Теплотехнический расчет окон. — КиберПедия

Калькулятор теплопроводности окон уменьшит теплопотери

Основными источниками теплопотерь в помещении являются стены, крыша и окна. Для уменьшения теплопотерь через окна и создания в помещении комфортного микроклимата разработан Калькулятор теплопроводности. Подробнее о новинке в материале ОКНА МЕДИА. 

Интересный маркетинговый ход предложила компания RollTech-ALUPROGROUP выпустив на оконный рынок программное обеспечение позволяющее в режиме онлайн рассчитать теплопроводность окна.


Калькулятор теплопроводности WinUw значительно облегчает задачу производителям пластиковых окон при выборе комплектующих, а также позволяет вычислить и устранить собственные недоработки производства. А покупателям, в свою очередь, получить качественные теплые пластиковые окна.

Ссылка на приложение: http://www.winuw.de/rolltech/

Калькулятор теплопроводности пластикового окна

Калькулятор мгновенно вычисляет показатели теплопроводности окна – Uw, сопротивления теплопроводности – Rw, линейного коэффициента теплопроводности краевой зоны окна – Psi. Для расчета необходимо задать параметры материала рамы, тип и геометрию оконной системы, толщину и тип стеклопакета, ее размеры, температурные показатели внутри и снаружи помещения, указать какой спейсер использован в стеклопакете.

Примечательно, что в списке предложенных спейсеров указаны только дистанционные рамки производства RollTech and ALUPRO и рамки из алюминия для наглядного сравнения показателей. Такой нюанс играет и своего рода рекламную функцию производителя спейсеров для стеклопакетов, предлагая оконным компаниям превосходную программу расчета при условии использования продукции RollTech and ALUPRO.То есть воспользоваться калькулятором теплопроводности могут только оконные компании, использующие продукцию разработчика калькулятора.

Фото: интерфейс WinUw в мобильном приложении

Калькулятор доступен на сайте компании, а также для бесплатного скачивания в GooglePlay и AppleStore для смартфонов. Мобильность программы позволяет специалистам оконных компаний наглядно демонстрировать преимущества оконных систем в любое время и в любом месте. Использование и скачивание WinUw предлагается на бесплатной основе. 

Вычислить энергосберегающие окна очень просто

Программное обеспечение нацелено на производителей пластиковых окон и стеклопакетов, технических специалистов строительных компаний. Благодаря программе, производители пластиковых окон смогут подобрать комплектующие для окон, обеспечивающие конструкции оптимальные коэффициенты теплопроводности, повысить энергоэффективность окон. Рядовому потребителю пластиковых окон сориентироваться в показателях будет достаточно сложно, учитывая ряд технических нюансов.

Минусом новинки является ограниченность доступных видов дистанционных рамок для расчета теплопроводности окна. Это может стать следующим шагом для развития программного обеспечения калькулятора.

Источник: http://www.oknamedia.ru

пошаговая инструкция с примерами и формулами

При эксплуатации здания нежелательны как перегрев, так и замерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем расчет экономичности, прочности, огнестойкости, долговечности.

На основании теплотехнических норм, климатических характеристик, паро- и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для возведения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.

Содержание статьи:

• Цель теплотехнического расчета
• Параметры для выполнения расчетов
• Формулы расчета
  • Потери через ограждающие конструкции
  • Недостатки расчета площади 90 10 10

    Потери через вентиляцию дома Пример теплотехнического расчета №1

  • Пример теплотехнического расчета №2
  • Пример теплотехнического расчета №3
  • Пример теплового расчета №4
• Выводы и полезное видео по теме

Назначение теплотехнического расчета

Многое зависит от теплотехнических характеристик капитального ограждения здания. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, влияющие на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и потолках.

Расчет покажет, сохраняются ли стабильные температурно-влажностные характеристики при плюсовых и минусовых температурах. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряемого ограждающими конструкциями в холодный период.

Вы не можете начать проектирование, не имея всех этих данных. На их основе выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.

По нормам ГОСТ 30494-96 значения температуры внутри. В среднем это 21⁰. При этом относительная влажность должна оставаться в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость движения воздушных масс — 0,15 м/с

Теплотехнический расчет направлен на определение:

1. Идентичны ли конструкции заявленным требованиям по теплозащите?
2. Так ли полностью обеспечен комфортный микроклимат внутри здания?
3. Обеспечена ли оптимальная тепловая защита конструкций?

Основной принцип – соблюдение баланса разницы температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, эти поверхности будут поглощать тепло, а внутри температура будет оставаться очень низкой.

Изменения теплового потока не должны существенно влиять на внутреннюю температуру. Эта характеристика называется теплостойкостью.

Путем выполнения теплового расчета определяются оптимальные пределы (минимальные и максимальные) размеров стен и перекрытий по толщине. Это гарантия эксплуатации здания на протяжении длительного периода, как без сильного промерзания конструкций, так и без перегрева.

Параметры для выполнения расчетов

Для выполнения теплового расчета необходимы исходные параметры.

Зависят от ряда характеристик:

1. Назначение здания и его тип.
2. Ориентация вертикальных ограждающих конструкций относительно ориентации по сторонам света.
3. Географические параметры будущего дома.
4. Объем здания, его этажность, площадь.
5. Типы и размерные данные дверных, оконных проемов.
6. Вид отопления и его технические параметры.
7. Количество постоянно проживающих.
8. Материал вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций.
9. Перекрытие верхнего этажа.
10. Оборудован горячей водой.
11. Тип вентиляции.

Другие конструктивные особенности сооружения учитываются при расчете. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать переохлаждению внутри дома и снижению теплозащитных характеристик элементов.

Потери тепла вызывают и переувлажнение стен, а кроме того, это приводит к сырости, что отрицательно сказывается на долговечности здания.

В процессе расчета в первую очередь определяются теплотехнические характеристики строительных материалов, из которых изготавливается ограждающая конструкция. Кроме того, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередаче и соответствие его нормативному значению.

Формулы для расчета

Утечки тепла домом можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием. Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых состоят ограждающие конструкции, необходимо найти значение показателя теплопроводности Кт (Вт/м х град). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S / CT рассчитаем термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения суммируются.

Размеры теплопотерь проще всего определить, сложив тепловые потоки через ограждающие конструкции, фактически образующие данное здание

Руководствуясь этой методикой, учитывайте тот момент, что материалы, входящие в состав конструкции, имеют различное строение. Учитывается также, что проходящий через них тепловой поток имеет различную специфику.

Для каждой отдельной конструкции потери тепла определяются по формуле:

Q = (A/R) x dT

Здесь:

• А — площадь в м².
• R – сопротивление конструкции теплопередачи.
• dT – разница температур снаружи и внутри. Его необходимо определить для самого холодного 5-дневного периода.

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только за самую холодную пятидневку. Суммарные теплопотери за весь холодный период года определяются с учетом параметра dT с учетом температуры не самой низкой, а средней.

Степень поглощения тепла, а также теплопередача зависят от влажности климата в регионе. По этой причине в расчетах используются карты влажности.

Далее рассчитайте количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедших как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Обозначается W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + QB) x 24 x N) / 1000

В ней N — продолжительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета площади

Расчет по показателю площади не очень точен. Здесь не учитывается такой параметр, как климат, температурные показатели, как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет существенные погрешности.

Часто их пытаются заблокировать, в проекте предусмотрен «запас».

Если вы все-таки выбрали этот способ расчета, то необходимо учитывать следующие нюансы:

1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности результат лучше умножьте на 100 ватт.
2. Если в проекте есть балкон, два окна или лоджия, умножается в среднем на 125 Вт.
3. Если помещение производственное или складское, используется умножитель на 150 Вт.
4. При размещении радиаторов возле окон их расчетная мощность увеличивается на 25%.

Формула площади:

Q = S x 100 (150) W.

Здесь Q – комфортный уровень тепла в здании, S – площадь с отоплением в м². Цифры 100 или 150 – удельное количество тепловой энергии, затраченное на обогрев 1 м².

Потери через домашнюю вентиляцию

Ключевым параметром в данном случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемы, эта величина равна единице.

Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется приточной вентиляцией. Вытяжная вентиляция способствует оттоку теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию теплообменника. Он не дает теплу уйти вместе с вытяжным воздухом, а сам обогревает входящие потоки

Обеспечивает полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь коэффициент воздухообмена принимается равным двум.

Существует формула, по которой определяются потери тепла через систему вентиляции:

Qw = (V x Qu: 3600) x P x C x dT

Здесь символы обозначают следующее:

1. Qв — потери тепла.
2. V — объем помещения в мᶾ.
3. P — плотность воздуха. его значение принимается равным 1,2047 кг/мᶾ.
4. Kv — коэффициент воздухообмена.
5. C – удельная теплоемкость. Он равен 1005 Дж/кг х Кл.

По результатам данного расчета можно определить мощность теплогенератора системы отопления. Если значение мощности слишком велико, ситуация может стать выходом из положения. . Давайте рассмотрим несколько примеров домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитываем жилой дом, расположенный в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1Б. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Самая низкая температура наблюдается за пять дней с безопасностью 0,9.2 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (зоп) длится 148 дней. Средняя температура за отопительный период при среднесуточных показателях температуры воздуха на улице составляет 8⁰ — общ = -2,3⁰. Температура наружного воздуха в отопительный сезон tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома – важнейший момент на этапе проектирования. От результатов расчета зависит выбор строительных материалов и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремитесь к тому, чтобы они были максимально целесообразными.

Условием предусмотрено, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22 дома. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Его высота 7 м, размеры в плане 10 х 10 м. Материал вертикальных стен – теплая керамика. Для него коэффициент теплопроводности составляет 0,16 Вт/м х Кл.

В качестве наружного утеплителя использовалась минеральная вата, толщиной 5 см. Величина КТ для нее равна 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме 15 шт. 2,5 м² каждый.

Потери тепла через стены

В первую очередь необходимо определить тепловое сопротивление как керамической стены, так и изоляции. В первом случае R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 кв.м x С/Вт. Во втором — R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 кв.м x С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 кв.м x С/Вт.

Поскольку теплопотери имеют прямопропорциональную зависимость от площади ограждающих конструкций, вычисляем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 — 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qc = (242,5:4,375) х (22 — (-22)) = 2438,9 Вт

Потери тепла через горизонтальные перегородки рассчитываются аналогичным образом. В результате все результаты суммируются.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньше, так как в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, то пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в землю.

Определение потерь через вентиляцию

Для упрощения расчета толщину стен не учитывать, а просто определить объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Kv = 2 потери тепла составят:

Qw = (700 x 2): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 — (-22)) = 20 776 Вт.

Если Kv = 1:

Qw = (700 x 1): 3600) x 1,2047 х 1005 х (22 — (-22)) = 10 358 Вт.

Эффективную вентиляцию жилых зданий обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД первого выше, он достигает 90%.

Пример теплотехнического расчета № 2

Требуется рассчитать потери через кирпичную стену толщиной 51 см. Утеплен 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи — 18⁰, внутри — 22⁰. Размеры стены составляют 2,7 м в высоту и 4 м в длину. Единственная внешняя стена помещения ориентирована на юг, наружных дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Тепловое сопротивление:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 кв.м x С/Вт. R2 = 0,1:0,04=2,5 кв.м х С/Вт. В общем случае для вертикальной ограждающей конструкции: R=R1+R2=0,879+2,5=3,379 кв. м x C / Вт.

Площадь внешней стены A = 2,7 x 4 = 10,8 м²

Теплопотери через стену:

Qc = (10,8:3,379) x (22 — (-18)) = 127,9 Вт.

Для расчета потерь через окна используется та же формула, но их термическое сопротивление обычно указывается в паспорте и рассчитывать его не нужно.

В теплоизоляции дома окна являются «слабым звеном». Через них проходит довольно большая доля тепла. Многослойные стеклопакеты, теплоотражающие пленки, двойные рамы снизят потери, но даже это не поможет полностью избежать потерь тепла

Если окна дома размерами 1,5 х 1,5 м² энергосберегающие, ориентированы на север , а термическое сопротивление 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

Qo = (2,25:0,87) х (22 — (-18)) = 103,4 т.

Пример теплотехнического расчета № 3

Выполняем тепловой расчет деревянного сруба с фасадом, возведенным из сосновых бревен с толщиной слоя 0,22 м. Коэффициент для этого материала К = 0,15. При таком раскладе теплопотери составят:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 м² х ⁰C/Вт.

Минимальная пятидневная температура -18⁰, для комфорта в доме устанавливается температура 21⁰. Разница составляет 39⁰. Если исходить из площади 120 м², то получим результат:

Qc = 120 х 39:1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определяем потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича равен 0,72.

R = 0,22: 0,72 = 0,306 м² x ⁰C / Вт.
Qs = 120 x 39: 0,306 = 15 294 Вт.

В тех же условиях деревянный дом более экономичен. Силикатный кирпич для возведения стен здесь совершенно не подходит.

Деревянная конструкция обладает высокой теплоемкостью. Его ограждающие конструкции долго сохраняют комфортную температуру. Тем не менее, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше это делать как изнутри, так и снаружи

Строители и архитекторы рекомендуют заняться грамотным подбором оборудования и на этапе проектирования дома подобрать подходящую систему утепления.

Пример теплового расчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета была взята стена, созданная из пеноблоков. Как применяется изоляция. Отделка конструкции — штукатурка с обеих сторон. Его структура известковая и песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительная влажность воздуха в помещении 55% при средней температуре 20⁰. Толщина слоя: штукатурка

• — 0,01 м;
• пенобетон — 0,2 м;
• пенополистирол — 0,065 м.

Задача найти необходимое сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимый Ртр определяется подстановкой значений в выражение:

Ртр = а х ГСОП + b

где ГОСП — градусо-день отопительного сезона, а а и b — коэффициенты, взятые из таблицы № 3 Свода правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, а равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП рассчитывается по формуле, взятой из того же СП:

ГСОП = (тв — общ) х зот.

В этой формуле тв = 20⁰, tф = -2,2⁰, zф — 205 — отопительный период в днях. Отсюда:

ГСОП = (20 — (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Используя таблицу № 2 СП50.13330.2012, определить коэффициент теплопроводности для каждого слоя стены:

• λb1 = 0,81 Вт/м С;
• λb2 = 0,26 Вт/м⁰С;
• λb3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
• λb4 = 0,81 Вт/м ⁰С.

Суммарное условное сопротивление теплопередаче Ro, равное сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитайте его по формуле:

Эта формула взята из СП 50.13330.2012. Здесь 1/ср — противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1 / en — то же внешнее, δ / λ — сопротивление теплового слоя

Подставляя значения получаем: = 2,54 м2°С/Вт. Rf определяют путем умножения Ro на коэффициент r, равный 0,9:

Rf = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, так как фактическое термическое сопротивление меньше расчетного.

Существует множество компьютерных сервисов, которые ускоряют и упрощают расчеты.

Теплотехнические расчеты непосредственно связаны с определением . Что это такое и как найти его значение, вы узнаете из статьи, которую мы рекомендуем.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение теплотехнического расчета с помощью онлайн-калькулятора:

Правильный теплотехнический расчет:

Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить эффективность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.

В результате вы сможете сэкономить на покупке материалов и отопительных приборов. Лучше заранее узнать, справится ли оборудование с обогревом и кондиционированием здания, чем покупать все наобум.

Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в блоке ниже. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам подобрать отопительное оборудование необходимой мощности или систему утепления. Не исключено, что ваша информация будет полезна посетителям сайта.

Теплотехнический расчет. Для чего он нужен владельцу коттеджа

Однозначно можно сказать, что полный теплотехнический расчет – дело специалистов. Но при желании ее может понять любой человек с головой на плечах, дружящий с математикой и физикой. Для расчетов необходимо знать некоторые исходные параметры – объем помещения, которое сейчас исследуется; Желаемая температура внутри здания и самая низкая температура на улице в данном регионе. Кроме того, потребуются специфические знания – тепловые характеристики, которые берутся из профессиональных справочников, поправочные коэффициенты, формулы.

Существует две основные причины проведения теплотехнического расчета. Во-первых, такой расчет требуется при проектировании и монтаже системы отопления коттеджа. В этом случае полученные данные помогут выбрать отопительный котел нужной мощности, который, с одной стороны, не заставит жильцов дома мерзнуть, а с другой — не будет обладать избыточной мощностью. Нужно ли напоминать, что избыточная мощность котла означает не только переплату при его покупке, но и удорожание эксплуатации?

Вторая причина – необходимость установить, почему в доме холодно, несмотря на то, что система отопления работает на полную мощность. Иными словами, производится теплотехнический расчет наружных стен и последующее теплотехническое обследование дома для установления возможного источника теплопотерь. Эта услуга называется энергоаудит и проводится энергетиками на специальном оборудовании. На приборе, который называется тепловизором, визуально видно, где именно у этой конструкции есть потери, откуда исходит излучение. На экране тепловизора отдельные элементы конструкции окрашены в разные цвета. И чем холоднее цвет, тем меньше энергии излучается в окружающую среду.

Дальнейший теплотехнический расчет стены, хуже всех справляющейся с «термосом», может показать, какие работы необходимо провести, чтобы довести ее теплотехнические показатели до нужного уровня.