Здравствуйте читатели! Я инженер-проектировщик систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВиК) с десятилетним стажем работы и в данной серии постов я хочу пройти вместе с Вами полный цикл проектирования рабочей и проектной документации по разделу ОВиК. Прошлый мой пост был посвящен теплотехническому расчёту, суть которого заключается в нахождение коэффициента сопротивления теплопередаче. Сегодняшняя статья посвящена расчёту теплопотерь, где данная характеристика является ключевой.
Расчёт теплопотерь
Сразу стоит сказать, что общие теплопотери от ограждающих конструкций складываются из основных теплопотерь ограждающих конструкций и добавочных теплопотерь (влияние инфильтрации, врывания холодного воздуха через открываемые дверные проемы, добавочные теплопотери о ориентации по сторонам света и др).
Q=Qосн+Qдоб.
Основная формула, по которым определяют основные теплопотери выглядит следующим образом:
Qосн=А*(tвн-tн)/R (Вт),
где Qосн-основные теплопотери;
А-площадь ограждающей конструкции, м2;
tн - наружная температура воздуха для региона, °С
tв - температура помещения, °С
R- Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 °С / Вт;
tн-мы принимаем по СП 131.13330.2025 «Строительная климатология» . Давайте в этот раз примем по городу Липецк - -25°С
tв- температуру внутреннего воздуха принимаем по заданию от технологов(они прописывают температурные режимы для некоторых помещений) или по СП. Скажем вот пример из СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания»:
или вот пример из СП31.13330.2012 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»:
В общем необходимо сопоставить назначение помещение с СП, к которому оно будет относиться.
R- Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции. Мы эту характеристику принимаем по нормативному или расчетному показателю. Прошлый мой пост был посвящен именно данной характеристике.
А- коэффициент принимается по геометрической площади.
А теперь давайте проведем расчет для нескольких помещений, в которых будут использоваться практически все типы ограждающих конструкций. Начнем с помещения 101
И предоставляю вам сборную таблицу по теплопотерям, которую мы и будем разбирать:
И что вы видим? В данном помещение следующие ограждающие конструкции: стены, дверные проёмы, окна и пол. И давайте начнем с более простого - с наружных стен.
Сопротивление теплопередаче наружных стен мы уже с вами знаем как определять, в данном расчете они равны - 3,2 м2 °С / Вт. На всякий случай напоминаю и прикладываю формулу:
В данном помещении 2 наружные стены. Затем в нашей таблице указываем ориентацию по сторонам света для этих стен, в дальнейшем расчёте они повлияют на добавочные теплопотери. Ориентация определяются по генплану (выдается в разделе СПОЗУ) и в нашем случае: верхняя стена- СВ( Северо-Восток), а нижняя стена ЮЗ( Юго-Запад). Затем мы должны высчитать площадь стен. Длину стены принимают по внутренней поверхности, а высоту до перекрытия следующего этажа. Высота для данного этажа 5,3 м, а длина стен составляет 21м. Перемножаем значения и получаем площадь, из которых нужно будет вычесть площадь дверных проёмов и окон, так как теплопотери для них мы считаем отдельно. В итоге теплопотери от наружных стен составляют 1515 Вт
Теперь окна. Геометрическую площадь так же определяем по плану, а сопротивление теплопередаче должны сообщить архитекторы либо нужно смотреть каталогах. В данном случае информации от архитекторов нет, поэтому можно воспользоваться ГОСТ 30674-99 БЛОКИ ОКОННЫЕ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ ПРОФИЛЕЙ в котором можно посмотреть значение сопротивление теплопередаче. В данном случае принимаем двухкамерный стеклопакет 4М -8Ar-4М -8Ar-К4 с сопротивление теплопередаче 0,64 м2 °С / Вт (значение должно быть больше нормативного, не забываем про это). Не забываем учесть ориентацию по сторонам света и потери через окна у нас составляют: 667 Вт.
Теперь дверные проемы. Так же смотрим геометрическую площадь и ориентацию. Загвоздка в сопротивлении теплопередаче. Опять же архитекторы должны сообщить или в каталогах смотреть. Без этой информации проводится немного геморный расчёт (на основе определение точку росы для внутренней поверхности двери), который будет приложен в ред.формате таблицы теплопотерь (ссылку скину ниже). В нашем случае принято значение 0,5 м2 °С / Вт. И теплопотери составляют: 4968 Вт
А теперь веселое - расчёт теплопотерь от пола!) В первую очередь расчет зависит от того, на каком уровне находится пол.-в нашем случае на уровне земли. Расчёт осуществляется по так называемым зонам- их 4. Затем мы рассчитываем геометрическую площадь каждой зоны. Сопротивление теплопередаче для каждой зоны фиксированные и прописаны в СП 50.133.30.2025 «Тепловая защита зданий» в приложении Г.
В нашем случае стены в грунте не учитываем и первая зона начинается у внутренних стен, шириной по 2 метра. На плане на отм.000 (ранее прикрепил) 1 зона показана красным цветом, 2 зона -зеленым, 3 зона-желтым, 4 зона-бирюзовым. В итоге по расчёту выходит: 1 зона -1200 Вт, 2 зона -663 Вт, 3 зона-485 Вт, 4 зона (остаточная площадь)-245 Вт. Как вы можете заметить, чем дальше зона от стены, тем меньше в этой зоне теплопотери.
В итоге теплопотери в нашем помещении 101 составляют 9593 Вт. В конце расчета мы так же добавляем запас к теплопотерям в размере 10%. С запасом теплопотери составляют - 10 522 Вт.
Теперь давайте рассмотрим помещение, часть которого находится ниже уровня земли- помещение 001. Оно само по себе высокое, но я его разбил на 3 подуровня.
Нас интересует уровень ниже уровня земли. Поскольку оно подвальное, то к теплопотерям от пола прибавляются теплопотери от стен в грунте. Зоны по полу мы уже считали - стены в грунте считаются так же, разбиваются на 4 зоны по 2 метра, но сопротивления теплопередаче у них отличаются. Зон по грунту и по полу вышло 3.
Теплопотери помещения на данном уровне составляют - 9 716 Вт.
И в принципе мы только не разобрали теплопотери от кровли. По сути они считаются так же , как и наружные стены, только площадь принимается по площади помещения. Я думаю методику уже усвоили и отдельно расписывать не буду. Сопротивление теплопередаче считается так же, как для наружных стен.
Особое внимание стоит уделить тогда, когда смежные помещения имеют разный температурный режим. Давайте возьмем помещение 104 с температурой +20°С. Оно соседствует с помещением 103,105,106,109. Если в смежных помещениях температура отличается на 3°С и более, то нужно отдельно рассчитать теплопотери от данных внутренних конструкций.
В помещении 106 - +10°С, в помещении 103- +16°С, в помещении 109 - +18°С,в помещении 105 - +18°С, в помещении 101 - +5°С. Это значит, что нужно учесть потери со смежными помещениями 106,103,101. Помещение 104 и 101 разделяется кирпичная перегородка с окном без утеплителя-это означает очень низкие значение сопротивление теплопередаче - 0,45 м2 °С / Вт. Теплопотери через данную конструкцию составляют 1040 Вт. С помещением 103 и 106 ситуация гораздо лучше, их разделает перегородка из сэндвич-панелей с хорошими теплозащитными характеристиками, поэтому потери не превышают 50 Вт. На практике, если в здании подобные перегородки, то данными расчетами можно и пренебречь, но не всегда перегородки состоят из теплозащитных материалов, поэтому держим эту информацию у себя в голове.
Так же вы могли заметить в табличке помимо дополнительных потерь на ориентацию по сторонам света и другие дополнительные потери. Угловые потери составляют 5% на каждую угловую стену. А дополнительные потери на взрывание воздуха через дверные проемы у меня 0, так как предусматривается установка тепловых завес, которые не дают проникать холодному воздуху через дверные проёмы. Но если бы тепловых завес не было, то нужно было бы добавить соответствующие в зависимости от высоты здания (H):
1) 0,2 *H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
2) 0,27 * H — для двойных дверей с тамбурами между ними;
3) 0,34 * H — для двойных дверей без тамбура;
4) 0,42 * H — для одинарных дверей;
5) 0,34 * H — для вращающихся дверей.
6) 3,0- для наружных ворот
7) 1 - для наружных ворот с тамбуром
И остаются конечно потери тепла на инфильтрацию, которые у меня так же по нулям, так как в здании будет запроектирована механическая приточно-вытяжная вентиляция. Но я все же про них расскажу, правда уже в другом выпуске.
Фух, честно говоря устал я это все расписывать!) Я Вам рассказал базу, так то есть достаточно много нюансов и с каждом новым объектом они обязательно вcплывают, но зная данную теорию проблем с расчётом быть не должно (к тому же мы и так добавляем запас на теплопотери). Надеюсь кому-нибудь это будет интересно и полезно. В телеграмм-канале я выложу расчётную Excel табличку для наглядности, которой сам и пользуюсь. Спасибо за внимание и до новых встреч!
Также большая просьба ко всем неравнодушным к данной серии, можете подкинуть пикабу монеток?) Хотелось бы, чтобы данная серия сразу же выходила в горячее (пикабуст), но тема достаточно нишевая и хотелось бы иметь максимальный возможный охват - может кого-то и заинтересуют данная тема).
P.S Подписывайтесь, чтобы всегда быть в курсе интересных обзоров и событий. Ваша поддержка очень важна! С большим количеством обзоров и историй вы можете ознакомиться и в телеграм-канале. Спасибо!
UPD:
Должен принести свои извинения Вам и внести корректировку в расчёты. Я неправильно вам описал методику определения зон для пола в грунте для подвальных помещений. Определение зон пола для подвальных помещений начинается с определения «эффективной полосы» вдоль контура здания, шириной равной половине средней высоты стен в грунте. В нашем случае высота стен в грунте составляет 5 469 мм. Для определения теплопотерь мы рассчитываем, как и ранее, теплопотери от каждой зоны стены в грунте (зон выходит три - 2 м, 2 м, 1,469 м), а затем высчитываем «эффективную полосу»: 5469/2=27445469/2=2744 мм - и отсчёт зон пола по грунту начинается с этой отметки. Исходя из этого, у нас 1 зона пола по грунту попадает в эту «эффективную полосу», то есть 1 зона пола не учитывается в расчёте, так как попадает на стену в грунте. Часть 2 зоны пола по грунту также попадает на стену (744 мм), соответственно, учёт теплопотерь от пола в грунте начинается с полосы 2 зоны шириной 1256 мм от внутренних граней наружных стен.
