Každá budova, bez ohledu na její konstrukční vlastnosti, přenáší tepelnou energii prostřednictvím svých skříní. Tepelné ztráty do okolí je nutné obnovit pomocí topného systému. Součet tepelných ztrát s normalizovanou rezervou je požadovaný výkon zdroje tepla, který dům vytápí. Pro vytvoření pohodlných podmínek v domě se výpočet tepelných ztrát provádí s ohledem na různé faktory: strukturu budovy a uspořádání prostor, orientaci ke světovým stranám, směr větrů a průměrnou mírnost klima v chladném období, fyzikální vlastnosti stavebních a tepelně izolačních materiálů.
Na základě výsledků tepelnětechnického výpočtu je vybrán topný kotel, je specifikován počet bateriových sekcí, je vypočten výkon a délka trubek vyhřívané podlahy, je vybrán generátor tepla pro místnost – obecně jakákoli jednotka který kompenzuje tepelné ztráty. Celkově je nutné určit tepelné ztráty, aby byl dům vytápěn hospodárně – bez přebytečných výkonových rezerv topného systému. Výpočty se provádějí ručně nebo se zvolí vhodný počítačový program, do kterého se data dosadí.
Jak provést kalkulaci?
Nejprve byste se měli zabývat manuální technikou – abyste pochopili podstatu procesu. Aby bylo možné zjistit, kolik tepla dům ztrácí, jsou ztráty každým pláštěm budovy určeny samostatně a následně sečteny. Výpočet se provádí po etapách.
1. Vytvořte si základ počátečních údajů pro každou místnost, nejlépe ve formě tabulky. První sloupec zaznamenává předem vypočítanou plochu dveřních a okenních bloků, vnějších stěn, stropů a podlah. Do druhého sloupce se zadává tloušťka konstrukce (jedná se o návrhová data nebo výsledky měření). Ve třetí – koeficienty tepelné vodivosti odpovídajících materiálů. Tabulka 1 obsahuje normativní hodnoty, které budou potřebné v dalším výpočtu:
| Název a stručná charakteristika materiálu | Součinitel tepelné vodivosti (λ), W/(m*C) |
| dřevo | 0,14 |
| Dřevotříska | 0,15 |
| Keramická cihla s dutinami 1000 kg/m3), pokládka na cementovo-pískovou maltu | 0,52 |
| Sádrová omítka | 0,35 |
| Minerální vlna | 0,041 |
Čím vyšší λ, tím více tepla se ztrácí metr silným povrchem.
2. Určete tepelný odpor každé vrstvy: R = v/ λ, kde v je tloušťka budovy nebo tepelně izolačního materiálu.
3. Vypočítejte tepelné ztráty každého konstrukčního prvku pomocí vzorce: Q = S*(Tв-Tн)/R, kde:
- Тн – venkovní teplota, °C;
- Тв – vnitřní teplota, °C;
- S – plocha, m2.
V topné sezóně se samozřejmě mění počasí (např. teplota se pohybuje od 0 do -25°C) a dům je vytápěn na požadovanou úroveň komfortu (např. až +20°C). Pak ten rozdíl (Tв-Tн) se pohybuje od 25 do 45.
K provedení výpočtu potřebujete průměrný rozdíl teplot za celou topnou sezónu. K tomu je v SNiP 23-01-99 „Stavební klimatologie a geofyzika“ (tabulka 1) nalezena průměrná teplota topného období pro konkrétní město. Například pro Moskvu je toto číslo -26°. V tomto případě je průměrný rozdíl 46°C. Pro stanovení spotřeby tepla každou konstrukcí se sečtou tepelné ztráty všech jejích vrstev. U stěn se tedy bere v úvahu omítka, zdicí materiál, vnější tepelná izolace a obklad.
4. Vypočítejte celkové tepelné ztráty a definujte je jako součet Q vnějších stěn, podlah, dveří, oken, stropů.
5. Větrání. K výsledku sčítání se připočítává 10 až 40 % infiltračních (ventilačních) ztrát. Pokud jsou v domě instalována kvalitní okna s dvojitým zasklením a nedochází k zneužívání větrání, lze koeficient infiltrace brát jako 0,1. V některých zdrojích se uvádí, že budova neztrácí teplo vůbec, protože úniky jsou kompenzovány slunečním zářením a emisemi tepla z domácností.
Ruční počítání
Počáteční údaje. Jednopatrový dům o ploše 8×10 m, výška 2,5 m. Stěny tloušťky 38 cm, z keramických cihel, zevnitř opatřeny vrstvou omítky (tloušťka 20 mm). Podlaha je vyrobena z 30 mm hraněných desek, zateplených minerální vlnou (50 mm), pokrytých dřevotřískovými deskami (8 mm). K objektu náleží sklep, kde je v zimě teplota 8°C. Strop je pokryt dřevěnými panely, zateplený minerální vlnou (tl. 150 mm). Dům má 4 okna 1,2x1m, vchodové dubové dveře 0,9x2x0,05m.
Úkol: určit celkovou tepelnou ztrátu domu na základě skutečnosti, že se nachází v Moskevské oblasti. Průměrný teplotní rozdíl v topné sezóně je 46°C (jak již bylo zmíněno). Místnost a sklep mají rozdíl teplot: 20 – 8 = 12°C.
1. Tepelné ztráty vnějšími stěnami.
Celková plocha (bez oken a dveří): S u8d (10 + 2) * 2,5 * 4 – 1,2 * 1 * 0,9 – 2 * 83,4 u2d XNUMX mXNUMX.
Tepelná odolnost zdiva a omítkové vrstvy je určena:
- R klad. = 0,38/0,52 = 0,73 m2*°C/W.
- R kusy = 0,02/0,35 = 0,06 m2*°C/W.
- R celkem = 0,73 + 0,06 = 0,79 m2*°C/W.
- Tepelné ztráty stěnami: Q st u83,4d 46 * 0,79 / 4856,20 uXNUMXd XNUMX W.
2. Tepelné ztráty podlahou.
Celková plocha: S = 8*10 = 80 m2.
Počítá se tepelný odpor třívrstvé podlahy.
- R desky = 0,03/0,14 = 0,21 m2*°C/W.
- R Dřevotříska = 0,008/0,15 = 0,05 m2*°C/W.
- R izolace = 0,05/0,041 = 1,22 m2*°C/W.
- R celkem = 0,03 + 0,05 + 1,22 = 1,3 m2*°C/W.
Hodnoty množství dosadíme do vzorce pro zjištění tepelných ztrát: Q podlaha u80d 12 * 1,3 / 738,46 uXNUMXd XNUMX W.
3. Tepelné ztráty stropem.
Plocha stropu je rovna podlahové ploše S = 80 m2.
Při určování tepelného odporu stropu se v tomto případě neberou v úvahu dřevěné panely: jsou upevněny mezerami a nepůsobí jako bariéra proti chladu. Tepelný odpor stropu se shoduje s odpovídajícím parametrem izolace: R pot. = R izolace = 0,15/0,041 = 3,766 m2*°C/W.
Množství tepelných ztrát stropem: Q pot. u80d 46 * 3,66 / 1005,46 uXNUMXd XNUMX W.
4. Tepelné ztráty okny.
Plocha zasklení: S = 4*1,2*1 = 4,8 m2.
Pro výrobu oken byl použit tříkomorový PVC profil (zabírá 10% plochy okna) a také dvoukomorové dvojsklo o tloušťce skla 4 mm a vzdálenosti mezi skly 16 mm. . Mezi technické charakteristiky výrobce uvedl tepelný odpor skleněné jednotky (R st.p. = 0,4 m2*°C/W) a profilu (R prof. = 0,6 m2*°C/W). S přihlédnutím k rozměrovému podílu každého konstrukčního prvku se určí průměrný tepelný odpor okna:
- R cca. = (R st.p.*90 + R prof.*10)/100 = (0,4*90 + 0,6*10)/100 = 0,42 m2*°C/W.
- Na základě vypočteného výsledku jsou vypočteny tepelné ztráty okny: Q cca. = 4,8*46/0,42 = 525,71 W.
Plocha dveří S = 0,9*2 = 1,8 m2. Tepelný odpor R dv. = 0,05/0,14 = 0,36 m2*°C/W a Q dv. = 1,8*46/0,36 = 230 W.
Celková výše tepelných ztrát v domácnosti je: Q = 4856,20 W + 738,46 W + 1005,46 W + 525,71 W + 230 W = 7355,83 W. S přihlédnutím k infiltraci (10 %) se ztráty zvyšují: 7355,83 * 1,1 = 8091,41 W.
Chcete-li přesně vypočítat, kolik tepla budova ztrácí, použijte online kalkulačku tepelných ztrát. Jedná se o počítačový program, do kterého se zadávají nejen výše uvedené údaje, ale i různé doplňkové faktory ovlivňující výsledek. Výhodou kalkulátoru je nejen přesnost výpočtů, ale také rozsáhlá databáze referenčních údajů.
