Калькулятор расчета теплопотерь

Тепловые потери окон

Потери тепла за счет окон рассчитываются по следующей формуле:

Qок=Kок*Fок(tвнут-tвнеш), где

• Kок – коэффициент теплопроводности материала, °С м2/Вт;
• Fок – площадь стены, м2;
• tвнут – температура внутри помещения, °С;
• tвнеш – температура снаружи, °С

Так же как и у стен, снизить теплопотери окон можно за счет многослойности стекла. Также огромное влияние оказывают правильно установленные комплектующие и качественный утеплитель. Также большое влияние оказывает качество материалов, из которых изготовлено окно. Большая площадь окон также оказывает негативное влияние. Поэтому не стоит в регионах с холодными зимами устанавливать большие окна.

Выбор радиаторов отопления

Традиционно мощность отопительного радиатора рекомендовано выбирать по площади отапливаемой комнаты, причем с 15-20% завышением мощностных потребностей на всякий случай.

На примере рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при проведении расчетов системы отопления

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; внешняя стена из двухрядной кладки керамического кирпича; ширина комнаты 3 м, длина 4 м, высота потолка 3 м.

По упрощенной схеме выбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м2

Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с 20% надбавкой получается 14,4 кВт. А теперь посчитаем мощностные параметры отопительного радиатора на основании теплопотерь комнаты.

Фактически площадь комнаты влияет на потери тепловой энергии меньше, чем площадь ее стен, выходящих одной стороной наружу здания (фасадных).

Поэтому считать будем именно площадь «уличных» стен, имеющихся в комнате:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м2

Зная площадь стен, передающих тепло «на улицу», рассчитаем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры в 30о (в доме +18 оС, снаружи -12 оС), причем сразу в киловатт-часах:

0,91 · 21 · 30 : 1000 = 0,57 кВт,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередачи м2 комнатных стен, выходящих «на улицу»; 21 – площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – число ватт в киловатте.

Согласно строительным стандартам приборы отопления располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки – над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливаются на глухие стены, подверженные максимальному воздействию ветров

Выходит, что для компенсации потерь тепла через фасадные стены данной конструкции, при 30о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВт·ч. Увеличим необходимую мощность на 20, даже на 30% – получаем 0,74 кВт·ч.

Таким образом, реальные мощностные потребности отопления могут быть значительно ниже, чем торговая схема «1,2 кВт на квадратный метр площади помещения».

Причем корректное вычисление необходимых мощностей отопительных радиаторов позволит сократить объем теплоносителя в системе отопления, что уменьшит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Утепление пола

Формула расчета для теплопотерь для пола и фундамента идентична представленной выше. Но есть и свои нюансы. Теплопроводность пола будет разной для фундамента поднятого над грунтом и стоящего непосредственно на грунте.

Для фундамента, поднятого над грунтом основным параметром, влияющим на потерю тепла, является высота подъема. Также в расчет принимаются все слои теплоизоляции между полом и неотаплиевым подполом. Необходимым условием сохранения тепла здесь является герметичность стыков и правильно подобранный утеплитель.

Фундамент, стоящий на грунте, имеет другие теплопотери. Его коэффициент рассчитывается исходя в основном из тепловых потерь слоев утеплителя и толщины пола. Также следует учесть, что в этом случае тепловые потери сокращаются от стен к центру здания.

Расчет мощности котла и теплопотерь.

Собрав все необходимые показатели, приступайте к калькуляции. Конечный результат укажет количество расходуемого тепла и сориентирует вас на выбор котла. При расчете теплопотерь за основу берутся 2 величины:

1. Разница температуры снаружи и внутри здания (ΔT);
2. Теплозащитные свойства объектов дома (R);

Для выявления расхода тепла ознакомимся с показателями сопротивления теплопередачи некоторых материалов

Таблица 1. Теплозащитные свойства стен

Данные в таблице указаны с температурной разницей 50 °(на улице -30°,а в помещение +20°)

Таблица 2. Тепловые расходы окон

RT — сопротивление теплопередачи;

1. Вт/м^2 – количество тепла, которое расходуется на один кв. м. окна;

четные цифры указывают на воздушное пространство в мм;

Ar — зазор в стеклопакете заполнен аргоном;

К – окно имеет наружное тепловое покрытие.

Имея в наличии стандартные данные о теплозащитных свойствах материалов, и определив перепад температур легко рассчитать тепловые потери. На пример:

Снаружи — 20°С., а внутри +20°С. Стены построены из бревна диаметром 25см. В этом случае

R = 0.550 °С· м2/ Вт. Тепловой расход будет равен 40/0.550=73 Вт/ м2

Теперь можно приступить к выбору источника тепла. Существуют несколько видов котлов:

• Электрические котлы;
• Газовые котлы
• Нагреватели на твердом и жидком топливе
• Гибридные (электрические и на твердом топливе)

Перед тем как приобрести котел, вы должны знать, какая мощность потребуется для поддержания благоприятной температуры в доме. Для этого существуют два способа определения:

1. Расчет мощности по площади помещений.

По статистике принято считать, что для нагрева 10 м2 требуется 1 кВт теплоэнергии. Формула применима в случае, когда высота потолка не более 2,8 м и дом средне утеплен. Суммируем площадь всех комнат.

Получаем, что W=S×Wуд/10, где W- мощность теплогенератора, S-общая площадь здания, а Wуд является удельной мощность, которая в каждом климатическом поясе своя. В южных регионах она 0,7-0,9 кВт, в центральных 1-1,5 кВт, а на севере от 1,5 кВт до 2 кВт. Допустим, котел в доме площадью 150 кв.м, который находится в средних широтах должен обладать мощностью 18-20кВт. Если потолки выше стандартных 2,7м, например, 3м, в этом случае 3÷2,7×20=23 (округляем)

1. Расчет мощности по объему помещений.

Этот тип вычислений можно произвести, придерживаясь строительных норм и правил. В СНиП прописан расчет мощности отопления в квартире. Для кирпичного дома на 1 м3 приходится 34 Вт, а в панельном – 41 Вт. Объем жилья определяется умножением площади на высоту потолка. Например, площадь апартаментов 72 кв.м., а высота потолков 2,8 м. Объем будет равен 201,6 м3. Так, для квартиры в кирпичном доме мощность котла будет равна 6,85 кВт и 8,26 кВт в панельном. Правка возможна в следующих случаях:

• На 0.7, когда этажом выше или ниже находится неотапливаемая квартира;
• На 0.9, если ваша квартира на первом или последнем этаже;
• Коррекция производится при наличии одной внешней стены на 1,1, две – на 1,2.

Теплотехнический расчет конструкций — что это такое и для чего нужно делать

Теплотехнический расчет наружной стены помогает получить точную цифру по объему тепла, который необходим, чтобы в здание было максимально комфортно находиться. Является основой для создания отопления. В любом помещение происходит теплообмен, отдается тепло во внешнюю среду, и эту отдачу необходимо возвращать обратно. Уровень потери тепла должен возвращаться внутрь в том же количестве.

Определить, сколько тепловой утрата следует восстановить для хорошего микроклимата, не проводя расчет теплопроводности стены верно в принципе невозможно. Результат почти со стопроцентной вероятностью будет с большим отклонением от правды.

В расчет стен по тепловым моментам профессионалы включают учет множества параметров, каждый из которых существенно воздействуют на данный показатель. Важны материалы, которые применяются, стороны света, температурные показатели воздуха и другие.

Если не провести подобный расчет, то приобретение системы отопления, отопительного котла, теплого пола и другого связанного с данным процессом оборудование может быть произведено не верно. В итоге можно столкнуться с проблемой недостаточного тепла, когда потеря его будет большей, чем возмещение.

Придется менять оборудование, а это дело дорогостоящее. С учетом сложности монтажа теплого пола потеря будет не только денежная, но временная. Когда установлен весь отделочный материал снятие материалов будет большой проблемой, ведь процедура не самая приятная для владельца. А жить в холодном жилом помещение, мало кому хочется.

Теплотехнический расчет наружной стены помогает получить точную цифру по объему тепла, который необходим, чтобы в здание было максимально комфортно находиться.

Можно выделить следующие плюсы проведения расчетов:

• Экономическая выгода за счет дальнейшей оплаты за отопление, когда проведены правильные работы по утеплению, то переплачивать каждый месяц по счету не приходится, в итоге процесс оправдывается финансово;
• Оптимальный микроклимат помогает избежать образования грибка и плесени на поверхности, что является опасным для здоровья человека, также данные образования вредят целостности материала;
• Траты на электроэнергию также будут меньше, ведь оборудование не должно будет работать излишне.

Когда проведены правильные работы по утеплению, то переплачивать каждый месяц по счету не приходится.

Требования и сопутствующая документация

Рассчитать теплопроводность стены можно только с учетом регламентирующих процесс документов. Разработано несколько документов, где прописаны нормы и правила работы. Вычисления будут зависеть от вида материала, из которого построен дом: газобетонные блоки, кирпич, газоблок, брус, сэндвич панели и другие. Каждый имеет свои нормы теплопроводности.

Используются следующие издания для правильного подсчета:

• Ориентируются на СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», это переизданная версия от 2003 года, профессионалы при работе используют данный норматив как основной;
• СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», также основана на более раннем издании 1999, служит основой для ориентира на климат региона, где расположено здание;
• СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», данный документ является раскрывающим 1-ый документ, в нем многие пункты расписаны подробнее;
• ГОСТ 30494-2011 с 2011 года «Здания жилые и общественные», прежняя версия издана в 1996, о специфике назначений зданий и их особенностях;
• Пособие для студентов строительных ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие». Помогает проще понять специфику задания, раскрывает многие моменты.

Вычисления будут зависеть от вида материала, из которого построен дом.

Общие замечания по порядку расчета

• Сначала рассчитываются теплопотери через двери, стены и окна, все сразу, то есть после ввода всех данных по ним, или по отдельности – после ввода параметров, например по одной из стен или двери; затем рассчитываются таким же образом теплопотери через потолок, пол и потери на инфильтрацию.
• Каждый элемент может быть пересчитанный повторно после корректировки его параметров; при этом следует учесть, что если вы изменяете количество слоев материалов, сами материалы, наличие или отсутствие окон, перед всеми этими действиями следует нажать кнопку “сброс входных данных”.
• Расчет теплопотерь через пол, потолок и инфильтрацию возможен только после расчета потерь через стены.
• “Температура воздуха снаружи” (для стен) и “температура над” (для потолка) вводятся в случае, если они отличаются от температуры, указанной в общих условиях для расчета.
• Перед расчетом теплопотерь через стены из их площади вычитается площадь окон и двери.

Как минимизировать потери через оконные проемы. Снижение теплопотерь через окна посредством установки двойных и тройных стеклопакетов

На сегодняшний день теплосбережениеявляется важным параметром, который учитывается при сооружении жилого или офисного помещения. В соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», сопротивление теплоотдаче рассчитывается по одному из двух альтернативных подходов:

• Предписывающему;
• Потребительскому.

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома .

Предписывающий подход – это нормы, предъявляемые к отдельным элементам теплозащиты здания: наружным стенам, полам над не отапливаемым пространствами, покрытиям и чердачным перекрытиям, окнам, входным дверям и т.д.

Потребительский подход (сопротивление теплопередаче может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление помещения ниже нормативного).

Санитарно-гигиенические требования:

• Перепад между температурами воздуха внутри помещения и снаружи не должен превышать определенных допустимых значений. Максимальные допустимые значения перепада температур для наружной стены 4°С. для покрытия и чердачного перекрытия 3°С и для перекрытия над подвалами и подпольями 2°С.
• Температура на внутренней поверхности ограждения должна быть выше температуры точки росы.

К примеру: для Москвы и московской области необходимое теплотехническое сопротивление стены по потребительскому подходу составляет 1.97 °С· м 2 /Вт, а по предписывающему подходу:

• для дома постоянного проживания 3.13 °С· м 2 / Вт.
• для административных и прочих общественных зданий, в том числе сооружений сезонного проживания 2.55 °С· м 2 / Вт.

По этой причине, выбирая котел либо другие нагревательные приборы исключительно по указанным в их технической документации параметрам. Вы должны спросить у себя, построен ли ваш дом со строгим учетом требований СНиП 23-02-2003.

Следовательно, для правильного выбора мощности котла отопления либо нагревательных приборов, необходимо рассчитать реальные теплопотери вашего дома. Как правило, жилой дом теряет тепло через стены, крышу, окна, землю, так же существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.

Теплопотери в основном зависят от:

• разницы температур в доме и на улице (чем выше разница, тем выше потери).
• теплозащитных характеристик стен, окон, перекрытий, покрытий.

Стены, окна, перекрытия, имеют определенное сопротивление утечкам тепла, теплозащитные свойства материалов оценивают величиной, которая называется сопротивлением теплопередачи.

Сопротивление теплопередачи покажет, какое количество тепла просочится через квадратный метр конструкции при заданном перепаде температур. Можно сформулировать этот вопрос по другому: какой перепад температур будет возникать при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.

R = ΔT/q

• q – это количество тепла, которое уходит через квадратный метр поверхности стены или окна. Это количество тепла измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/ м 2);
• ΔT – это разница между температурой на улице и в комнате (°С);
• R – это сопротивление теплопередачи (°С/ Вт/ м 2 или °С· м 2 / Вт).

В случаях, когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто суммируется. К примеру, сопротивление стены из дерева, которая обложена кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирпичной и деревянной стенки и воздушной прослойки между ними:

R(сумм.)= R(дерев.) + R(воз.) + R(кирп.)

Распределение температуры и пограничные слои воздуха при передаче тепла через стену.

Расчет теплопотерь выполняется для самого холодного периода года периода, коим является самая морозная и ветреная неделя в году. В строительной литературе, зачастую, указывают тепловое сопротивление материалов исходя из данного условия и климатического района (либо наружной температуры), где находится ваш дом.

Таблица сопротивления теплопередачи различных материалов

при ΔT = 50 °С (Т нар. = -30 °С. Т внутр. = 20 °С.)

Таблица тепловых потерь окон различных конструкций при ΔT = 50 °С (Т нар. = -30 °С. Т внутр. = 20 °С.)

Строительные нормы и правила

Для установления и закрепления норм теплопотерь дома существуют своды правил (СП), нормы и правила (СНиП), применяемые при строительстве, и ГОСТ:

• СП 131.13330.2012 – о строительной климатологии;
• СП 50.13330.2010 – о тепловой защите зданий;
• СП 60.13330.2012 – об отоплении, вентилировании и кондиционировании в зданиях воздуха.
• СНиП 2.04.07-86* – о тепловых сетях;
• СНиП 2.08.01-89* – о жилых зданиях;
• СНиП 2.04.05-91* – об отоплении, вентилировании и кондиционировании.
• ГОСТ 22270-76 – об оборудовании для кондиционирования, вентиляции и отопления;
• ГОСТ 30494-2011 – о параметрах микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий;
• ГОСТ 31311-2005 – об отопительных приборах.

Данные энергетического паспорта МКД должны соответствовать вышеуказанной технической документации и быть в пределах регламентированных нормативов.

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.
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.
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.

Укрупненный расчет

Выше описана методика точного подсчета теплопотерь, однако далеко не все используют данную формулу, зачастую обыватели довольствуются усредненными данными, уже посчитанными для помещения высотой потолков до 3 метров. Укрупненный расчет производят исходя из  значения 100 Вт/1 квадратный метр помещения. Соответственно дома площадью 100 м2 необходимо обеспечить отопительную систему мощностью примерно 10 000 Вт.

Подобные расчеты являются достаточно усредненными. Учитывая, что в нашей стране большая вариативность климатических зон, использовать такой расчет нецелесообразно. При недостаточной мощности, дом не будет достаточно хорошо прогреваться, а при избыточной — ресурсы будут расходоваться впустую.

Стеклопакеты

Центральный элемент окна. Стеклопакеты составляют 90% площади – 2 – 3 листа, параллельно вставленные в металлическую раму из алюминия или нержавеющей стали. Конструкция герметизируется бутилом, заполняется под давлением выше атмосферного осушенным воздухом, инертным газом. Внутри рамки размещают гранулированный поглотитель водяных паров — для предупреждения запотевания.

Функции стеклопакета:

Теплоизоляция. Выполняется благодаря отсутствию циркуляции воздуха внутри (как в традиционном деревянном окне), наполнению осушенным или инертным газом, использованию материалов с тончайшим напылением, отражающим тепловое излучение, уменьшающим теплопотерю.

Шумоизоляция. Осуществляется двумя камерами, заполненными газом с плотностью, отличной от атмосферного воздуха. Расстояние между стенками камер в 1.5—2 раза больше обычного. Размеры первого со стороны улицы промежутка превышают второй. Достигается эффективное поглощение, отражение звуковых волн, при снижении теплопотери.
Солнцезащита. Осуществляется с помощью покрытия пленкой, напыления веществ (металлов или пластика). Величина пропускаемого светового потока снижается. Есть возможность нанесения солнцезащитного покрытия разных цветов — зеленого, серого, бронзового. Тонирование можно сделать плотным, с уличной стороны окна будут иметь зеркальную поверхность.
Антивандальная. Заключается в защите от повреждения окна, вплоть до защиты от попадания пуль. Делается нанесением бронирующей пленки, изготовлением окна из триплекса. Стоимость подобных стеклопакетов выше остальных вариантов, увеличивается вес конструкции

Важно учитывать при установке в окна на балконах, лоджиях.

Способы оценки теплопотерь дома

Примерные места утечек определяют съемкой термографической карты с помощью специализированного оборудования. Для действующего строения и нового дома можно сделать расчет. Профессионалы применяют сложные методики вычислений с учетом особенностей конвекционного нагрева, других факторов. Как правило, вполне достаточно использовать упрощенный калькулятор теплопотерь на специализированном сайте online.

Типовые методики расчета:

• по усредненным значениям для конкретного региона;
• суммирование теплопотерь основных элементов (стен, полов, кровли) с добавлением данных по дверным и оконным блокам, вентиляции;
• вычисление параметров каждого помещения.

Теплоотдача котла – зачем нужны расчеты

Система отопления должна полностью восполнить все теплопотери в доме, для чего и проводится расчет мощности котла. Здание постоянно выделяет тепло наружу. Теплопотери в доме бывают различными и зависят от материала контруктивных частей, их утепления. Это влияет на расчетные показатели теплового генератора. Если подходить к расчетам максимально серьезно, следует заказать их у специалистов, по результатам подбирается котел и рассчитываются все параметры.

Самому рассчитать теплопотери не очень сложно, но требуется учитывать множество данных о доме и его составляющих, их состоянии. Более легким способом является применение специального прибора для определения тепловых утечек – тепловизора. На экране небольшого прибора отображаются не расчетные, а фактические потори. Он наглядно показывает места утечек, и можно принять меры для их устранения.

А может, никакие расчеты не нужны, просто взять мощный котел и дом теплом обеспечен. Не все так просто. В доме действительно будет тепло, комфортно, пока не придет пора кое о чем задуматься. У соседа такой же дом, в доме тепло, а за газ он платит намного меньше. Почему? Он рассчитал необходимую производительность котла, она у него на треть меньше. Приходит понимание –  совершена ошибка: покупать котел без расчета мощности не следует. Потрачены лишние деньги, часть топлива расходуется впустую и, что кажется странным, недогруженный агрегат быстрее изнашивается.

Система отопления

Котел с недостаточной мощностью не обогреет дом, будет постоянно работать с перегрузкой, что приведет к преждевременному выходу из строя. Да и топливо он будет не просто потреблять, а жрать, и все равно хорошего тепла в доме не будет. Выход один – установить другой котел. Деньги ушли на ветер – покупка нового котла, демонтаж старого, установка другого – все не бесплатно. А если учесть еще моральные страдания из-за совершеной ошибки, возможно, отопительный сезон, пережитый в холодном доме? Вывод однозначный – покупать котел без предварительных расчетов нельзя.

Как выполнить расчет теплопроводности стены

При выборе утеплителя для стен важно учитывать, в какой температурной зоне находится помещение, а также теплоизоляционные характеристики материала стен. Большая часть территории России, за исключением некоторых областей, находится в переменчивой климатической зоне

Для подобных температурных режимов коэффициент сопротивления теплопередач должен быть равен трем или немного больше трех. Если стены построены из кирпича и толщина составляет не более 50 см, то коэффициент сопротивления теплопередачи стен будет составлять не более, чем 0,7.

Чтобы стены имели соответствующие нормам теплоизоляционные характеристики, потребуется утеплитель с коэффициентом сопротивления теплоотдачи не меньше 2,6. Этому показателю соответствует пенопласт толщиной до 10 см

Очень важно учитывать и теплопотери через стены