» » Теплотехнический расчёт

Теплотехнический расчёт

Теплотехнический расчёт

 

 Часто слышим, что де нужно сделать расчёт теплопотерь дома (теплорасчёт), когда мы построили или собрались строить дом.
 
Давайте подумаем, что мы получаем, и что теряем при этом. Т.е. стОит ли его сделать.
 

Плюсы:

 
1. Узнаём заранее, какой мощности потребуется отопительный котёл.
 
2. Узнаём практически точно какой мощности нужно устанавливать отопительные приборы в каждое помещение.
 
3. Узнаём, в какую примерно сумму нам будет обходиться топливо для отопления дома.
 
4. Узнаём, какими способами можно уменьшить теплопотери дома. И какие из способов дадут наиболший выигрыш при наименьших затратах.
 
5. Узнаём, не будет ли происходить в стенах, полах, потолках накопление влаги (намокание, отсыревание). Узнаём не понизится ли недопустимо из-за этого срок службы строительных материалов (срок службы самого дома).
 

Минусы:

 
1. Придёться заплатить за труд проектировщика или потратить немало своего личного времени на освоение этих расчётов.
 
Опишу подробнее все плюсы и минусы ниже:
 

Узнаём заранее, какой мощности потребуется отопительный котёл

Недостаточная мощность котла приведёт к тому, что в холода мы будет замерзать. Излишняя же мощность котла, приведёт к увеличению расхода топлива и к уменьшению срока службы котла из-за тактования газовых котлов (частого включения и выключения). И необходимой более частой чистке твердотопливных котлов и дымоходов от сажи и дёгтя. 
 
Также за котёл излишней мощности придёться заплатить больше, чем это было бы необходимо при правильном выборе. Опять же деньги на ветер.
 
Поэтому, знать какой оптимальной мощности нужен котёл - лучше заранее, до покупки котла.
 

Узнаём практически точно какой мощности нужно устанавливать отопительные приборы в каждое помещение. 

Из-за отстутствия данных о том, сколько именно нужно тепла для каждого отдельно взятого помещения, обычно устанавливают отопительные приборы "с запасом", т.е. с излишней мощностью, "чтобы хватило".  
 
Приведу сравнительный пример. Если бы знать заранее сколько потребовалось бы секций радиатора, то можно было бы купить на дом 200 секций. Если же не знать, то с запасом придётся купить 350 секций радиаторов. И получается, что мы заплатили за 150 секций радиаторов напрасно. Если взять условно стоимость одной секции радиатора за 600 рублей, то получается, что мы выбросили на ветер 150*600=90 000 рублей!
 
Да-да! Именно такой "запас" мощности ОП (отопительных приборов) в 50-70% и устанавливается обычно при отстутствии теплорасчёта. Ведь мы же склонны доверять монтажникам, взявшимся сделать в нашем доме систему отопления. Сказали они нам купить 350 секций - мы и купили. Не задумываясь о том, не заставили ли нас потратить лишние деньги.
 
Обычно стало широко распространено считать потребную мощность ОП исходя из 100 Вт на 1 м2. Но это в корне неверный подход. Объясню на примере.
Потери тепла происходят не через количество квадратных метров площади помещений, а через квадратные метры теплозаграждений (полы, стены, окна, двери, потолки), причем в зависимости от теплопроводности заграждений.
 
Рассмотрим упрощенный пример. Представим, что имеем два помещения. И что теплопотери идут только через стены. Первое помещение - угловой туалет, площадью 2 кв.м, размещенный в углу смыкания наружных стен, с реальными потребностями в тепле 800 Вт. И не угловую комнату площадью 16 кв.м, которая имеет реальную теплопотребность тоже в 800 Вт. Если подсчитать, то на 1 кв.метр площади для туалета потребуется 400 Вт/кв.м., а для комнаты - 50 Вт/кв.м. Поэтому и в туалете, и в комнате нужно было бы установить одинаковое количество секций. Если же считать количество секций по площади помещений, то в туалете бы установили 3 секции, а в комнате - 16. В результате, в туалете бы было очень холодно, а в комнате пришлось бы постоянно открывать форточки и тем самым выбрасывать тепло на ветер.
 
В приведенном выше примере, использовал менее распространненный метод теплорасчёта "на пальцах", исходя из 270 Вт/пог.метра наружной стены. Естественно, этот метод, хоть и лучше, чем по квадратным метрам, но также не учитывает теплопотерь через окна, полы, потолки и двери.
 
Вот пример расчёта теплопотерь дома для климатической зоны Челябинска. Общий вид:
 

Теплотехнический расчёт

 

 и 3Д модель в программе расчёта теплопотерь 

Теплотехнический расчёт

 
  Усредненные теплопотери этого дома составляют 128 Вт/кв.м с учётом отапливаемого гаража.
 
Но если смотреть по помещениям, то теплопотери в разных помещениях составляют от 23,9 Вт/кв.метр в лестничном холле -
 

Теплотехнический расчёт

 

до 200 Вт/м2 в прихожей-тамбуре -
 

Теплотехнический расчёт

 

 Во внутренних же помещениях, теплопотери вообще могут быть нулевые. Т.е. установка там отопительного прибора вообще не требуется. Вот как в гардеробе второго этажа -  

Теплотехнический расчёт

 

 Из вышеперечисленного следует, что при наличии расчёта теплопотерь Вы сможете сэкономить несколько десятков тысяч рублей на закупке отопительных приборов для дома около 200 кв.метров полезной площади. При доме бОльшей площади и экономия будет бОльше.
 

Узнаём, в какую примерно сумму нам будет обходиться топливо для отопления дома.

Можно из расчёта теплопотерь узнать сколько энергии потребуется для отопления Вашего дома. Для примера, у вышеописанного дома потребуется в холодную пятидневку (пять самых холодных дней в году) тепловой мощности -
  

Теплотехнический расчёт

   

  как видно из общих итогов расчёта теплопотерь, требуется в эти дни максимум 25220 Вт, или 25220 Вт * 24 часа = 605,28 кВт/сутки. Исходя из этой величины, можно рассчитать примерно требуемое количество топлива на такие холодные сутки. Также можно сделать расчет необходимой мощности отопления на среднезимнюю температуру на улице, и по величине этой мощности рассчитать количество требуемого используемого топлива за отопительный сезон. И оценить стоимость топлива за сезон, исходя из стоимости конкретно используемого топлива.
 

Узнаём, что какими способами можно уменьшить теплопотери дома. И какие из способов дадут наиболший выигрыш при наименьших затратах 

Посмотрим таблицу, где показаны теплопотери через все теплоограждающие конструкции одного конкретного взятого помещения - спальни на втором полумансардном этаже. Абсолютная величина теплопотерь указана в правом столбце таблицы Фт в Ваттах. Коэффициент теплопередачи каждого заграждения указан в столбце Uk в Вт/(м2*К).
 

Теплотехнический расчёт

 

Как видим, самые большие теплопотери идут через окно площадью 3,15 м2 в размере 441 Вт, несмотря на неплохое окно с двухкамерным стеклопакетом и толщиной профиля 70 мм. А через стену, в которое встроено это окно теплопотери составляют 286 Вт при площади этой стены 12,03 м2. В расчете теплопроводность окна составляет 2,1 Вт/(м2*К), а теплопроводность стены - 0,356  Вт/(м2*К).
 
Отсюда вывод, что вкладывать деньги в дополнительное утеплление наружной стены вряд-ли имеет смысл, а имеет смысл эти деньги израсходовать на окна с лучшими теплоизоляционными свойствами. Например, 44-х миллиметровый стеклопакет по формуле 4-16-4-16-4, заполненный аргоном и с энергосберегающим К-стеклом имеет более низкую теплопроводность в районе 1,39  Вт/(м2*К). Тогда в данном примере, через это окно уходило бы не 441 Вт, а 254 Вт тепловой мощности.
 
Точно также можно провести анализ и по другим теплозаграждениям.
 

Узнаём, не будет ли происходить в стенах, полах, потолках накопление влаги (намокание, отсыревание). Узнаём не понизится ли недопустимо из-за этого срок службы строительных материалов (срок службы самого дома). 

 Рассмотрим  на предмет накопления влаги наружную стену этого же дома. Конструкцию стены ("пирог") можно видеть на скане ниже.
 

Теплотехнический расчёт

 

 Слои стены изнутри-наружу состоят из:
1. Цементно-песчаная штукатурка - 15 мм
2. Кладка из газобетонных блоков плотностью 600 кг/м3 - 400 мм
3. Воздушный плоховентилируемый зазор - 30 мм
4. Облицовочный красный керамический пустотный кирпич - 120 мм 
 
Если посмотреть на анализ распределения температур и водяных паров внутри этой стены - 
 

Теплотехнический расчёт

 

то увидим, что при условии температуры в помещении +20 градусов и относительной влажности 50% (в верхнем левом углу скана), накопления влаги в стене, гарантированно не будет только при температуре на улице не холоднее минус 7 градусов.
 
Если же на улице температура будет минус 24 (дом расположен в климатической зоне минус 34 градуса), то будет происходить намокание слоёв стены в области, где зеленый график поднимается выше синего. Может намокать как наружный облицовочный слой кирпича, так и внутренний слой газобетона.

 

 Теплотехнический расчёт

 

Зеленый график - это парциальное давление при конкретной рассчитанной температуре в толщине стены.
Синий график - это давление при котором водяные пары начинают превращаться в конденсат (при конкретной рассчитанной температуре в толщине стены).
Красный график - это распределение температур в толщине стены.
 
Всем известно, что когда намокший стройматериал промерзает, то вода, находящаяся в микропорах стройматериала, расширяется и начинает разрывать материал изнутри. Т.е. материал разрушается. Конечно, что каждого стройматериала указывается допустимое количество циклов замораживания-размораживания, но это количество не беЗконечно. 
 
В данном же анализе, мы видим, что отсыревший слой газобетона будет промерзать до минусовой температуры примерно на половину толщины газобетонного блока. Что будет сокращать срок службы этого дома.
 
Также, для тех кому интересно посмотреть, как выглядит полный отчет о теплорасчете, выкладываю файл с итогами теплорасчёта этого дома в формате ПДФ -  

Audytor-OZC-basic-Itogi-raschetov-005.pdf [496.58 Kb] (cкачиваний: 140)

 

 

 

 
Подробнее о точке росы и намокании стен можно прочесть в другой моей СТАТЬЕ "Утепление стен. Точка росы".
 
 
 Автор статьи Инчин Владимир Владимирович
 
Перепечатка разрешается только при указании авторства и ссылки на источник
  
ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Вопрос: Разгадайте зашифрованное звёздочками слово: радиатор ото*лен*я
Ответ:
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: