Расчет теплопотерь через окна

Содержание

Теплопотери в доме

Расчет теплопотерь через окна

В переходной и холодный период года температура на улицах падает, и возрастает разница температур внутреннего воздуха и воздуха на улице. И как уже мы упоминали, Второй закон термодинамики никто не отменял, поэтому тепло с ваших домов и квартир стремится его покинуть и обогреть холодную окружающую среду.

Для снижения этих утрат тепла, делается утепление домов в различных видах от пенопласта и вентилируемых фасадов до современных теплоизоляционных материалов в виде шпаклевки. Главной же задачей в нашей профессии является поддержание в помещении комфортных параметров микроклимата.

И в первую очередь, мы рассчитываем теплопотери для их компенсации.

Зачем делать расчет теплопотерь?

Когда же делают расчет потерь тепла в доме? Расчет теплопотерь обязателен при проектировании систем отопления, систем вентиляции, воздушных отопительных систем.

Расчетные температуры берут из нормативных документов. Значение внешней температуры воздуха отвечает температуре наружного воздуха наиболее холодной пятидневки.

Внутреннюю температуру берут или ту, которую желаете, или из норм, для жилых помещений это 20+-2°С.

Исходными данными для расчета служат: внешняя и внутренняя температура воздуха, конструкция стен, пола, перекрытий, назначение каждого помещения, географическая зона строительства. Все тепловые потери на прямую зависят от термического сопротивления ограждающих конструкций, чем оно больше, тем меньше теплопотери.

Для обеспечения комфортных условий пребывания людей в помещении нужно чтобы было правдивым уравнение теплового баланса 

           Qп+ Qо+ Qс+ Qк= Qср+ Qос+ Qпр+ Qлюд,       

где Qп–теплопотери через пол, Qо–теплопотери через окна, Qс–теплопотери через стену, Qк- теплопотери через крышу, Qср–теплопоступления от солнечной радиации, Qос–теплопоступления от отопительных систем, Qпр–теплопоступления от приборов, Qлюд–теплопоступления от людей.

На практике же, уравнение упрощается и все утраты компенсирует система отопления, независимо водяная или воздушная. 

Расчет теплопотерь

Получив исходные данные, проектировщики начинают расчет. Рассмотрим основные виды тепловых потерь и формулы их расчета. Теплопотери бывают: через стены, через пол, через окна, через крышу, через вентиляционные шахты и дополнительные потери тепла. Термическое сопротивление для всех конструкций рассчитывается по формуле 

Rст =1/ αв+Σ(δі / λі)+1/ αн,

где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/ м2·оС;
λі и δі – коэффициент теплопроводности для материала каждого слоя стены и толщина этого слоя в м;
αн – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждения, Вт/ м2·ос;

Коэффициенты α берутся из норм, и разные для стен и перекрытий.    

И так, начнем:

 Первым делом рассмотрим теплопотери через стены

На них наибольшее влияние имеет конструкция стен. Рассчитываются  по формуле:     Коэф. n-поправочный коэффициент. Зависит от материала конструкций, и принимается n=1 если конструкции из штучных материалов,и n=0,9 для чердака, n=0,75 для перекрытия подвала.                                                           

Пример: Рассмотрим теплопотери сквозь кирпичную стену 510 мм с утеплителем минеральной ватой 100 мм и декоративным финишным шаром 30 мм. Внутренняя температура воздуха 22ºС, наружная -20ºС. Высотой пусть будет 3 м и длиной 4 м.

В комнате одна внешняя стена, размещение на Юг, местность не ветреная, без внешних дверей. Для начала необходимо узнать коэффициенты теплопроводности этих материалов. Из размещенной выше таблицы узнаем: λк =0,58 Вт/мºС,  λут =0,064 Вт/мºС, λшт =0,76  Вт/мºС.

После этого рассчитывается термическое сопротивление ограждающей конструкции:

Rст=1/ 23 +0,51/0,58+0,1/0,064+0,03/0,76+ 1/ 8,6 = 2,64 м2 ºС/Вт.

Для нашей местности такого сопротивления недостаточно и дом нужно утеплить лучше. Но сейчас не об этом.  Расчет теплопотерь:

Q=1/R·FΔt·n·β=1/2,64·12·42·1·(10/100+1)=210Вт.

ß- это дополнительные потери тепла. Далее мы распишем их значение и станет ясно, откуда взялось число 10 и зачем делить на 100.

Далее идут тепловые потери сквозь окна

Здесь все проще. Расчет термического сопротивления не нужен, ведь в паспорте современных окон он уже указан. Теплопотери через окна рассчитываются по той же схеме, что и через стены. Для примера рассчитаем потери через энергосберегающие окна с термическим сопротивлением Rо= 0,87 (м2°С/Вт) размером 1,5*1,5 с  ориентацией на Север. Q=1/0,87·2,25·42·1·(15/100+1)=125 Вт.

К теплопотерям через перекрытия относят отвод тепла через крышные и половые перекрытия. В основном это делается для квартир, где и пол и потолок представляет собой железобетонную плиту. На последнем этаже учитываются только потери сквозь потолок, а на первом лишь через подвальное перекрытие.

Это обусловлено тем, что во всех квартирах принимается одинаковая температура воздуха, и теплоотдачу от квартиры к квартире не берут во внимание. Недавние исследования показали, что через не утепленные узлы примыкания перекрытий к ограждающим конструкциям идут большие потери тепла.

        Определение утечки тепла через перекрытие такое же как и для стены, но не учитываются дополнительные теплопотери. Коэффициент α берется другой: α вн =8,7 Вт/(м 2·К) α вн =6 Вт/(м2·К), разница температур также, ведь в подвале или на крытом чердаке температура принимается в пределах 4-6ºС.

Не будем расписывать расчет термического сопротивления для перекрытия, ведь он определяется по той же формуле Rст = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ α. Возьмем перекрытие с сопротивлением 4,95 и примем воздух на чердаке +4ºС, площадь потолка 3х4м, внутри 22ºС.

Подставляем в формулу и получаем:Q=1/R·FΔt·n·β=1/4,95·12·18·0,9= 40 Вт.  

Расчет потерь тепла через пол на грунте

Он немного сложнее нежели через перекрытие. Теплопотери рассчитываются по зонам. Зоной называют полосу пола шириной 2 м, параллельно внешней стене. Первая зона находится непосредственно возле стены, здесь происходит больше всего потерь тепла.

За ней последуют вторая и другие зоны, до центра пола. Для каждой зоны рассчитывается свой коэффициент теплопередачи.

Для упрощения вводится понятие удельного сопротивления: для первой зоны R1=2,15 (м2°С/Вт), для второй R2=4,3 (м2°С/Вт), для третьей R3=8,6 (м2°С/Вт)

 Пример Есть комната в которой пол на грунте, размер пола 6х8 м Температуры все те же. Сначала разделим пол на зоны. У нас их получилось две. Находим площадь каждой зоны. У нас это 20 м2 для первой зоны и 8 м2 для второй.

Затем задаемся условными сопротивлениями R1=2,15 (м2°С/Вт), R2=4,3 (м2°С/Вт), подставляем в формулу:                                                 Q=(F1/R1+F2/R2+F3/R3)(tвт — tвн)·n=(20/2,15+8/4,3)·42·1= 470 Вт.

                       

Дополнительные теплопотери

Учитываются  только для стен и окон, то есть конструкций которые напрямую соприкасаются с окружающей средой. Существует четыре вида дополнительных потерь тепла: на ориентацию, на ветреность, на количество стен и наличие внешних дверей.

Выражаются они в процентах и в последствии переводятся в коэффициент дополнительных теплопотерь. Если помещение ориентированно на Север, Восток, Северо-Восток, Северо-Запад дополнительные потери тепла составляют 10%, когда на Юг, Запад, Юго-Запад, Юго-Восток, додаются 5%.

Если здание находится в ветреной местности, додаются еще 10% тепловых потерь,а когда в защищенной от ветров местности только 5%. Если в помещении есть две внешние стены, то дополнительные потери составляют 5%, когда только одна — дополнительных потерь нет.

Если в наружной стене есть дверь, можно рассчитать убыток сквозь нее, но проще добавить 60% если двери тройные, 80% когда двойные двери и 95% если они одинарные. Например: Комната имеет две внешние стены, размещенная в ветреной местности, одна стена выходит на Юг, вторая на Север, дверей нету.

Тогда дополнительные потери составляют 10%+5% на ориентацию +10% на ветер +5% так как две стены. И того 30%, чтобы добавить их к основным теплопотерям нужно перевести в коэффициент β =30% + 100% =30/100 +1 =1,3 и подставляем в общую формулу. 

Теплопотери на вентиляцию

Не учитываются, если проектируется воздушное отопление или используется вентустановка с подогревом воздуха, так как воздух в помещение поступает уже теплый, и на его нагрев не тратится тепло. Но если установка без подогрева, необходимо учесть расход тепла на нагрев входящего воздуха. Упрощенная формула выглядит так:

Q=0,337·V·Δt

где V — бьем помещения в м3,  Δt — разница внешней и наружной температур.

Сума всех потерь тепла и составляет общие потери помещения. 

Расчет тепловых потерь в программе Excel

Сам процесс расчета тепловых потерь дома занимает довольно много времени, поэтому для себя мы создали шаблон в Excel, с помощью которого делаем расчеты. Решили с вами поделиться и использовать его можно перейдя по ссылке. Здесь же распишем инструкцию пользования.

Шаг 2

Нужно заполнить исходные данные: номер помещения (если вам нужно), его название и температура внутри, название ограждающих конструкций и их ориентация, размеры конструкций. Вы увидите, что площадь считается сама.

Если хотите отнимать площадь окна от стен, нужно корректировать формулы, так как мы не знаем где у вас будут записаны окна. У нас площади отнимаются. Также нужно заполнить коэффициент теплопередачи 1/R, разницу температур и поправочный коэффициент. К сожалению, их заполняют вручную.

В примере у нас кабинет с тремя внешними стенами в одной стене два окна, в другой нет окон и третья имеет одно окно. Конструкции стен будет как в примере, где мы рассчитывали R, поесть к=1/R=1/2,64=0,38.

Пол пусть будет на грунте и его поделим на зоны у нас их две и потери считаем для двух зон , тогда к1=1/2,15=0,47, к2=1/4,3=0,23. Окна пусть будут энергосберегающие Rо= 0,87 (м2°С/Вт), тогда к=1/0,87=1,14.

На картинке видно, что количество потерь тепла уже прорисовывается.

Шаг 3

К сожалению, также вручную заполняются и дополнительные потери. Вводить их нужно в процентах, программа сама в формуле переведет их на коэффициент.

И так, для нашего примера: Стены 3 значит к каждой стене +5% теплопотерь, местность не веретенная поэтому +5% к каждому окну и стене, Ориентация на Юг +5% для конструкций, на Север и Восток +10%.

Дверей внешних нет поэтому 0, но если бы были то суммировались бы проценты только к той стене в которой есть дверь. Напоминаем, что к полу или перекрытию дополнительные потери тепла не относятся.

Как видно, потери помещения возросли. Если у вас заходит в помещение уже теплый воздух, этот шаг последний. Число записанное в столбце Q, и  есть ваши искомые тепловые потери помещения. И эту процедуру нужно провести для всех остальных помещений. 

Шаг 4

В нашем же случае воздух не подогревается ,и чтобы рассчитать полные потери тепла, нужно в столбик Rввести площадь нашего помещения 18 м2, а в столбец S его высоту  3 м.

Эта программа значительно ускоряет и упрощает расчеты, даже невзирая на большое количество введенных вручную элементов. Она не раз помогала нам. Надеемся и вам она станет помощником!

Заключение

 Правильный расчет теплопотерь покажет, что вы профессионал своего дела. Ведь согласитесь, расчет потерь 100 Вт/м2 слегка преувеличен, а в некоторых случаях недостаточен.

Поэтому потратьте на 15 минут больше времени и рассчитайте тепловые потери здания.

Исходя из этого вы сможете не только спроектировать более чем комфортные условия пребывания людей, но и сэкономить заказчику немалые средства на эксплуатацию систем. А опыт показывает, что к таким проектировщикам обращаются чаще.

Источник: http://airducts.ru/teplopoteri/

Расчет теплопотерь через окна – Мир остекления

Расчет теплопотерь через окна

> Теория > Расчет теплопотерь дома: онлайн калькулятор 

Энергоэффективная реконструкция здания поможет сэкономить тепловую энергию и повысить комфортность жизни. Наибольший потенциал экономии заключается в хорошей теплоизоляции наружных стен и крыши.

Самый простой способ оценить возможности эффективного ремонта – это потребление тепловой энергии.

Если в год потребляется более 100 кВт ч электроэнергии (10 м³ природного газа) на квадратный метр отапливаемой площади, включая площадь стен, то энергосберегающий ремонт может быть выгодным.

Расчет теплопотерь здания

Потери тепла через внешнюю оболочку

Основная концепция энергосберегающего здания – это сплошной слой теплоизоляции над нагретой поверхностью контура дома.

  1. Крыша. С толстым слоем теплоизоляции потери тепла через крышу можно уменьшить;

Важно! В деревянных конструкциях теплозащитное уплотнение крыши затруднено, так как древесина набухает и может повреждаться от большой влажности.

  1. Стены. Как и с крышей, потери тепла снижаются при применении специального покрытия. В случае внутренней теплоизоляции стен существует риск того, что конденсат будет собираться за изоляцией, если влажность в помещении слишком высокая;

Способы выхода тепла из дома

  1. Пол или подвал. По практическим соображениям тепловая изоляция производится изнутри здания;
  2. Термические мосты. Тепловые мосты представляют собой нежелательные охлаждающие ребра (теплопроводники) снаружи здания. Например, бетонный пол, который одновременно является балконным полом. Многие тепловые мосты находятся в области почвы, парапетах, оконных и дверных рамах. Существуют также временные тепловые мосты, если детали стен закреплены металлическими элементами. Термомосты могут составлять значительную часть потерь тепла;
  3. Окна. За последние 15 лет теплоизоляция оконного стекла улучшилась в 3 раза. Сегодняшние окна обладают специальным отражающим слоем на стеклах, что уменьшает потери излучения, это одно,- и двухкамерные стеклопакеты;
  4. Вентиляция. Обычное здание имеет воздушные утечки, особенно в области окон, дверей и на крыше, что обеспечивает необходимый воздухообмен. Однако в холодное время года это вызывает значительные теплопотери дома от выходящего нагретого воздуха. Хорошие современные здания достаточно воздухонепроницаемы, и необходимо регулярно вентилировать помещения, открывая окна на несколько минут. Чтобы уменьшить потери тепла за счет вентиляции, все чаще устанавливаются комфортные вентиляционные системы. Этот вид теплопотерь оценивается в 10-40%.

Термографические съемки в здании с плохой изоляцией дают представление о том, как много тепла теряется. Это очень хороший инструмент для контроля качества ремонта или нового строительства.

Термографическая съемка здания

Способы оценки теплопотерь дома

Закон Ома — калькулятор онлайн

Существуют сложные методики расчетов, учитывающие различные физические процессы: конвекционный обмен, излучение, но они часто являются излишними.

Обычно используются упрощенные формулы, а при необходимости можно добавить к полученному результату 1-5%.

Ориентация здания учитывается в новых постройках, но солнечное излучение также не влияет значительно на расчет теплопотерь.

Важно! При применении формул для расчетов потерь тепловой энергии всегда учитывается время нахождения людей в том или ином помещении. Чем оно меньше, тем меньшие температурные показатели надо брать за основу.

Чтобы рассчитать теплопотери здания, можно воспользоваться несколькими способами:

  1. Усредненные величины. Самый приблизительный метод, не обладает достаточной точностью. Существуют таблицы, составленные для отдельных регионов с учетом климатических условий и средних параметров здания. Например, для конкретной местности указывается значение мощности в киловаттах, необходимое для нагрева 10 м² площади помещения с потолками высотой 3 м и одним окном. Если потолки ниже или выше, и в комнате 2 окна, показатели мощности корректируются. Этот метод совершенно не учитывает степень теплоизоляции дома и не даст экономии тепловой энергии;
  2. Расчет теплопотерь ограждающего контура здания. Суммируется площадь внешних стен за вычетом размеров площадей окон и дверей. Дополнительно находится площадь крыши с полом. Дальнейшие расчеты ведутся по формуле:

Q = S x ΔT/R, где:

  • S – найденная площадь;
  • ΔT – разность между внутренней и наружной температурами;
  • R – сопротивление передаче тепла.

Результат, полученный для стен, пола и крыши, объединяется. Затем добавляются вентиляционные потери.

Важно! Такой подсчет теплопотерь поможет определиться с мощностью котла для здания, но не позволит рассчитать покомнатное количество радиаторов.

  1. Расчет теплопотерь по комнатам. При использовании аналогичной формулы рассчитываются потери для всех комнат здания по отдельности. Затем находятся теплопотери на вентиляцию путем определения объема воздушной массы и примерного количества раз в день ее смены в помещении.

Важно! При расчете вентиляционных потерь нужно обязательно учитывать назначение помещения. Для кухни и ванной комнаты необходима усиленная вентиляция.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Применяется второй способ расчета, только для внешних конструкций дома. Через них уходит до 90 процентов тепловой энергии.

Точные результаты важны, чтобы выбрать необходимый котел для отдачи эффективного тепла без излишнего нагрева помещений.

Также это показатель экономической эффективности выбранных материалов для теплозащиты, показывающий, как быстро можно окупить затраты на их приобретение. Расчеты упрощенные, для здания без наличия многослойного теплоизоляционного слоя.

Дом обладает площадью 10 х 12 м и высотой 6 м. Стены толщиной в 2,5 кирпича (67 см), покрытые штукатуркой, слоем 3 см. В доме 10 окон 0,9 х 1 м и дверь 1 х 2 м.

Расчет сопротивления передаче тепла стен:

  • n – толщина стен,
  • λ – удельная теплопроводность (Вт/(м °C).

Это значение ищется по таблице для своего материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

Rкир = 0,67/0,38 = 1,76 кв.м °C/Вт.

  1. Для штукатурного покрытия:

Rшт = 0,03/0,35 = 0,086 кв.м °C/Вт;

Rст = Rкир + Rшт = 1,76 + 0,086 = 1,846 кв.м °C/Вт;

Вычисление площади внешних стен:

  1. Общая площадь внешних стен:

S = (10 + 12) х 2 х 6 = 264 кв.м.

  1. Площадь окон и дверного проема:

S1 = ((0,9 х 1) х 10) + (1 х 2) = 11 кв.м.

  1. Скорректированная площадь стен:

S2 = S — S1 = 264 — 11 = 253 кв.м.

Тепловые потери для стен будут определяться:

Q = S x ΔT/R = 253 х 40/1,846 = 6810,22 Вт.

Термосопротивление различных стен

Важно! Значение ΔT взято произвольно. Для каждого региона в таблицах можно отыскать среднее значение этой величины.

На следующем этапе идентичным образом высчитываются теплопотери через фундамент, окна, крышу, дверь. При вычислении показателя тепловых потерь для фундамента берется меньшая разность температур. Затем надо просуммировать все полученные цифры и получить итоговую.

Чтобы определить возможный расход электроэнергии на отопление, можно представить эту цифру в кВт ч и рассчитать ее за отопительный сезон.

Если использовать только цифру для стен, получается:

6810,22 х 24 = 163,4 кВт ч;

163,4 х 30 = 4903,4 кВт ч;

  • за отопительный сезон 7 месяцев:

4903,4 х 7 =34 323,5 кВт ч.

Когда отопление газовое, определяется расход газа, исходя из его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия котла.

Тепловые потери на вентиляцию

Чтобы рассчитать общие потери на весь дом, нужно:

  1. Найти воздушный объем дома:

10 х 12 х 6 = 720 м³;

  1. Масса воздуха находится по формуле:

М = ρ х V, где ρ – плотность воздуха (берется из таблицы).

М = 1, 205 х 720 = 867,4 кг.

  1. Надо определить цифру, сколько раз сменяется воздух во всем доме за сутки (например, 6 раз), и высчитать теплопотери на вентиляцию:

Qв = nxΔT xmx С, где С – удельная теплоемкость для воздуха, n – число раз замены воздуха.

Qв = 6 х 40 х 867,4 х 1,005 = 209217 кДж;

  1. Теперь надо перевести в Квт ч. Так как в одном киловатт-часе 3600 килоджоулей, то 209217 кДж = 58,11 кВт ч

Некоторые методики расчета предлагают взять потери тепла на вентиляцию от 10 до 40 процентов общих теплопотерь, не высчитывая их по формулам.

Для облегчения расчетов теплопотерь дома есть калькуляторы онлайн, где можно вычислить результат для каждой комнаты или дома целиком. В предлагаемые поля просто вводятся свои данные.

Учитывая полученные цифры, рекомендуется изучить внешнюю и внутреннюю конструкцию здания для поиска уязвимостей и принять соответствующие меры.

Расчет падения напряжения в кабеле

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/raschet-teplopoter-doma-onlajjn-kalkulyator.html

Расчет теплопотерь в 3 шагах

Выполнив расчет теплопотерь, можно подробно подсчитать финансовые затраты на отоплениеОбеспечение определенного пространства помещения теплом достигается за счет монтирования соответствующих отопительных систем.

В зависимости от конструкции и типа здания, это могут быть самые различные обогреватели и приборы. В частном доме зачастую используются небольшие газовые котлы, которые могут быть настенными или напольными.

Источник: https://vsmservis.com/raschet-teplopoter-cherez-okna/

Теплопотери. Как рассчитать?

Расчет теплопотерь через окна

С ростом цен на энергоносители проблема теплоэффективности дома или отдельной квартиры встала особо остро. Следуя современному тренду на общее снижение затрат на отопление в России выпущены новые строительные нормы, ужесточающие требования к теплосберегающим параметрам отдельных конструкций и строительных материалов.

При оценке общих теплопотерь оцениваются суммарные потери тепла через стены, фундамент, крышу, оконные и дверные проемы, но так как известно, что через окна в некоторых случаях происходит до 30% процентов утечки тепла, остановимся подробнее на расчете энергоэффективности оконных и дверных конструкций.

Сопротивление теплопередаче и теплопроводность, в чем разница

Для того чтобы правильно оценивать реальные потери тепла через оконные конструкции или повышение теплоэффективности в результате их замены на более теплые, существует несколько контрольных величин, характеризующих способность окна сберегать тепло.

Коэффициент сопротивления теплопередаче ‒ показатель, отражающий количества тепла, которое проходит через один квадратный метр конструкции при разности температур по обе стороны в один градус. Иными словами, коэффициент сопротивления теплопередаче оценивает возможность конструкции препятствовать оттоку тепла из помещения наружу. Измеряется он в м²·°C/Вт. Чем выше этот показатель – тем лучше

Теплопроводность – понятие, обратное показателю сопротивления теплопередаче, оценивает скорость потери тепла при взаимодействии с минусовыми температурами. Чем меньше ее значение –тем лучше.

Лучше понять физику процесса можно на бытовом примере, достаточно вспомнить как быстро остывает или нагревается чайная ложка, металлы обладают очень высокой теплопроводностью.

Именно поэтому, даже при наличии терморазрывов и многочисленных внутренних камер, заполненных специальными вставками из пенополистирола, окна из алюминия будут на ощупь холодными даже в теплом помещении. Деревянные окна всегда будут иметь приятную теплую внутреннюю поверхность.

Для всех регионов Российской Федерации в соответствии с продолжительностью отопительного сезона и климатическими параметрами существуют нормативные показатели. Ознакомиться с ними можно в СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

Как определить насколько энергоэффективна оконная конструкция

Современные окна в качестве светопрозрачного заполнения, как правило, имеют стеклопакеты.  До недавнего времени в России действовал ГОСТ 24866-99 «Стеклопакеты клееные строительного назначения.

ТУ», нормирующий коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакетов в зависимости от комбинации стекол .

С введением в силу в 2014 году нового ГОСТа на стеклопакеты, регламентирующая таблица со значениями коэффициента сопротивления теплопередаче была удалена, но для справок и расчетов можно пользоваться данными Таблицы №3 из старого ГОСТа.

В зоне оконного переплета и в зоне светопрозрачного заполнения теплопотери отличаются. В суммарном распределении площадей в конструкции окна площадь стеклопакета значительно превышает площадь оконных переплетов, поэтому определяющей в энергоэффективности будет способность стеклопакета препятствовать проникновению холода.

Сопротивление теплопередаче рассчитывается по формуле:

Где:

  • R p – коэффициент сопротивления теплопередаче оконного переплета (рамы, створок, импостов);
  • R sp – коэффициент сопротивления стеклопакета;
  • β –отношение площади остекления к площади светового проема.

Пример расчета сопротивления теплопередаче для деревянного окна высотой 1450 мм, шириной 1600 мм, разделенного вертикальным импостом на две части с одной поворотно откидной створкой с заполнение двухкамерным стеклопакетом с энергосберегающим стеклом:

  • Rp для деревянного переплета равен 0,70 м²·°C/Вт;
  • R sp двухкамерного стеклопакета с энергосберегающим стеклом ‒ 0,60 м²·°C/Вт;
  • Площадь окна ‒ 1,45х1,6м = 2,32 м. кв.

Площадь оконных переплетов рассчитывается так:

Ширина рамы по периметру, умноженная на периметр окна + ширина импоста , умноженная на его высоту + ширина створки по периметру, умноженная на периметр. Приблизительно 0,87 м.кв. Величина зависит от выбранной серии деревянного окна.

Где

  • Fос = 2,32 м . кв ;
  • F пер = 0,87 м . кв

Подставив значения в формулу, получим значение β:

Таким образом, коэффициент сопротивления оконной конструкции будет равен:

Такой показатель энергоэффективности подойдет только для южных регионов страны, Ростовской области и Краснодарского края.

Для большей части центральных областей при тех же показателях коэффициента сопротивления теплопередаче оконных рам и переплетов потребуется:

  • Использование более теплого стеклопакета, с заполнением обеих камер аргоном или другим инертным газом;
  • Применение двух энергосберегающих стекол;
  • Сборка стеклопакета на пластиковой дистанционной рамке для удаления краевого эффекта промерзания из-за использования дистанционных рамок из алюминия.

Неправильно выполненные при монтаже окон примыкания также серьезно увеличивают теплопотери.

Регламентирование коэффициента сопротивления передачи в зависимости от продолжительности отопительного сезона

Различная продолжительность отопительного сезона в зависимости от региональных климатических особенностей регламентирует необходимые показатели сопротивления теплопередаче для разных регионов.

При выборе оконных конструкций следует ориентироваться на значение коэффициента сопротивления теплопередаче, рекомендованное в СП 50.13330.2012 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» с учетом показателя градусо-суток отопительного периода (ГСОП).Кроме этого следует учитывать и влажностный режим эксплуатации помещения.

Проведя анализ формулы для определения теплоэффективности деревянных оконных конструкций, можно сделать вывод, что на потери тепла влияют:

  • Габаритные размеры окна и соотношение его светопрозрачной части и оконных рам, и переплетов;
  • Материал оконных рам, створок и его видимая ширина;
  • Тип стеклопакета;
  • Количество и расположение уплотнителей, для предотвращения утечки тепла через щели;
  • Качество утепляющих материалов, использованных при монтаже.

Источник: https://www.ghokna.ru/articles/teplopoteri.html

Как уменьшить теплопотери через окна – Клуб Мастеров

Расчет теплопотерь через окна

› Окна ›

11.11.2019

В этой статье перечислим, что влияет на потери тепла через окна. И перечислим мы это для того, чтобы, утепляя окна своими руками, делать это с пониманием, что и для чего делаем.

Факторы, влияющие на теплопотери через окна

Итак, вот что влияет на потери тепла через окна:

  • размер окон и их количество (площадь светового проёма);
  • материал оконного блока;
  • тип остекления;
  • месторасположение;
  • уплотнение.

Теперь разберём «по косточкам» каждый фактор отдельно, узнаем, каким он должен быть оптимальным.

Какой должна быть площадь окон?

Очевидно, что чем больше площадь оконного проёма, тем больше тепла через него может покинуть комнату. Но совсем без окон нельзя… Площадь окон должна обосновываться расчетом: почему выбрали именно такую ширину и высоту окна?

Отсюда вопрос: какая площадь окон оптимальна в жилых домах?

Если обратиться к ГОСТ’ам, то получим чёткий ответ:

— площадь оконного проёма должна обеспечивать коэффициент естественной освещённости (КЕО), значение которого зависит от района строительства, характера местности, ориентации по сторонам света, назначения помещения, типа оконных переплётов.

Считается, что света поступает в помещение достаточно, если площадь всех стеклянных поверхностей в сумме составляет 10…12% от общей площади комнаты (рассчитанной по полу). По физиологическим показаниям считается, что оптимальное условие освещения достигается при ширине окон, равной 55% от ширины комнаты. Для котельных площадь светового проёма 0.33 м2 на 1 м3 объёма помещения.

Для отдельных помещений (например, котельных) имеются свои требования, о которых нужно узнавать в соответствующих нормативных документах.

Как снизить теплопотери при большой площади остекления?

Теплопотери через стёкла могут быть значительны, отчего и расходы на отопление большими.

Для уменьшения теплопотерь через окна на стёкла наносят специальные покрытия с односторонним пропусканием коротко- и длинноволнового излучения (длинноволновая часть спектра – это инфракрасные лучи, исходящие от отопительных приборов, они задерживаются, а коротковолновая часть — ультрафиолетовые лучи — пропускается). В результате зимой солнечный свет в помещение проходит, а тепло из помещения не уходит:

А летом наоборот:

Почему многослойное остекление эффективней?

Опыт показывает, что увеличение толщины воздушной прослойки между стёклами в двойном оконном переплёте, не приводит к увеличению тепловой эффективности всего окна. Эффективней сделать несколько прослоек, увеличивая количество стёкол.

«Классическая» двойная рама малоэффективна. А наибольшего эффекта можно достигнуть тройным остеклением. То есть, двухкамерный стеклопакет по всем параметрам (теплоизоляция, звукоизоляция) эффективней однокамерного.

(Камеры здесь – это промежутки между стёклами; два стекла – один промежуток, однокамерный стеклопакет; три стекла – два промежутка, две камеры… и т. д.)

Оптимальной толщиной воздушной прослойки между стёклами считается 16 мм.

Когда вам предлагают стеклопакеты, и нужно выбрать из нескольких видов, например, из таких (числа над стеклопакетами — это толщины стёкол и пространств между ними):

— то оптимальные второй и третий.

Ну, опять же, нужно иметь в виду уплотнение стёкол. В современных стеклопакетах не только увеличено число камер, но и в пространстве между стёклами откачан воздух, вместо него закачан какой-нибудь инертный газ, и камеры герметичны.

Месторасположение окон и потери тепла через них

Оконное стекло почти полностью прозрачно для солнечного тепла, но не прозрачно для «чёрных» источников излучения (с температурой ниже 230 градусов).

Намного больше тепла проходит через стекло снаружи, чем может пройти изнутри. Такая односторонняя проводимость может приводить к тому, что зимой отопление помещений с солнечной стороны может не потребовать значительных трат. Летом же получаем, наоборот, перегрев комнат, отчего возникает необходимость в охлаждении помещений.

Наименьшее поступление света бывает с северной, северо-восточной и северо-западной сторон.

Вывод: учитывать расположение окон и их влияние на климат в доме нужно на стадии проектирования дома. В противном случае остаётся лишь «бороться» с помощью жалюзей, плёнок на стёклах, реставрации старых рам или замены их на новые, утепления откосов и прочих мероприятий, о которых в следующих статьях.

Теплопотери через окна и экономическая целесообразность дорогих оконных конструкций

Дом и155, новостройка,

Статья по теме:  Как рассчитать занавески на окно

65квадратов, двушка, счётчики на отопление. Выбираю окна. Возник вопрос экономической целесообразности дорогих оконных конструкций. Положим средняя плата за отопление по итогам года будет ну пусть 25000р. Возникает вопрос как на эту сумму повлияют, например, двухкамерные стеклопакеты и многокамерный профиль?

Недорогой вариант окон (простой профиль, однокамерные пакеты) обойдётся порядка 45т.р., продвинутая конструкция — вдвое дороже. Я сначала ориентировался на последний вариант, но задумался.

Если доля теплопотерь через окна допустим 20%, то уменьшив теплопотери (через окна) вдовое я буду экономить в год лишь 2500т.р. на отоплении.

Если же через окна (не считая вентиляции которую надо осуществлять при любых окнах) «уходит» допустим 70%, то картина заметно меняется.

Какая типичная доля теплопотерь через окна? Ведь необходимость вентиляции остаётся в любом случае и есть иные утечки тепла не связанные с окнами. Подскажите, пожалуйста, как правильно оценить все эти составляющие?

sizesefepo , экономически не подскажу, но из практики следует, чтобы окно не потело — оно должно быть толстое. Тонкое окно даст не только бОльшие теплопотери, но и дискомфорт.

sizesefepo написал :
Если доля теплопотерь через окна допустим 20%

Источник: https://klub-masterov.ru/okna/kak-umenshit-teplopoteri-cherez-okna.html

Пример расчета тепловых потерь через ограждающие конструкции. Теплопотери дома, расчет теплопотерь

Расчет теплопотерь через окна

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.)

Материал и толщина стеныСопротивление теплопередаче R m.
Кирпичная стена толщ. в 3 кирп. (79 сантиметров) толщ. в 2.5 кирп. (67 сантиметров) толщ. в 2 кирп. (54 сантиметров)толщ. в 1 кирп. (25 сантиметров)

0.592 0.502 0.405

0.187

Сруб из бревна Ø 25 Ø 200.550 0.440Сруб из брусаТолщ. 20 сантиметров Толщ. 10 сантиметров0.806 0.353Каркасная стена (доска + минвата + доска) 20 сантиметровСтена из пенобетона 20 сантиметров 30 см0.476 0.709Штукатурка по кирпичу, бетону. пенобетону (2-3 см)Потолочное (чердачное) перекрытиеДеревянные полыДвойные деревянные двери

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

Тип окнаR Tq. Вт/м2Q. Вт
Обычное окно с двойными рамами
Стеклопакет (толщина стекла 4 мм)4-16-4 4-Ar16-4 4-16-4К4-Ar16-4К0.32 0.34 0.530.59156 147 9485250 235 151136
Двухкамерный стеклопакет

Источник: https://housepic.ru/an-example-of-calculation-of-heat-losses-through-enclosing-structures-heat-loss-at-home-heat-loss-calculation.html

Расчет теплопотерь дома с примером

Расчет теплопотерь через окна

Могут существовать три варианта конструкции стены: без утеплителя, с наружной и внутренней обшивкой. Рассмотрим, где может находиться точка росы в каждом из этих случаев?

  1. Конструкция без утеплителя, тогда точка росы расположена:
  • внутри стены ближе к наружной поверхности;
  • внутри стены смещена к внутренней поверхности;
  • на внутренней поверхности – внутри помещения стена будет оставаться мокрой на протяжении всего зимнего периода.

2. Имеется наружный утеплитель, тогда точка росы находится:

  • внутри утеплителя – это говорит о том, что расчет точки росы и толщины утеплителя проведены правильно, и стена в помещении будет сухой;
  • любой из трех описанных случаев в пункте 1 – причиной является неправильный выбор утеплителя и его характеристики.

3. Сделана внутренняя обшивка, то точка росы будет:

  • внутри стены ближе к утеплителю;
  • на внутренней поверхности стены под обшивкой;
  • в самом утеплителе.

Из рассмотренного выше становится понятно, что расположение точки росы также зависит от таких характеристик ограждения, как температура и паропроницаемость. Большинство современных утеплителей практически не пропускает пар, поэтому рекомендуется наружная обшивка стен.

https://www.youtube.com/watch?v=QnsoSvKnuKw

Если вы выбираете внутреннее утепление, то нужно соблюсти следующие условия, чтобы:

  • стена была сухой и теплой;
  • утеплитель имел хорошую паропроницаемость и небольшую толщину;
  • в здании функционировали вентиляция и отопление.

Зная возможные зоны образования конденсата, т.е. место расположения точки росы, можно для определенных климатических зон подобрать такой вид и материал утепления, который не создаст условий для сырых стен внутри дома.

Существует мнение, что дом должен утепляться снаружи, а утеплитель по всем параметрам соответствовать ГОСТу. Тогда точка росы будет находиться внутри обшивки, то есть снаружи дома, и внутренние стены будут сухими в любой сезон. Именно поэтому наружное утепление выгоднее внутреннего.

Определение температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции окна, двери, витражи

Очень часто возникает вопрос о выборе того или иного оконного или дверного профиля для изготовления из них конструкций с последующей установкой  в жилые/общественные/со спец требованиями помещения. Чтобы ответить на этот вопрос, среди прочих равных условий, является необходимость определения при каких условиях на профиле со стороны отапливаемого помещения выпадет конденсат.

В СНиП II-3-79 “Строительная климатология” п. 2.11* есть формула как раз для данного случая.

Разберу на примере из жизни:

Далее,  ищем  допустимую относительную влажность внутреннего воздуха для помещений жилых зданий. Находим в том же СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”  п.5.9.

Относительная влажность для нашего случая должна = 55%.

Далее осталось найти температуру точки росы для данной относительной влажности при расчетной температуре внутреннего воздуха. Ее можно взять из таблицы.

Итак: Tросы = 10,7 0С  — это означает что если в комнате + 20 0С  и влажность =55% то конденсат начнет образовываться на любой поверхности, температура которой = +10,7 0С или ниже.

Однако у нас расчетная температура на профиле уже ниже, и составляет +5,406 0С. К сожалению это означает что, при температуре на улице = -26 0С и в помещении +20 0С, температура внутренней поверхности профиля не дотягивает до нормируемой +10,7 0С, соответственно конденсат будет. И будет обильный.

Проводим проверку на соответствие нормативам

В  СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”

п.5.10 “Температура внутренней поверхности конструктивных элементов остекления окон зданий (кроме производственных) должна быть не ниже плюс 3 °С, а непрозрачных элементов окон — не ниже температуры точки росы при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года, для производственных зданий — не ниже 0 °С.”

Это нам годится!

Расшифровка, — для алюминиевого профиля [конструктивные элементы остекления], температура внутренней поверхности должна быть не ниже +3 0С.

Сравниваем:  +5,406 0С >  +3 0С. Условие выполняется. Вот такая вот законная “лазейка” для установки окон из алюминиевого термоизолированного профиля а также из ПВХ-профиля.

Как видно из рис.2 повышение приведенного сопротивления теплопередачи произошло в большей степени за счет установки двухкамерного стеклопакета (а также и  в меньшей за счет установки уплотнителей), в “узел”  КПТ-74 рама+створка. Технические характеристики стеклопакета:  толщина 36мм, формула: 4 – 12Ar – 4 – 12 Ar – 4И.

Как правило в во всех каталогах указывают приведенное сопротивление именно “связки” :

алюминиевый профиль+заполнение с высокими теплосберегающими свойствами. Однако данный показатель не отменяет выпадение конденсата на внутренней поверхности профиля.

Но зато согласно строй.нормативам,  данная система годится для остекления жилых зданий в большинстве регионов России.  Там где, требуемое приведенное сопротивление теплопередаче для светопрозрачных ограждающих конструкций (Roприв.)

Источник: https://www.tproekt.com/tocnoe-opredelenie-ponatia-tocka-rosy-s-universalnymi-rascetami-po-formulam-i-kalkulatoru/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.