Как выполнить теплотехнический расчёт здания

Теплорасчет позволяет установить оптимальную (две границы – минимальная и максимальная) толщину стен ограждающих и несущих конструкций, которые обеспечат длительную эксплуатацию без промерзаний и перегревов перекрытий и перегородок. Иначе говоря, эта процедура позволяет вычислить реальную или предполагаемую, если она проводится на этапе проектирования, тепловую нагрузку здания, которая будет считаться нормой.

Как установить отопление в стенах

Технология подогрева стен может осуществляться с использованием трех видов нагревательных элементов:

  1. полы;
  2. стены;
  3. потолок.

Водяное отопление на стенах

Совет: Независимо от элементов нагрева – технология устройства теплых стен не меняется. Разница процессов заключается лишь в тонкостях фиксации нагревателя.

Инструкция по монтажу теплых стен своими руками при штукатурном покрытии поверхностей:

  • Подготавливается стена:
  1. очищается;
  2. помещается проводка;
  3. укладываются электрокоробки.
  • Устанавливается узел теплосмешения.
  • На стены наклеиваются плиты пенополистирола, а сверху укладывается пароизоляция или используется утеплитель из фольги.
  • Крепятся монтажные шины для фиксации трубопровода.

Совет: При монтаже теплых стен в ванной комнате, систему обогрева следует располагать на поверхности и использовать трубы как полотенцесушитель.

Совет: Чтобы избежать растрескивания слоя, и он не мешал теплоотдаче, должен использоваться известково-цементный раствор, толщина его над трубами должна достигать трех сантиметров.

  • На слой штукатурки укладывается тонкая сетка, что позволит избежать образования при нагреве трещин.
  • Проверяется работа всей системы.

Заключение

В заключении по вышеприведенным зависимостям рассчитаем высоту здания, необходимую для того, чтобы потери тепла на инфильтрацию при расчетной наружной температуре -30 ° C и внутренней 18 ° C составили 100 Вт с 1  ограждения. Данные расчета сведем в таблицу и сравним. Будем считать, что ограждение находится у подножия здания (это наихудший случай). Скорость ветра примем v =4.5 м/с, ограждения будем считать расположенными с подветренной стороны. Толщины слоев материалов примем в 150 мм.

Вид материала Высота здания, м Потери,
Окно 100
Дверь 100
Фрамуга 100
Гипс

+08

100
Бетон

+08

100
Мин. вата 100
Кирпич

68139461

100

Как видно из таблицы в расчет следует принимать воздухопроницание через оконные и дверные проемы, и разумеется через открытые окна. Сопротивление воздухопроницанию материалов настолько велико, что требуются астрономические высоты, чтобы добиться потерь тепла хотя бы в 100 Вт. Однако щели и стыки (которые могут быть приравнены к открытым проемам) могут внести существенный вклад в тепловые потери  здания.

Некоторые сведения о том, как рассчитать толщину утеплителя

Для того чтобы приступить к расчету термоизоляции, нам необходимо, прежде всего, высчитать Ro, затем узнать требуемое термическое сопротивление Rreq по следующей таблице (сокращенный вариант).

Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Здание/ помещение

Градусо-сутки отопительного периода D d , °С·сут

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждений R req , м2·°С/Вт

стены

покрытия

чердачного перекрытия и перекрытия над холодными подвалами

окна и балконной двери, витрины и витража

1

2

3

4

5

6

1. Жилое, лечебно-профилактическое и детское учреждение, школа, интернат

2 000

2,1

3,2

2,8

0,30

4 000

2,8

4,2

3,7

0,45

6 000

3,5

5,2

4,6

0,60

8 000

4,2

6,2

5,5

0,70

10 000

4,9

7,2

6,4

0,75

12 000

5,6

8,2

7,3

0,80

а

0,00035

0,005

0,00045

b

1,4

2,2

1,9

2. Общественное, административное, бытовое и другие помещения с влажным или мокрым режимами

2 000

1,8

2,4

2,0

0,3

4 000

2,4

3,2

2,7

0,4

6 000

3,0

4,0

3,4

0,5

8 000

3,6

4,8

4,1

0,6

10 000

4,2

5,6

4,8

0,7

12 000

4,8

6,4

5,5

0,8

а

0,0003

0,0004

0,00035

0,00005

b

1,2

1,6

1,3

0,2

Теперь выясним, как рассчитать толщину утеплителя. Здесь придется обратиться к математике, поэтому будьте готовы поработать с формулами. Вот первая из них, по ней определяем требуемое условное сопротивление теплопередаче Roусл. тр = R req/r. Данный параметр нам нужен для определения требуемого сопротивления теплопередачи утеплителя Rуттр = Roусл. тр – (Rв + ΣRт. изв + Rн), здесь ΣRт. изв является суммой термического сопротивления слоев ограждения без учета теплоизоляции. Находим толщину утеплителя δут = Rуттр λут (м), причем λут берется из таблицы Д.1 СП 23-101-2004 [7], и округляем полученный результат в большую сторону до конструктивного значения с учетом номенклатуры производителя.

Читайте также:  Как самостоятельно установить накладку на пластиковый подоконник

Как найти утечки тепла в доме без тепловизора

Осень. Настала пора выполнить все необходимые работы по уходу за деревянным домом, до которых летом не доходили руки. Ведь каждый хочет, чтобы его дом и выглядел великолепно и был технически подготовлен к предстоящим холодным зимним месяцам.

Сквозняки и сырость не нравятся — самое подходящее время, чтобы обнаружить места, через которые в дом может попадать холодный воздух и устранить все утечки драгоценного тепла.

Поскольку цены на топливо и электроэнергию все время растут — с точки зрения экономии этот вопрос тоже очень актуален. Даже небольшие щели могут обойтись вам в приличную сумму.

Как же сохранить тепло в доме во время зимы? Суть в том, чтобы найти и загерметизировать все места утечек тепла до наступления по-настоящему холодной погоды. Как утеплить дом уже после наступления морозов — читайте ЗДЕСЬ.

Вот система, которая довольно проста и хорошо работает

В первую очередь, деревянный дом не помешает вымыть специальным средством для того, чтобы очистить стены от пыли и грязи. Для этих целей отлично подойдет препарат LogWash. Также этот состав обезвредит споры плесени, если вдруг они появились на поверхности. Вы удивитесь, насколько это преобразит ваш дом.

Теперь можно переходить к поиску утечек тепла.

Дождитесь холодного осеннего дня, когда наружная температура будет примерно на 20 градусов ниже, чем температура в доме. Вам понадобятся: небольшое ведро с теплой водой, кусочек мела и, возможно, лестница — в зависимости от того, насколько высоки ваши потолки. Намочите руку, затем медленно водите влажной рукой вдоль стен, на расстоянии 15-20 сантиметров.

В местах утечек вы сразу почувствуете потоки холодного воздуха, который проходит через стены или вокруг окон. Приблизив руку к стене, вы сможете очень точно определить точку, где находится утечка. Обязательно отметьте эти области мелом.

Вы можете воспользоваться более эффективным способом обнаружения утечек тепла, если используете вытяжной вентилятор. Закрепите вентилятор в открытом окне или двери и затяните оставшийся проем полиэтиленовой пленкой. Таким образом вы усилите поток воздуха в дом через мостики холода, что существенно облегчит их поиск.

Лучший способ герметизации утечек тепла — наружный

Да, вы можете сделать герметизацию и внутри дома, но это не защитит бревенчатую или брусовую стену от проникновению влаги снаружи. Герметизация сруба с внешней стороны позволяет решить сразу две задачи: утепление и гидроизоляция.

Несмотря на то, что деревянные стены будут гидроизолированны — микровентиляция останется, так как “правильный” герметик для деревянного дома обладает паропроницаемостью.

Мы предлагаем воспользоваться проверенным десятилетиями герметиком Perma-Chink (Перма-Чинк).

Как найти утечки тепла в доме без тепловизора

Особенное внимание нужно обратить на области вокруг оконных и дверных коробок. Истинное местоположение щели или трещины на фасаде может не совпадать с тем местом, где ощущается поток воздуха на внутренней стене.

Насекомые

Кроме утепления и гидроизоляции герметизация фасадов деревянного дома выполняет еще одну очень важную функцию — это защита от проникновения насекомых внутрь дома.

Как только погода станет прохладной, многие виды насекомых начинают искать приятное, теплое место, чтобы провести зиму. Некоторые виды мух чувствуют теплый воздух с приличного расстояния. Они находят его источники и заползают даже в самые незначительные трещины и щели.

В дополнение к герметизации любых отверстий, вам необходимо проверить теплоизоляцию дверных и оконных проемов.

С приходом осени божьи коровки, жуки и другие насекомые любят собираться на теплых деревянных стенах. Они тоже могут проникнуть в дом через небольшие отверстия.

Вы можете использовать пестициды, но они погубят и полезных насекомых, например, божьих коровок, которые уничтожают тлю и других вредителей, наносящих урон вашему саду.

Поэтому лучший способ не пустить этих непрошенных гостей в свой дом — это заделка всех отверстий.

Таким образом, своевременная герметизация поможет не только сохранить тепло и существенно сэкономить на расходах за отопление, но и защитить ваш дом от различных биологических повреждений.

Осень. Настала пора выполнить все необходимые работы по уходу за деревянным домом, до которых летом не доходили руки. Ведь каждый хочет, чтобы его дом и выглядел великолепно и был технически подготовлен к предстоящим холодным зимним месяцам. Сквозняки и сырость не нравятся никому.

Читайте также:  Бумага для оклейки старых и новых окон: старый, надежный метод

Осень — самое подходящее время, чтобы обнаружить места, через которые в дом может попадать холодный воздух и устранить все утечки драгоценного тепла.

Поскольку цены на топливо и электроэнергию все время растут — с точки зрения экономии этот вопрос тоже очень актуален. Даже небольшие щели могут обойтись вам в приличную сумму.

Как же сохранить тепло в доме во время зимы? Суть в том, чтобы найти и загерметизировать все места утечек тепла до наступления по-настоящему холодной погоды. Как утеплить дом уже после наступления морозов — читайте ЗДЕСЬ.

Исходные данные для расчета теплопотерь дома

Чтобы провести расчет корректно, Вам нужно располагать базовым набором данных. Только с ними возможно работать.

Исходные данные для расчета теплопотерь дома
  1. Отапливаемая площадь (потребуется Вам и в дальнейшем для расчета объема обогреваемого воздуха);
  2. План этажей здания (задействуется в т.ч. при определении мест установки отопительных узлов);
  3. Разрез здания (иногда не требуется);
  4. Тип климата местности учитывается при расчете. Узнать можно из СНБ – 2. 04. 02 – 2000 «Строительная климатология». Полученный коэффициент учитывается при расчете;
  5. Географическое положение строения, расположение отапливаемого объема относительно севера, юга, запада и востока;
  6. Стройматериалы, из которых выполнены стены и пол;
  7. Строение ограждающих конструкций (стен, пола). Нужен профиль с перечислением слоев материалов, их расположения и толщины;
  8. Коэффициент теплопередачина каждый вид стройматериала, удельный вес стройматериала и т.п.;

      Facebook
  9. LiveJournal
  10. Blogger
  11. Вид и конструкция дверей из помещения, их профиль, разрез;
  12. Материалы, из которых выполнены двери с выяснением удельной плотности каждого, расположение и толщина слоев и коэффициента теплопроводности. Т.е. требуется та же информация, что и для материалов стен;
  13. Расчет тепловой мощности системы отопления невозможен без информации по окнам, при их наличии. Требуется учесть их размеры, геометрию, тип стеклопакета, иногда – материалы. Также может потребоваться профиль и данные, аналогичные дверям;
  14. Данные о крыше: строение, тип, высота, профиль с перечислением типа материалов и толщины, положения слоев. Характеристики стройматериалов – теплопроводность, количество и т.д.;
  15. Высота подоконника. Она считается как расстояние от поверхности верхнего слоя пола (не облицовки, а чистого слоя) до нижней стороны доски;
  16. Присутствие либо отсутствие батарей отопления;
  17. При наличии «теплого пола» – его профиль, стройматериал покрытия над коммуникациями с перечислением толщины слоев, их расположения, коэффициента теплопроводности и др.;
  18. Стройматериал и вид трубопровода.

Исходные данные для расчета теплопотерь дома
  • Facebook
  • LiveJournal
  • Blogger

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Исходные данные:

  • Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
  • Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м.2

Результат:

  • Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м2
  • Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м2
  • Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м2
Читайте также:  Как выбрать жалюзи в спальню: советы профессионала

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Какой должна быть площадь окон?

Очевидно, что чем больше площадь оконного проёма, тем больше тепла через него может покинуть комнату. Но совсем без окон нельзя… Площадь окон должна обосновываться расчетом: почему выбрали именно такую ширину и высоту окна?

Отсюда вопрос: какая площадь окон оптимальна в жилых домах?

Если обратиться к ГОСТ’ам, то получим чёткий ответ:

— площадь оконного проёма должна обеспечивать коэффициент естественной освещённости (КЕО), значение которого зависит от района строительства, характера местности, ориентации по сторонам света, назначения помещения, типа оконных переплётов.

Считается, что света поступает в помещение достаточно, если площадь всех стеклянных поверхностей в сумме составляет 10…12% от общей площади комнаты (рассчитанной по полу). По физиологическим показаниям считается, что оптимальное условие освещения достигается при ширине окон, равной 55% от ширины комнаты. Для котельных площадь светового проёма м2 на 1 м3 объёма помещения.

Для отдельных помещений (например, котельных) имеются свои требования, о которых нужно узнавать в соответствующих нормативных документах.

Как уменьшить теплопотери через окна

Одним из направлений работы по сохранению тепловой энергии в домах, являются исследования проблем, связанных с потерями тепла через окна. Потери тепла через окна можно разделить на две группы: трансмиссионные и вентиляционные.

Группы потерь тепла

Трансмиссионные потери через стекло примерно в четыре-шесть раз выше, чем через стены. Вентиляционные потери могут также достигать достаточно больших значений, если окна недостаточно уплотнены. Эти проблемы решаются при использовании оконных конструкций со стеклопакетами.

Теплозащита стеклопакетов

Теплозащитные свойства стеклопакетов, заполненных инертными газами, увеличиваются на 12-13 процентов. Трехслойное остекление имеет значительную тепловую эффективность, которая основана на снижении теплопотерь за счет теплопроводности и конвективных (по 15 %). Но более 70 % теплоты расходуется через стекло за счет излучения.

Снижение лучевой составляющей теплопотерь происходит благодаря нанесению на стекло теплоотражающего покрытия. Сопротивление теплопередаче двухкамерного стеклопакета составляет Rост=0,61 м2 0С/Вт, а однокамерного с нанесением теплоотражающего покрытия Rост=0,65 м2 0С/Вт. Отсюда вывод, что выгоднее применять не третье стекло, а покрытие, которое отражает тепло, поскольку применение третьего стекла приводит к перерасходу материала на оконную конструкцию, уменьшению светопропускающих свойств за счет третьего стекла, а также увеличению веса окна.

Стекло с отражающим покрытием

Как уменьшить теплопотери через окна

Теплоотражающие покрытия на стекле характеризуются низким уровнем черноты ε в инфракрасном интервале длин волн 2,5 — 25 мкм. Стекло с таким покрытием на 5 % меньше пропускает света и обратно отражает в помещение до 90 процентов тепла, что происходит за счет излучения. В летнее время такое покрытие отражает инфракрасные лучи на улицу, тем самым не допускается перегрев помещения.

Современная конструкция рамы

Оконная рама занимает 15-35 % площади окна, поэтому теплотехнические параметры оконного профиля также должны отвечать требованиям энергосбережения. Рамы изготавливают из многокамерного профиля из различных материалов: поливинилхлорида (ПВХ), дерева или металла (алюминия). Высокие теплоизоляционные свойства обеспечивают 3-х камерные профили, с двумя контурами внешнего уплотнения: один — по внешнему периметру рамы, второй — по внешнему периметру створки (в помещении).

Таким образом, современные конструкции стеклопакетов (двухкамерных или однокамерных со специальным покрытием) обеспечивают необходимые теплоизоляционные свойства. Основные проблемы при использовании таких оконных конструкций возникают при монтаже их в железобетоне или кирпичных ограждающих конструкциях.

Зависимость теплопотерь от правильного монтажа

Теплотехнические свойства, даже самой лучшей оконной конструкции, могут быть потеряны при неправильном ее монтаже. К теплотехническим характеристикам монтажных швов (в месте сопряжения оконной и строительной конструкции) предъявляются следующие требования — высокое сопротивление теплопередаче, звукоизоляции, влажного переноса, фильтрации воздуха, механическая прочность и возможность компенсировать тепловые деформации оконной конструкции.

При этом механические нагрузки в зоне сопряжения должны компенсироваться свойствами шва. В результате множества проведенных исследований на сегодняшний день разработаны оптимальные параметры монтажных швов (геометрические, теплофизические и массообменные), которые обусловливают эффективность применения современных оконных конструкций.

Мостики холода

«Мостики холода» — это участки здания с более низким термическим сопротивлением по отношению к другим участкам. То есть они пропускают больше тепла. Например это углы, бетонные перемычки над окнами, места сопряжения строительных конструкций и так далее.

Мостики холода

Чем вредны мостики холода:

  • Увеличивают теплопотери здания. Одни мостики теряют больше тепла, другие меньше. Все зависит от особенностей здания.
  • При определенных условиях в них выпадает конденсат и появляется грибок. Такие потенциально опасные участки нужно предупреждать и устранять заранее.
Мостики холода