Теплопотери дома

Методика расчёта тепловых потерь с трубы

Величина тепловых потерь с участка трубопровода за один час, Вт:

Q = b · l · q

• b — коэффициент учитывающий тепловые потери через опоры, соединения и арматуру, принимаемый по СНиП2.04.014 и равный для стальных трубопроводов с Ду=150 b=1.15, а для неметаллических труб b=1.7. Примечание. Расчёт производится без учёта коэффициента b если он не отмечен в таблице.
• l – длина участка, м;
• q – тепловые потери с одного метра трубы за один час, Вт/м.

q = k · 3.14 · (tв — tc)

• tв – температура воды в трубопроводе, °C;
• tс – температура среды окружающей трубопровод, °C;
• k – линейный коэффициент теплопередачи, Вт/м°C;

k = 1 / ( (1/2λт)·ln(dнт/dвт) + (1/2λи)·ln(dни/dви) + 1/(αн·dни) )

• λт – коэффициент теплопроводности материала трубы, Вт/м²°C;
• λи – коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, Вт/м²°C;
• dвт, dнт – внутренний и наружный диаметры трубы соответственно, м;
• dви, dни – внутренний и наружный диаметры изоляции соответственно, м;
• αн — коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности тепловой изоляции, Вт/ м²°C, принимаемый по приложению 9 СНиП 2.04.14 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;

Коэффициент теплопроводности материалов – таблица по СП 61.13330.2012

Материал	Коэффициент теплопроводности, Вт/м°С
Асбестовый матрац, заполненный совелитом	0,087
Асбестовый матрац, заполненный стекловолокном	0,058
Асботкань в несколько слоев	0,13
Асбестовый шнур	0,12
Асбестовый шнур (ШАОН)	0,13
Асбопухшнур (ШАП)	0,093
Асбовермикулитовые изделия марки 250	0,081
Асбовермикулитовые изделия марки 300	0,087
Битумоперлит	0,12
Битумокерамзит	0,13
Битумовермикулит	0,13
Диатомовые изделия марки 500	0,116
Диатомовые изделия марки 600	0,14
Пенопласт ФРП-1 и резопен группы 100	0,043
Пенополиуретан	0,05
Полуцилиндры и цилиндры минераловатные марки 150	0,049
Полуцилиндры и цилиндры минераловатные марки 200	0,052
Совелитовые изделия марки 350	0,076
Совелитовые изделия марки 400	0,078
Фенольный поропласт ФЛ монолит	0,05
Шнур минераловатный марки 200	0,056
Шнур минераловатный марки 250	0,058
Шнур минераловатный марки 300	0,061

Порядок применения

1. Введите наружный диаметр трубы в мм.
2. Выберите расположение в выпадающем списке: в помещении, на улице, под землей.
   1. Если выбрано расположение «на улице», Вы можете скорректировать параметр «Скорость ветра». По умолчанию он равен 5 м/с.
3. Выберите материал теплоизоляции.
   1. При необходимости скорректируйте значение Теплопроводности.
   2. Выберите толщину теплоизоляции.
4. Выберите географическое Местонахождение обогреваемого трубопровода. Если выбрать регион в выпадающем списке, то нужное значение «Минимальной температуры воздуха» подставится автоматически. В списке присутствуют не все регионы, а только указанные в СНИПе.
   1. Либо введите минимальную температуру воздуха с клавиатуры. Для трубопроводов диаметром более 100 мм рекомендуется принимать температуру наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0.92 (по СНиП 23-01-99). Для трубопроводов диаметром менее 100 мм рекомендуется принимать абсолютную минимальную температуру в регионе согласно СНИП.
5. Нажмите кнопку «Посчитать». Полученный результат на экране — это расчетные теплопотери без какого-либо запаса по мощности.
6. Для того чтобы подобрать подходящий греющий кабель требуется задать диапазон «Запаса мощности обогрева». По умолчанию греющие кабели подбираются с запасом по мощности 20-50%. Вы можете увеличить запас мощности до 120% с целью увеличения выборки греющих кабелей и нагревательных лент.
7. Для того чтобы начать расчет заново нажмите кнопку «Сбросить».

Разбираем основные критерии выбора

В строительных магазинах можно найти бесчисленное многообразие материалов, но какой из них лучше для отделки стен? Однозначно ответить на этот вопрос невозможно, но имеет смысл проанализировать ключевые критерии, исходя из которых, необходимо делать свой выбор.

Показатель теплопроводности (способность материала пропускать через себя тепло).

Это ключевой фактор, на который нужно обращать внимание — от него зависит эффективность защиты стен от холода (чем он меньше, тем лучше). Как правило, все современные материалы отвечают имеющимся требованиям

Очевидно, чем легче утеплитель, тем проще его крепить. К тому же, для особо тяжелых моделей придется сооружать дополнительный каркас прочности, что в значительной мере увеличит общие расходы. В данном аспекте за явным преимуществом выигрывает пенопласт.

Если вы собрались покрыть стены дома сайдингом, то этот аспект не важен. Зато есть ограничения для раствора и лакокрасочных веществ.

Для деревянных домов запрещено использовать аналоги, подвергающиеся горению. Поэтому нельзя отделывать стены снаружи, к примеру, стекловатой, которая возгорается за считанные мгновения. Впрочем, в России очень многие нарушают это предписание из-за выгодного соотношения цена-качество.

Наружная отделка стен слегка снижает эксплуатационный период (так как материалу приходится активнее противостоять влаге). Наиболее качественные модели имеют срок службы 25-50 лет, аналоги поскромнее 5-10. Учитывайте этот показатель — модель может быть немного дороже, но иметь эксплуатационный срок больше в 5-10 раз.

Статья по теме: Как вывести трубу от печи через стену

Главное достоинство деревянного дома — его экологическая чистота. Использование токсичных материалов сводит к минимуму сей факт.

Простыми словами — возможность материала «просушиваться». Если этот показатель будет низким, придется возводить на стене вентиляционные шахты, что усложняет работу и повышает траты на теплоизоляцию дома.

В частности, внимательно изучите имеющийся спрос на предмет соотношения «цена — качество». Дешевые модели могут иметь слишком слабую эффективность, поэтому придется использовать несколько слоев. Также не забывайте, что качественное наружное утепление стен деревянного дома в значительной мере сокращает энергозатраты. Поэтому такая процедура в скором времени полностью окупается.

В представленных ниже таблицах вы найдете много интересной информации.

1 — населенный пункт, 2 — средняя температура в отопительный период, 3 — его продолжительность, 4 — градусо-сутки, 5 — рекомендованный показатель сопротивления теплопередаче, 6 — рекомендуемая (минимальная) толщина теплоизоляционного слоя.

Эта таблица позволяет изучить эффективность теплоизоляционных материалов

Данные представлены в виде диаграммы — для наглядности

Ручной расчет теплопотерь

Чтобы рассчитать теплопотери дома ручным способом, понадобится найти значения утечки тепла через ограждающую конструкцию, вентиляцию и канализационную систему.

Теплопотери через ограждающую конструкцию

У любого здания окружающая конструкция состоит из разных слоев материала. Поэтому для более точного расчета, необходимо найти теплопотери для каждого слоя отдельно. Вычисляются они по следующей формуле – Q окр.к. = (A / D) *dT, где:

• D – сопротивление теплового потока;
• dT – разность наружной и внутренней температуры помещения;
• А – площадь здания.

Все значения измеряются соответствующими приборами, а для нахождения сопротивления теплового потока, применяется формула — D = Z / Кф., где: Кф. – коэффициент теплопроводности материала (он производителями указан в паспорте материала), а Z – толщина его слоя.

Если здание состоит из нескольких этажей, посчитать ручным способом теплопотери через ограждающую конструкцию будет достаточно долго и неудобно. В связи с этим, можно будет воспользоваться следующей таблицей, где специалисты вывели средние

Данные окружающей конструкции Уличная температура. °С Утечка тепла Вт 1 этаж 2 этаж Комната, у которой угол граничит с улицей. Неугловая комната. Комната, у которой угол граничит с улицей. Неугловая комната. Кирпичная стена шириной — 67 см. и с внутренней отделкой. штукатурки. -25 -27 -29 -31 77 84 88 90 76 82 84 86 71 76 79 81 67 72 76 77 Кирпичная стена шириной — 54 см. с внутренней отделкой. -25 -27 -29 -30 92 98 103 104 91 97 101 102 83 87 92 94 80 88 90 91 Деревянная стена шириной — 25 см с внутренней обшивкой. -25 -27 -29 -30 62 66 68 70 61 64 66 67 56 59 61 62 53 57 58 60 Деревянная стена шириной — 20 см с внутренней обшивкой. -25 -27 -29 -30 77 84 88 89 77 82 85 87 70 76 79 80 67 73 76 77 Каркасная стена шириной — 20 см. с утеплителем. -25 -27 -29 -30 63 66 69 71 61 64 67 69 56 59 62 63 55 57 60 62 Пенобетонная стена шириной — 20 см с внутренней отделкой. -25 -27 -29 -30 93 98 102 105 90 95 99 102 88 89 91 94 81 85 89 91

Утечка тепла через вентиляцию

У каждого помещения через ограждающую конструкцию, циркулирует поток воздуха. Чтобы рассчитать, сколько происходит теплопотерь при вентиляции, используется формула тепловых зданий:

Qвент. = (В* Кв / 3600)* W * С *dT, где:

• В — кубические метры длинны и ширины помещения;
• Кв — кратность подаваемого и удаляемого воздуха помещения за 1 час;
• W — плотность воздуха = 1,2047 кг/куб. м;
• С — теплоемкость воздуха = 1005 Дж/кг*С.

В зданиях с паропроницаемыми ограждениями, воздухообмен происходит – 1 раз в час. У зданий, которые выполнены по «Евростандарту», кратность подаваемого и удаляемого воздуха увеличивается до – 2. Таким образом, обмен воздуха за 1 час происходит 2 раза.

Утечки тепла через канализацию

Для комфортного проживания жильцы домов нагревают воду для быта и гигиены. Также частично от окружающей среды нагревается вода в бочке и сифоне унитаза. Все полученное тепло после эксплуатации вместе с водой уходит через стоки трубопровода

Поэтому очень важно рассчитать теплопотери дома, расчет производится по следующей символической формуле:

Qкан. = (Vвод.  * T * Р * С * dT) / 3 600 000, где:

• Vвод. — общий потребляемый кубический объем воды за 30 дней;
• Р — плотность жидкости = 1 тонна/куб. м;
• С — теплоемкость жидкости = 4183 Дж/кг*С;
• 3 600 000 — величина джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.;
• dT — разность температуры между поступающей и нагретой водой.

Подсчет dT проводится следующим образом. Допустим, при поступлении в помещение вода имеет температуру +8 градусов, после нагрева ее температура составляет + 30 градусов. Следовательно, чтобы найти разницу, нужно из 30 вычесть 8. Получившийся итог 21 градус и следует принимать за dT.

Полученные результаты теплопотерь через вентиляцию, ограждающие конструкции и канализацию необходимо сложить вместе. Получившаяся сумма и будет примерное количество теплопотерь дома.

Основы расчета теплопотерь

Контроль над теплопотерями систематично проводится только для помещений, отапливающихся в соответствии с сезоном. Помещения, не предназначенные для сезонного проживания, не подпадают под категорию зданий, поддающихся тепловому анализу. Программа теплопотери дома в этом случае не будет иметь практического значения.

Чтобы провести полный анализ, рассчитать теплоизоляционные материалы и подобрать систему отопления с оптимальной мощностью, необходимо обладать знаниями о реальной теплопотере жилища. Стены, крыша, окна и пол — не единственные очаги утечки энергии из дома. Большая часть тепла уходит из помещения через неправильно монтированные вентиляционные системы.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Необходимость расчета теплопотерь

Обустройство комфортного жилища требует строгого контроля процесса на каждом из этапов выполнения работ. Поэтому организацию системы отопления, которой предшествует выбор самого метода обогрева помещения, нельзя упускать из виду. Работая над возведением дома, немало времени придется уделить не только проектной документации, но и расчету теплопотери дома. Если в дальнейшем вы собираетесь работать в области проектирования, то инженерные навыки расчета теплопотерь вам точно пригодятся. Так почему бы не потренироваться выполнять эту работу на опыте и сделать подробный расчет теплопотерь для собственного дома.

Важно! Выбор способа и мощности системы отопления напрямую зависит от проведенных вами расчетов. Вычислив показатель теплопотери неверно, вы рискуете мерзнуть в холодное время или изнемогать от жары из-за чрезмерного обогрева помещения

Необходимо не только правильно выбрать прибор, но и определить количество батарей или радиаторов, способное обогреть одну комнату.

Формула расчета теплопотери

Программа теплопотери дома рассчитывается по специальной формуле:

Проводя расчет, помните, что для конструкций, состоящих из нескольких слоев, суммируется сопротивление каждого слоя. Итак, как рассчитать теплопотери каркасного дома, обложенного кирпичом снаружи? Сопротивление потере тепла будет равно сумме сопротивления кирпича и дерева с учетом воздушной прослойкой между слоями.

Важно! Обратите внимание, что расчет сопротивления проводится для самого холодного времени года, когда разница температур достигает своего пика. В справочниках и пособиях всегда указывается именно это опорное значение, использующееся для дальнейших расчетов

Пример расчета тепловых нагрузок объекта коммерческого назначения

Это помещение на первом этаже 4-х этажного здания. Месторасположение — г. Москва.

Исходные данные по объекту

Адрес объекта	г. Москва
Этажность здания	4 этажа
Этаж на котором расположены обследуемые помещения	первый
Площадь обследуемых помещений	112,9 кв.м.
Высота этажа	3,0 м
Система отопления	Однотрубная
Температурный график	95-70 град. С
Расчетный температурный график для этажа на котором находится помещение	75-70 град. С
Тип розлива	Верхний
Расчетная температура внутреннего воздуха	+ 20 град С
Отопительные радиаторы, тип, количество	Радиаторы чугунные М-140-АО – 6 шт.Радиатор биметаллический Global (Глобал) – 1 шт.
Диаметр труб системы отопления	Ду-25 мм
Длина подающего трубопровода системы отопления	L = 28,0 м.
ГВС	отсутствует
Вентиляция	отсутствует
Тепловая нагрузка по договору (час/год)	0,02/47,67 Гкал

Расчетная теплопередача установленных радиаторов отопления, с учетом всех потерь, составила 0,007457 Гкал/час.

Максимальный расход теплоэнергии на отопление помещения составил 0,001501 Гкал/час.

Итоговый максимальный расход — 0,008958 Гкал/час или 23 Гкал/год.

В итоге рассчитываем годовую экономию на отопление данного помещения: 47,67-23=24,67 Гкал/год. Таким образом можно сократить расходы на теплоэнергию почти вдвое. А если учесть, что текущая средняя стоимость Гкал в Москве составляет 1,7 тыс. рублей, то годовая экономию в денежном эквиваленте составит 42 тыс. рублей.

Виды тепловых нагрузок

При расчетах учитывают средние сезонные температуры

Тепловые нагрузки носят разный характер. Есть некоторый постоянный уровень теплопотерь, связанный с толщиной стены, конструкцией кровли. Есть временные – при резком снижении температуры, при интенсивной работе вентиляции. Расчет всей тепловой нагрузки учитывает и это.

Сезонные нагрузки

Так называют теплопотери, связанные с погодой. Сюда относят:

• разницу между температурой наружного воздуха и внутри помещения;
• скорость и направление ветра;
• количество солнечного излучения – при высокой инсоляции здания и большом количестве солнечных дней даже зимой дом охлаждается меньше;
• влажность воздуха.

Сезонную нагрузку отличает переменный годовой график и постоянный суточный. Сезонная тепловая нагрузка – это отопление, вентиляция и кондиционирование. К зимним относят 2 первых вида.

Постоянные тепловые

Промышленное холодильное оборудование выделяет большое количество тепла

К круглогодичным относят горячее водоснабжение и технологические аппараты. Последние имеет значение для промышленных предприятий: варочные котлы, промышленные холодильники, пропарочные камеры выделяют гигантское количество тепла.

В жилых зданиях нагрузка на горячее водоснабжение становится сравнима с отопительной нагрузкой. Величина эта мало изменяется в течение года, но сильно колеблется в зависимости от времени суток и дня недели. Летом расход ГСВ уменьшается на 30%, так как температура воды в холодном водопроводе выше на 12 градусов, чем зимой. В холодное время года потребление горячей воды растет, особенно в выходные дни.

Сухое тепло

Комфортный режим определяется температурой воздуха и влажностью. Эти параметры рассчитывают, руководствуясь понятиями сухого и скрытого тепла. Сухое – это величина, измеряемая специальным сухим термометром. На нее воздействует:

• остекление и дверные проемы;
• солнце и тепловые нагрузки на зимнее отопление;
• перегородки между комнатами с разной температурой, полы над пустым пространством, потолки под чердаками;
• трещины, щели, зазоры в стенах и дверях;
• воздуховоды вне отапливаемых зон и вентиляция;
• оборудование;
• люди.

Полы на бетонном фундаменте, подземные стены при расчетах не учитываются.

Скрытое тепло

Влажность помещения повышает температуру внутри

Этот параметр определяет влажность воздуха. Источником выступает:

• оборудование – нагревает воздух, снижает влажность;
• люди – источник влажности;
• потоки воздуха, проводящие сквозь трещины и щели в стенах.

Уменьшение теплопотерь дома: теплоизоляционные материалы

Решая проблему, как сохранить тепло в доме, очень важно правильно выбрать теплоизоляционные материалы. Термосопротивление самых современных из них намного превосходит этот параметр традиционных утеплителей

Теплоизоляционные материалы должны отвечать целому ряду требований, среди которых:

долговечность (это важно для длительной его эксплуатации);
экологичность (отсутствие вредных для здоровья выделений);
горючесть (отсюда и пожаробезопасность);
повышенная паропроницаемость (благодаря чему из помещения будет выводиться влага и конструкции дома будут оставаться сухими);
небольшой вес (не придется усиливать фундамент, перекрытия, не возникнет проблем с монтажом, транспортировка материала и покупка крепежа обойдутся не слишком дорого
естественно, цена (для многих это главный показатель, определяющий выбор того или иного утеплителя).

Расчет тепловых потерь в тепловых сетях при транспортировке тепловой энергии

Рассмотрим пример расчета теплопотерь.

Потери в тепловых сетях Q_тc за отчетный период определяются как сумма теплопотерь с непродуктивной утечкой воды из сети Q_ут, с продуктивной Q_ут.пр, и потерь тепла через изоляцию в трубопроводах тепловой сети от границы раздела до узла учета тепловой энергии Q_из.

Значение продуктивной утечки определяется согласно соответствующим актам.

Согласно «Схемы балансового разграничения» у «Потребителя» на балансе находится участок теплосети от места присоединения — тепловой камеры ТК- 2 до дома № 4 условным диаметром Ду65, длина — 118,2 п.м.

Тип прокладки — проходной канал.

Определим по формуле нормативные значения среднегодовых тепловых потерь для этой тепловой сети:

• β — коэффициент, учитывающий местные тепловые потери, потери опор, арматуры, компенсаторов. Определяется согласно СНиП 2.04.07 — 86. Для нашего случая β = 1,2;
• L — длина трубопровода (участка тепловой сети);
• q_н = q_п + q_з — нормативные значения удельных тепловых потерь двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в проходном канале и количестве часов работы за год меньше 5000;
• 1 ккал / ч = 1,163 Вт.

Согласно графику температур в тепловых сетях 105°С — 70°С среднегодовые температуры теплоносителя (воды) в водяных тепловых сетях принимаем:

Среднегодовая температура воды в системе трубопроводов:

Потери тепловой энергии через изоляцию трубопроводов

Данный расчет отображает нормативные значения потерь, которые не должны превышаться, если изоляция трубопроводов подбиралась в соответствии со СНиП. Реальные значения могут отличаться от нормативных. Если выполнить утепление трубопроводов IZOVOL или другими современными изоляционными материалами теплопотери через изоляцию будут очень низкими. Для точного расчета потерь необходимо использовать метод основанный на алгоритме расчета прохождения тепла через цилиндрическую стенку.

Для участка Ду65 длиной 118,2 п.м.:

q_н=(29+17)/1,163=39,66 Ккал /м ч (СНиП 2.04.14–88, приложение 4, табл. 4);

Нормированные значения месячных тепловых потерь через изоляцию трубопроводов для тепловой сети вычисляем:

• n — продолжительность работы сети в данном месяце, час;
• Q_н ср.р — Гкал/ч.

Требования и сопутствующая документация

Государственные проверяющие органы, руководящие организацией и регламентацией строительства, а также проверкой выполнения техники безопасности, составили СНиП № 23-02-2003, в котором подробно излагаются нормы проведения мероприятий по тепловой защите зданий.

Документ предлагает инженерные решения, которые обеспечат наиболее экономичный расход теплоэнергии, которая уходит на отопление помещений (жилых или промышленных, муниципальных) в отопительный период

Эти рекомендации и требования были разработаны с учетом вентиляции, конверсии воздуха, а также со вниманием к месторасположению точек поступления тепла

Не все постройки входят в юрисдикцию этих сводов. В частности, не проверяются по этим требованиям те строения, которые отапливаются нерегулярно или вовсе сконструированы без отопления. Обязательным теплорасчет является для следующих зданий:

• жилые – частные и многоквартирные дома;
• общественные, муниципальные – офисы, школы, больницы, детские сады и пр.;
• производственные – заводы, концерны, элеваторы;
• сельскохозяйственные – любые отапливаемые постройки с/х назначения;
• складские – амбары, склады.

В тексте документа прописаны нормы для всех тех составляющих, которые входят в теплотехнический анализ.

Требования к конструкциям:

Теплоизоляция. Это не только сохранение тепла в холодное время года и недопущение переохлаждений, промерзаний, но и защита от перегрева летом. Изоляция, таким образом, должна быть обоюдосторонней – предупреждение влияний извне и отдачи энергии изнутри.
Допустимое значение перепада температур между атмосферой внутри здания и терморежимом внутренней части ограждающих конструкций. Это приведет к скоплению конденсата на стенах, а также к негативному влиянию на здоровье людей, находящихся в помещении.
Теплоустойчивость, то есть температурная стабильность, недопущение резких перемен в нагреваемом воздухе.
Воздухопроницаемость. Здесь важен баланс

С одной стороны, нельзя допустить остывания постройки из-за активной отдачи тепла, с другой стороны, важно предупредить появление «парникового эффекта». Он бывает, когда использован синтетический, «недышащий» утеплитель.
Отсутствие сырости

Повышенная влажность – это не только причина для появления плесени, но и показатель, из-за которого происходят серьезные потери теплоэнергии.

Тепловой расчет топочной камеры

Используя конструктивные данные котла, составим расчетную схему топки.

Рис. 2.1 — Схема топочной камеры

Расчет топки представим в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Рассчитываемая величина	Обозна-чение	Размер-ность	Формула или обоснование	Расчет
Диаметр и толщина экранных труб	dx	мм	По чертежу	32х6
Шаг труб	S1	мм	То же	46
Поверхности:
фронтовой стены	Fф	м2	По рис. 2.1	33,3.16,32=543,5
задней стены	Fз	То же
боковой стены	Fб
пода	Fпод	8,47.16,32=138,2
потолка	Fп	3,2.16,32=52,2
выходного окна	Fвых	(9+2,8+1,34).16,32=214,4
Суммарная поверхность стен топочной камеры	Fст	Fф+Fз+2Fб+Fпод+Fп+ +Fвых	543,5+442,9+2.233,5+138,2+52,2+214,4=1860
Объем топочной камеры	Vт	м3	По рис. 2.1	233,5.16,32=3811
Эффективная толщина излучающего слоя	s	м
Тепловое напряжение топочного объема	кВт/м3
Коэффициент избытка воздуха в топке	т	—	Принят ранее	1,05
Температура горячего воздуха	tг.в.	С	Задана	333
Энтальпия горячего воздуха	кДж/м3	По табл. 2.2	4271,6
Тепло, вносимое воздухом в топку	Qв	кДж/м3
Полезное тепловыделение в топке	QТ	кДж/м3
Теоретическая температура горения	а	С	По табл. 2.2	2145С
Абсолютная теоретическая температура горения	Та	К	а+273	2418
Высота расположения горелок	hг	м	По рис. 2.1
Высота топки (до середины выходного газового окна)	Нт	м	То же
Смещение максимума температур выше зоны горелок	х	—	При использовании вихревых горелок в несколько ярусов и D>110кг/с	0,05
Относительное положение максимума температур по высоте топки	хт	—
Коэффициент	М	—
Температура газов на выходе из топки	С	Принимаем предварительно	1350
Абсолютная температура газов на выходе из топки	К	1623
Энтальпия газа	кДж/м3	По табл. 2.2	23993
Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания	Vcср	кДж/(м3.К)
Давление в топке	р	МПа	принимаем	0,1
Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами
Коэффициент теплового излучения несветящихся газов	г	—
Соотношение между содержанием углерода и водорода в топливе	—
Коэффициент ослабления лучей сажистыми частицами
Коэффициент ослабления лучей светящимся факелом	k
Коэффициент теплового излучения светящейся части факела	с	—
Коэффициент, характеризующий долю топочного объема, заполненную светящейся частью факела	m	—	При сжигании газа и	0,1
Коэффициент теплового излучения факела	ф	—
Угловой коэффициент экрана	х	—	Для плавниковых экранов	1
Условный коэффициент загрязнения поверхности	—	При сжигании газа и настенных мембранных экранах	0,65
Коэффициент тепловой эффективности экрана	эк	—	.х	0,65
Температурный коэффициент	А	—	Для природного газа	700
Поправочный коэффициент на взаимный теплообмен газовых объемов верхней части топки и ширм	—
Условный коэффициент загрязнения поверхности входа в ширмы	вых	—		0,65.0,52=0,338
Коэффициент тепловой эффективности выходной поверхности	вых	—	вых.х	0,338
Средний коэффициент тепловой эффективности	ср	—
Коэффициент теплового излучения топки	т	—
Значение для формулы расчетной температуры газов на выходе из топки	R	—
Расчетная температура газов на выходе из топки	С	Отличается от ранее принятой менее, чем на 100С, следовательно второе приближение делать не нужно
Энтальпия газа	кДж/м3	По табл. 2.2	24590
Количество тепла, воспринятое в топке	кДж/м3
Поверхность стен топки, занятая горелками	Fгор	м2	Из чертежа	14
Лучевоспринимающая поверхность нагрева экранов топки	Нл	м2
Средняя тепловая на-грузка поверхности нагрева топочных экранов	qл	кВт/ м2

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.

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

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.