Расчет теплопотерь дома через ограждающие конструкции и инженерные коммуникации

Материалы из древесины, используемые при постройке дома

При постройке домов для возведения ограждающих конструкций и их облицовки используются различные деревянные изделия — это могут быть цельные бревна или изготавливаемые из них пиломатериалы – доски, брус, рейки и т.п.

Один из вариантов разделки бревна на строительные пиломатериалы

Чтобы иметь представление о том, какие деревянные материалы представлены на рынке, и в какой области строительства они применяются, далее будут рассмотрены их основные разновидности:

Возведение сруба из бревна ручной обработки

Бревно механической или ручной обработки является строительным материалом для возведения ограждающих несущих конструкций. Бревна, обработанные этими способами, более долговечны в незащищенных с фасада конструкциях, чем их оцилиндрованные аналоги, так как с них не снимается природный защитный слой, расположенный непосредственно под корой дерева. Но работать с такими бревнами сложнее, так как их «геометрия» может несколько «плясать» в ту или иную сторону.

Сруб из оцилиндрованного бревна

Оцилиндрованное бревно имеет идеальную геометрию, которая достигается путем специальной механической обработки. При проведении процесса оцилиндровки с изделия снимается несколько верхних слоев, что ослабляет защитные качества строительного материала. Поэтому такие изделия требуют обязательной пропитки антисептическими грунтовочными растворами. Этот материал имеет более эстетичный внешний вид и стоит дороже, чем бревна обычной обработки.

Калиброванное бревно – вся партия материала имеет совершенно одинаковый диаметр.

• Калиброванным бревнам в отличие от описанных выше изделий придается абсолютно одинаковый диаметр. Для возведения деревянного сруба дома для постоянного проживания калиброванное бревно должно иметь диаметр не менее 250 мм, иначе строение придется дополнительно утеплять. Очень часто после оцилиндровки на таких бревнах в заводских условиях сразу выбирается и продольный межвенцовый паз (как показано на иллюстрации выше).
• Массивный брус — эти пиломатериалы, обычно изготавливаемые из сердцевины бревна, могут иметь прямоугольное или квадратное сечение различных размеров. Массивный брус можно разделить на три подвида — это изделия естественной влажности обычного и профилированного сечения, а также профилированные, прошедшие просушку в специальных камерах.

На иллюстрации представлены три разновидности массивного бруса — не профилированный и профилированный естественной влажности, и прошедший специальную просушку профилированный вариант

Необработанный брус естественной влажности имеет ровные поверхности, а профилированные изделия — продольные пазы для удобства стыковки их при выведении стен. Строить сразу дом из этого материала нельзя, так как требуется время для его атмосферной просушки, во время которой древесина может растрескаться и деформироваться.

Непрофилированный брус может быть использован для возведения стен брусчатого строения или же для остова каркасного дома. Применяется он и в конструкции стропильной системы, в качестве мауэрлата, лежней, стоек и т.п.

Профилированный просушенный брус является оптимальным вариантом для возведения стен, но имеет более высокую стоимость.

Минимальный размер в сечении бруса, предназначенного для стен, должен быть не менее 150÷200 мм. В противном случае для обеспечения комфортности проживания в доме потребуется дополнительная термоизоляция.

Клееный профилированный брус

Клееный брус представляет собой сборную конструкцию, состоящую из 3÷5 досок склеенных между собой под давлением. Затем изделие обрабатывается и профилируется.

Эти изделия не деформируются и не растрескиваются на всю глубину, так как перед их склеиванием, доска проходит просушку в специальной камере, где достигается оптимальная влажность древесины.

Кроме этого, клееный брус, в отличие от массивного, может иметь весьма большой размер в сечении, благодаря чему можно выстроить стены, для которых не потребуется дополнительная термоизоляция. Но, правда, и стоимость клееного профилированного бруса может показаться пугающе высокой.

Изготовление сруба из лафета

Лафет — это пиломатериал, представляющий собой нечто среднее между брусом и бревном. Он изготавливается путем среза с массивного бревна двух боковых сторон. Таким образом, лафет можно назвать бревном с двумя плоскими боковыми поверхностями.

Лафет также можно приобрести в непросушенном или же уже в полностью подготовленном к строительству виде. Естественно, прошедший специальную сушку материал будет стоить гораздо дороже.

Самый ходовой материал на всех этапах строительства — доски

Доска — это пиломатериал, который может иметь стандартную длину, соразмерную бревну (обычно – 6 метров), толщину до 100 мм, и ширину, превышающую толщину в два и более раз.

Доски применяются при строительстве дома на всех этапах и в самых разных областях. Это стропильная система, балки перекрытия, лаги, обшивка каркасов, полов, перекрытий, изготовление вагонки для декоративной внешней и внутренней отделки. Очень широко используются доски и в качестве вспомогательных материалов.

Доска так же, как бревно и брус, может быть просушенной и обработанной или же иметь естественную влажность. Непросушенные доски могут использоваться только для подготовительных работ, например, при обустройстве опалубки для фундамента.

Общие сведения по результатам расчетов

• Т еплопотери помещения – Общее количество тепла, измеряемое в Ваттах, которое теряет расчетное помещение в единицу времени через ограждающие конструкции.
• У дельные теплопотери помещения – Теплопотери помещения отнесенные к его площади
• Т емпература воздуха наиболее холодных суток
• Т емпература воздуха наиболее холодной пятидневки
• П родолжительность отопительного сезона
• С редняя температура воздуха отопительного сезона

Калькулятор работает в тестовом режиме.

Для того, чтобы спроектировать систему отопления, которая удовлетворяла бы как требованиям комфортного проживания в доме, так и оптимального расходования ресурсов семьи, необходимо сначала рассчитать его возможные теплопотери.

Расчет теплопотерь — это способ, определить примерное количество теплопотерь, которое теряет дом через ограждающий контур за конкретное время, в самый холодный период пятидневки. Единица измерения теплопотерь — Ватты.

Полученный результат приблизительный, и требует экспериментальной проверки, так как не реально учесть все моменты, которые влияют на тепловые потери: неправильная конструкция перегородок, разница между температурой внутри и снаружи, действие осадков, солнечной радиации и ветра. Зная данные показатели, можно выбирать модель системы отопления нужной мощности для любого дома.

Что такое 3Д Обои

Виды копчения

Мы работаем со следующими брендами:

Красивые примеры

Преимущества и недостатки отделки стен панелями

Панели производят из поливинилхлорида, путем прогона исходного материала через определенные формы. Расплавленный ПВХ после остывания превращается в легкий и прочный лист, который состоит из двух пластин, соединенных между собой перемычками. Соединения служат ребрами жесткости и придают ламели прочность. Такая конструкция позволяет сохранить малый вес листа и обеспечить ему максимальную гибкость. Внутри панели образуются пустоты – секции, которые снижают теплопроводность и повышают звукоизоляцию. Такие изделия относят к разряду секционных. При фиксации материала на обрешетку появляется возможность монтажа дополнительного теплоизоляционного слоя.

Панели ПВХ наделены рядом неоспоримых преимуществ, среди которых:

• неограниченные возможности декорирования – современные технические устройства позволяют предоставить на выбор потребителя огромное разнообразие панелей всевозможных оттенков, с различными принтами и фактурами;
• доступная стоимость – в сравнении плиткой, керамогранитом, искусственным камнем;
• несложный монтаж – можно обойтись без привлечения специалистов, дорогостоящих инструментов, а при выполнении работ не образуется строительная пыль;
• долгий срок службы – панельная облицовка сохраняет первоначальный вид в течение всего периода эксплуатации;
• абсолютная невосприимчивость к влаге – стойко выдерживают водные «атаки», защищают стены от намокания, от появления плесени и распространения грибка;
• простой уход – панели легко отмываются с помощью обычных моющих средств.

Недостатки пластиковой отделки

1. Во время возгорания поливинилхлорида выделяются ядовитые токсичные вещества. Именно по этой причине его не рекомендуют использовать в жилых помещениях.
2. Резкий перепад температур может привести к повреждению материала.
3. Невысокая устойчивость к механическим повреждениям. Правда, испорченную ламель можно легко заменить. Для этого желательно иметь в запасе листы из первоначальной партии, идеально подходящие по цвету. Если же подобного материала в наличии нет, можно приобрести несколько контрастных деталей и обновить дизайн.
4. Неустойчивость к воздействию ультрафиолетовых лучей.

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.

С какой целью определяют объем потерь тепла в жилом доме

Расчет объема тепловых потерь необходим для создания отопительных и вентиляционных систем, определенной мощности, во вновь возводимых строениях. В жилом МКД проведение энергоаудита позволит выявить излишки тепловых потерь, которые станут основанием для его капитального ремонта.

Расчет мощности системы отопления основан на теплопотерях всего здания. Теплоотдача радиаторов определяется с учетом потерь тепла помещения, где его планируется установить. Расчеты производят в наиболее холодное время года, при минимальных погодных температурах.

Перед строительством жилого дома расчет потенциальных потерь тепла позволяет выбрать характер и качество строительных материалов, опираясь на их характеристики и климатические условия. При таком подходе, расход тепла не увеличится, а строение будет прогреваться быстрее.

Почему необходим наклон?

Существует нормативный документ, который контролирует уклон канализации на 1 метр (СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» в настоящее время заменен на СП 32.13330.2012).

Наклон необходим, чтобы сточные воды уходили правильно. Именно поэтому норма, прописанная в документе, имеет такое большое значение.

Если уклон канализации в частном доме будет больше утвержденных норм, то вода будет уходить слишком быстро.

В этом случае жидкие сточные воды будут двигаться быстрее твердых частиц, значит, последние будут оставаться в трубах и создавать засоры и неприятный запах.

Максимальный уклон канализации не должен превышать одного метра – в этом случае проблем со сточными водами не возникнет.

Кроме того, при большой длине канализации с уклоном больше допустимого есть опасность срыва сифонов, ведь в конечной точке скорость сточных вод будет настолько высокой, что сантехническое оборудование может его не выдержать.

Повышенный шум при сливе воды – еще один минус слива, который имеет неправильный уклон труб канализации.

Минимальный уклон канализации зависит от диаметра труб, из которых она выполнена. Если нарушить правило, то сточные воды будут уходить слишком медленно, твердые частицы при этом могут скапливаться, становясь причинами серьезных засоров.

Проблемы могут возникнуть не только с уходом воды, но и с целостностью. Слишком высокая скорость потока может не только повредить соединительные колена, но даже сломать саму трубу.

Если трубопровод выполнен из металла, то сильный уклон внутренней канализации способствует тому, что верхняя часть системы заполняется воздухом и быстро подвергается коррозии.

Тепловое излучение и выбор стекла

Не менее 65% теплопотерь через стекло происходят за счет теплового (инфракрасного) излучения. Правильно подобранный вид стекол для пакета поможет снизить цифру теплопотерь. Наиболее действенно – использование энергосберегающих стекол. Благодаря покрытию оксидами металлов отражают большую часть инфракрасного потока.

Увеличение толщины стекол в пакете не приносит пользы, растет вес окна, стоимость. Использование энергосберегающего материала, профиля для окна позволяет экономить до 30% расходов на отопление. Минус — высокая цена, но быстро окупится, если рассчитать.

Энергосберегающие окна

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

Исходные данные:

• Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
• Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

• Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

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.

Теплопотери дома

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:

• потери через ограждающие конструкции;
• обусловленные работой вентиляционной системы;
• связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.

Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.

Физика теплотехнических процессов

Различные области физики имеют много схожего в описании явлений, которые ими изучаются. Так и в теплотехнике: принципы, описывающие термодинамические системы, наглядно перекликаются с основами электромагнетизма, гидродинамики и классической механики. В конце концов, речь идёт об описании одного и того же мира, поэтому не удивительно, что модели физических процессов характеризуются некоторыми общими чертами во многих областях исследований.

Суть тепловых явлений понять легко. Температура тела или степень его нагрева есть не что иное, как мера интенсивности колебаний элементарных частиц, из которых это тело состоит. Очевидно, что при столкновении двух частиц та, у которой энергетический уровень выше, будет передавать энергию частице с меньшей энергией, но никогда наоборот. Однако это не единственный путь обмена энергией, передача возможна также посредством квантов теплового излучения. При этом базовый принцип обязательно сохраняется: квант, излученный менее нагретым атомом, не в состоянии передать энергию более горячей элементарной частице. Он попросту отражается от неё и либо пропадает бесследно, либо передаёт свою энергию другому атому с меньшей энергией.

Термодинамика хороша тем, что происходящие в ней процессы абсолютно наглядны и могут интерпретироваться под видом различных моделей. Главное — соблюдать базовые постулаты, такие как закон передачи энергии и термодинамического равновесия. Так что если ваше представление соответствует этим правилам, вы легко поймёте методику теплотехнических расчётов от и до.

Океан

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.

Теплопотери и их расчет на примере двухэтажного здания

Сравнение расходов на отопление зданий разной формы.

Итак, возьмем для примера небольшой домик с двумя этажами, утепленный по кругу. Коэффициент сопротивления теплопередаче у стен (R) при этом будет в среднем равен трем. Здесь учитывается то, что к основной стене уже прикреплена теплоизоляция из пеноплекса или из пенопласта, толщиной около 10 см. У пола данный показатель окажется чуть меньше, 2,5, так как утеплителя под отделочным материалом нет. Что касается кровельного покрытия, то здесь коэффициент сопротивления достигает 4,5-5 благодаря тому, что утеплен чердак с помощью стекловаты или минеральной ваты.

Кроме того, что вы определите то, насколько способны те или иные интерьерные элементы противиться естественному процессу улетучивания и охлаждения теплого воздуха, нужно будет определиться с тем, каким именно способом это происходит. Возможно несколько вариантов: испарение, излучение или конвекция. Помимо них, существуют и другие возможности, но к частному жилому помещению они не относятся. При этом, осуществляя расчеты теплопотерь в доме, не нужно будет учитывать, что время от времени температура внутри помещения может повышаться от того, что сквозь окно солнечные лучи нагреют воздух на несколько градусов. Не стоит в данном процессе ориентироваться еще и на то, что дом стоит в каком-то особом положении по отношению к сторонам света.

Для того чтобы определить то, насколько серьезными являются теплопотери, достаточно провести расчет данных показателей в самых населенных комнатах. Наиболее точный расчет предполагает следующее. Сначала нужно подсчитать общую площадь всех стен в комнате, затем из данной суммы нужно вычесть площадь всех расположенных в этой комнате окон и, учитывая площадь кровли и пола, рассчитать теплопотери. Это возможно осуществить с помощью формулы:

dQ=S*(t внутри – t уличная)/R

Для чего нужен расчет

Теплопроводность данного элемента здания – свойство строения проводить тепло через единицу своей площади при разности температур внутри и снаружи помещения в 1 град. С.

Выполняемый упомянутым выше сервисом теплотехнический расчет ограждающих конструкций необходим для следующих целей:

• для выбора отопительного оборудования и типа системы, позволяющей не только компенсировать теплопотери, но и создать комфортную температуру внутри жилых помещений;
• для определения необходимости дополнительного утепления здания;
• при проектировании и строительстве нового здания для выбора стенового материала, обеспечивающего наименьшие теплопотери в определенных климатических условиях;
• для создания внутри помещения комфортной температуры не только в отопительный период, но и летом в жаркую погоду.

Автодом Monaco Coach Dynasty

Описание проекта

Дифференцированные схемы расчёта

Для правильных вычислений надо учитывать специфику типовых компонентов строений. Потери в стенах рассчитывают по общей площади с учетом сопротивления (теплового) каждого слоя. Внутри помещений поддерживают необходимую температуру. Проверяют несколько контрольных точек с учетом изменения сезонных, дневных и ночных внешних условий. Одновременно оценивают размещение точки росы. Следует не забывать о существенном влиянии ветровых нагрузок, особенностях режима проветривания. Над перекрытиями находятся верхние этажи, чердак. Соответственно, при общем одинаковом подходе некоторые негативные внешние воздействия можно исключить.

К сведению. Специалисты рекомендуют делать небольшой запас (добавить ≈10%) при выборе уровня влажности и температуры в комнате. Такой подход поможет учесть экстремальные условия (потребности) в процессе эксплуатации.

Расчетные параметры для оконных (дверных) блоков приводят производители в сопроводительной документации. Для повышения точности следует учитывать изоляционные характеристики откосов, узлов примыкания рам к стенам.

Пол в центральной части теплее, по сравнению с периметром. Влияние оказывают вентилируемый подвал, дополнительная изоляция фундамента. Применяют зонирование, которое учитывает особенности отдельных площадей.

Крыша