken na stene in globino naklonov.

Q = S (ΔT / Rt)

• Q- izguba toplote, W;
• S - površina stene, m 2;
• ΔT - temperaturna razlika znotraj in zunaj prostora, ° С;
• R t - odpornost na prenos toplote, m 2 ° C / W.

Primer izračuna

Preden se premaknete na demo, odgovorimo na zadnje vprašanje: kako pravilno izračunati integralni toplotni upor kompleksnih večplastnih struktur? To seveda lahko naredimo ročno, saj se v sodobni gradnji ne uporablja veliko vrst nosilnih podlag in izolacijskih sistemov. Vendar upoštevajte prisotnost dekorativni zaključki, notranji in fasadni omet, pa tudi vpliv vseh prehodnih in drugih dejavnikov je precej težko, bolje je uporabiti avtomatizirane izračune. Eden najboljših spletnih virov za tovrstna opravila je smartcalc.ru, ki dodatno izriše premik rosišča glede na podnebne razmere.

Na primer, vzemimo poljubno zgradbo, po preučitvi opisa katere bo bralec lahko ocenil niz začetnih podatkov, potrebnih za izračun. Obstaja enonadstropna hiša pravilno pravokotne oblike dimenzij 8,5 x 10 m in višine stropa 3,1 m, ki se nahaja v Leningradska regija. Hiša ima v tleh neizoliran pod z deskami na brunih z zračno režo, višina tal je 0,15 m višja od tlocrta na lokaciji. Stenski material je žlindrni monolit debeline 42 cm z notranjim cementno-apnenim ometom do 30 mm debeline in zunanjim žlindrno-cementnim ometom tipa "krzneni plašč" do 50 mm debeline. Skupna površina zasteklitve je 9,5 m 2, uporabljena okna so okna z dvojno zasteklitvijo v toplotno varčnem profilu s povprečno toplotno odpornostjo 0,32 m 2 °C / W. Strop je na lesenih tramovih: spodaj ometan na skodle, zapolnjen s plavžno žlindro in zgoraj pokrit z glinenim estrihom, nad stropom je hladno podstrešje. Naloga izračuna toplotne izgube je oblikovanje sistema toplotne zaščite sten.

Najprej se določijo toplotne izgube skozi tla. Ker je njihov delež v skupnem odtoku toplote najmanjši, pa tudi zaradi veliko število spremenljivke (gostota in vrsta tal, globina zmrzovanja, masivnost temeljev itd.), se izračun toplotnih izgub izvede po poenostavljeni metodi z uporabo zmanjšane odpornosti na prenos toplote. Vzdolž oboda objekta, začenši od stične črte s tlemi, so opisane štiri cone - obkrožajoči pasovi širine 2 metrov. Za vsako cono se vzame lastna vrednost zmanjšane odpornosti na prenos toplote. V našem primeru so tri cone s površino 74, 26 in 1 m 2. Naj vas ne moti skupni znesek območja con, ki več območja objekta na 16 m 2, razlog za to je dvojni preračun sečišč pasov prve cone v vogalih, kjer so toplotne izgube veliko večje v primerjavi z odseki ob stenah. Z uporabo vrednosti upora prenosa toplote 2,1, 4,3 in 8,6 m 2 °C / W za cone ena do tri, določimo toplotni tok skozi vsako cono: 1,23, 0,21 oziroma 0,05 kW.

Stene

Z uporabo podatkov o terenu ter materialov in debeline plasti, ki tvorijo stene, morate izpolniti ustrezna polja na zgoraj omenjeni storitvi smartcalc.ru. Glede na rezultate izračuna je odpornost na prenos toplote enaka 1,13 m 2 ° C / W, toplotni tok skozi steno pa 18,48 W na kvadratni meter. S skupno površino stene (brez zasteklitve) 105,2 m 2 znaša skupna toplotna izguba skozi stene 1,95 kW / h. V tem primeru bodo toplotne izgube skozi okna 1,05 kW.

Pokrivanje in ostrešje

Izračun toplotne izgube skozi podstrešje lahko izvedete tudi v spletnem kalkulatorju z izbiro želene vrste ograjenih struktur. Posledično je odpornost prekrivanja na prenos toplote 0,66 m 2 ° C / W, toplotna izguba pa 31,6 W s kvadratni meter, to je 2,7 kW iz celotne površine ovoja stavbe.

Skupaj skupna toplotna izguba po izračunih znašajo 7,2 kWh. Glede na precej nizko kakovost gradbenih konstrukcij je ta številka očitno precej nižja od realne. Pravzaprav je tak izračun idealiziran, ne upošteva posebnih koeficientov, pihanja, konvekcijske komponente prenosa toplote, izgub skozi prezračevanje in vhodna vrata. Pravzaprav zaradi slabe kakovosti vgradnje oken, pomanjkanja zaščite na stičišču strehe na Mauerlat in slabe hidroizolacije sten od temeljev prave toplotne izgube lahko 2- ali celo 3-krat več od izračunanih. Vendar pa že osnovne toplotnotehnične študije pomagajo ugotoviti, ali bodo konstrukcije hiše v gradnji ustrezale sanitarni standardi vsaj v prvem približku.

Na koncu podajamo še eno pomembno priporočilo: če res želite popolnoma razumeti toplotno fiziko določene zgradbe, morate uporabiti razumevanje načel, opisanih v tem pregledu in specializirani literaturi. Na primer, referenčni priročnik Elena Malyavina "Toplotne izgube stavbe" je lahko zelo dobra pomoč pri tej zadevi, kjer so posebnosti toplotnotehničnih procesov zelo podrobno razložene, podane so povezave do potrebnih regulativnih dokumentov, kot tudi kot primere izračunov in vse potrebne osnovne informacije.

Da se vaša hiša ne bi izkazala za jamo brez dna za stroške ogrevanja, predlagamo, da preučite osnovne smeri raziskav toplotne tehnike in metodologijo izračuna.

Da se vaša hiša ne bi izkazala za jamo brez dna za stroške ogrevanja, predlagamo, da preučite osnovne smeri raziskav toplotne tehnike in metodologijo izračuna.

Brez predhodnega izračuna toplotne prepustnosti in akumulacije vlage se izgubi celotno bistvo stanovanjske gradnje.

Fizika toplotnih procesov

Različna področja fizike imajo veliko skupnega pri opisovanju pojavov, ki jih preučujejo. Tako je tudi v toplotni tehniki: načela, ki opisujejo termodinamične sisteme, jasno odmevajo temelje elektromagnetizma, hidrodinamike in klasične mehanike. Navsezadnje govorimo o opisu istega sveta, zato ni presenetljivo, da so modeli fizikalnih procesov značilni za nekatere skupne značilnosti na številnih področjih raziskovanja.

Bistvo toplotnih pojavov je enostavno razumeti. Temperatura telesa ali stopnja njegovega segrevanja ni nič drugega kot merilo intenzivnosti nihanja osnovnih delcev, iz katerih je to telo sestavljeno. Očitno je, da ko dva delca trčita, bo tisti z višjo energijsko stopnjo prenesel energijo k delcu z nižjo energijo, nikoli pa obratno.

Vendar to ni edini način izmenjave energije, prenos je možen tudi preko kvantov toplotnega sevanja. Pri tem je nujno ohranjen osnovni princip: kvant, ki ga oddaja manj segret atom, ni sposoben prenesti energije na bolj vroč elementarni delec. Preprosto se odbija od njega in bodisi izgine brez sledu bodisi prenese svojo energijo na drug atom z manj energije.

Termodinamika je dobra, ker so procesi, ki se v njej dogajajo, popolnoma jasni in jih je mogoče interpretirati pod krinko različnih modelov. Glavna stvar je upoštevati osnovne postulate, kot sta zakon prenosa energije in termodinamično ravnovesje. Torej, če je vaša predstavitev v skladu s temi pravili, boste zlahka razumeli metodo toplotnotehničnih izračunov od in do.

Koncept odpornosti proti prenosu toplote

Sposobnost materiala za prenos toplote imenujemo toplotna prevodnost. V splošnem primeru je vedno višja, čim večja je gostota snovi in ​​čim bolje je njena struktura prilagojena za prenos kinetičnih nihanja.

Količina, obratno sorazmerna s toplotno prevodnostjo, je toplotni upor. Za vsak material ima ta lastnost edinstvene vrednosti, odvisno od strukture, oblike in številnih drugih dejavnikov. Na primer, učinkovitost prenosa toplote v debelini materialov in v območju njihovega stika z drugimi mediji se lahko razlikuje, zlasti če je med materiali vsaj minimalna plast snovi v drugačnem agregatnem stanju. Kvantitativno je toplotna upornost izražena kot temperaturna razlika, deljena s stopnjo toplotnega toka:

Rt = (T2 - T1) / P

Kje:

• Rt - toplotna upornost odseka, K / W;
• T2 - temperatura začetka odseka, K;
• T1 - temperatura konca odseka, K;
• P - toplotni tok, W.

Pri izračunu toplotnih izgub ima toplotna upornost odločilno vlogo. Vsako ograjeno strukturo lahko predstavljamo kot ravninsko vzporedno oviro za toplotni tok. Njegova skupna toplotna upornost je vsota uporov posamezne plasti, medtem ko so vse predelne stene zložene v prostorsko strukturo, ki je pravzaprav stavba.

Rt = l / (λ S)

Kje:

• Rt - toplotna upornost odseka vezja, K / W;
• l - dolžina odseka toplotnega kroga, m;
• λ - koeficient toplotne prevodnosti materiala, W/(m K);
• S - površina prečnega prereza mesta, m2.

Dejavniki, ki vplivajo na izgubo toplote

Toplotni procesi se dobro ujemajo z električnimi procesi: temperaturna razlika deluje kot napetost, toplotni tok se lahko obravnava kot jakost toka, vendar vam sploh ni treba izmisliti lastnega izraza za upor. Popolnoma drži tudi koncept najmanjšega upora, ki se v toplotni tehniki pojavlja kot hladni mostovi.

Če obravnavamo poljuben material v prerezu, je precej enostavno ugotoviti pot toplotnega toka tako na mikro kot na makro ravni. Kot prvi model bomo vzeli betonsko steno, v kateri so zaradi tehnološke potrebe skoznje pritrditve izdelane z jeklenimi palicami poljubnega preseka. Jeklo prevaja toploto nekoliko bolje kot beton, zato ločimo tri glavne toplotne tokove:

• skozi beton
• skozi jeklene palice
• od jeklenih palic do betona

Zadnji model toplotnega toka je najbolj zanimiv. Ker se jeklena palica hitreje segreje, bo temperaturna razlika med obema materialoma opazna bližje zunanjemu delu stene. Tako jeklo ne samo "črpa" toplote navzven samo, temveč tudi poveča toplotno prevodnost sosednjih betonskih mas.

V poroznih medijih toplotni procesi potekajo podobno. Skoraj vsi gradbeni materiali so sestavljeni iz razvejanega spleta trdne snovi, med katerimi je prostor napolnjen z zrakom.

Trden, gost material torej služi kot glavni prevodnik toplote, vendar se zaradi kompleksne strukture izkaže, da je pot, po kateri se širi toplota, večja od preseka. Tako je drugi dejavnik, ki določa toplotno odpornost, heterogenost posamezne plasti in ovoja stavbe kot celote.

Tretji dejavnik, ki vpliva na toplotno prevodnost, lahko imenujemo kopičenje vlage v porah. Voda ima 20–25-krat nižjo toplotno upornost kot zrak, tako da če zapolni pore, postane skupna toplotna prevodnost materiala še višja, kot če por sploh ne bi bilo. Ko voda zmrzne, se stanje še poslabša: toplotna prevodnost se lahko poveča do 80-krat. Vir vlage je praviloma zrak v prostoru in atmosferske padavine. V skladu s tem so tri glavne metode boja proti temu pojavu zunanja hidroizolacija sten, uporaba parne zaščite in izračun akumulacije vlage, ki ga je treba izvesti vzporedno z napovedjo toplotnih izgub.

Diferencirane računske sheme

Najenostavnejši način za določitev velikosti toplotnih izgub stavbe je seštevek vrednosti toplotnega toka skozi strukture, ki tvorijo to stavbo. Ta tehnika v celoti upošteva razlike v strukturi različnih materialov, pa tudi posebnosti toplotnega toka skozi njih in na stičiščih ene ravnine v drugo. Takšen dihotomni pristop močno poenostavi nalogo, saj se lahko različne ograjne konstrukcije pri zasnovi sistemov toplotne zaščite bistveno razlikujejo. V skladu s tem je v ločeni študiji lažje določiti količino toplotne izgube, saj so za to na voljo različne metode izračuna:

• Pri stenah je uhajanje toplote kvantitativno enako skupni površini, pomnoženi z razmerjem med temperaturno razliko in toplotnim uporom. Hkrati je nujno treba upoštevati orientacijo sten na kardinalne točke, da se upošteva njihovo ogrevanje podnevi, pa tudi prezračevanje gradbenih konstrukcij.
• Za tla je metodologija enaka, vendar se upoštevata prisotnost podstrešja in način njegovega delovanja. Prav tako se kot sobna temperatura upošteva 3–5 °C višja vrednost, izračunana vlažnost se prav tako poveča za 5–10 %.
• Toplotne izgube skozi tla se izračunajo consko, ki opisujejo pasove vzdolž oboda stavbe. To je posledica dejstva, da je temperatura tal pod tlemi višja v bližini središča stavbe v primerjavi s temeljnim delom.
• Toplotni tok skozi zasteklitev je določen s podatki na imenski tablici oken, upoštevati je treba tudi vrsto prileganja oken na stene in globino naklonov.

Q = S (∆T / Rt)

Kje:

• Q - toplotne izgube, W;
• S - površina stene, m2;
• ΔT - temperaturna razlika znotraj in zunaj prostora, ° С;
• Rt - odpornost na prenos toplote, m2 °C / W.

Primer izračuna

Preden preidemo na demo, odgovorimo na zadnje vprašanje: kako pravilno izračunati integralni toplotni upor kompleksnih večplastnih struktur? To seveda lahko naredimo ročno, saj se v sodobni gradnji ne uporablja veliko vrst nosilnih podlag in izolacijskih sistemov. Vendar pa je precej težko upoštevati prisotnost dekorativnih zaključkov, notranjih in fasadnih ometov, pa tudi vpliv vseh prehodnih procesov in drugih dejavnikov, zato je bolje uporabiti avtomatizirane izračune. Eden najboljših spletnih virov za tovrstna opravila je smartcalc.ru, ki dodatno izriše premik rosišča glede na podnebne razmere.

Na primer, vzemimo poljubno zgradbo, po preučitvi opisa katere bo bralec lahko ocenil niz začetnih podatkov, potrebnih za izračun. Obstaja enonadstropna hiša pravilne pravokotne oblike z dimenzijami 8,5 x 10 m in višino stropa 3,1 m, ki se nahaja v regiji Leningrad.

Hiša ima v tleh neizoliran pod z deskami na brunih z zračno režo, višina tal je 0,15 m višja od tlocrta na lokaciji. Stenski material je žlindrni monolit debeline 42 cm z notranjim cementno-apnenim ometom do 30 mm debeline in zunanjim žlindrno-cementnim ometom tipa "krzneni plašč" do 50 mm debeline. Skupna površina zasteklitve je 9,5 m2, uporabljena okna so dvoslojna okna v toplotno varčnem profilu s povprečno toplotno upornostjo 0,32 m2 °C/W.

Strop je izveden na lesenih tramovih: od spodaj je ometan na skodle, zapolnjen s plavžno žlindro in od zgoraj pokrit z glinenim estrihom, nad stropom je hladno podstrešje. Naloga izračuna toplotne izgube je oblikovanje sistema toplotne zaščite sten.

Nadstropje

Najprej se določijo toplotne izgube skozi tla. Ker je njihov delež v celotnem toplotnem odtoku najmanjši, pa tudi zaradi velikega števila spremenljivk (gostota in vrsta tal, globina zmrzovanja, masivnost temeljev itd.), se toplotne izgube izračunajo po poenostavljeni metodi z uporabo zmanjšana odpornost na prenos toplote. Vzdolž oboda objekta, začenši od stične črte s tlemi, so opisane štiri cone - obkrožajoči pasovi širine 2 metrov.

Za vsako cono se vzame lastna vrednost zmanjšane odpornosti na prenos toplote. V našem primeru so tri cone s površino 74, 26 in 1 m2. Naj vas skupna površina con, ki je za 16 m2 večja od površine stavbe, ne zmede, razlog za to je dvojni preračun sekajočih se pasov prve cone v kotih, kjer gre izgube so veliko večje v primerjavi z odseki ob stenah. Z vrednostmi upora toplotne prehodnosti 2,1, 4,3 in 8,6 m2 °C/W za cone ena do tri določimo toplotni tok skozi vsako cono: 1,23, 0,21 oziroma 0,05 kW.

Stene

Z uporabo podatkov o terenu ter materialov in debeline plasti, ki tvorijo stene, morate izpolniti ustrezna polja na zgoraj omenjeni storitvi smartcalc.ru. Po rezultatih izračuna je upor toplotne prehodnosti enak 1,13 m2 °C / W, toplotni tok skozi steno pa 18,48 W na kvadratni meter. Pri skupni površini sten (brez zasteklitve) 105,2 m2 znašajo skupne toplotne izgube skozi stene 1,95 kWh. V tem primeru bodo toplotne izgube skozi okna 1,05 kW.

Pokrivanje in ostrešje

Izračun toplotne izgube skozi podstrešje lahko izvedete tudi v spletnem kalkulatorju z izbiro želene vrste ograjenih konstrukcij. Posledično je upor tal proti prehodu toplote 0,66 m2 °C/W, toplotne izgube pa 31,6 W na kvadratni meter, to je 2,7 kW iz celotne površine ovoja stavbe.

Skupne skupne toplotne izgube po izračunih znašajo 7,2 kWh. Glede na precej nizko kakovost gradbenih konstrukcij je ta številka očitno precej nižja od realne. Pravzaprav je tak izračun idealiziran, ne upošteva posebnih koeficientov, pihanja, konvekcijske komponente prenosa toplote, izgub skozi prezračevanje in vhodna vrata.

Dejstvo je, da so lahko dejanske toplotne izgube zaradi nekvalitetne vgradnje oken, pomanjkanja zaščite na stičišču strehe in mauerlata in slabe hidroizolacije sten od temeljev 2 ali celo 3-krat večje od izračunanih. Kljub temu že osnovne toplotnotehnične študije pomagajo ugotoviti, ali bodo konstrukcije hiše v gradnji vsaj v prvem približku ustrezale sanitarnim standardom.

Na koncu podajamo še eno pomembno priporočilo: če res želite popolnoma razumeti toplotno fiziko določene zgradbe, morate uporabiti razumevanje načel, opisanih v tem pregledu in specializirani literaturi. Na primer, referenčni priročnik Elene Malyavine "Toplotne izgube stavbe" je lahko zelo dobra pomoč pri tej zadevi, kjer so posebnosti toplotnih procesov zelo podrobno razložene, podane so povezave do potrebnih regulativnih dokumentov, pa tudi primeri izračunov in vse potrebne osnovne informacije.objavljeno

Če imate kakršna koli vprašanja o tej temi, jih postavite strokovnjakom in bralcem našega projekta.

Vsaka gradnja hiše se začne s pripravo projekta hiše. Že v tej fazi bi morali razmišljati o ogrevanju doma, saj. ni stavb in hiš brez toplotnih izgub, ki bi jih plačali hladna zima, med kurilno sezono. Zato je treba izvesti izolacijo hiše zunaj in znotraj, ob upoštevanju priporočil oblikovalcev.

Kaj in zakaj izolirati?

Med gradnjo hiš mnogi ne vedo in se niti ne zavedajo, da bo v zasebni hiši, zgrajeni v ogrevalni sezoni, do 70% toplote šlo za ogrevanje ulice.

Skrbi za varčevanje družinski proračun in problem izolacije doma se mnogi sprašujejo: kaj in kako izolirati ?

Na to vprašanje je zelo enostavno odgovoriti. Dovolj je, da pozimi pogledate na zaslon termovizije, in takoj boste opazili, skozi katere strukturne elemente toplota uhaja v ozračje.

Če nimate takšne naprave, potem ni pomembno, spodaj bomo opisali statistiko, ki prikazuje, kje in v kolikšnem odstotku toplota zapusti hišo, ter objavili videoposnetek toplotne slike iz pravega projekta.

Pri izolaciji hiše pomembno je razumeti, da toplota ne uhaja le skozi tla in strehe, stene in temelje, temveč tudi skozi stara okna in vrata, ki jih bo treba v hladni sezoni zamenjati ali izolirati.

Porazdelitev toplotnih izgub v hiši

Vsi strokovnjaki priporočajo izolacija zasebnih hiš , stanovanj in industrijskih prostorov, ne samo od zunaj, ampak tudi od znotraj. Če tega ne storite, bo toplota, ki nam je »draga« v hladni sezoni, preprosto hitro izginila nikamor.

Na podlagi statističnih podatkov in podatkov strokovnjakov, po katerih bo ob prepoznavanju in odpravi glavnih toplotnih uhajanj že mogoče pozimi prihraniti 30% ali več odstotkov pri ogrevanju.

Torej, analizirajmo, v katerih smereh in v kolikšnem odstotku naša toplota zapusti hišo.

Največje toplotne izgube nastanejo zaradi:

Izguba toplote skozi streho in tla

Kot veste, se topel zrak vedno dviga navzgor, zato segreva neizolirano streho hiše in stropove, skozi katere uhaja 25 % naše toplote.

Izdelovati izolacija strehe hiše in zmanjšati toplotne izgube na minimum, morate uporabiti strešno izolacijo s skupno debelino od 200 mm do 400 mm. Tehnologijo izolacije strehe hiše si lahko ogledate s povečavo slike na desni.

Izguba toplote skozi stene

Marsikdo se bo verjetno vprašal: zakaj je izguba toplote skozi neizolirane stene hiše (približno 35%) večja kot skozi neizolirano streho hiše, ker se ves topel zrak dviga navzgor?

Vse je zelo preprosto. Prvič, površina sten je veliko večja od površine strehe, in drugič, različne materiale imajo različno toplotno prevodnost. Zato med gradnjo podeželske hiše, morate poskrbeti za izolacija sten hiše. Za to je primerna izolacija za stene skupne debeline od 100 do 200 mm.

Za ustrezno izolacijo stene hiše, morate imeti znanje tehnologije in posebno orodje. tehnologija izolacije sten zidana hiša si lahko ogledate tako, da povečate sliko na desni.

Izguba toplote skozi tla

Čeprav se zdi čudno, vendar neizolirana tla v hiši odvzamejo od 10 do 15% toplote (številka je lahko več, če je vaša hiša zgrajena na pilotih). To je posledica prezračevanja pod hišo v hladno obdobje zime.

Za zmanjšanje izgube toplote skozi izolirana tla v hiši, lahko uporabite izolacijo za tla z debelino od 50 do 100 mm. To bo dovolj, da hodite bosi po tleh v hladni zimski sezoni. Tehnologijo izolacije tal v hiši si lahko ogledate s povečavo slike na desni.

Izguba toplote skozi okna

Okno- morda je to tisti element, ki ga je skoraj nemogoče izolirati, ker. potem bo hiša podobna ječi. Edina stvar, ki jo je mogoče storiti za zmanjšanje toplotne izgube do 10%, je zmanjšanje števila oken v zasnovi, izolacija pobočij in namestitev vsaj oken z dvojno zasteklitvijo.

Izguba toplote skozi vrata

Zadnji element v zasnovi hiše, skozi katerega uhaja do 15 % toplote, so vrata. To je posledica stalnega odpiranja vhodna vrata, skozi katerega nenehno uhaja toplota. Za zmanjšanje toplotnih izgub skozi vrata minimalno je priporočljiva vgradnja dvokrilnih vrat, tesnjenje s tesnilno gumo in vgradnja toplotnih zaves.

Prednosti izoliranega doma

• Povračilo v prvi kurilni sezoni
• Prihranki pri klimatskih napravah in ogrevanju doma
• Hladno v zaprtih prostorih poleti
• Odlična dodatna zvočna izolacija sten in stropov ter tal
• Zaščita hišnih konstrukcij pred uničenjem
• Povečano udobje v zaprtih prostorih
• Ogrevanje bo mogoče vklopiti veliko kasneje

Rezultati izolacije zasebne hiše

Zelo donosno je ogreti hišo , v večini primerov pa celo nujne, saj to je posledica velik znesek prednosti pred neizoliranimi hišami in vam omogoča, da prihranite svoj družinski proračun.

Ko ste izvedli zunanjo in notranjo izolacijo hiše, vaš zasebna hiša postane kot termovka. Toplota pozimi ne bo odletela iz njega in poleti ne bo prišla, vsi stroški za popolno izolacijo fasade in strehe, kleti in temeljev pa se bodo povrnili v eni ogrevalni sezoni.

Za optimalna izbira grelnik za dom , priporočamo, da preberete naš članek: Glavne vrste izolacije za hišo, ki podrobno obravnava glavne vrste izolacije, ki se uporabljajo pri izolaciji zasebne hiše zunaj in znotraj, njihove prednosti in slabosti.

Video: Pravi projekt - kam gre toplota v hiši