потери тепла через вентиляцию в частном доме в процентах
Утепление и энергоэффективность дома. Вопросы целесообразности.
Запись дневника создана пользователем Smart2305, 26.01.13
Просмотров: 20.899, Комментариев: 10
Прежде всего необходимы исходные данные:
1. Площадь планируемого дома
2. Площадь и тип окон
3. Площадь фасадов
4. Площадь фундамента и площадь поверхностей цокольного этажа.
5. Высота потолков или внутренний объем дома.
6. Тип вентиляции в доме (естественная, принудительная).
За основу возьмем дом площадью 170 м2. с высотой потолков 3 м., площадью остекления 30 м2 и площадью ограждающих конструкций 400 м2.
После получения исходных данных, можно приступать.
Основные тепловые потери в доме я разбил на 3 категории:
1. Потери через окна.
2. Потери через ограждающие конструкции (крышу, стены, фундамент).
3. Потери через вентиляцию.
За основу возьмем потери через окна, т. к. эта категория тепловых потерь самая сложная. Потери через окна очень сложно уменьшить. Разница между различными современными стеклопакетами довольно несущественна и колеблется от 70 до 100 Вт/м2 при дельте (разницы между внутренним и наружним воздухом) 50 гр.
Таким образом зная площадь окон мы сможем найти максимальные тепловые потери через них.
Допустим площадь окон равняется 30 м2, тогда при среднем стеклопакете (потери 100 Вт/м2) тепловые потери через окна составят 3000 Вт.
Свежий воздух необходим дому и его хозяевам не меньше чем чистая вода и тепло, поэтому потери через вентиляцию составляют существенную часть от всех тепловых потерь в доме.
По современным стандартам необходимо чтобы воздух в жилом помещении сменялся хотя бы 1 раз в час, т.е. кол-во сменяемого воздуха должно равняться внутреннему объему дома. Объем мы посчитаем умножив площадь помещений на высоту потолков.
В нашем случае дому необходимо 500 м3/час свежего уличного воздуха.
Тепловые потери с вытесняемым воздухом при дельте 50 гр. можем найти по формуле:
16,7*V, где V-кол-во м3 воздуха в час.
Если мы обеспечим приток холодного воздуха по необходимым нормам и будем вытеснять таким образом теплый воздух из помещения, то мы получим тепловые потери равные 16,7*500=8350 Вт, что никак не укладывается в наш баланс.
У нас остается 2 выхода. Либо уменьшить воздухообмен, таким образом не вписываясь в современные нормативы и забыть о свежем и чистом воздухе, либо как-то уменьшить тепловые потери.
Современные системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции оснащаются рекуператором (устройством, с помощью которого тепло уходящего на улицу воздуха передается входящему), таким образом повышается эффективность вентиляции.
КПД у рекуператоров составляет 70-80%.
Таким образом установив в наш дом систему принудительно приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором нам удастся сократить потери тепла до 2500 Вт.
Выводы.
Расчет баланса тепловых потерь очень важен для строительства энергоэффективного современного дома.
Тепловые потери в доме определяет в основном площадь остекления.
Без системы принудительной приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором невозможно достичь баланса тепловых потерь в доме.
Расчет потери тепла через вентиляцию
Основная утечка тепла из помещения происходит через ограждающие элементы – двери и оконные конструкции. На промышленных объектах теплопотери происходят и за счет работы системы кондиционирования, камер охлаждения и заморозки. Но это не единственные каналы утечки тепла. Для получения полной картины необходимо учитывать и теплопотери на вентиляцию, которые можно рассчитать по специальной формуле. Для этого необходимо знать, в том числе и объем комнаты.
Расчёт теплопотерь через вентиляцию
Чтобы вычислить показатель для конкретного объекта – офиса, склада, жилого дома или магазина, необходимо определить кратность воздухообмена. В жилых домах, возведенных с учетом требований СНиП и ГОСТ, этот показатель равен единице, т.е. весь объем воздуха полностью обновляется за один час. В зданиях, построенных по стандартам DIN с использованием пароизоляционного материала, значение увеличивается до двух.
Вычисления выполняются по такой формуле:
Qb = (V х Kb) х Р х С х dT, где:
V – объем комнаты, куб. метров;
Kb – показатель кратности воздухообмена;
Р – плотность воздуха, которая равна 1204,7 г/куб. метр;
С – удельная теплоемкость воздуха, которая составляет 1 005 Дж/кг *С.
С использованием приведенной формулы можно рассчитать, с каким показателем мощности следует выбирать теплогенератор.
Как уменьшить вентиляционные потери тепла?
Проветривание помещений в холодное время года естественным способом – через открытую створку окна или дверь, приводит к утечке тепла. Но, и полная герметизация не обеспечивает комфорт в жилье. Поэтому для домов и коттеджей, которые утеплены по всем правилам, является актуальным устройство эффективной системы вентиляции, которая будет отводить углекислый газ и влагу и снабжать помещение кислородом.
Специалисты рекомендуют в таком случае использовать рекуператор – приспособление, которое ограничивает сброс энергии. При правильном монтаже это устройство возвращает до 65,0% тепла, которое уходит с воздухом. В летнее время техника рекуператор обеспечивает экономное функционирование климатической системы. Также он оснащается фильтром, который очищает приточный воздух от загрязнений.
Использование рекуператора позволяет на 50,0% снизить расходы на отопление и вентиляцию, обеспечивает при этом приток свежего воздуха и комфортный микроклимат в помещении в любое время года.
Утепление дома. Куда уходит тепло из дома?
Любое строительство дома, начинается с составления проекта дома. Уже на этом этапе следует задуматься об утеплении своего дома, т.к. не существует зданий и домов с нулевыми теплопотерями, которые мы оплачиваем холодной зимой, в отопительный сезон. Поэтому осуществлять утепление дома снаружи и внутри нужно с учетом рекомендаций проектировщиков.
Содержание
Что и зачем утеплять?
При строительстве домов многие не знают, и даже не догадываются, что в построенном частном доме, в отопительный сезон до 70% тепла будет уходить на отопление улицы.
Задавшись вопросом экономии семейного бюджета и проблемой утепления дома, многие задаются вопросом: что, и как утеплять?
На этот вопрос очень легко ответить. Достаточно зимой взглянуть на экран тепловизора, и вы сразу же помете, через какие элементы конструкции уходит тепло в атмосферу.
Если у Вас нет такого прибора, то не беда, ниже мы опишем статистические данные, которые показывают, куда и в каких процентах уходит тепло из дома, а также размести видео тепловизора с реального проекта.
При утеплении дома важно понимать, что тепло уходит не только через перекрытия и крышу, стены и фундамент, но и через старые окна и двери, которые нужно будет заменить, или утеплить в холодное время года.
Распределение потерь тепла в доме
Все специалисты рекомендуют осуществлять утепление частных домов, квартир и производственных помещений, не только снаружи, но и изнутри. Если этого не сделать, то «дорогое» нам тепло, в холодное время года, будет попросту быстро улетучиваться в никуда.
Основываясь на статистике и данных специалистов, согласно которым, если определить и ликвидировать основные утечки тепла, то можно уже будет на этом сэкономить на отоплении зимой от 30% и более процентов.
Итак, давайте же разберем, в каких направлениях, и в каких процентах уходит наше тепло из дома.
Самые большие потери тепла происходят через:
Теплопотери через крышу и перекрытия
Как известно, теплый воздух всегда поднимается в верх, поэтому он обогревает не утепленную крышу дома и перекрытия, через которые и происходит утечка 25% нашего с Вами тепла.
Чтобы произвести утепление крыши дома и сократить потери тепла до минимума, нужно использовать утеплители для крыши суммарной толщиной от 200мм до 400мм. Технологию утепления крыши дома можно увидеть, увеличив картинку с права.
Теплопотери через стены
Многие, наверное, зададутся вопросом: а, почему теплопотери через не утепленные стены дома (около 35%), больше чем через не утепленную крышу дома, ведь весь теплый воздух поднимается в верх?
Все очень просто. Во-первых, площадь стен намного больше площади крыши, а во-вторых, разные материалы имеют разную теплопроводность. Поэтому, при строительстве загородных домов, в первую очередь нужно позаботиться об утеплении стен дома. Для этого подойдут утеплители для стен суммарной толщиной от 100 до 200мм.
Для правильного утепления стен дома необходимо иметь знания технологий и специальный инструмент. Технологию утепления стен кирпичного дома можно увидеть, увеличив картинку справа.
Теплопотери через полы
Как не странно, но не утепленные полы в доме забирают от 10 до 15% тепла (цифра может быть и больше, если у Вас дом построен на сваях). Это связано с вентиляцией под домом в холодный период зимы.
Для минимизации теплопотерь через не утепленные полы в доме, можно использовать утеплители для полов толщиной от 50 до 100мм. Этого будет достаточно, чтобы ходит босиком по полу в холодную зимнею пору. Технологию утепления полов дома можно увидеть, увеличив картинку справа.
Теплопотери через окна
Окна – пожалуй это, тот самый элемент, который практически невозможно утеплить, т.к. тогда дом станет похож на темницу. Единственное, что можно сделать для сокращения теплопотерь до 10%, так это сократить количество окон при проектировании, утеплить откосы и установить как минимум двойные стеклопакеты.
Теплопотери через двери
Последний элемент в конструкции дома, через который уходит до 15% тепла – это двери. Связано это с постоянным открытием входных дверей, через которые постоянно выходит тепло. Для сокращения теплопотерь через двери до минимума, рекомендуется устанавливать двойные двери, уплотнять их уплотнительной резинкой и ставить тепловые завесы.
Преимущества утепленного дома
Итоги по утеплению частного дома
Утеплять дом очень выгодно, и в большинстве случаев даже необходимо, т.к. это обусловлено большим количеством преимуществ перед не утепленными домами, и позволяет сэкономить Ваш семейный бюджет.
Осуществив наружное и внутреннее утепление дома, Ваш частный дом станет подобен термосу. Из него не будет улетать тепло зимой и поступать жара летом, а все затраты на полное утепление фасада и крыши, цоколя и фундамента окупятся в течение одного отопительного сезона.
Для оптимального выбора утеплителя для дома, мы рекомендуем Вам почитать нашу статью: Основные виды утеплителей для дома, в которой подробно рассмотрены основные виды утеплителей, используемых при утеплении частного дома снаружи и внутри, их плюсы и минусы.
Видео: Реальный проект – куда уходит тепло в доме
Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции и инженерные коммуникации
Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.
Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.
И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.
Разновидности теплопотерь
Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).
На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.
Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.
Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.
Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:
Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.
Базальтовый утеплитель – популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. Базальтовый утеплитель – вредность и экологическая безопасность.
Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте тут.
Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. В статье вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.
Расчет теплопотерь
Вот как следует производить вычисления:
Теплопотери через ограждающие конструкции
Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).
Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.
Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.
Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,
Теплопотери через вентиляцию
Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.
В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.
В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.
Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:
Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,
Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:
Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.
Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.
Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:
W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,
Теплопотери через канализацию
Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.
Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.
Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:
Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,
Пример расчета теплопотерь дома
Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.
Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).
В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.
Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.
Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.
Потребление воды — 15 куб. м/мес.
Продолжительность отопительного периода — 6 мес.
Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)
Термическое сопротивление:
То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.
Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.
Теплопотери через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.
Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.
Теплопотери через вентиляцию
Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):
V = 10х10х7 = 700 куб. м.
Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:
Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.
Теплопотери через канализацию
С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:
Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч
Если вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. Электрическое отопление дачного дома в данном случае бывает самым целесообразным.
О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать в этом материале. Устранение неполадок.
Оценка полного объема энергозатрат
Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.
Тогда средняя мощность потерь через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.
Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.
Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.
Тогда за весь период на отопление придется затратить:
W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.
К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.
Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.
Видео на тему
Расчет потери тепла через вентиляцию
Основная утечка тепла из помещения происходит через ограждающие элементы – двери и оконные конструкции. На промышленных объектах теплопотери происходят и за счет работы системы кондиционирования, камер охлаждения и заморозки. Но это не единственные каналы утечки тепла. Для получения полной картины необходимо учитывать и теплопотери на вентиляцию, которые можно рассчитать по специальной формуле. Для этого необходимо знать, в том числе и объем комнаты.
Расчёт теплопотерь через вентиляцию
Чтобы вычислить показатель для конкретного объекта – офиса, склада, жилого дома или магазина, необходимо определить кратность воздухообмена. В жилых домах, возведенных с учетом требований СНиП и ГОСТ, этот показатель равен единице, т.е. весь объем воздуха полностью обновляется за один час. В зданиях, построенных по стандартам DIN с использованием пароизоляционного материала, значение увеличивается до двух.
Вычисления выполняются по такой формуле:
Qb = (V х Kb) х Р х С х dT, где:
V – объем комнаты, куб. метров;
Kb – показатель кратности воздухообмена;
Р – плотность воздуха, которая равна 1204,7 г/куб. метр;
С – удельная теплоемкость воздуха, которая составляет 1 005 Дж/кг *С.
С использованием приведенной формулы можно рассчитать, с каким показателем мощности следует выбирать теплогенератор.
Как уменьшить вентиляционные потери тепла?
Проветривание помещений в холодное время года естественным способом – через открытую створку окна или дверь, приводит к утечке тепла. Но, и полная герметизация не обеспечивает комфорт в жилье. Поэтому для домов и коттеджей, которые утеплены по всем правилам, является актуальным устройство эффективной системы вентиляции, которая будет отводить углекислый газ и влагу и снабжать помещение кислородом.
Специалисты рекомендуют в таком случае использовать рекуператор – приспособление, которое ограничивает сброс энергии. При правильном монтаже это устройство возвращает до 65,0% тепла, которое уходит с воздухом. В летнее время техника рекуператор обеспечивает экономное функционирование климатической системы. Также он оснащается фильтром, который очищает приточный воздух от загрязнений.
Использование рекуператора позволяет на 50,0% снизить расходы на отопление и вентиляцию, обеспечивает при этом приток свежего воздуха и комфортный микроклимат в помещении в любое время года.