Идеальный дом
авторский проект
Главная страница
Концепция идеального дома
Подготовка к строительству
Участок
Планировка дома
Фундамент
Расчет теплопотерь дома
Вентиляция
Внешний вид дома
Монолитный каркас дома
Стены
|
|
1) Вычисляем сопротивление теплопередаче стены, деля толщину материала на его коэффициент теплопроводности. Например, если стена построена из тёплой керамики толщиной 0,5 м с коэффициентом теплопроводности 0,16 Вт/(м×°C), то делим 0,5 на 0,16: 0,5 м / 0,16 Вт/(м×°C) = 3,125 м2×°C/Вт Коэффициенты теплопроводности строительных материалов можно взять здесь. |
2) Вычисляем общую площадь внешних стен. Приведу упрощённый пример квадратного дома: (10 м ширина × 7 м высота × 4 стороны ) - (16 окон × 2,5 м2) = 280 м2 - 40 м2 = 240 м2 |
3) Делим единицу на сопротивление теплопередаче, тем самым получая теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус разницы температуры. 1 / 3,125 м2×°C/Вт = 0,32 Вт / м2×°C |
4) Cчитаем теплопотери стен. Умножаем теплопотери с одного квадратного метра стены на площадь стен и на разницу температур внутри дома и снаружи. Например, если внутри +25°C, а снаружи –15°C, то разница 40°C. 0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 40 °C = 3072 Вт Вот это число и является теплопотерей стен. Измеряется теплопотеря в ваттах, т.е. это мощность теплопотери. |
5) В киловатт-часах удобнее понимать смысл теплопотерь. За 1 час через наши стены при разнице температур в 40°C уходит тепловой энергии: 3072 Вт × 1 ч = 3,072 кВт×ч За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч |
Понятное дело, что за время отопительного периода погода разная, т.е. разница температур всё время меняется. Поэтому, чтобы вычислить теплопотери за весь отопительный период, нужно в пункте 4 умножать на среднюю разницу температур за все дни отопительного периода.
Например, за 7 месяцев отопительного периода средняя разница температур в помещении и на улице была 28 градусов, значит теплопотери через стены за эти 7 месяцев в киловатт-часах:
0,32 Вт / м2×°C × 240 м2 × 28 °C × 7 мес × 30 дней × 24 ч = 10838016 Вт×ч = 10838 кВт×ч
Число вполне «осязаемое». Например, если бы отопление было электрическое, то можно посчитать сколько бы ушло денег на отопление, умножив полученное число на стоимость кВт×ч. Можно посчитать сколько ушло денег на отопление газом, вычислив стоимость кВт×ч энергии от газового котла. Для этого нужно знать стоимость газа, теплоту сгорания газа и КПД котла.
Кстати, в последнем вычислении вместо средней разницы температур, количества месяцев и дней (но не часов, часы оставляем), можно было использовать градусо-сутки отопительного периода — ГСОП, некоторая информация про ГСОП здесь. Можно найти уже посчитанные ГСОП для разных городов России и перемножать теплопотери с одного квадратного метра на площадь стен, на эти ГСОП и на 24 часа, получив теплопотери в кВт*ч.
Аналогично стенам нужно посчитать значения теплопотерь для окон, входной двери, крыши, фундамента. Потом всё просуммировать и получится значение теплопотерь через все ограждающие конструкции. Для окон, кстати, не нужно будет узнавать толщину и теплопроводность, обычно уже есть готовое посчитанное производителем сопротивление теплопередаче стеклопакета. Для пола (в случае плитного фундамента) разница температур не будет слишком большой, грунт под домом не такой холодный, как наружный воздух.
Теплопотери через вентиляцию
Примерный объем имеющегося воздуха в доме (объём внутренних стен и мебели не учитываю):
10 м х10 м х 7 м = 700 м3
Плотность воздуха при температуре +20°C 1,2047 кг/м3. Удельная теплоемкость воздуха 1,005 кДж/(кг×°C). Масса воздуха в доме:
700 м3 × 1,2047 кг/м3 = 843,29 кг
Допустим, весь воздух в доме меняется 5 раз в день (это примерное число). При средней разнице внутренней и наружной температур 28 °C за весь отопительный период на подогрев поступающего холодного воздуха будет в среднем в день тратится тепловой энергии:
5 × 28 °C × 843,29 кг × 1,005 кДж/(кг×°C) = 118650,903 кДж
118650,903 кДж = 32,96 кВт×ч (1 кВт×ч = 3600 кДж)
Т.е. во время отопительного периода при пятикратном замещении воздуха дом через вентиляцию будет терять в среднем в день 32,96 кВт×ч тепловой энергии. За 7 месяцев отопительного периода потери энергии будут:
7 × 30 × 32,96 кВт×ч = 6921,6 кВт×ч
Теплопотери через канализацию
Во время отопительного периода поступающая в дом вода довольно холодная, допустим, она имеет среднюю температуру +7°C. Нагрев воды требуется, когда жильцы моют посуду, принимают ванны. Также частично нагревается вода от окружающего воздуха в бачке унитаза. Всё полученное водой тепло жильцы смывают в канализацию.
Допустим, что семья в доме потребляет 15 м3 воды в месяц. Удельная теплоёмкость воды 4,183 кДж/(кг×°C). Плотность воды 1000 кг/м3. Допустим, что в среднем поступающая в дом вода нагревается до +30°C, т.е. разница температур 23°C.
Соответственно в месяц теплопотери через канализацию составят:
1000 кг/м3 × 15 м3 × 23°C × 4,183 кДж/(кг×°C) = 1443135 кДж
1443135 кДж = 400,87 кВт×ч
За 7 месяцев отопительного периода жильцы выливают в канализацию:
7 × 400,87 кВт×ч = 2806,09 кВт×ч
Заключение
В конце нужно сложить полученные числа теплопотерь через ограждающие конструкции, вентиляцию и канализацию. Получится примерное общее число теплопотерь дома.
Надо сказать, что теплопотери через вентиляцию и канализацию довольно стабильные, их трудно уменьшить. Не будете же вы реже мыться под душем или плохо вентилировать дом. Хотя частично теплопотери через вентиляцию можно снизить с помощью рекуператора.
Если я где-то допустил ошибку, напишите в комментарии, но вроде всё перепроверил несколько раз. Надо сказать, что есть значительно более сложные методики расчета теплопотерь, там учитываются дополнительные коэффициенты, но их влияние незначительное.
Дополнение.
Расчет теплопотерь дома также можно сделать с помощью СП 50.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Там есть приложение Г «Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий», сам расчет будет значительно сложнее, там используется больше факторов и коэффициентов.
Буду рад вашим комментариям по теме статьи, каким-то дополнениям. Помните, автор — обычный человек, у меня не всегда есть время ответить, если задаёте вопрос по своей стройке. |
Алексей (11.02.2014 01:54) Слов нет!!! Молодец! захотелось по новой физику вспомнить!!! информация полезная, если не тупо строить, а продумать все! |
Дмитрий (11.02.2014 18:20) Всё благодаря форумхаусу. |
христофор (17.02.2014 22:34) Спасибо вам Дмитрий. путь описан доступно, и не очень сложно, как на других сайтах. Ночью было очень поздно и я не увидел этот раздел. Получается если сделать 2 расчёта- кирпичный вариант и желаемый вариант в пенопласте, то по разнице показателей можно узнать свой выигрыш. С уважением Христофор |
Дмитрий (18.02.2014 01:31) Христофор, да, именно, нужно сравнить стоимости строительства и затраты на отопление. Плюс надо помнить, что у утеплителей есть срок службы. |
Маша (05.03.2014 17:11) А меня интересуют теплопотери через пол. Дом стоит на ленточном фундаменте, не подскажете? |
Дмитрий (05.03.2014 19:51) Маша, а в чем проблема? Если фундамент не плитный, а ленточный, то подпольное пространство имеет практически ту же температуру, что и наружный воздух. Если у вас там теплее, значит слишком мало вентиляционных продухов, что вредно для дома. Вычисляйте теплопотери так же, как и стены. |
Василий (16.06.2014 05:40) Цитата: За 24 часа уходит энергии: 3072 Вт × 24 ч = 73,728 кВт×ч Поправка: Часы сократи, 3072 Вт/ч * 24 ч =3072 * 24 Вт*ч/ч = 73, 728 кВт. Не путай людей, в час всегда будет 3072 Вт |
Дмитрий (16.06.2014 18:26) Василий, я написал "За 24 часа уходит энергии". Энергия не может измеряться в ваттах. Энергия измеряется в джоулях или кВт*ч. Ватты - это мощность. Можно, конечно, запить сделать так: (( 3,072 кВт*ч) / ч ) * 24 ч = 73,728 кВт*ч потерь энергии за сутки Но в фразе, что за 24 часа потери энергии будут 73,728 кВт*ч я людей не путаю. |
Валерий (28.09.2014 22:41) Коэффициент сопротивления теплопередаче стеклопакета и приведённый коэффициент сопротивление окна - это два разных значения. |
Александр (02.11.2014 17:32) Красавчик! |
Константин (27.11.2014 21:37) А по СНИП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" считать не пробовал? Зачем открывать Америку? Тем более все равно надо считать по помещениям, чтобы правильно развесить отопительные приборы._ |
Дмитрий (28.11.2014 16:20) Константин, посмотрел расчет теплопотерь в СП 50.13330.2012 (СНиП 23-02-2003) (приложение Г), там, конечно, многое детальнее, учитывается даже "теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода". Но описанный тут расчет тоже неплох и значительно проще для восприятия "обычным" человеком, строящим себе сам свой дом. Но, спасибо, допишу внизу в статье, что рассчитать можно и по этому СНИП. |
Дмитрий (12.02.2015 21:19) Искал что то подобное в интернете, очень благодарен автору. Теперь вся информация под рукой, ждем тепла и строится. |
Дмитрий Дмитрию (13.02.2015 12:49) Спасибо за отзыв! |
Александр (19.02.2015 09:58) Да , я вот сравнил глубокий расчет по снипчику , и вот Ваш - отклонения грошевые . В лучшем варианте это у Вас , меньше заморочек . Одобряю - Молодец |
Александр (19.02.2015 10:04) в дополнение хочу добавить, некоторые пишут простую формулу - расчет потребности , 100 Ватт на метркв. площади пола - ерунда КОНКРЕТНАЯ -сам проводил доскональные расчеты - формула частично работает для хорошей многоэтажки с конкретным отопительным к.п.д.котельной и то с натягом |
Борис (03.03.2015 00:55) Построил дом, опилкобетон, 12Х8м,зимой не топил, пол-дома с севера насквозь промёрзла, а с юга даже изморози не было на стенах! Как это учесть? |
Дмитрий (04.03.2015 12:05) Борис, ну так в комментарии выше как раз про солнце сказано, посчитайте теплопотери по СП 50.13330.2012 (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). |
Дмитрий (18.03.2015 21:42) Дмитрий, забыли про потери через крышу, двери и окна. Но все равно отличный материал! Спасибо! |
Владимир (27.03.2015 15:44) Про теплопотери через канализацию: вероятно имеет смысл приплюсовать в расчёт и теплопотери от слива горячей воды из стиральной машинки. |
Дмитрий (29.03.2015 00:40) Владимир, стиральная машинка греет электричеством, отражается это на электросчетчике, такие теплопотери, по-моему, неправильно записывать в теплопотери дома. Ведь нагревается вода нет от внутреннего тепла самого дома, а из сети. Т.е. это вообще отдельный пункт. |
Андрей (02.04.2015 15:22) Хотелось бы увидеть расчет полностью с нуля начиная с фундамента, а так это не полный расчет и пользы особо принести не может. |
Юрий (03.04.2015 01:08) Спасибо Дмитрий! Всё доходчиво разъяснено. Можно самому дальше углубляться. Отличный проект у Вас. Бог в помощь! |
Сергей (20.05.2015 00:05) Я тут прикинул с учетом приблизительного расчета, у Вас должно было получиться примерно 8 квт/ч теплопотерь на данное здание или 40 вт/ч на 1 м кв. Суммирование дает приблизительно эту цифру. Это очень хороший показатель даже по европейским нормам. Что выходило у Вас Дмитрий? Спасибо! |
Вадим (28.05.2015 13:33) Расчет теплопотерь стен выполнен неверно! В теплофизике есть такое понятие - коэффициент теплопередачи. При вычислении этого коэффициента учитываются не только процесс теплопроводности, но и процессы конвективной теплоотдачи от внутреннй и наружной поверхностей стен. В данном примере теплопотери с одного квадратного метра стены на один градус будут равны не 0,32 Вт / м2×°C, а 0,305 Вт / м2×°C. Разница небольшая, но есть. Для более "холодных" материалов и тонких стен разница при подобных расчетах более существенная. |
Дмитрий (30.05.2015 20:03) Вадим, не неверный, а не совсем точный, а это уже другой эпитет. Приведённый в статье расчет теплопотерь хорош для "обычного" человека в ИЖС. Вы написали про конвекцию, и сами же привели числа - это 5% разницы. Реально учесть все нюансы - ни один способ не может. Прочитайте, что в заключении написано. Кому нужен точный - всё есть в СП. |
Валерий (17.06.2015 22:23) Подход совершенно правильный. Именно это нужно тому, кто строит свой дом (дача, ИЖС). При этом цели могут быть две: 1 – определиться с конструкцией здания (например, материал и толщина утеплителя); 2 – определиться с типом и конструкцией системы отопления (например, мощность котла, отопительных приборов …). Принимая в расчете удельные теплопотери 0,32 вместо 0,305, мы обеспечиваем «запас надежности» системы. Кроме того, окончательный результат расчетов корректируется имеющимся типоразмер-ным рядом материалов и оборудования. Например: 1 - если в результате расчетов получили толщину плиты утеплителя, например, 117мм, то в конструкцию заложим 3 слоя по 50мм (не будем же пилить плиту по толщине +/- 5%.... Или будем?...); 2 - если в результате расчетов получили мощность котла, например, 10,3кВт, то в систему заложим 12, а лучше 14, так надежнее. Поэтому несущественные погрешности по отношению к строгой методике (СП, СНИП и др.) не повлияют на окончательное решение. Спасибо, Дмитрий! P.S. Хорошо бы в таблице теплопроводности обозначить материалы, популярные в строймаркетах, типа Роквул и т.п. (раз уж ты избавил ленивого застройщика вроде меня от долгих плутаний по сайтам…) Еще спасибо! |
Дмитрий (20.06.2015 13:43) Валерий, спасибо за комментарий. Точно посчитать будущие теплопотери вообще невозможно, огромное количество влияющих факторов, особенно сам процесс строительства, например, когда строители будут "чудить", создавая в стенах незапланированные мостики холода. На счет теплопроводности конкретных материалов разных фирм - таблица тогда разбухнет до огромных величин. |
лев (30.08.2015 09:44) получается утеплять стены, сложенные в 2,5 кирпича только ради экономии - бессмыслено? потери за счет вентиляции, окон, чердака, подвала- суммарно в разы больше.. |
лев (30.08.2015 10:18) еще вопрос, существует ли практика утепления основания фундамента (плита) пеностеклом? Ваши рекомендации? Боюсь, что фундамент просто раздавит пеностекло и толку будет мало.. |
Дмитрий (03.09.2015 11:27) Лев, по пеностеклу на фундаменте не могу подсказать. Если производитель нормальный, то он сам должен предоставить технологии применения своего материала. |
Дмитрий (08.10.2015 14:55) Добрый день! Спасибо, хороший сайт. |
Виктор (26.11.2015 05:20) Дмитрий, спасибо за статью! Но вот как пользоваться этими данными не совсем понятно, я дом уже построил, но хочу второй этаж перестроить вот и ломаю голову из какого материала и какую систему отопления использовать, ПВХ или сталь, сталь на первом этаже, но на втором склоняюсь больше к ПВХ - чтобы теплосъема с труб было меньше, а также котел какой установить, можете что-нибудь про это написать? |
Дмитрий (11.01.2016 06:03) Дмитрий, здравствуйте, у меня возник вопрос по таблицам.Расчеты производятся по Цельсиям, а теплопроводность приводится и в Вт/м*К и в Вт/м*С(к примеру: пенополистилол до50кг/куб.м:в одной таблице Вт/м*К=0,040, в другой Вт/м*С=0,040(0,036-0,041).Как решить этот вопрос-все в кельвинах считать или? |
Виктор (16.02.2016 09:42) Расчет по теплопотерям слишком упрощенный. Дает заниженные значения. Дочка (она теплотехник) давала алгоритм расчета тепловой нагрузки (упрощеный вариант, без учета инсоляции), куда входят как теплопотери, так и такие параметры как объем здания, коэффициент инфильтрации и еще ряд парамтеров. Для одного и того же здания и одних и тех же условий расчет по этому алгоритму дает тепловую нагрузку в 17.2кВт. В то время как расчет по суммарным теплопотерям - всего 10.5кВт. Разница существенная. Плюс еще 1.7кВт теплозатраты, связаные с вентиляцией (расчет воздухообмена проводился по нормативным кратностям воздухозамещения по типам помещений). |
Виктор (16.02.2016 09:47) Ответ Дмитрию про градусы. В данном случае разницы между градусами Цельсия и Кельвина нет. Во всех расчетах будет фигурировать не собственно температура, а разница температур с одной и другой стороны теплопроводящей поверхности (проще говоря разница температур на улице и внутри помещения). А поскольку шкалы Цельсия и Кельвина отличаются только сдвигом на 273 градуса, то разница будет одинаковой что в тех, что в других градусах (в отличие от шкалы, например, Фаренгейта, где "размер градуса" отличается от Цельсия и ЯКельвина). |
юрий (03.03.2016 20:06) Всем удачи!Рекомендую тем, кто не начал стройку-прочитать о геодомах; стоимость ниже,теплопотери ниже на 30% время строительства 2 месяца... |
Мария (03.04.2016 15:02) Здравствуйте, а скажите, вот вы говорите, что основные теплопотери через ограждающие конструкции 60-90%, а по расчетам получается что через вентиляцию существенно больше их теряется чем через ограждающие (с учетом всех стен, пола, крыши, окон и дверей - это примерно составляет 6кВт*час. как так? |
Алекс (21.04.2016 10:30) Спасибо за доходчивые и не длинные пояснения, пять сайтов пересмотрел прежде чем нашёл так доходчиво изложенную формулу, а то или коэффициенты неизвестно откуда берут, или просто материал такой-то толщины. |
Андрей (08.05.2016 19:44) Спасибо, Экономика должна быть экономной! Собираюсь строить дом из крупноформатного блока 51 см порикам Армстронг, рассчитал тепло потери по вашему примеру практически все данные совпали тоже тепло проводность 0.16. Вопрос а если ее еще снизить путем 1. Закрепления на наружные стены внешнего утепления в виде пеноплекса 20мм или 30мм, а затем внешний фасад оштукатурить, какой коэффициент теплопроводности станет? |
Владимир (30.07.2016 10:29) ошибка 3072Вт/1ч=3,072кВт/ч 3,072кВт/ч*24ч=73,728кВт |
Владимир (30.07.2016 10:36) А может и нет |
Владимир (30.07.2016 10:49) А как найти объем теплоаккумулятора учитывая теплопотери? |
Дмитрий (30.07.2016 15:11) По 1 пункту: - теплопроводность - константа - толщина стены - переменная Чем толще стена, тем меньше потери, тем больше теплосопротивление... Может теплопроводность делить на толщину стен? |
сергей (29.09.2016 14:06) ))всем добра))и автору))сколько работаю(5лет)сантехник монтажник(отопление полы вода)ни один заказчик не спрашивал а даже и не заикался о тепло проводности отдаче))тут решили мы более серьезно этим дело занятся,в интернете черт голову сломит с формулами))моя формула проста))100м2 котел 12-15Кв))батареи 1,5-2м2 на зуб))полы шаг 200 средняя тем подачи 40-45 градусов))пока не было проблем))люди ведь идут и предлагают))а проектирование отопления....хм кто его знает)) |
Григорий (12.01.2017 17:14) Добрый день! Спасибо за подробный и простой расчет, только не помешало бы привести сразу допустимые нормы теплопотерь ля сравнения |
Валентин (18.01.2017 17:20) стена из керамического пустотелого кирпича 25 см,помогите рассчитать теплопотери одного м2 |
Марат (04.02.2017 11:10) Здравствуйте.У меня старый щитовой дом общая толщина 11см 7,5доски и 3см какойто утеплитель.Яхочу утеплить его и обшить сайдингом,но чем лучше и сколько см утеплить скажите пожалуйста. |
Виктор (24.05.2017 20:08) Сравнил "доходность" утепления стен дома с банковским процентом по депозиту. Понял почему в ЕС утепляются до 300 мм, при их-то климате. Себе увеличил утепление в проекте дома с 200 до 250 мм. Упомянул и вашу страницу. Спасибо за статью. Если будет любопытно, то можете почитать здесь: www.2001photo.com/ru/blog/37-stroitelstvo-doma/139-uteplenie-sten-doma.html |
лука (03.09.2017 16:07) почему у стеклопакетов воздушная прослойка ; так и стеновой пирог нужно делать так |
Андрей Владимирович (11.01.2018 14:52) В целом все отлично для простых смертных. Единственное я бы посоветовал, для тех кто любит указывать на неточности, в начале статьи указать более полную формулу Q=S*(tвн-tнар)*(1+∑β)*n/Rо и объяснить,что (1+∑β)*n с учетом всех коэффициентов будет незначительно отличаться от 1 и не может грубо исказить расчет теплопотерь всей ограждающей конструкции, т.е. берем за основу формулу Q=S*(tвн-tнар)*1/Rо. С расчетом теплопотерь вентиляции не согласен, считаю по другому.Я бы высчитал общую теплоемкость всего объема, а затем умножил на реальную кратность. Удельную теплоемкость воздуха я бы все таки взял морозного (греть то будем уличный воздух), а она будет прилично выше. Да и теплоемкость воздушной смеси лучше взять сразу в Вт, равна 0.28 Вт / (кг °С). |
Yan Lumen (29.07.2018 19:03) Калькулятор не плох. Но по воздушным прослойками не получается посчитать большое количество слоев, например 30. Не влияет толщина слоя, что 10 мм что 20 мм, один показатель теплопроводности. Хотя "оконщики" на этих мм подбирают оптимальные соотношения изнутри наружу.Так как воздух внутренних прослоек более теплый и подвижный, а во внешних менее так как идёт снижение температуры при смешении к внешней границе. |
Вадим (07.12.2018 09:00) Спасибо, все конкретно и доходчиво! |
Игорь. (13.08.2019 12:16) Конструкция стен дома такая: порисованный кирпич 51 см, воздушный зазор 3—4см, импортный облицовочный кирпич ручной формовки 10’5см. По нижнему ряду через 1.5см сделал вертикальные щели между кирпичами(для вентиляции). На верху под софитами воздушный зазор открыт по всему периметру дома. Зимой когда морозно стены холодные. Вопрос: можноли этот зазор и нижние щели закрыть чтобы холодный воздух не попадал в воздушный зазор. Или надо оставить как было чтобы избежать плесени внутри |
Рустем (02.01.2020 07:14) Какая-то ошибка получается железо бетонная плита лучше чем остальные материалы |
Андрей (16.08.2020 10:06) Это уж совсем упрощенный расчет теплопотерь через ограждающую конструкцию, еще надо учитывать коэффициент теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях ограждающих конструкций. |
Сергей, Севастополь (02.02.2021 18:23) Спасибо, с удовольствием обновил информацию |
Сергей (13.01.2024 21:52) Здравствуйте. Спасибо за Ваши труды. Взял материал для изучения темы для постройки своего дома. Скажите, пожалуйста, какой коэффициент брать при расчете потерь пола если дом на сваях 1.5 метра от земли и по кругу обшит цоколем? Будет ли температура в этом подвале = температуре на улице? |
Ева (09.04.2024 08:39) ЕжЕч |
Homeideal.ru идеальный дом. 2010-2020. Автор Дмитрий Журавлев.
Запрещается полное копирование текстов, частичное только со ссылкой на этот сайт.
Запрещается полное копирование текстов, частичное только со ссылкой на этот сайт.