Понятие тепловой удельной характеристики
Тепловизионное обследование зданий
Прежде чем говорить о расчетах, необходимо определиться с основными терминами и понятиями. Под удельной характеристикой принято понимать значение наибольшего потока тепла, необходимого на обогрев здания или сооружения. При расчете удельных характеристик дельту температур (разницу между уличной и комнатной температурой) принято брать за 1 градус.
По сути, этот параметр определяет энергоэффективность здания. Средние показатели определяются нормативной документацией (строительными правилами, рекомендациями, СНиП и т.п.). Любое отклонение от нормы – независимо от того, в какую оно сторону – дает понятие об энергетической эффективности системы отопления. Расчет параметра ведется по действующим методикам и СНиП «Тепловая защита зданий».
Тепловая нагрузка
Один из главных факторов, воздействующих на ее значение – степень утепления дома. СНиП 23-02-2003, регламентирующий тепловую защиту зданий, нормирует данный фактор, выводя рекомендованные значения теплового сопротивления ограждающих конструкций для каждого региона страны.
Мы приведем два метода исполнения подсчетов: для зданий, соответствующих СНиП 23-02-2003, и для домов с ненормированным тепловым сопротивлением.
Нормированное тепловое сопротивление
Инструкция по расчету тепловой мощности в этом случае выглядит так:
- За базовое значение берутся 60 ватт на 1 м3 полного (включая стенки) объема дома.
- Для каждого из окон к этому значению дополнительно добавляется 100 ватт тепла. Для каждой ведущей на улицу двери – 200 ватт.
| Регион страны | Коэффициент |
| Краснодар, Ялта, Сочи | 0,7 – 0,9 |
| область и Москва, Петербург | 1,2 – 1,3 |
| Иркутск, Хабаровск | 1,5 – 1,6 |
| Чукотка, Якутия | 1,8 – 2,0 |
Давайте как пример выполним расчет для дома размерами 12*12*6 метров с двенадцатью окнами и двумя дверьми на улицу, расположенного в Севастополе (средняя температура января – +3С).
- Отапливаемый количество образовывает 12*12*6=864 кубометра.
- Базовая тепловая мощность образовывает 864*60=51840 ватт.
- двери и Окна пара увеличат ее: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
- Только мягкий климат, обусловленный близостью моря, вынудит нас применять региональный коэффициент, равный 0,7. 53440*0,7=37408 Вт. Именно на это значение и возможно ориентироваться.
Ненормированное тепловое сопротивление
Что делать, в случае если уровень качества утепления дома заметно лучше либо хуже рекомендованного? В этом случае для оценки тепловой нагрузки возможно применять формулу вида Q=V*Dt*K/860.
В ней:
- Q – заветная тепловая мощность в киловаттах.
- V – отапливаемый количество в кубометрах.
- Dt – отличие температур между домом и улицей. В большинстве случаев берется дельта между рекомендованным СНиП значением для внутренних помещений (+18 – +22С) и средним минимумом уличной температуры в наиболее холодный месяц за последние пара лет.
| Описание здания | Коэффициент утепления |
| 3 – 4 | Кладка в полкирпича, либо дощатая стенки, либо профлист на каркасе; остекление в одну нитку |
| 2 – 2,9 | Кладка в кирпич, остекление в две нитки в древесных рамах |
| 1 – 1,9 | Кладка в полтора кирпича; окна с однокамерными стеклопакетами |
| 0,6 – 0,9 | Наружное утепление пенопластом либо минватой; двухкамерные энергосберегающие стеклопакеты |
Давайте повторим вычисления для нашего дома в Севастополе, уточнив, что его стенки являются кладкой толщиной 40 см из ракушечника (пористой осадочной породы) без внешней отделки, а остекление выполнено однокамерными стеклопакетами.
- Коэффициент утепления примем равным 1,2.
- Количество дома мы вычислили ранее; он равен 864 м3.
- Внутреннюю температуру примем равной рекомендованным СНиП для регионов с нижним пиком температур выше -31С – +18 градусам. Сведения о среднем минимуме любезно посоветует широко узнаваемая интернет-энциклопедия: он равен -0,4С.
- Расчет, так, будет иметь вид Q = 864 * (18 – -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 КВт.
Как легко подметить, подсчет дал итог, отличающийся от взятого по первому методу в полтора раза. Обстоятельство, в первую очередь в том, что средний минимум, использованный нами, заметно отличается от полного минимума (около -25С). Повышение дельты температур в полтора раза ровно во столько же раз увеличит оценочную потребность здания в тепле.
Гигакалории
В расчетах количества тепловой энергии, приобретаемой зданием либо помещением, наровне с киловатт-часами употребляется еще одна величина – гигакалория. Она соответствует количеству тепла, нужному для нагрева 1000 тысячь киллограм воды на 1 градус при давлении в 1 атмосферу.
Как пересчитать киловатты тепловой мощности в гигакалории потребляемого тепла? Все легко: одна гигакалория равна 1162,2 КВт*ч. Так, при пиковой мощности источника тепла в 54 КВт большая часовая нагрузка на отопление составит 54/1162,2=0,046 Гкал*час.
Помещение
Как подсчитать потребность в тепле для отдельной помещения? Тут употребляются те же схемы расчетов, что для дома в целом, с единственной поправкой. В случае если к помещению примыкает отапливаемое помещение без собственных отопительных устройств, оно включается в расчет.
Так, в случае если к помещению размером 4*5*3 метра примыкает коридор размером 1,2*4*3 метра, тепловая мощность отопительного прибора рассчитывается для объема в 4*5*3+1,2*4*3=60+14,4=74,4 м3.
Вычисления
Точное значение потерь тепла произвольным зданием вычислить практически невозможно. Однако давно разработаны методики приблизительных расчетов, дающих в пределах статистики достаточно точные средние результаты. Эти схемы вычислений часто упоминается как расчеты по укрупненным показателям (измерителям).
Строительный объект должен быть спроектирован таким образом, чтобы энергия, требуемая для охлаждения, была минимальной. В то время как жилые здания могут быть исключены из конструкционного спроса на энергию охлаждения, поскольку внутренние потери тепла минимальны, ситуация в нежилом секторе несколько отличается. В таких зданиях внутренние тепловые выгоды, которые необходимы для механического охлаждения, вызваны отличительной кладкой на общую тепловую выгоду. На рабочем месте также необходимо обеспечить гигиенический воздушный поток, который в значительной степени осуществляется принудительным образом с возможностью регулирования.
Наряду с тепловой мощностью часто возникает необходимость рассчитать суточный, часовой, годичный расход тепловой энергии или среднюю потребляемую мощность. Как это сделать? Приведем несколько примеров.
Часовой расход тепла на отопление по укрупненным измерителям вычисляется по формуле Qот=q*a*k*(tвн-tно)*V, где:
- Qот — искомое значение к килокалориях.
- q — удельная отопительная величина дома в ккал/(м3*С*час). Она ищется в справочниках для каждого типа зданий.
Такой дренаж также необходим в течение летнего периода, чтобы остыть из-за удаления тепла снаружи воздухом воздуха и требованием для возможного осушения. Затенение в виде накладных или горизонтально обитающих элементов является методом сегодня, но эффект ограничен временем, когда солнце высоко над горизонтом. С этой точки зрения наиболее важным методом является тушение наружных подъемников, конечно, в отношении дневного освещения.
Сокращение внутренних тепловых выгод несколько проблематично. Это также поможет уменьшить потребность в искусственном освещении. Производительность персонального компьютера неуклонно растет, но значительный прогресс был достигнут и в этой области. Потребность в охлаждении также представлена строительными конструкциями, способными накапливать тепловую энергию. Такие конструкции особенно тяжелые строительные конструкции, такие как. бетонный пол или потолок, что также может вызвать внутреннее накопление шпоры, наружные стены или помещения.
- а — коэффициент поправки на вентиляцию (обычно равен 1,05 — 1,1).
- k — коэффициент поправки на климатическую зону (0,8 — 2,0 для разных климатических зон).
- tвн — внутренняя температура в помещении (+18 — +22 С).
- tно — уличная температура.
- V — объем здания вместе с ограждающими конструкциями.
Чтобы вычислить приблизительный годовой расход тепла на отопление в здании с удельным расходом в 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенном в климатической зоне с параметром GSOP=6000, нужно всего-то умножить 125 на 100 (площадь дома) и на 6000 (градусо-сутки отопительного периода). 125*100*6000=75000000 кДж, или примерно 18 гигакалорий, или 20800 киловатт-часов.
Также выгодным является использование специальных материалов с фазовым сдвигом при подходящей температуре. Для легких жилых зданий без охлаждения, где емкость аккумуляции минимальна, возникают проблемы с поддержанием температурных условий в летние месяцы.
С точки зрения конструкции кондиционера, но также и необходимости в энергии охлаждения, необходимо будет использовать точные, доступные методы расчета. В этом отношении можно предсказать особенно четкий расчет теплоотводов. Как уже было сказано, потребность в энергии охлаждения будет минимальной в нулевых зданиях. Некоторые здания нельзя охлаждать без охлаждения, а предоставление оптимальных параметров для теплового комфорта трудящихся, особенно в офисных зданиях, теперь является стандартным стандартом.
Чтобы пересчитать годичный расход в среднюю тепловую , достаточно разделить его на длину отопительного сезона в часах. Если он длится 200 дней, средняя тепловая мощность отопления в приведенном выше случае составит 20800/200/24=4,33 КВт.
Удельные тепловые характеристики зданий различного назначения
Технические характеристики паровых котлов
| Марка котла | Паропроизводительность, кг/ч | Тепловая мощность, кВт | Температура нагрева пара, 0 С | Избыточное рабочее давление, кПа |
| КВ‑300М | 68,7 | |||
| Д‑721А | 68,7 | |||
| МЗК‑8Г (Е‑0,4‑9Г) | 174,5 | |||
| МЗК‑7Г (Е‑1,0‑9Г) | 174,5 | |||
| ДКВР‑2,5‑1,3 | 194,1 | |||
| ДКВР‑4‑13 | 194,1 | |||
| ДКВР‑6,5‑13 | 194,1 | |||
| ДКВР‑10‑13 | 194,1 | |||
| ДКВР‑10‑13‑250 |
Значения коэффициентов теплопередачи открыто установленных отопительных приборов
| Нагревательные приборы | Значения коэффициента теплопередачи К, Вт/(м2. К) при | |||||||
| Разности средней температуры воды в приборе и температуры воздуха помещения, 0 С | Избыточном давлении пара, кПа | |||||||
| 40..50 | 50..60 | 60..70 | 70..80 | >80 | 68,7 | 98,1 | >98,1 | |
| Чугунный радиатор М‑140 | 8,5 | 9,2 | 9,5 | 9,9 | 10,4 | ‑ | ‑ | |
| Чугунный радиатор М‑140АО | 8,1 | 8,8 | 9,2 | 9,5 | 9,6 | ‑ | ‑ | |
| Чугунные трубы с круглыми ребрами: | ||||||||
| 1. труба | 5,2 | 5,2 | 5,8 | 5,8 | 5,8 | 7,5 | 7,8 | |
| 2. трубы (одна над другой) | 4,7 | 4,9 | 5,3 | 5,3 | 5,3 | 5,8 | 6,3 | 6,5 |
| 3. трубы (одна над другой) | 4,1 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 5,3 | 5,6 | 5,8 |
| Одна стальная труба, диаметром, мм: | ||||||||
| Менее или равном 32 | 12,8 | 13,4 | 14,6 | 14,6 | 15,2 | 16,2 | ||
| 32..108 | 11,1 | 11,6 | 12,2 | 12,8 | 13,4 | 14,9 | 15,6 | |
| 133..159 | 11,1 | |||||||
| Несколько стальных труб (одна над другой) диаметром, мм: | ||||||||
| менее или равном 32 | 11,6 | 11,6 | 12,8 | 12,8 | 13,4 | 14,6 | 15,6 | 16,3 |
| более 32 | 9,3 | 9,6 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 12,8 | 13,8 | 14,4 |
Методика расчета
Тепловая удельная черта строений не редкость:
- Фактической – для получения правильных показателей используется тепловизионное обследование строения.
- Расчетно-нормативной – определяется при формул и помощи таблиц.
Ниже подробней рассмотрим изюминке расчета каждого типа.
Совет! Для получения тепловой характеристики дома возможно обратиться к экспертам. Действительно, цена аналогичных расчетов возможно значительной, исходя из этого целесообразней их выполнить самостоятельно.
Расчетно-нормативные показатели
Расчетные показатели возможно взять по следующей формуле:
qзд= + +n1* + n2), где:
| qзд ,Вт/(м3оС) | Количество теплоты, теряемой одним метром кубическим здания при разности температур в 1 градус. |
| F0, м2 | Отапливаемая площадь здания |
| Fст., Fок., Fпол., Fпок., м2 | Площадь стен (наружных), окон, пола, покрытия. |
| Rст., Rок., Rпол., Rпок., | Сопротивление передачи тепла поверхностей. |
| n | Коэффициент, который изменяется в зависимости от размещения помещения относительно улицы. |
Нужно заявить, что эта формула не единственная. Удельные отопительные характеристики зданий смогут определяться по местным строительным нормам, и определенным методикам саморегулируемых организаций и пр.
Расчет фактической теплохарактеристики осуществляется по следующей формуле
В данной формуле базу составляют фактические параметры:
| Q | Расход горючего в течение года |
| Z | Длительность отопительного сезона |
| tint | Средняя температура окружающей среды в помещении |
| text | Средняя температура снаружи помещения |
| qфакт | Фактическая удельная тепловая отопительная черта здания |
направляться подчернуть, что данное уравнение отличается простотой, в следствии чего его довольно часто применяют при расчетах. Но, оно имеет большой недочёт, который воздействует на точность приобретаемых расчетов. В частности – учитывает отличие температур в помещениях здания.
Чтобы получить своими руками более правильные данные, возможно использовать расчеты с определением расхода тепла по:
- Показателям теплопотерь через разные строительные конструкции,
- Проектной документации.
- Укрупненным показателям.
Саморегулирующие организации в большинстве случаев применяют личные методики.
В них учитываются следующие параметры:
- Архитектурные и планировочные данные,
- Год постройки дома,
- Поправочные коэффициенты температуры уличного воздуха во время отопительного сезона.
Помимо этого, фактическая удельная отопительная черта жилых зданий обязана определяться с учетом теплопотерь в трубопроводах, проходящих через «холодные» помещения, и затрат на кондиционирование вентиляцию. Эти коэффициенты возможно определить в особых таблиц СНиП.
Вот, пожалуй, и вся главная инструкция по определению удельного теплового параметра.
Основные требования к чердачным перекрытиям
Главное качество, которым в обязательном порядке должно обладать любое чердачное перекрытие, это прочность. Если речь идет о мансардной крыше, то вся конструкция не должна прогибаться или деформироваться под тяжестью мебели или находящегося на чердаке оборудования. Есть такое понятие, как норма прогиба. Для чердачных конструкций она составляет 1/200 от всего пролета. Предельная нагрузка на метр квадратный составляет 105 килограммов. Еще одним не менее важным параметром перекрытия является пожаробезопасность, что в большей мере касается конструкций из дерева. Так вот, у огнестойкости имеются такие пределы:
- для бетонных или железобетонных конструкций это 1 час;
- для конструкций из дерева (при отсутствии дополнительной защиты) – пять минут;
- для перекрытия из дерева по балкам, с засыпкой и штукатуркой – порядка 45 минут;
- для перекрытия из дерева с одной лишь оштукатуренной поверхностью – 15 минут.
Методика расчета
Может быть расчетно-нормативной и фактической. Расчетно-нормативные данные определяются с помощью формул и таблиц. Фактические данные тоже можно рассчитать, но точных результатов можно добиться только при условии тепловизионного обследования здания.
Расчетные показатели определяются по формуле:
В данной формуле за F 0 принята площадь здания. Остальные характеристики — это площадь стен, окон, пола, покрытий. R — сопротивление передаче соответствующих конструкций. За n берется коэффициент, изменяющийся в зависимости от расположения конструкции относительно улицы. Данная формула не является единственной. Тепловая характеристика может определяться по методикам саморегулируемых организаций, местным строительным нормам и т. п.
Расчет фактической характеристики определяется по формуле:
В этой формуле основными являются фактические данные:
- расход топлива за год (Q)
- продолжительность отопительного периода (z)
- средняя температура воздуха внутри (tint) и снаружи (text) помещения
- объем рассчитываемого сооружения
Это уравнение отличается простотой, поэтому используется очень часто. Тем не менее оно имеет существенный недостаток, снижающий точность расчетов. Этот недостаток заключается в том, что в формуле не учитывается разница температур в помещениях внутри рассчитываемого здания.
Для получения более точных данных можно использовать расчеты с определением расходов тепла:
- По проектной документации.
- По показателям теплопотерь через строительные конструкции.
- По укрупненным показателям.
С этой целью может применяться формула Н. С. Ермолаева:
Ермолаев предложил для определения фактической удельной характеристики зданий и сооружений использовать данные о планировочных характеристиках здания (p — периметр, S — площадь, H — высота). Отношение площади остекленных окон к стеновым конструкциям передается коэффициентом g 0 . Теплопередача окон, стен, полов, потолков также применяется в виде коэффициента.
Саморегулирующими организациями используются собственные методики.
В них учитываются не только планировочные и архитектурные данные здания, но и год его постройки, а также поправочные коэффициенты температур уличного воздуха во время отопительного сезона. Также при определении фактических показателей нужно учитывать потери тепла в трубопроводах, проходящих по неотапливаемым помещениям, а также расходы на вентиляцию и кондиционирование. Эти коэффициенты берутся из специальных таблиц в СНиП.
Какими бывают расчёты
Удельную отопительную характеристику определяют разными методами:
исходя из расчётно-нормативных параметров (с помощью формул и таблиц);
по фактическим данным;
индивидуально разработанные методики саморегулирующихся организаций, где во внимание принимаются так же и год возведения здания, и проектные особенности.
Вычисляя фактические показатели, обращают внимание на тепловую потерю в трубопроводах, которые проходят по неотапливаемым площадям, потери на вентиляцию (кондиционирование). При этом, при определении удельной отопительной характеристики здания, СНиП «Вентиляция отопление и кондиционирование станет настольной книгой
Тепловизионное обследование поможет наиболее правильно выяснить показатели энергоэффективности
При этом, при определении удельной отопительной характеристики здания, СНиП «Вентиляция отопление и кондиционирование станет настольной книгой. Тепловизионное обследование поможет наиболее правильно выяснить показатели энергоэффективности.
Обследование тепловизором
Все чаще, чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, прибегают к тепловизионным обследованиям строения.
Работы эти проводят в темное время суток. Для более точного результата нужно соблюдать разницу температур между помещением и улицей: она должна быть не менее в 15 о. Лампы дневного освещения и лампы накаливания выключаются. Желательно убрать ковры и мебель по максимуму, они сбивают прибор, давая некоторую погрешность.
Обследование проводится медленно, данные регистрируются тщательно. Схема проста.
Первый этап работ проходит внутри помещения
Прибор двигают постепенно от дверей к окнам, уделяя особое внимание углам и прочим стыкам
Второй этап – обследование тепловизором внешних стен строения. Все так же тщательно исследуются стыки, особенно соединение с кровлей.
Третий этап – обработка данных. Сначала это делает прибор, затем показания переносятся в компьютер, где соответствующие программы заканчивают обработку и выдают результат.
Если обследование проводила лицензированная организация, то она по итогу работ выдаст отчет с обязательными рекомендациями. Если работы велись лично, то полагаться нужно на свои знания и, возможно, помощь интернета.
