≡×МЕНЮ

• Ремонт
• Ремонт
• Дизайн інтер'єра
• Про все
• Про сантехніку

Втрата тепла за опалювальний сезон. Ідеальний будинок: розрахунок тепловтрат будинку. Обчислення площі зовнішніх стін

Комфорт - штука примхлива. Приходять мінусові температури, відразу стає мерзлякувато, і нестримно тягне до домашнього облаштування. Починається "глобальне утеплення". І тут є одне «але» — навіть прорахувавши тепловтрати будинку і змонтувавши обігрів «згідно з планом», можна залишитися віч-на-віч з теплом, що швидко йде. Процесом візуально не помітним, зате добре відчувається через вовняні шкарпетки і великі рахунки за опалення. Залишається питання – куди «дорогоцінне» тепло пішло?

Природні втрати втрати добре ховаються за несучі конструкціїабо «добротно» зроблене утеплення, де проріх за умовчанням не повинно бути. Але чи це так? Розгляньмо питання теплових витоків для різних елементів конструкції.

Холодні місця на стінах

До 30% від усіх тепловтрат будинку припадає на стіни. У сучасне будівництвовони є багатошарові конструкції з різних по теплопровідності матеріалів. Розрахунки для кожної стіни можна проводити індивідуально, але є загальні для всіх похибок, через які з приміщення йде тепло, а зовні до будинку надходить холод.

Місце, де ізоляційні властивості ослаблені, називається "місток холоду". Для стін це:

• Кладочні шви

Оптимальний шов кладки – 3мм. Досягається він частіше клейовими складамидрібні текстури. Коли обсяг розчину між блоками збільшується – зростає теплопровідність усієї стіни. Причому температура шва кладки може бути на 2-4 градуси холоднішою від основного матеріалу (цегли, блоку тощо).

Кладочні шви як «термоміст»

• Бетонні перемички над отворами.

Один із високих коефіцієнтів теплопровідності серед будівельних матеріалів (1,28 - 1,61 Вт/(м*К)) у залізобетону. Це робить його джерелом тепловтрат. Питання повністю не вирішують і комірчасті або пінобетонні перемички. Різниця температур залізобетонної балки та основної стіни часто наближається до 10 градусів.

Ізолювати перемичку від холоду можна суцільним зовнішнім утепленням. А всередині будинку зібравши короб із ГК під карниз. Так створюється додаткова повітряний прошарокдля тепла

• Монтажні отвори та кріпильні елементи.

Підключення кондиціонера, ТВ-антени залишає дірки в загальному утепленні. Наскрізний металеве кріпленняі прохідний отвір необхідно щільно закласти утеплювачем.

А по можливості не виводити металеві кріпленняназовні, зафіксувавши їх усередині стіни.

Дефекти з тепловтратами є і у стін, що утеплюють.

Монтаж пошкодженого матеріалу (зі сколами, стисканням тощо) залишає вразливі області для витоків тепла. Це добре видно під час обстеження будинку тепловізором. Яскраві плями показують проломи у зовнішньому утепленні.

При експлуатації важливо стежити за загальним станомутеплення. Помилка у виборі клею (не спеціального для теплоізоляції, а плиткового) може видати тріщини у конструкції вже через 2 роки. Та й основні утеплювальні матеріали також мають свої мінуси. Наприклад:

• Мінвата – не гниє і не цікава гризунам, але дуже чутлива до вологи. Тому термін її добротної служби у зовнішньому утепленні близько 10 років – потім з'являються ушкодження.
• Пінопласт – має гарні ізоляційні властивості, але легко піддається гризунам, і не стійкий до силового впливу та ультрафіолету. Шар утеплення після монтажу вимагає швидкого захисту (як конструкції або шару штукатурки).

У роботі з обома матеріалами важливо дотриматися чіткого припасування замків утеплювальних плит і перехресне розташування листів.

• Пінополіуретан – створює безшовне утеплення, зручний для нерівних та вигнутих поверхонь, але вразливий для механічних пошкоджень та руйнується під УФ-променями. Покривати його бажано штукатурною сумішшю- Кріплення каркасів крізь шар утеплювача порушує загальну ізоляцію.

Досвід! Втрати тепла можуть наростати під час експлуатації, адже всі матеріали мають свої нюанси. Краще періодично оцінювати стан утеплення та пошкодження усувати одразу. Тріщина на поверхні - це "швидкісна" дорога до руйнувань утеплювача всередині.

Тепловтрати фундаменту

Бетон – переважний матеріал у будівництві фундаментів. Його висока теплопровідність і прямий контакт із ґрунтом дають до 20% тепловтрат по всьому периметру будівлі. Фундамент особливо сильно проводить тепло з підвального приміщення та неправильно змонтованої теплої підлоги на першому поверсі.

Втрати тепла збільшує зайва волога, не відведена від будинку. Вона руйнує фундамент, утворюючи лазівки для холоду. До вологості чутливі й багато теплоізоляційних матеріалів. Наприклад, мінвата, яка часто переходить на фундамент із загального утеплення. Вона легко ушкоджується вологою, тому потребує щільного захисного каркаса. Керамзит також втрачає свої теплоізоляційні властивостіна постійно вологому ґрунті. Його структура створює повітряну подушкуі добре компенсує тиск ґрунтів при замерзанні, але постійна присутність вологи зводить до мінімуму корисні властивостікерамзиту в утепленні. Саме тому створення робочого дренажу – обов'язкова умовадовгого життя фундаменту та збереження тепла.

Сюди ж за важливістю можна віднести і гідроізоляційний захист основи, а також багатошарове вимощення, шириною не менше метра. При стовпчастому фундаментіабо пучинистому грунті вимощення по периметру утеплюється, щоб захистити від промерзання грунт біля основи будинку. Утеплюється вимощення керамзитом, листами пінополістиролу або пінопласту.

Листові матеріали для утеплення фундаменту краще вибирати з пазовим з'єднанням, та його обробляти спеціальним силіконовим складом. Герметичність замків перекриває доступ холоду та гарантує суцільний захист фундаменту. У цьому питанні безшовне напилення пінополіуретану має безперечну перевагу. До того ж, матеріал еластичний і не тріщить при пученні грунту.

Для всіх видів фундаментів можна використати розроблені схеми утеплення. Винятком може бути фундамент на палях, за рахунок своєї конструкції. Тут при обробці ростверку важливо враховувати пучинистість ґрунту та вибрати технологію, що не руйнує палі. Це складний розрахунок. Практика показує, що будинок на палях захищає від холоду грамотно утеплена підлога першого поверху.

Увага! Якщо в будинку є підвал і він часто затоплюється, то з утепленням фундаменту це необхідно врахувати. Так як утеплювач/ізолятор у цьому випадку закупорюватиме вологу в фундаменті, і його руйнуватиме. Відповідно – тепло губиться ще більше. Першим необхідно вирішити питання із затопленням.

Вразливі місця статі

Неізольоване перекриття віддає вагому частину тепла фундаменту та стінам. Це особливо помітно при неправильному монтажі теплої підлоги – нагрівальний елемент швидше остигає, збільшуючи витрати на обігрів приміщення.

Щоб тепло від підлоги йшло в кімнату, а не на вулицю, потрібно простежити, щоб монтаж йшов за всіма правилами. Основні з яких:

• Захист. На стіни по всьому периметру приміщення кріпиться демпферна стрічка (або фольговані полістирольні листи шириною до 20 см і товщиною 1 см). Перед цим обов'язково усуваються щілини і поверхня стіни вирівнюється. Стрічка фіксується максимально щільно до стіни, ізолюючи теплопередачу. Коли немає повітряних «кишень» – немає витоків тепла.
• Відступ. Від зовнішньої стінидо нагрівального контуру має бути не менше 10 см. Якщо тепла підлога монтується ближче до стіни, то вона починає обігрівати вулицю.
• Товщина. Характеристики необхідного екрану та утеплювача під теплу підлогу розраховуються індивідуально, але до отриманих цифр краще додати 10-15% запасу.
• Оздоблення. Стяжка поверх підлоги повинна містити керамзит (він ізолює тепло в бетоні). Оптимальна товщинастяжки 3-7 см. Присутність пластифікатора у суміші бетону покращує теплопровідність, а значить і віддачу тепла до приміщення.

Серйозне утеплення є актуальним для будь-якої підлоги, і не обов'язково з підігрівом. Погана теплоізоляція перетворює підлогу на великий «радіатор» для ґрунту. Чи варто його опалювати взимку?

Важливо! Холодні підлоги та вогкість з'являються в будинку при не робочій чи не зробленій вентиляції підпільного простору (не організовані продухи). Жодна система опалення не компенсує такий недолік.

Місця примикання будівельних конструкцій

Сполуки порушують цілісні властивості матеріалів. Тому кути, стики та примикання настільки вразливі для холоду та вологи. Місця з'єднання бетонних панелей відволожуються першими, там же проявляються грибок і пліснява. Різниця температур кута кімнати (місце стикування конструкцій) та основної стіни може коливатися від 5-6 градусів до мінусових температур і конденсату всередині кута.

Підказка! На місцях таких з'єднань фахівці рекомендують робити зовні збільшений шар ізоляції.

Тепло часто йде через міжповерхове перекриттяКоли плита укладається на всю товщину стіни і її краї виходять на вулицю. Тут збільшуються втрати втрати як першого, так і другого поверху. Формуються протяги. Знову ж таки, якщо на другому поверсі є тепла підлога — зовнішнє утеплення має бути на це розраховане.

Витоку тепла через вентиляцію

Тепло з приміщення виводиться по облаштованих вентиляційних каналах, які забезпечують здоровий повітрообмін. Вентиляція, яка працює «навпаки», затягує холод із вулиці. Відбувається це, коли у приміщенні створюється дефіцит повітря. Наприклад, коли увімкнений вентилятор у витяжці забирає занадто багато повітря з приміщення, за рахунок чого він починає затягуватися з вулиці через інші витяжні канали(без фільтрів та обігріву).

Питання, як не виводити велику кількість тепла назовні, і як не впускати холодне повітря в будинок, давно мають свої професійні рішення:

1. У вентиляційну системувстановлюються рекуператори. Вони повертають до 90% тепла до будинку.
2. Облаштовуються припливні клапани. Вони «підготовляють» вуличне повітря перед приміщенням – його очищають та зігрівають. Клапани йдуть з ручним регулюванням або автоматичним, яке орієнтується на різницю температур зовні і всередині приміщення.

Комфорт вартий хорошої вентиляції. При нормальному повітрообміні не утворюється пліснява, і створюється здоровий мікроклімат для проживання. Саме тому добре утеплений будинок із комбінацією ізолюючих матеріалів обов'язково повинен мати робочу вентиляцію.

Підсумок! Для зменшення тепловтрат через вентиляційні каналинеобхідно усунути помилки перерозподілу повітря у приміщенні. У вентиляції, що добротно працює, тільки тепле повітря залишає будинок, частину тепла з якого можна повернути назад.

Тепловтрати через вікна та двері

Через дверні та віконні отвори будинок втрачає до 25% тепла. Слабкі місцядля дверей це - ущільнювач, що прохудився, який можна легко переклеїти на новий і теплоізоляція, що збилася всередині. Замінити її можна, знявши кожух.

Вразливі місця для дерев'яних та пластикових дверейсхожі на "містки холоду" в аналогічних конструкціях вікон. Тому загальний процес на їхньому прикладі і розглянемо.

Що видає «віконну» втрату тепла:

• Явні щілини та протяги (в рамі, навколо підвіконня, на стику укосу та вікна). Погане прилягання стулок.
• Відволожені та покриті пліснявою внутрішні укоси. Якщо піна та штукатурка з часом відстали від стіни, то волога зовні підбирається ближче до вікна.
• Холодна поверхня скла. Для порівняння – енергозберігаюче скло (при -25° зовні, а всередині кімнати +20°) має температуру 10-14 градусів. І, звичайно, не промерзає.

Стулки можуть прилягати нещільно, коли вікно не відрегульоване, і гумки по периметру зносилися. Положення стулок можна налаштувати самостійно, так само, як і змінити ущільнювач. Повну його заміну краще проводити раз на 2-3 роки, і бажано на ущільнювач «рідного» виробництва. Посезонне чищення та змащення гумок зберігає їхню еластичність при перепадах температур. Тоді ущільнювач довго не пропускає холоду.

Щілини в самій рамі (актуально для дерев'яних вікон) заповнюються силіконовим герметикомкраще прозорим. Коли він попадає на скло – не так помітно.

Стики укосів та профілю вікна так само закладаються герметиком або рідким пластиком. У складній ситуації, можна використовувати пінополіетилен, що самоклеїться – «утеплюючий» скотч для вікон.

Важливо! Варто простежити, щоб у обробці зовнішніх укосів утеплювач (пінопласт і т.п.) повністю закривав шов монтажної пінита відстань до середини рами вікна.

Сучасні способи зменшити тепловтрати через скло:

• Використання PVI-плівок. Вони відбивають хвильове випромінювання і 35-40% зменшують втрату тепла. Плівки можна наклеїти на склопакет, вже встановлений, якщо немає бажання його міняти. Важливо не переплутати сторони скла та полярність плівки.
• Установка скла з низькоемісійними характеристиками: k- та i-скла. Склопакети з k-склом пропускають енергію коротких хвиль світлового випромінювання в приміщення, акумулюючи в ньому тіло. Довгохвильове випромінювання кімнату вже не залишає. У результаті скло на внутрішній поверхні має температуру в два рази вище, ніж у звичайних стекол. i-скло утримує теплову енергіюу будинку за рахунок відображення до 90% тепла назад у приміщення.
• Використання скла зі срібним напиленням, яке в 2х камерних склопакетахзберігають на 40% більше тепла (порівняно зі звичайним склом).
• Вибір склопакетів зі збільшеною кількістю скла та відстанню між ними.

Корисно! Зменшують тепловтрати через скло - організовані повітряні завісинад вікнами (можна у вигляді теплих плінтусів) або захисні ролети на ніч. Особливо актуально при панорамному склінніта сильних мінусових температурах.

Причини витоку тепла в системі опалення

Тепловтрати стосуються і опалення, де витікання тепла частіше відбувається з двох причин.

• Потужний радіатор без захисного екрану обігріває вулицю.

• Не всі радіатори повністю прогріваються.

Дотримання нехитрих правил зменшує втрати тепла і не дає системі опалення працювати «в неодружену»:

1. За кожним радіатором варто встановити екран, що відображає.
2. Перед запуском опалення, раз на сезон, необхідно стравити повітря з системи та переглянути, чи всі радіатори повністю прогріваються. Засмічуватись система опалення може за рахунок накопиченого повітря або сміття (відшарування, неякісної води). Раз на 2-3 роки систему потрібно повністю промивати.

Нотатка! При новому наповненні у воду краще додати антикорозійні інгібітори. Це підтримає металеві елементисистеми.

Тепловтрати через дах

Тепло спочатку прагне до верхньої частини будинку, що робить дах одним із найуразливіших елементів. На неї припадає до 25% усіх тепловтрат.

Холодне горище або житлова мансарда утеплюються однаково щільно. Основні тепловтрати йдуть на стиках матеріалів, не важливо, чи це утеплення або елементи конструкції. Так, містком холоду, що часто упускається, є межа стін з переходом в дах. Цю ділянку бажано обробляти разом із мауерлатом.

Основне утеплення теж має свої нюанси, пов'язані більше із використаними матеріалами. Наприклад:

1. Утеплення мінватою потрібно берегти від вологи та бажано міняти кожні 10 – 15 років. Згодом вона злежується і починає пропускати тепло.
2. Ековата, що має відмінні властивості «дихаючого» утеплювача, не повинна перебувати поблизу гарячих джерел – при нагріванні вона тліє, залишаючи дірки в утепленні.
3. При використанні пінополіуретану необхідно облаштувати вентиляцію. Матеріал паронепроникний, а зайву вологу під дахом краще не накопичувати - пошкоджуються інші матеріали, і в утепленні з'являється пролом.
4. Плити багатошарової теплоізоляції повинні укладатися в шаховому порядку і обов'язково впритул прилягати до елементів.

Практика! У верхніх конструкціях будь-яка пролом може відводити багато дорогого тепла. Тут важливо поставити акцент на щільному та безперервному утепленні.

Висновок

Місця тепловтрат корисно знати не тільки для того, щоб облаштувати будинок і жити в комфортних умовах, але й що не переплачувати за опалення. Грамотне утеплення практично окупається за 5 років. Термін довгий. Але й будинок ми не на два роки будуємо.

Відеоматеріали на тему

Сьогодні багато родин вибирають для себе заміський будинокяк місце постійного проживання чи цілорічного відпочинку. Однак його зміст, і особливо оплата комунальних послуг, - Досить затратні, при цьому більшість домовласників - зовсім не олігархи. Одна з найбільш значних статей витрати для будь-якого домовласника – це витрати на опалення. Щоб мінімізувати їх, необхідно ще на стадії будівництва котеджу подумати про енергозбереження. Розглянемо це питання докладніше.

« Про проблеми енергетичної ефективності житла зазвичай згадують у ракурсі міської ЖКГ, проте власникам індивідуальних будинківця тема часом набагато ближче,- вважає Сергій Якубов , заступник директора з продажу та маркетингу , провідного виробника покрівельних та фасадних системв Росії. - Витрати на опалення будинку можуть становити набагато більше половини вартості його утримання в холодну пору року і досягають часом десятків тисяч рублів. Однак за грамотного підходу до теплоізоляції житлового будинку цю суму можна істотно скоротити.».

Власне, опалювати будинок потрібно для того, щоби постійно підтримувати в ньому комфортну температурунезалежно від того, що відбувається на вулиці. У цьому треба враховувати тепловтрати як через огороджувальні конструкції, і через вентиляцію, т.к. тепло йде разом із нагрітим повітрям, натомість якого надходить охолоджений, а також той факт, що деяку кількість тепла виділяють люди, що знаходяться в будинку, побутова техніка, лампи розжарювання тощо.

Щоб зрозуміти, скільки тепла ми повинні отримати від своєї системи опалення і скільки грошей на це доведеться витратити, спробуємо оцінити внесок кожного з інших факторів у тепловий баланс на прикладі цегляного, що розташоване в Московській області. двоповерхового будинкуіз загальною площею приміщень 150 м2 (для спрощення обчислень ми вважали, що розміри котеджу в плані приблизно 8,7 х8, 7 м і він має 2 поверхи висотою по 2,5 м).

Тепловтрати через огороджувальні конструкції (покрівлю, стіни, підлогу)

Інтенсивність тепловтрат визначається двома факторами: різницею температур усередині та зовні будинку та опором його огороджувальних конструкцій теплопередачі. Розділивши різницю температур Δt на коефіцієнт опору теплопередачі Ro стін, покрівлі, підлоги, вікон та дверей і помноживши на площу S їх поверхні, можна обчислити інтенсивність тепловтрат Q:

Q = (Δt/R o)*S

Різниця температур Δt - величина непостійна, вона змінюється від сезону до сезону протягом дня, залежно від погоди і т.д. Однак наше завдання спрощує та обставина, що нам необхідно оцінити потребу у теплі сумарно за рік. Тому для наближеного розрахунку ми можемо використовувати такий показник, як середньорічна температура повітря для обраної місцевості. Для Московської області це +5,8 °. Якщо прийняти за комфортну температуру в будинку +23°C, то наша середня різниця становитиме

Δt = 23°C - 5,8°C = 17,2°C

Стіни.Площа стін нашого будинку (2 квадратні поверхи 8,7х8,7 м заввишки 2,5 м) буде приблизно рівна

S = 8,7 * 8,7 * 2,5 * 2 = 175 м 2

Однак від цього потрібно відняти площу вікон та дверей, для яких ми розрахуємо втрати тепло окремо. Припустимо, що вхідні двері у нас одна, стандартного розміру 900х2000 мм, тобто. площею

S двері = 0,9 * 2 = 1,8 м 2

а вікон – 16 штук (по 2 на кожній стороні будинку на обох поверхах) розміром 1500х1500 мм, сумарна площа яких складе

S вікон = 1,5 * 1,5 * 16 = 36 м2.

Разом - 37,8 м 2 . Площа, що залишилася цегляних стін -

S стін = 175 - 37,8 = 137,2 м2.

Коефіцієнт опору теплопередачі стіни 2 цегли дорівнює 0,405 м2°C/Вт. Для простоти зневажимо опір теплопередачі шару штукатурки, що покриває стіни будинку зсередини. Таким чином, тепловиділення всіх стін будинку складе:

Q стін = (17,2 ° C / 0,405 м 2 ° C / Вт) * 137,2 м 2 = 5,83 кВт

Покрівля.Для простоти розрахунків вважатимемо, що опір теплопередачі покрівельного пирогаі опору теплопередачі шару утеплювача. Для легкої мінераловатної теплоізоляції товщиною 50-100 мм, найчастіше застосовуваної для утеплення покрівель, воно дорівнює 1,7 м 2 °C/Вт. Опір теплопередачі горищного перекриття знехтуємо: припустимо, що в будинку є мансарда, яка повідомляється з іншими приміщеннями і між усіма ними тепло розподіляється рівномірно.

Площа двосхилий покрівліпри ухилі в 30 ° складе

S покрівлі = 2 * 8,7 * 8,7 / Cos30 ° = 87 м 2 .

Таким чином, її тепловиділення складе:

Q покрівлі = (17,2 ° C / 1,7 м 2 ° C / Вт) * 87 м 2 = 0,88 кВт

Підлога.Опір теплопередачі дерев'яної підлоги – приблизно 1,85 м2°C/Вт. Зробивши аналогічні розрахунки, отримаємо тепловиділення:

Q підлоги = (17,2 ° C / 1,85 м 2 ° C / Вт) * 75 2 = 0,7 кВт

Двері та вікна.Їхній опір теплопередачі приблизно дорівнює відповідно 0,21 м 2 °C/Вт (подвійна дерев'яні двері) та 0,5 м 2 °C/Вт (звичайний двокамерний склопакет, без додаткових енергоефективних «примочок»). У результаті отримаємо тепловиділення:

Q двері = (17,2 ° C / 0,21 Вт / м 2 ° C) * 1,8 м 2 = 0,15 кВт

Q вікна = (17,2 ° C / 0,5 м 2 ° C / Вт) * 36м 2 = 1,25 кВт

ВентиляціяПо будівельним нормам коефіцієнт повітрообміну для житлового приміщення може бути щонайменше 0,5, а краще - 1, тобто. за годину повітря у приміщенні має оновлюватися повністю. Таким чином, при висоті стель 2,5 м – це приблизно 2,5 м 3 повітря на годину на квадратний метр площі. Це повітря необхідно нагріти від температури вулиці (+5,8°C) до температури приміщення (+23°C).

Питома теплоємність повітря - це кількість теплоти, необхідне підвищення температури 1 кг речовини на 1°C - дорівнює приблизно 1,01 кДж/кг°C. При цьому щільність повітря в діапазоні температур, що цікавить нас, становить приблизно 1,25 кг/м 3 , тобто. маса 1 кубометра дорівнює 1,25 кг. Таким чином, для нагрівання повітря на 23-5,8 = 17,2 ° C на кожен квадратний метр площі потрібно:

1,01 кДж/кг°C * 1,25 кг/м 3 * 2,5 м 3 /годину * 17,2°C = 54,3 кДж/година

Для будинку площею 150 м2 це буде:

54,3 * 150 = 8145 кДж/год = 2,26 кВт

Підведемо підсумок

Тепловтрати через	Різниця температур, °C	Площа, м2	Опір теплопередачі, м2 ° C / Вт	Тепловтрати, кВт
Стіни	17,2	175	0,41	5,83
Покрівля	17,2	87	1,7	0,88
Підлога	17,2	75	1,85	0,7
Двері	17,2	1,8	0,21	0,15
Вікна	17,2	36	0,5	0,24
Вентиляція	17,2	-	-	2,26
Разом:				11,06

Зараз надихаємо!

Припустимо, що у будинку живе сім'я із двох дорослих із двома дітьми. Норма харчування дорослої людини – 2600-3000 калорій на добу, що еквівалентно потужності тепловиділення у 126 Вт. Тепловиділення дитини оцінюватимемо в половину тепловиділення дорослого. Якщо всі жили будинки знаходяться в ньому 2/3 всього часу, то отримаємо:

(2*126 + 2*126/2)*2/3 = 252 Вт

Припустимо, що в будинку 5 кімнат, освітлених звичайними лампами розжарювання потужністю 60 Вт (не енергозберігаючими), по 3 на кімнату, які включені в середньому по 6 годин на добу (тобто 1/4 всього часу). Приблизно 85% споживаної лампою потужності перетворюється на тепло. Разом отримаємо:

5 * 60 * 3 * 0,85 * 1/4 = 191 Вт

Холодильник – дуже ефективний нагрівальний прилад. Його тепловиділення - 30% від максимальної споживаної потужності, тобто. 750 Вт.

Інша побутова техніка (хай це будуть пральна та посудомийна машина) виділяє у вигляді тепла близько 30% максимальної споживаної потужності. Середня потужність зазначених приладів – 2,5 КВт, працюють вони приблизно по 2 години на добу. Разом отримаємо 125 Вт.

Стандартна електроплита з духовкою має потужність приблизно 11 кВт, проте вбудований обмежувач регулює роботу нагрівальних елементів таким чином, щоб їх одночасне споживання не перевищувало 6 кВт. Втім, навряд чи ми колись використовуємо більше половини конфорок одночасно або відразу всі тіни духовки. Тому виходитимемо з того, що середня робоча потужність плити - приблизно 3 кВт. Якщо вона працює 3 години на день, то отримаємо тепла 375 Вт.

Кожен комп'ютер (а їх у будинку 2) виділяє приблизно 300 Вт тепла та працює 4 години на добу. Разом - 100 Вт.

ТБ - це 200 Вт і 6 годин на добу, тобто. на коло – 50 Вт.

У сумі отримуємо: 1,84 кВт.

Тепер обчислимо потрібну теплову потужність системи опалення:

Q опалення = 11,06 – 1,84 = 9,22 кВт

Витрати на опалення

Власне, вище ми вирахували потужність, яка буде потрібна для нагрівання теплоносія. А гріти його будемо, природно, за допомогою котла. Таким чином, витрати на опалення – це витрати на паливо для цього казана. Оскільки ми розглядаємо найзагальніший випадок, то зробимо розрахунок найбільш універсального рідкого (дизельного) палива, т.к. газові магістралі є далеко не скрізь (а вартість їхнього підведення – це цифра з 6 нулями), а тверде паливоПотрібно, по-перше, якось привозити, а по-друге - кожні 2-3 години підкидати в топку котла.

Щоб дізнатися, який обсяг V дизпалива за годину нам доведеться палити для обігріву будинку, потрібно питому теплотуйого згоряння q (кількість тепла, що виділяється при спалюванні одиниці маси або об'єму палива, для дизпалива - приблизно 13,95 кВт*год/л) помножити на ККД котла η (приблизно 0,93 у дизельних) і потім необхідну потужність системи опалення Qопалення ( 9,22 кВт) поділити на отриману цифру:

V = Q опалення / (q * η) = 9,22 кВт / (13,95 кВт * год / л) * 0,93) = 0,71 л / год

За середньої для Московської області вартості дизпалива 30 руб./л на рік на опалення будинку у нас піде

0,71*30руб. * 24години * 365 днів = 187 тис. руб. (Округлено) .

Як заощадити?

Природне бажання будь-якого домовласника – знизити витрати на опалення ще на стадії будівництва. Куди ж має сенс вкладати гроші?

Насамперед слід подумати про утеплення фасаду, частку якого, як ми переконалися раніше, припадає основний обсяг всіх тепловтрат будинку. У випадку для цього може використовуватися зовнішнє чи внутрішнє додаткове утеплення. Однак внутрішнє утепленнянабагато менш ефективно: при монтажі теплоізоляції зсередини межа розділу теплої та холодної областей «переміщається» всередину будинку, тобто. в товщі стін конденсуватиметься волога.

Існує два способи утеплення фасадів: «мокрий» (штукатурка) та шляхом встановлення навісного вентильованого фасаду. Практика показує, що через необхідність постійного ремонту «мокре» утеплення з урахуванням експлуатаційних витрат виявляється у результаті майже вдвічі дорожчим за вентильований фасад. Основним недоліком штукатурного фасаду є висока вартістьйого обслуговування та змісту. « Початкові витрати на облаштування такого фасаду нижчі, ніж для навісного вентильованого, всього на 20-25%, максимум на 30%,– пояснює Сергій Якубов («Метал Профіль»). - Проте з урахуванням витрат на поточний ремонт, який потрібно робити не рідше ніж раз на 5 років, вже після першої п'ятирічки штукатурний фасад зрівняється за вартістю з вентильованим, а за 50 років (термін служби вентфасаду) - виявиться дорожчим за нього в 4-5 разів».

Що ж є навісний вентильований фасад? Це зовнішній «екран», закріплений на легені металевому каркасі, що кріпиться до стіни спеціальними кронштейнами. Між стіною будинку та екраном розміщується легкий утеплювач (наприклад, Isover «ВентФасад Ніз» завтовшки від 50 до 200 мм), а також вітрогідрозахисна мембрана (наприклад, Tyvek Housewrap). Як зовнішнє облицювання можуть використовуватися різні матеріали, але в індивідуальне будівництвонайчастіше застосовується сталевий сайдинг. « Використання при виробництві сайдингу сучасних високотехнологічних матеріалів, таких як сталь з покриттям Colorcoat Prisma™ дозволяє підібрати практично будь-яке. дизайнерське рішення, – каже Сергій Якубов. - Цей матеріал має чудову стійкість як до корозії, так і до механічних впливів. Термін гарантії на нього становить 20 років при реальному терміні експлуатації 50 років і більше. Тобто. за умови використання сталевого сайдингу вся фасадна конструкція прослужить 50 років без ремонту».

Додатковий шар фасадного утеплювача з мінвати має опір теплопередачі приблизно 1,7 м2 ° C / Вт (див. Вище). У будівництві, щоб обчислити опір теплопередачі багатошарової стіни, складають відповідні значення для кожного з шарів. Як ми пам'ятаємо, наша головна несуща стінау 2 цеглини має опір теплопередачі 0,405 м2°C/Вт. Тому для стіни з вентфасадом отримаємо:

0,405 + 1,7 = 2,105 м 2 °C/Вт

Таким чином, після утеплення тепловиділення наших стін складе

Q фасад = (17,2 ° C / 2,105 м 2 ° C / Вт) * 137,2 м 2 = 1,12 кВт,

що в 5,2 рази менше за аналогічний показник для неутепленого фасаду. Вражає, чи не так?

Знову обчислимо потрібну теплову потужність системи опалення:

Q опалення-1 = 6,35 – 1,84 = 4,51 кВт

Витрата дизпалива:

V 1 = 4,51 кВт / (13,95 кВт * год / л) * 0,93) = 0,35 л / год

Сума на опалення:

0,35*30руб. * 24години * 365 днів = 92 тис. руб.

Щоб ваш будинок не виявився бездонною ямою для витрат на опалення, пропонуємо вивчити базові напрямки теплотехнічних досліджень та методологію розрахунків. Без попереднього розрахункутеплової проникності та вологонагромадження втрачається вся суть житлового будівництва.

Фізика теплотехнічних процесів

Різні області фізики мають багато схожого в описі явищ, що ними вивчаються. Так і в теплотехніці: принципи, що описують термодинамічні системи, наочно перегукуються з основами електромагнетизму, гідродинаміки та класичної механіки. Зрештою, йдеться про опис одного й того ж світу, тому не дивно, що моделі фізичних процесів характеризуються деякими загальними рисамиу багатьох сферах досліджень.

Суть теплових явищ легко зрозуміти. Температура тіла чи ступінь його нагріву не що інше, як міра інтенсивності коливань елементарних частинок, у тому числі це тіло складається. Очевидно, що при зіткненні двох частинок, у якої енергетичний рівеньвище, передаватиме енергію частинці з меншою енергією, але ніколи навпаки. Проте це єдиний шлях обміну енергією, передача можлива також у вигляді квантів теплового випромінювання. При цьому базовий принцип обов'язково зберігається: квант, випромінюваний менш нагрітим атомом, не в змозі передати більш гарячу енергію елементарної частки. Він просто відбивається від неї і або пропадає безвісти, або передає свою енергію іншому атому з меншою енергією.

Термодинаміка хороша тим, що процеси, що відбуваються в ній, абсолютно наочні і можуть інтерпретуватися під виглядом. різних моделей. Головне — дотримуватися базових постулатів, таких як закон передачі енергії та термодинамічної рівноваги. Отже, якщо ваше уявлення відповідає цим правилам, ви легко зрозумієте методику теплотехнічних розрахунків від і до.

Поняття опору теплопередачі

Здатність того чи іншого матеріалу передавати тепло називається теплопровідністю. У загальному випадку вона завжди вища, чим більша щільність речовини і чим краще її структура пристосована для передачі кінетичних коливань.

Величиною, обернено пропорційної теплової провідності, є термічний опір. У кожного матеріалу ця властивість набуває унікальних значень залежно від структури, форми, а також ряду інших факторів. Наприклад, ефективність передачі тепла в товщі матеріалів і в зоні їх контакту з іншими середовищами можуть відрізнятися, особливо якщо між матеріалами є хоча б мінімальний прошарок речовини в іншому агрегатному стані. Кількісно термічний опір виражається як різниця температур, поділена на потужність теплового потоку:

R t = (T 2 - T 1)/P

• R t - Термічний опір ділянки, К / Вт;
• T 2 - температура початку ділянки, К;
• T 1 - Температура кінця ділянки, К;
• P - тепловий потік, Вт.

У контексті розрахунку тепловтрат термічний опір грає визначальну роль. Будь-яка конструкція, що захищає, може бути представлена ​​як плоскопаралельна перешкода на шляху теплового потоку. Її загальний термічний опір складається з опорів кожного шару, причому всі перегородки складаються в просторову конструкцію, що є, власне, будинком.

R t = l / (λ S)

• R t - Термічний опір ділянки ланцюга, К / Вт;
• l - Довжина ділянки теплового ланцюга, м;
• λ - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м·К);
• S - площа поперечного перерізу ділянки, м2.

Чинники, що впливають на тепловтрати

Теплові процеси добре корелюють з електротехнічними: у ролі напруги виступає різниця температур, тепловий потік можна розглядати як силу струму, а для опору навіть свого терміна вигадувати не потрібно. Також цілком справедливе і поняття найменшого опору, що фігурує в теплотехніці як містки холоду.

Якщо розглядати довільний матеріал у розрізі, досить легко встановити шлях теплового потоку як на мікро-, так і на макрорівні. Як перша модель приймемо бетонну стіну, В якій за технологічною необхідністю виконані наскрізні кріплення сталевими стрижнями довільного перерізу Сталь проводить тепло кілька краще бетонутому ми можемо виділити три основні теплові потоки:

• через товщу бетону
• через сталеві стрижні
• від сталевих стрижнів до бетону

Модель останнього теплового потоку найцікавіша. Оскільки сталевий стрижень прогрівається швидше, ближче до зовнішньої частини стіни буде спостерігатися різниця температур двох матеріалів. Таким чином, сталь не тільки перекачує тепло назовні сама по собі, вона також збільшує теплову провідність прилеглих до неї мас бетону.

У пористих середовищах теплові процесипротікають схожим чином. Практично все будівельні матеріалискладаються з розгалуженої павутини твердої речовини, простір між яким заповнений повітрям. Таким чином, основним провідником тепла служить твердий, щільний матеріал, але за рахунок складної структури шлях, яким поширюється теплота, виявляється більше поперечного перерізу. Таким чином, другий фактор, що визначає термічний опір, це неоднорідність кожного шару та огороджувальної конструкції загалом.

Третім чинником, що впливає теплопровідність, ми можемо назвати накопичення вологи в порах. Вода має термічний опір в 20-25 разів нижче, ніж у повітря, таким чином, якщо вона наповнює пори, в цілому теплопровідність матеріалу стає навіть вищою, ніж якби взагалі не було. При замерзанні води ситуація стає ще гіршою: теплопровідність може зрости до 80 разів. Джерелом вологи, як правило, служить кімнатне повітря та атмосферні опади. Відповідно, три основні методи боротьби з таким явищем - це зовнішня гідроізоляція стін, використання парозахисту та розрахунок вологопоглинання, який обов'язково проводиться паралельно прогнозуванню тепловтрат.

Диференційовані схеми розрахунку

Найпростіший спосіб встановити розмір теплових втрат будівлі - підсумовувати значення теплового потоку через конструкції, якими ця будівля утворена. Така методика повністю враховує різницю у структурі різних матеріалів, а також специфіку теплового потоку крізь них та у вузлах примикання однієї площини до іншої. Такий дихотомічний підхід сильно спрощує завдання, адже різні огороджувальні конструкції можуть суттєво відрізнятися у пристрої систем теплозахисту. Відповідно, при роздільному дослідженні визначити суму тепловтрат простіше, адже для цього передбачено різні способиобчислень:

• Для стін витоку теплоти кількісно рівні загальної площі, помноженої на відношення різниці температур до теплового опору При цьому обов'язково береться до уваги орієнтація стін по сторонах світла для врахування їх нагріву. денний час, а також продуваність будівельних конструкцій.
• Для перекриттів методика та сама, але при цьому враховується наявність горищного приміщеннята режим його експлуатації. Також за кімнатну температуруприймається значення на 3-5 ° С вище, розрахункова вологість також збільшена на 5-10%.
• Тепловтрати через підлогу розраховують зонально, описуючи пояси по периметру будівлі. Пов'язано це з тим, що температура ґрунту під підлогою вища у центру будівлі в порівнянні з фундаментною частиною.
• Тепловий потік через скління визначається паспортними даними вікон, також потрібно враховувати тип примикання вікон до стін та глибину укосів.

Q = S · (Δ T / R t)

• Q - теплові втрати, Вт;
• S - площа стін, м 2;
• ΔT - різниця температур всередині та зовні приміщення, ° С;
• R t - Опір теплопередачі, м 2 · ° С / Вт.

Приклад розрахунку

Перш ніж перейти до демонстраційний приклад, відповімо на останнє питання: як правильно розрахувати інтегральний термічний опір складних багатошарових конструкцій? Це, звичайно, можна зробити вручну, благо, що в сучасному будівництві використовується не так багато типів несучих основ та систем утеплення. Однак врахувати при цьому наявність декоративного оздоблення, інтер'єрної та фасадної штукатурки, а також вплив всіх перехідних процесів та інших факторів досить складно, краще скористатися автоматизованими обчисленнями. Один із найкращих мережевих ресурсів для таких завдань — smartcalc.ru, який додатково складає діаграму зміщення точки роси в залежності від кліматичних умов.

Наприклад візьмемо довільне будинок, вивчивши опис якого читач зможе судити про набір вихідних даних, необхідні розрахунку. Є одноповерховий будинок правильною прямокутної формирозмірами 8,5х10 м та висотою стель 3,1 м, розташований у Ленінградської області. У будинку виконана неутеплена підлога по ґрунту дошками на лагах із повітряним зазором, висота підлоги на 0,15 м перевищує позначку планування ґрунту на ділянці. Матеріал стін — шлаковий моноліт завтовшки 42 см із внутрішньою цементно-вапняною штукатуркою товщиною до 30 мм та зовнішньою шлаково-цементною штукатуркою типу «шуба» завтовшки до 50 мм. Загальна площа скління - 9,5 м 2 , як вікна використаний двокамерний склопакет в теплозберігаючий профілі з усередненим термічним опором 0,32 м 2 · ° С / Вт. Перекриття виконане на дерев'яних балках: знизу оштукатурено по дранці, заповнене доменним шлаком і зверху вкрите глиняною стяжкою, над перекриттям — горище холодного типу. Завдання розрахунку тепловтрат - формування системи теплозахисту стін.

Насамперед визначаються теплові втрати через підлогу. Оскільки їхня частка в загальному відтоці тепла найменша, а також через великої кількостізмінних (щільність і тип грунту, глибина промерзання, масивність фундаменту і т. д.), розрахунок тепловтрат проводиться за спрощеною методикою з використанням опору теплопередачі. По периметру будівлі, починаючи від лінії контакту з поверхнею землі, описується чотири зони - оперізуючі смуги шириною по 2 метри. Для кожної із зон приймається власне значення приведеного опору теплопередачі. У нашому випадку є три зони площею по 74, 26 та 1 м 2 . Нехай вас не бентежить Загальна сумаплощ зон, яка більше площібудівлі на 16 м 2 , причина тому - подвійний перерахунок смуг першої зони, що перетинаються, в кутах, де тепловтрати значно вищі в порівнянні з ділянками вздовж стін. Застосовуючи значення опору теплопередачі 2,1, 4,3 і 8,6 м 2 ·°С/Вт для зон з першою по третю, ми визначаємо тепловий потік через кожну зону: 1,23, 0,21 та 0,05 кВт відповідно.

Стіни

Використовуючи дані про місцевість, а також матеріали та товщину шарів, якими утворені стіни, на згаданому вище сервісі smartcalc.ru потрібно заповнити відповідні поля. За результатами розрахунку опір теплопередачі виявляється рівним 1,13 м 2 · ° С / Вт, а тепловий потік через стіну – 18,48 Вт на кожному квадратному метрі. За загальної площі стін (за вирахуванням скління) в 105,2 м 2 загальні втрати втрати через стіни становлять 1,95 кВт/год. При цьому втрати тепла через вікна становитимуть 1,05 кВт.

Перекриття та покрівля

Розрахунок тепловтрат через горищне перекриттятакож можна виконати в онлайн-калькуляторі, вибравши потрібний тип конструкцій, що захищають. В результаті опір перекриття теплопередачі становить 0,66 м 2 · ° С / Вт, а втрати тепла - 31,6 Вт квадратного метра, тобто 2,7 кВт з усієї площі огороджувальної конструкції.

Разом сумарні тепловтратизгідно з розрахунками становлять 7,2 кВт · год. При досить низькій якості будівельних конструкцій будівлі цей показник явно значно нижчий від реального. Насправді такий розрахунок ідеалізований, у ньому не враховані спеціальні коефіцієнти, продувність, конвекційна складова теплообміну, втрати через вентиляцію та вхідні двері. Насправді, через неякісну установку вікон, відсутність захисту на примиканні покрівлі до мауерлату та погану гідроізоляцію стін від фундаменту. реальні тепловтратиможуть бути в 2 або навіть 3 рази більше за розрахункові. Тим не менш, навіть базові теплотехнічні дослідження допомагають визначитися, чи будуть конструкції будинку, що будується, відповідати санітарним нормамхоча б у першому наближенні.

Насамкінець дамо одну важливу рекомендацію: якщо ви дійсно хочете отримати повне уявлення про теплову фізику конкретної будівлі, необхідно використовувати розуміння описаних у цьому огляді принципів та спеціальну літературу. Наприклад, дуже гарною підмогою у цій справі може стати довідковий посібник Олени Малявіної «Тепловтрати будівлі», де дуже докладно пояснено специфіку теплотехнічних процесів, наведено посилання на необхідні нормативні документи, а також наведено приклади розрахунків і всю необхідну довідкову інформацію.

Щоб ваш будинок не виявився бездонною ямою для витрат на опалення, пропонуємо вивчити базові напрямки теплотехнічних досліджень та методологію розрахунків.

Щоб ваш будинок не виявився бездонною ямою для витрат на опалення, пропонуємо вивчити базові напрямки теплотехнічних досліджень та методологію розрахунків.

Без попереднього розрахунку теплової проникності та вологонагромадження втрачається вся суть житлового будівництва.

Фізика теплотехнічних процесів

Різні області фізики мають багато схожого в описі явищ, що ними вивчаються. Так і в теплотехніці: принципи, що описують термодинамічні системи, наочно перегукуються з основами електромагнетизму, гідродинаміки та класичної механіки. Зрештою, йдеться про опис того самого світу, тому не дивно, що моделі фізичних процесів характеризуються деякими загальними рисами в багатьох областях досліджень.

Суть теплових явищ легко зрозуміти. Температура тіла чи ступінь його нагріву не що інше, як міра інтенсивності коливань елементарних частинок, у тому числі це тіло складається. Очевидно, що при зіткненні двох частинок, у якої енергетичний рівень вищий, передаватиме енергію частинці з меншою енергією, але ніколи навпаки.

Проте це єдиний шлях обміну енергією, передача можлива також у вигляді квантів теплового випромінювання. При цьому базовий принцип обов'язково зберігається: квант, випромінюваний менш нагрітим атомом, не в змозі передати енергію гарячішій елементарній частинці. Він просто відбивається від неї і або пропадає безвісти, або передає свою енергію іншому атому з меншою енергією.

Термодинаміка хороша тим, що процеси, що відбуваються в ній, абсолютно наочні і можуть інтерпретуватися під виглядом різних моделей. Головне - дотримуватися базових постулатів, таких як закон передачі енергії та термодинамічної рівноваги. Отже, якщо ваше уявлення відповідає цим правилам, ви легко зрозумієте методику теплотехнічних розрахунків від і до.

Поняття опору теплопередачі

Здатність того чи іншого матеріалу передавати тепло називається теплопровідністю. У загальному випадку вона завжди вища, чим більша щільність речовини і чим краще її структура пристосована для передачі кінетичних коливань.

Величиною, обернено пропорційної теплової провідності, є термічний опір. У кожного матеріалу ця властивість набуває унікальних значень залежно від структури, форми, а також ряду інших факторів. Наприклад, ефективність передачі тепла в товщі матеріалів і в зоні їх контакту з іншими середовищами можуть відрізнятися, особливо якщо між матеріалами є хоча б мінімальний прошарок речовини в іншому агрегатному стані. Кількісно термічний опір виражається як різниця температур, поділена на потужність теплового потоку:

Rt = (T2 - T1) / P

де:

• Rt - термічний опір ділянки, К/Вт;
• T2 - температура початку ділянки, К;
• T1 - температура кінця ділянки, К;
• P – тепловий потік, Вт.

У контексті розрахунку тепловтрат термічний опір грає визначальну роль. Будь-яка конструкція, що захищає, може бути представлена ​​як плоскопаралельна перешкода на шляху теплового потоку. Її загальний термічний опір складається з опорів кожного шару, причому всі перегородки складаються в просторову конструкцію, що є, власне, будинком.

Rt = l/(λ·S)

де:

• Rt - термічний опір ділянки ланцюга, К/Вт;
• l - Довжина ділянки теплового ланцюга, м;
• λ - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, Вт/(м·К);
• S – площа поперечного перерізу ділянки, м2.

Чинники, що впливають на тепловтрати

Теплові процеси добре корелюють з електротехнічними: у ролі напруги виступає різниця температур, тепловий потік можна розглядати як силу струму, а для опору навіть свого терміна вигадувати не потрібно. Також цілком справедливе і поняття найменшого опору, що фігурує в теплотехніці як містки холоду.

Якщо розглядати довільний матеріал у розрізі, досить легко встановити шлях теплового потоку як на мікро-, так і на макрорівні. Як перша модель приймемо бетонну стіну, в якій за технологічною необхідністю виконані наскрізні кріплення сталевими стрижнями довільного перерізу. Сталь проводить тепло трохи краще за бетон, тому ми можемо виділити три основні теплові потоки:

• через товщу бетону
• через сталеві стрижні
• від сталевих стрижнів до бетону

Модель останнього теплового потоку найцікавіша. Оскільки сталевий стрижень прогрівається швидше, ближче до зовнішньої частини стіни буде спостерігатися різниця температур двох матеріалів. Таким чином, сталь не тільки перекачує тепло назовні сама по собі, вона також збільшує теплову провідність прилеглих до неї мас бетону.

У пористих середовищах теплові процеси протікають схожим чином. Практично всі будівельні матеріали складаються з розгалуженого павутиння твердої речовини, простір між яким заповнений повітрям.

Таким чином, основним провідником тепла служить твердий, щільний матеріал, але за рахунок складної структури шлях, яким поширюється теплота, виявляється більше поперечного перерізу. Таким чином, другий фактор, що визначає термічний опір, це неоднорідність кожного шару та огороджувальної конструкції загалом.

Третім чинником, що впливає теплопровідність, ми можемо назвати накопичення вологи в порах. Вода має термічний опір в 20-25 разів нижче, ніж у повітря, таким чином, якщо вона наповнює пори, в цілому теплопровідність матеріалу стає навіть вищою, ніж якби взагалі не було. При замерзанні води ситуація стає ще гіршою: теплопровідність може зрости до 80 разів. Джерелом вологи, як правило, служить кімнатне повітря та атмосферні опади. Відповідно, три основні методи боротьби з таким явищем - це зовнішня гідроізоляція стін, використання парозахисту та розрахунок вологопоглинання, який обов'язково проводиться паралельно прогнозуванню тепловтрат.

Диференційовані схеми розрахунку

Найпростіший спосіб встановити розмір теплових втрат будівлі - підсумовувати значення теплового потоку через конструкції, якими ця будівля утворена. Така методика повністю враховує різницю у структурі різних матеріалів, а також специфіку теплового потоку крізь них та у вузлах примикання однієї площини до іншої. Такий дихотомічний підхід сильно спрощує завдання, адже різні огороджувальні конструкції можуть суттєво відрізнятися у пристрої систем теплозахисту. Відповідно, при роздільному дослідженні визначити суму тепловтрат простіше, адже для цього передбачені різні способи обчислень:

• Для стін витоку теплоти кількісно рівні загальної площі, помноженої на відношення різниці температур до теплового опору. При цьому обов'язково береться до уваги орієнтація стін по сторонах світла для врахування їх нагріву в денний час, а також продуваність будівельних конструкцій.
• Для перекриттів методика та сама, але при цьому враховується наявність горищного приміщення та режим його експлуатації. Також за кімнатну температуру приймається значення на 3-5 ° С вище, розрахункова вологість також збільшена на 5-10%.
• Тепловтрати через підлогу розраховують зонально, описуючи пояси по периметру будівлі. Пов'язано це з тим, що температура ґрунту під підлогою вища у центру будівлі в порівнянні з фундаментною частиною.
• Тепловий потік через скління визначається паспортними даними вікон, також потрібно враховувати тип примикання вікон до стін та глибину укосів.

Q = S · (ΔT / Rt)

де:

• Q-теплові втрати, Вт;
• S – площа стін, м2;
• ΔT - різниця температур усередині та зовні приміщення, °С;
• Rt - опір теплопередачі, м2 ° С / Вт.

Приклад розрахунку

Перш ніж перейти до демонстраційного прикладу, дамо відповідь на останнє запитання: як правильно розрахувати інтегральний термічний опір складних багатошарових конструкцій? Це, звичайно, можна зробити вручну, благо, що в сучасному будівництві використовується не так багато типів несучих основ та систем утеплення. Однак врахувати при цьому наявність декоративного оздоблення, інтер'єрної та фасадної штукатурки, а також вплив усіх перехідних процесів та інших факторів досить складно, краще скористатися автоматизованими обчисленнями. Один із найкращих мережевих ресурсів для таких завдань – smartcalc.ru, який додатково складає діаграму зміщення точки роси залежно від кліматичних умов.

Наприклад візьмемо довільне будинок, вивчивши опис якого читач зможе судити про набір вихідних даних, необхідні розрахунку. Є одноповерховий будинок правильної прямокутної форми розмірами 8,5х10 м та висотою стель 3,1 м, розташований у Ленінградській області.

У будинку виконана неутеплена підлога по ґрунту дошками на лагах із повітряним зазором, висота підлоги на 0,15 м перевищує позначку планування ґрунту на ділянці. Матеріал стін - шлаковий моноліт товщиною 42 см із внутрішньою цементно-вапняною штукатуркою товщиною до 30 мм та зовнішньою шлаково-цементною штукатуркою типу «шуба» товщиною до 50 мм. Загальна площа скління - 9,5 м2, як вікна використано двокамерний склопакет в теплозберігаючому профілі з усередненим термічним опором 0,32 м2 ° С/Вт.

Перекриття виконане на дерев'яних балках: знизу оштукатурено по дранці, заповнене доменним шлаком і зверху вкрите глиняною стяжкою, над перекриттям - горище холодного типу. Завдання розрахунку тепловтрат - формування системи теплозахисту стін.

Підлога

Насамперед визначаються теплові втрати через підлогу. Оскільки їхня частка в загальному відпливі тепла найменша, а також через велику кількість змінних (щільність і тип грунту, глибина промерзання, масивність фундаменту і т. д.), розрахунок тепловтрат проводиться за спрощеною методикою з використанням опору теплопередачі. По периметру будівлі, починаючи від лінії контакту з поверхнею землі, описується чотири зони - оперізуючі смуги шириною по 2 метри.

Для кожної із зон приймається власне значення приведеного опору теплопередачі. У нашому випадку є три зони площею по 74, 26 та 1 м2. Нехай вас не бентежить загальна сума площ зон, яка більша за площу будівлі на 16 м2, причина тому - подвійний перерахунок смуг першої зони, що перетинаються, в кутах, де тепловтрати значно вищі в порівнянні з ділянками вздовж стін. Застосовуючи значення опору теплопередачі в 2,1, 4,3 і 8,6 м2 ° С/Вт для зон з першою по третю, ми визначаємо тепловий потік через кожну зону: 1,23, 0,21 і 0,05 кВт відповідно .

Стіни

Використовуючи дані про місцевість, а також матеріали та товщину шарів, якими утворені стіни, на згаданому вище сервісі smartcalc.ru потрібно заповнити відповідні поля. За результатами розрахунку опір теплопередачі виявляється рівним 1,13 м2 ° С / Вт, а тепловий потік через стіну - 18,48 Вт на кожному квадратному метрі. При загальній площі стін (за вирахуванням скління) 105,2 м2 загальні тепловтрати через стіни становлять 1,95 кВт/год. При цьому втрати тепла через вікна становитимуть 1,05 кВт.

Перекриття та покрівля

Розрахунок тепловтрат через горищне перекриття також можна виконати в онлайн-калькуляторі, вибравши потрібний тип конструкцій, що захищають. В результаті опір перекриття теплопередачі становить 0,66 м2 ° С/Вт, а втрати тепла - 31,6 Вт з квадратного метра, тобто 2,7 кВт з усієї площі огороджувальної конструкції.

Разом сумарні втрати втрати відповідно до розрахунків становлять 7,2 кВт·ч. При досить низькій якості будівельних конструкцій будівлі цей показник явно значно нижчий від реального. Насправді такий розрахунок ідеалізований, у ньому не враховані спеціальні коефіцієнти, продувність, конвекційна складова теплообміну, втрати через вентиляцію та вхідні двері.

Насправді, через неякісну установку вікон, відсутність захисту на примиканні покрівлі до мауерлата та погану гідроізоляцію стін від фундаменту реальні тепловтрати можуть бути в 2 або навіть 3 рази більші за розрахункові. Проте, навіть базові теплотехнічні дослідження допомагають визначитися, чи будуть конструкції будинку, що будується, відповідати санітарним нормам хоча б у першому наближенні.

Насамкінець дамо одну важливу рекомендацію: якщо ви дійсно хочете отримати повне уявлення про теплову фізику конкретної будівлі, необхідно використовувати розуміння описаних у цьому огляді принципів та спеціальну літературу. Наприклад, дуже гарною підмогою у цій справі може стати довідковий посібник Олени Малявіної «Тепловтрати будівлі», де дуже докладно пояснено специфіку теплотехнічних процесів, наведено посилання на необхідні нормативні документи, а також наведено приклади розрахунків та вся необхідна довідкова інформація.

Якщо у вас виникли питання з цієї теми, задайте їх фахівцям та читачам нашого проекту.

Будь-яке будівництво будинку починається зі складання проекту будинку. Вже цьому етапі слід подумати про утеплення свого будинку, т.к. не існує будівель та будинків з нульовими тепловтратами, які ми оплачуємо холодною зимою, у опалювальний сезон. Тому здійснювати утеплення будинку зовні та всередині потрібно з урахуванням рекомендацій проектувальників.

Що й навіщо утеплювати?

При будівництві будинків багато хто не знає, і навіть не здогадується, що в побудованому приватному будинку, в опалювальний сезон до 70% тепла йтиме на опалення вулиці.

Задавшись питанням економії сімейного бюджетуі проблемою утеплення будинку, багато хто задається питанням: що, і як утеплювати ?

На це питання легко відповісти. Достатньо взимку поглянути на екран тепловізора, і ви відразу послідуєте, через які елементи конструкції йде тепло в атмосферу.

Якщо у Вас немає такого приладу, то не біда, нижче ми опишемо статистичні дані, які показують, куди і в яких відсотках йде тепло з дому, а також розмісти теплоізолятор з реального проекту.

При утепленні будинкуважливо розуміти, що тепло йде не тільки через перекриття та дах, стіни та фундамент, але й через старі вікна та двері, які потрібно буде замінити, або утеплити у холодну пору року.

Розподіл втрат тепла у будинку

Усі фахівці рекомендують здійснювати утеплення приватних будинків , квартир та виробничих приміщень, не тільки зовні, а й зсередини. Якщо цього не зробити, то «дорого» нам тепло, в холодну пору року, буде просто швидко випаровуватися в нікуди.

Грунтуючись на статистиці та даних фахівців, згідно з якими, якщо визначити та ліквідувати основні витоки тепла, то можна вже буде на цьому заощадити на опаленні взимку від 30% та більше відсотків.

Отже, давайте ж розберемо, в яких напрямках, і в яких відсотках іде наше тепло з дому.

Найбільші втрати тепла відбуваються через:

Тепловтрати через дах та перекриття

Як відомо, тепле повітря завжди піднімається вгору, тому воно обігріває не утеплений дах будинку та перекриття, через які і відбувається витік 25% нашого з Вами тепла.

Щоб зробити утеплення даху будинкуі скоротити втрати тепла до мінімуму потрібно використовувати утеплювачі для даху сумарною товщиною від 200мм до 400мм. Технологію утеплення даху будинку можна побачити, збільшивши картинку з права.

Тепловтрати через стіни

Багато хто, напевно, зададуть питання: а чому тепловтрати через не утеплені стіни будинку (близько 35%), більше ніж через не утеплений дах будинку, адже все тепле повітря піднімається вгору?

Все дуже просто. По-перше, площа стін набагато більша за площу даху, а по-друге, різні матеріалимають різну теплопровідність. Тому, при будівництві заміських будинків, в першу чергу потрібно подбати про утеплення стін будинку. Для цього підійдуть утеплювачі для стін сумарною завтовшки від 100 до 200мм.

Для правильного утепленнястін будинку необхідно мати знання технологій та спеціальний інструмент. Технологію утеплення стін цегляного будинкуможна побачити, збільшивши картинку праворуч.

Тепловтрати через підлогу

Як не дивно, але не утеплена підлога в будинку забирає від 10 до 15% тепла (цифра може бути і більше, якщо у Вас будинок побудований на палях). Це пов'язано з вентиляцією під будинком у холодний періодзими.

Для мінімізації тепловтрат через не утеплені підлоги в будинку, можна використовувати утеплювачі для підлоги завтовшки від 50 до 100мм. Цього буде достатньо, щоб ходити босоніж по підлозі в холодну зимову пору. Технологію утеплення підлоги будинку можна побачити, збільшивши картинку праворуч.

Тепловтрати через вікна

Вікна- мабуть це, той самий елемент, який неможливо утеплити, т.к. тоді будинок стане схожим на в'язницю. Єдине, що можна зробити для скорочення тепловтрат до 10%, так це скоротити кількість вікон при проектуванні, утеплити укоси та встановити як мінімум подвійні склопакети.

Тепловтрати через двері

Останній елемент у конструкції будинку, через який йде до 15% тепла – це двері. Пов'язано це з постійним відкриттям вхідних дверейчерез які постійно виходить тепло. Для скорочення тепловтрат через дверідо мінімуму, рекомендується встановлювати подвійні двері, ущільнювати їх гумкою ущільнювача і ставити теплові завіси.

Переваги утепленого будинку

• Окупність витрат у перший же опалювальний сезон
• Економія на кондиціювання та опалення будинку
• Прохолода у приміщенні влітку
• Відмінна додаткова звукоізоляція стін та перекриттів стелі та підлоги.
• Захист конструкцій будинку від руйнування
• Підвищений комфорт проживання у приміщенні
• Можна буде набагато пізніше вмикати опалення

Підсумки утеплення приватного будинку

Утеплювати будинок дуже вигідно , і найчастіше навіть необхідно, т.к. це обумовлено великою кількістюпереваг перед не утепленими будинками, та дозволяє заощадити Ваш сімейний бюджет.

Здійснивши зовнішнє та внутрішнє утеплення будинку, Ваш приватний будинокстане подібним до термоса. З нього не відлітатиме тепло взимку і надходитиме спека влітку, а всі витрати на повне утеплення фасаду та даху, цоколя та фундаменту окупляться протягом одного опалювального сезону.

Для оптимального виборуутеплювача для дому , ми рекомендуємо Вам почитати нашу статтю: Основні види утеплювачів для будинку, в якій детально розглянуті основні види утеплювачів, які використовуються при утепленні приватного будинку зовні та всередині, їх плюси та мінуси.

Відео: Реальний проект - куди йде тепло в будинку