Формулы для расчёта теплопотерь дома

March 10, 2019 просмотров: 638


 Чтобы этого добиться, нужен расчёт теплопотерь. Точные вычисления помогут подобрать для отопления помещения максимально эффективную систему обогрева, избежать лишних потерь тепла и напрасного расхода материальных средств.

Теплопотери в частном доме
Точный расчет теплопотерь дома позволяет подобрать действенную систему отопления

Основные факторы теплопотерь

Чтобы точно рассчитать теплопотери дома, необходимо знать, что на них влияет. Учитывая факторы потерь, домовладелец сможет максимально точно определить искомую величину. Есть два основных показателя, от которых зависят размеры теплопотерь:

  1. Тепловые потери через домовое ограждение. Сюда входит учёт потерь через стены, пол, потолок, оконные и дверные проёмы.
  2. Затраты энергии на нагрев воздуха при вентиляции. Вычисляются расходы при открытии окон, дверей и вентиляционных каналов.

В этом видео вы увидите удобную программу для расчета теплопотерь и мощности котла:

Кроме основных величин, на конечный результат влияет:

  • точное геодезическое положение дома;
  • климатические условия местности;
  • материалы, из которых построено здание.
Для точного расчёта теплопотерь здания заранее находят таблицы с нужными данными и формулы для вычислений основной величины.

Базовые формулы

Основная цифра подсчёта состоит из двух составляющих. Чтобы посчитать теплопотери дома, надо вычислить каждую из них, а затем сложить результаты. Расход теплопотерь через ограждения вычисляют по такой формуле: Q = 1/R * (tв — tн) * S * (1 + ∑β).

Как рассчитать теплопотеря дома
Теплопотери дома рассчитываются по формуле

Вот что обозначают основные переменные уравнения:

  • определяемая величина — это потери тепловой энергии, вычисляется в Вт;
  • R — сопротивление материала конструкции окружающей температуре (м2*С/Вт);
  • tв — внутренняя температура — её средний показатель вычисляется в градусах по Цельсию;
  • tн — температура снаружи, берётся самый низкий показатель, измеряется в градусах;
  • S — площадь ограждения вычисляется по наружным размерам в квадратных метрах;
  • β — дополнительные теплопотери из-за ориентации здания на местности.

Имея формулу, приступают к вычислениям. Для этого надо иметь справочные таблицы со следующими показателями:

  • низкие температуры по регионам;
  • коэффициенты дополнительных теплопотерь из-за расположения здания на местности;
  • значения тепловодности строительных материалов;
  • личные наблюдения или специальные таблицы со средними показателями температур в помещениях здания.
Чтобы вычислить термические сопротивления всех ограждений по отдельности, делят толщину слоя материала, из которого сделано ограждение, на взятое из таблицы значение его теплопроводимости. Если слоёв несколько, то вычисляют значение для каждого слоя в отдельности, а потом складывают их воедино. Полученную величину подставляют в основную формулу.

Измерение вентиляционных показателей

Ещё одной важной составляющей расчёта теплопотерь помещения является величина энергии, уходящей на обогрев вентиляционного воздуха. Она может составлять до 30% общих потерь, поэтому обязательно вычисляется и прибавляется к результату основных расчётов. Формулу для такого вычисления берут из учебника физики для определения теплоёмкости воздуха: Q возд. = c * m * (tв — tн).

вентиляция
Энергия, уходящая на обогрев вентиляционного воздуха рассчитывается по формуле

Вот расшифровка основных показателей:

  • Q возд. — количество энергии, потраченное на обогрев воздуха, измеряется в Вт;
  • tв — средняя внутренняя температура измеряется в градусах по Цельсию;
  • tн — самая низкая температура снаружи измеряется в градусах;
  • c — теплоёмкость воздуха равна 0.28 Вт / (кг °С);
  • m — масса воздуха, попадающего в помещение снаружи, измеряют в кг.

Для более точного подсчёта массы поступающего воздуха пользуются простой формулой: умножают объём всех вычисляемых помещений на плотность воздуха. Вычисление объёма производят по внутренним данным, перемножая длину, ширину и высоту комнат, а потом сложив все объёмы в единый. Значение плотности воздуха находят в специальной таблице, где он указан в зависимости от температуры. За отправную температуру берётся наружный показатель, самый низкий для местности.

Для определения конечного результата складывают итоговые значения двух основных формул. Полученный результат будет наиболее точным показателем теплопотерь здания.

Наглядный пример расчётов

Для определения теплопотерь вычисляют величину для каждой комнаты в отдельности, потом их складывают. Вот схема последовательности вычислений для одной комнаты:

  1. Вычисляют площадь окна или окон на северной стене.
  2. Вычисляют площадь северной стены. Для этого умножают её наружную высоту на ширину. Ширину определяют до середины смежной стены или до её конца, если она крайняя. Отнимают от этой площади площадь окон, расположенных на стене.

    Как рассчитать теплопотерю
    Для расчета теплопотерь сначала высчитывают величину для каждой комнаты, затем показатели складывают

  3. Вычисляют термическое сопротивление каждого окна.
  4. Вычисляют показания для стены термического сопротивления. Для этого просчитывают показания для каждого слоя конструкции, а потом их складывают.
  5. Подставляют все данные в формулу для вычисления теплопотерь стены. Добавляют из таблицы дополнительных теплопотерь коэффициент для северной стороны.
  6. Также вычисляют теплопотери окон на этой стене.
  7. Вычисляют теплопотери остальных стен по той же схеме. У внутренних стен показания внутренней и внешней температур обычно равны. За внешнюю температуру берутся показания за стеной.
  8. Вычисляют теплопотери потолка. Учитывают, что внутренняя температура на чердаке может отличаться от внешней температуры, поэтому берут для формулы расчёта показатели температуры за перекрытием.

    Пример расчета теплопотерь
    От правильных расчетов зависит комфорт и уют в доме

  9. По тому же принципу вычисляют теплопотери через пол комнаты.
  10. Складывают все данные и получают расход энергии через ограждения.
  11. Вычисляют объём комнаты, перемножив её высоту, длину и ширину.
  12. Вычисляют расход энергии на обогрев вентиляционного воздуха, подставив данные в формулу.
  13. Складывают энергию, потраченную на ограждения и вентиляцию. Получают конечный результат.
  14. По той же схеме вычисляют все комнаты и помещения здания и находят общую сумму всех показателей. Полученная величина будет наиболее точным мерилом теплопотерь всего дома.
Кому-то не нравится возиться с цифрами, но от них может зависеть будущий уют в доме. Если сооружённая система отопления будет меньшей мощности, чем потери тепла здания, то такой дом обречён на замерзание. Вряд ли кому захочется жить там, где всегда холодно.