Как рассчитать теплопотери загородного дома

Характеристики объекта для расчета

Для дома с большими стеклопакетами нужно более интенсивное отопление

Тепловая нагрузка на отопление и потеря тепла дома – не одно и то же. Техническое здание нет надобности отапливать так же интенсивно, как жилые помещения. Прежде чем приступать к расчетам, устанавливают следующее:

• Назначение объекта – жилой дом, квартира, школа, спортивный зал, магазин. Требования по обогреву разные.
• Особенности архитектуры – это размеры оконных и балконных проемов, устройство крыши, наличие чердаков и подвалов, этажность здания и прочее.
• Нормы температурного режима – для жилых комнат и офиса они разные.
• Назначение помещения – параметр важен для производственных сооружений, так как для каждого цеха или даже участка требуется разный температурный режим.
• Конструкция внешних ограждений – наружных стен и крыши.
• Уровень техобслуживания – наличие горячего водоснабжения уменьшает теплопотери, интенсивно работающая вентиляция повышает.
• Число людей, постоянно пребывающих в доме – например, воздействует на показатели температуры и влажности.
• Количество точек забора теплоносителя – чем их больше, тем значительнее теплопотери.
• Другие особенности – например, наличие бассейна, сауны, оранжереи или число часов, когда в здании находятся люди.

Арифметика. Учитывается региона проживания

При вычислении мощи определенное значение имеет и местность вашего проживания. Например, на юге страны ваше жилище меньше нуждается в тепле, чем в средней или северной полосе. Расчёт с учётом данного фактора имеет свои коэффициенты. Они представлены с некоторым интервалом, поскольку в одной зоне климат может кардинально меняться. Если дом выстроен ближе к югу, задействуется меньший показатель, ближе к северу – больший. Также в такой математике учитывается и фактор сильных ветров. Они могут быть или отсутствовать в том или ином регионе.

За образец обычно применяется средняя полоса страны. Здесь показатель «ничейный»: 1-1. К северным рубежам региона мощь котла лучше развить. Если ваше дом сосредоточен в Москве или Подмосковье, то вычисленный показатель умножается на 1,2 – 1,5. Для северной местности умножение получается на 1,5 – 2. Для южных – на 0,7 – 0,9.

Далее представлена схема смещения данных показателей:

Данных показателей

Пример вычисления с географическим учётом. Условие: дом устроен в Подмосковье, но в северной части. Тогда вычисленный показатель двадцать два кВт умножаем на 1,5. Результат = 33 кВт.

Таким образом, при сопоставлении с исходным значением (17 кВТ) при учёте ещё двух показателей параметр мощности возрастает почти вдвое.

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.

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.

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.

Факторы, влияющие на теплопотери

В строительных конструкциях, как правило, используют комбинации нескольких материалов. Этим решением обеспечивают:

• необходимую прочность силового каркаса;
• хорошие изоляционные свойства;
• привлекательный внешний вид отделки;
• надежное скрепление слоев.

Структура стены

Расчет заземления

В приведенном на рисунке примере общие потери рассчитывают сложением значений, полученных для каждого слоя. Кроме толщины учитывают теплопроводность каждого материала.

К сведению. В специализированный калькулятор теплопотерь стен дома заносят последовательно указанные выше значения. Программа автоматически подставит соответствующие коэффициенты.

В действительности приходится решать более сложные задачи. Достаточно часто для заливки монолита применяют стальные штыри, удерживающие опалубку. После завершения процесса их удаляют с последующим заполнением отверстий строительной смесью. Если нарушена монтажная технология, и не выполнены завершающие операции, в стенах образуются «мостики холода». По ним тепло быстро уходит наружу с одновременным бесполезным нагревом внутреннего объема стены. Понятно, что в подобных условиях значительно возрастают затраты на отопление.

Воздух обладает минимальной проводимостью тепла, поэтому является великолепным изолятором. Это свойство применяют при создании волоконных и пористых специализированных материалов. Чтобы получить хороший результат, создают однородный слой. Любые уплотнения, особенно создающие трассы тепловых утечек, увеличивают потери.

Следующим важным фактором является накопление влаги внутри строительных конструкций. В отличие от воздуха, здесь речь идет об ухудшении полезных изоляционных свойств. При отрицательных температурах процесс кристаллизации в десятки раз повышает теплопроводность.

Перемещение точки росы в разных строительных конструкциях

Здесь показано, при качественном проекте место образования повышенной влажности выносится за пределы основной стены. Именно по этой причине утепление рекомендуют устанавливать снаружи. Ошибочные решения не только ухудшают теплопроводность, но и активизируют процессы гниения.

Важно! Чтобы не ошибиться, расчет теплопотерь онлайн дополняют изучением перемещения точки росы в режиме нормальной круглогодичной эксплуатации

Рассчитываем для квартиры

Математические операции для квартирного отопления следуют по тому же принципу: 10 квадратных метров – это расход в 1 киловатт тепла. Но расчёт осуществляется по иным показателям:

1. Есть ли над или под квартирой помещение без отопления. Если есть квартира по соседству с отоплением, учитываем показатель 0,7. Если имеется помещение без отопления, изменения в расчёт не вносим. Если устроено подвальное или чердачное помещение, действует показатель 0,9.
2. Внешние стены (количество стен, смотрящих наружу). Так, к примеру, для угловой квартиры нужно большее количество тепла. Если устроена только одна наружная стена, то используем в расчете цифру 1,1. Если уже 2 стены, то цифру 1,2. Три – 1,3. И так далее.

Это главные места, где нагретый воздух покидает жилое помещение.

1. Качество и материалы окон. Если сооружены стеклопакеты, без арифметических изменений можно обойтись. Если – давние конструкции из дерева, полученное значение умножаем на 1,2.

Развитие мощности также происходит при приобретении котла с двумя контурами. Расчёт осуществляется по тем же схемам.

Уязвымые места пола

Неизолированное перекрытие отдает весомую часть тепла фундаменту и стенам. Это особенно заметно при неправильном монтаже теплого пола – нагревательный элемент быстрее остывает, увеличивая затраты на обогрев помещения.

Пол на тепловизоре

Чтобы тепло от пола уходило в комнату, а не на улицу, нужно проследить, что бы монтаж шел по всем правилам. Основные из которых:

• Защита. На стены по всему периметру помещения крепится демпферная лента (либо фольгированные полистирольные листы шириной до 20 см и толщиной в 1 см). Перед этим обязательно устраняются щели, и поверхность стены выравнивается. Лента фиксируется максимально плотно к стене, изолируя теплопередачу. Когда нет воздушных «карманов» — нет утечек тепла.
• Отступ. От наружной стены до нагревающего контура должно быть не меньше 10 см. Если теплый пол монтируется ближе к стене, то он начинает обогревать улицу.
• Толщина. Характеристики необходимого экрана и утеплителя под теплый пол рассчитывается индивидуально, но к полученным цифрам лучше прибавить 10-15% запаса.
• Отделка. Стяжка поверх пола не должна содержать керамзит (он изолирует тепло в бетоне). Оптимальная толщина стяжки 3-7 см. Присутствие пластификатора в смеси бетона улучшает теплопроводность, а значит и отдачу тепла в помещение.

Серьезное утепление актуально для любого пола, и не обязательно с подогревом. Плохая теплоизоляция превращает пол в большой «радиатор» для грунта. Стоит ли его отапливать зимой?!

Важно! Холодные полы и сырость появляются в доме при не рабочей или не сделанной вентиляции подпольного пространства (не организованы продухи). Ни одна система отопления не компенсирует такой недочет

Потери тепла через окна

Теплопотери через окна рассчитываются по такой же формуле:
Q_окон = k_окон * F_окон (t_вн — t_нар),
где Q_окон — теплопотери, Вт;
k_окон — коэффициент теплопередачи окон, Вт/(м2*град.C);
F_окон — площадь окон;
t_вн — температура воздуха внутри, град. C; можно принимать 20 град.С

t_нар — температура воздуха снаружи , град. C; для Киева — минус 22 град.С, Минска — минус 25, Москвы — минус 26, для других городов — по справочнику

k_окон рассчитывается по формуле:

,
где k_ст — коэффициент теплопередачи стеклопакета, Вт/(м2*град.C); дает производитель

F_ст
где k_р — коэффициент теплопередачи рамы, Вт/(м2*град.C); дает производитель

F_р
P — периметр остекления, м;
ψ — коэффициент для учета теплопередачи алюминиевой полосы. принимаем равным 0,07

Расчёт теплопотерь ограждающими конструкциями

Теплопотери определены для отапливаемых помещений 101, 102, 103, 201, 202 согласно плана этажей.

Основные теплопотери, Q (Вт), вычисляются по формуле:

где: К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкцией;

F – площадь ограждающих конструкций;

(t_int– t_ext) – разность внутренней и наружной температур;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, приняты согласно табл. 6 «Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху» СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Для перекрытия над холодными подвалами и чердачными перекрытиями согласно п. 2 n = 0,9.

Общие теплопотери

Согласно п. 2а прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери рассчитываются в зависимости от ориентации: стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад – в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно – по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, обращённые на север, восток, северо-восток и северо-запад.

Согласно п. 2г прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери для двойных дверей с тамбурами между ними принимаются равными 0,27 H, где H – высота здания.

Теплопотери на инфильтрацию для жилых помещений, согласно прил. 10 СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», приняты по формуле

где: L – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 1м 3 /ч на 1м 2 пло щади жилых помещений и кухни объемом более 60 м 3 ;

c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж / кг × °С;

p – плотность наружного воздуха при t_ext равная 1,2 кг / м 3 ;

(t_int– t_ext) – разность внутренней и наружной температур;

k – коэффициент теплопередачи – 0,7.

Бытовые поступления тепла рассчитываются из расчёта 10 Вт/м 2 поверхности пола жилых помещений.

Расчётные теплопотери помещения определены как Q_расч = Q + Q_i – Q_быт

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.

Как делать теплотехнический расчет стен дома

Проведение данных подсчетов должно помочь узнать, одинаковы ли сооружения предъявляемым требования со стороны теплозащиты. Определяет качество создаваемых микроклиматических условий в помещение. Справляется ли система отопления с получением необходимого уровня теплового комфорта.

Чтобы добиться оптимальных условий должен быть создан балансирующий температурный режим между внутренними ограждающими конструкциями и помещением. Если он не воссоздан, то все тепло будет уходить в эти зоны, а до основной жилой части не дойдет.

В результате расчетов получают лучшие варианты для размеров стены, перекрытых по толщине, при этом вычисляются минимальный и максимальный показатель. В итоге соблюдения данных результатов, много лет помещение не будет перемерзать, а также перегреваться.

Чтобы добиться оптимальных условий должен быть создан балансирующий температурный режим между внутренними ограждающими конструкциями и помещением.

Основные параметры необходимые для выполнения расчетов

Теплопередача вычисляется с учетом целого ряда параметров, без которых получить правильные цифры не получится. То, какими они будут, определяет нижеописанные характеристики:

• Предназначение конструкции и ее вид;
• Ориентиры конструкционных ограждений по вертикали соответственно направлению по сторонам света;
• Географическое местоположение планируемого дома;
• Размеров сооружения, сколько этажей будет, общая площадь;
• Виды окон и дверей, которые будут установлены, также их размеры;
• Тип отопления и его технические особенности;
• Сколько людей постоянно будут проживать в данном здании;
• Из какого типа материала, выполненные вертикальные и горизонтальные конструкции, служащие ограждением;
• Вид перекрытие последнего этажа;
• Наличие или отсутствие горячего водоснабжения;
• Какой тип оборудования будет вентилировать дом.

Теплопередача вычисляется с учетом целого ряда параметров, без которых получить правильные цифры не получится.

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).

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.

Грамотный расчет теплопотерь здания: калькулятор

Специальный калькулятор расчета теплопотерь здания учитывает соотношение площади окон относительно площади пола. Чем выше этот коэффициент, тем больший процент потерь тепла. Расчет проводится суммированием площади всех окон в комнате и определением их процентного соотношения относительно площади пола.

Для проведения корректных расчетов учитывается размер:

• Стен;
• Пола;
• Потолка.

Кроме того, важным параметром считается тип здания и количество стен, которые выходят наружу. Все эти данные дают возможность калькулятору сделать наиболее точные расчеты, опираясь на дополнительные значения и параметры. Полученный результат поможет определиться с тем, нужна ли замена окон, дополнительное утепление, установка термостата на систему обогрева.

2 Делаем теплотехнический расчет стены с учетом всех слоев

Как уже было сказано, каждому материалу свойственно сопротивление теплопередаче, и чем толще стены или перекрытия, тем выше это значение
. Однако не стоит забывать и про термоизоляцию, при наличии которой ограждающие помещение поверхности становятся многослойными и намного лучше препятствуют утечке тепла. У каждого слоя свое сопротивление прохождению тепла, и сумма всех этих величин обозначается в формулах как Σ

R
i (здесь буква i определяет номер слоя).

Поскольку составляющие ограждения помещений материалы с разными свойствами имеют некоторое возмущение температурного режима в своей структуре, высчитывается общее сопротивление теплопередаче. Формула у него следующая: , где R
в и R
н соответствуют сопротивлению на внутренней и наружной поверхностях ограждения, будь то стена или перекрытие
. Однако утеплители вносят в теплотехнический расчет стены коррективы, которые базируются на коэффициенте теплотехнической однородности r
, определяемом формулой .

Показатели с цифровыми индексами являются, соответственно, коэффициентами внутренних крепежей и соединения расчетного ограждения с любым другим. Первый, то есть r
1 , отвечает как раз за фиксацию утеплителей. Если коэффициент теплопроводности последних λ = 0,08 Вт/(м·°С), значение r
1 будет большим, если же теплопроводность термоизоляции оценивается как λ = 0,03 Вт/(м·°С), то меньшим.

В целом, картина складывается следующая. Допустим, термоизоляция монтируется прямым анкерным креплением на трехслойной ячеистобетонной стене, снаружи облицованной кирпичом. Тогда при слое утеплителя в 100 миллиметров r
1 соответствует 0,78-0,91, толщина в 150 миллиметров дает коэффициент внутреннего крепежа 0,77-0,90, тот же показатель, но в 200 мм, определяет r
1 как 0,75-0,88. Если внутренний слой также из кирпича, то r
1 = 0,78-0,92, а если стены помещения железобетонные, то коэффициент смещается до 0,79-0,93. А вот оконные откосы
и вентиляция дают значение r
2 = 0,90-0,95. Все эти данные следует учитывать в дальнейшем.

Теплопотери через крышу

Тепло изначально стремится к верхней части дома, что делает крышу одним из самых уязвимых элементов. На нее приходится до 25% всех теплопотерь.

Холодное чердачное помещение или жилая мансарда утепляются одинаково плотно

Основные теплопотери идут на стыках материалов, не важно, утепление это или элементы конструкции. Так, часто упускаемым мостиком холода является граница стен с переходом в крышу

Этот участок желательно обрабатывать вместе с мауэрлатом.

Граница стен с переходом в крышу

Основное утепление тоже имеет свои нюансы, связанные больше с использованными материалами. Например:

1. Утепление минватой нужно беречь от влаги и желательно менять каждые 10 – 15 лет. Со временем она слеживается и начинает пропускать тепло.
2. Эковата, имеющая отличные свойства «дышащего» утеплителя, не должна находиться вблизи горячих источников – при нагревании она тлеет, оставляя прорехи в утеплении.
3. При использовании пенополиуретана, необходимо обустроить вентиляцию. Материал паронепроницаем, а лишнюю влагу под крышей лучше не скапливать — повреждаются другие материалы, и в утеплении появляется брешь.
4. Плиты в многослойной теплоизоляции должны укладываться в шахматном порядке и обязательно вплотную прилегать к элементам.

Практика! В верхних конструкциях любая брешь может отводить много дорогого тепла

Здесь важно поставить акцент на плотном и непрерывном утеплении

3 Некоторые сведения о том, как рассчитать толщину утеплителя

Для того чтобы приступить к расчету термоизоляции, нам необходимо, прежде всего, высчитать R
o , затем узнать требуемое термическое сопротивление R
req 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 , м 2 ·°С/Вт
стены	покрытия	чердачного перекрытия и перекрытия над холодными подвалами	окна и балконной двери, витрины и витража
1. Жилое, лечебно-профилактическое и детское учреждение, школа, интернат
а
b
2. Общественное, административное, бытовое и другие помещения с влажным или мокрым режимами
а
b

Коэффициенты a
и b
необходимы для тех случаев, когда значение D
d , °С·сут отличается от приведенного в таблице, тогда R
req , м 2 ·°С/Вт рассчитывается по формуле R req = a D
d + b
. Для колонки 6 первой группы зданий существуют поправки: если значение градусо-суток менее 6000 °С·сут, a
= 0,000075, а b
= 0,15, если тот же показатель в диапазоне 6000-8000 °С·сут, то a
= 0,00005, b
= 0,3, если же более 8000 °С·сут, то a
= 0,000025, а b
= 0,5. Когда все данные будут собраны, приступаем к расчету термоизоляции.

Пример расчета трехслойной стены без воздушной прослойки

Давайте подробно рассмотрим пример теплотехнического расчета. Для начала необходимо определиться с исходными данными. Материалы для строительства стен Вы, как правило, выбираете сами. Мы же будем рассчитывать толщину утепляющего слоя исходя из материалов стены.

1. Климат и микроклимат

1. Район строительства: г. Вологда.
2. Назначение объекта: жилое.
3. Относительная влажность воздуха для помещения с нормальным влажностным режимом составляет 55% ( п.4.3. табл.1).
4. Температура внутри жилых помещений tint задается нормативными документами ( табл.1) и равна 20 градусов Цельсия».

text — расчетная температура воздуха снаружи. Она устанавливается по температуре самых холодных пяти дней в году. Значение можно найти в , таблице 1, столбец 5. Для заданной местности значение составляет -32ᵒС.

zht = 231 сутки – количество дней периода, когда необходимо дополнительное отопление помещения, то есть среднесуточная температура снаружи составляет меньше 8ᵒС. Значение ищут в той же таблице, что и предыдущее, но в столбце 11.

tht = -4,1ᵒС – средняя температура воздуха снаружи во время периода отопления. Значение указано в столбце 12.

2. Материалы стены

В расчет следует принимать все слои (даже слой штукатурки, если он есть). Это позволит наиболее точно рассчитать конструкцию.

В данном варианте рассмотрим стену, состоящую из следующих материалов:

1. слой штукатурки, 2 сантиметра;
2. внутренняя верста из кирпича керамического рядового полнотелого толщиной 38 сантиметров;
3. слой минераловатного утеплителя Roсkwool, толщина которого подбирается расчетом;
4. наружная верста из лицевого керамического кирпича, толщиной 12 сантиметров.

3. Теплопроводность принятых материалов

Все свойства материалов должны быть представлены в паспорте от производителя. Многие компании представляют полную информацию о продукции на своих сайтах. Характеристики выбранных материалов для удобства сводятся в таблицу.

1. Условие энергосбережения

Расчет значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП) производится по формуле:

Dd = (tint — tht) zht.

Все буквенные обозначения, представленные в формуле, расшифрованы в исходных данных.

Dd = (20-(-4,1)) *231=5567,1 ᵒС*сут.

Нормативное сопротивление теплопередаче находим по формуле:

Rreq=a*Dd+b.

Коэффициенты а и b принимаются по таблице 4, столбец 3 .

Для исходных данных а=0,00045, b=1,9.

Rreq = 0,00045*5567,1+1,9=3,348 м2*ᵒС/Вт.

2. Расчет нормы тепловой защиты исходя из условий санитарии

Данный показатель не рассчитывается для жилых зданий и приводится в качестве примера. Расчет проводят при избытке явного тепла, превышающем 23 Вт/м3, или эксплуатации здания весной и осенью. Также вычисления необходимы при расчетной температуре менее 12ᵒС внутри помещения. Используют формулу 3 :

Коэффициент n принимается по таблице 6 СП «Тепловая защита зданий», αint по таблице 7, Δtn по пятой таблице.

Rreq = 1*(20+31)4*8,7 = 1,47 м2*ᵒС/Вт.

Из двух полученных в первом и втором пункте значений выбирается наибольшее, и дальнейший расчет ведется по нему. В данном случае Rreq = 3,348 м2*ᵒС/Вт.

3. Определение толщины утеплителя

Сопротивление теплопередаче для каждого слоя получают по формуле:

Ri = δi/λi,

где δ – толщина слоя, λ – его теплопроводность.

а) штукатурка R шт = 0,02/0,87 = 0,023 м2*ᵒС/Вт; б) кирпич рядовой R ряд.кирп. = 0,38/0,48 = 0,79 м2*ᵒС/Вт; в) кирпич лицевой Rут = 0,12/0,48 = 0,25 м2*ᵒС/Вт.

Минимальное сопротивление теплопередаче всей конструкции определяется по формуле (, формула 5.6):

Rint = 1/αint = 1/8,7 = 0,115 м2*ᵒС/Вт; Rext = 1/αext = 1/23 = 0,043 м2*ᵒС/Вт; ∑Ri = 0,023+0,79+0,25 = 1,063 м2*ᵒС/Вт, то есть сумма чисел, полученных в пункте 3;

Rтро = Rreq.

R_тр^ут= 3,348 – (0,115+0,043+1,063) = 2,127 м2*ᵒС/Вт.

Толщина утеплителя определяется по формуле ( формула 5.7):

δ_тр^ут= 0,038*2,127 = 0,081 м.

Найденная величина является минимальной. Слой утеплителя принимают не меньше этого значения. В данном расчете принимаем окончательно толщину минераловатного утеплителя 10 сантиметров, для того, чтобы не пришлось резать купленный материал.

Для расчетов тепловых потерь здания, которые выполняются для проектирования отопительных систем, необходимо найти фактическое значение сопротивления теплопередаче с найденной толщиной утеплителя.

Rо = Rint+Rext+∑Ri = 1/8,7 + 1/23 + 0,023 + 0,79 + 0,1/0,038 + 0,25 = 3,85 м2*ᵒС/Вт > 3,348 м2*ᵒС/Вт.

Условие выполнено.

Заключение

Выбор формы здания — одно из конструктивных решений для строительства энергоэффективного дома.

Квадрат и прямоугольник – фигуры, которые имеют наименьшее соотношение площади наружных стен к внутренней площади (кроме круга). Такая форма дома не только позволит сократить потенциальные тепловые потери до 30% без ущерба для жилой площади, но еще и минимизирует количество углов – потенциальных мостиков холода.

Важно понимать: изменение формы здания не может быть самоцелью. Расценивайте это как одну из рекомендаций для строительства максимально энергоэффективного дома

Как форма здания здания влияет на его тепловые потери