Розрахунок тепловтрат через огороджуючі конструкції

1Розміри приміщення та зовнішні стіни

2Конструкція та теплоізоляція

Чи був калькулятор корисним?
Ні
Поділитися калькулятором:
Корисні калькулятори

Методика розрахунку тепловтрат

Результати мають орієнтовний характер. Перед використанням звіряйте розрахунки з чинними нормами та консультуйтеся з фахівцем. Розробник не несе відповідальності за наслідки використання без перевірки проєкту.

Цей калькулятор виконує розрахунок тепловтрат через огороджуючі конструкції будинку: зовнішні стіни, вікна, зовнішні двері, стелю, підлогу, а також враховує втрати через повітрообмін. Онлайн розрахунок тепловтрат допомагає оцінити теплову потужність, необхідну для підтримання заданої температури в приміщенні за певної зимової температури зовні, а також оцінити вплив стін, вікон, даху та утеплення.

Кожна складова тепловтрат розраховується окремо, після чого всі значення підсумовуються. Результат відображається у ватах і кіловатах, а також як питомі тепловтрати на 1 м2 площі підлоги та на 1 м3 об'єму приміщення.

Орієнтовні значення та рекомендації

Геометрія приміщення

Площа підлоги та об'єм. Площа підлоги розраховується за довжиною приміщення L і шириною B. Для визначення об'єму додатково враховується висота приміщення H.

A = L × B

V = L × B × H

Розміри задаються в метрах. Тому площа A отримується в м2, а об'єм V у м3. Площа підлоги використовується для розрахунку тепловтрат через стелю та підлогу, а об'єм для розрахунку тепловтрат через повітрообмін.

Зовнішній периметр. У розрахунку стін враховуються лише ті сторони приміщення, які межують із зовнішнім повітрям. Для кожної вибраної сторони використовується її фактична довжина. Якщо всі чотири стіни є зовнішніми, зовнішній периметр прямокутного приміщення дорівнює:

Pext = 2 × (L + B)

Якщо зовнішніх стін немає, тепловтрати через стіни, вікна та зовнішні двері приймаються рівними нулю.

Різниця температур

Різниця температур. Для всіх складових тепловтрат використовується різниця між заданою температурою всередині приміщення Ti і зовнішньою температурою Te.

ΔT = Ti - Te

Наприклад, за температури всередині +20 °C і зовнішньої температури -15 °C розрахункова різниця температур становить 35 K. Різниця температур у кельвінах чисельно дорівнює тій самій різниці температур у градусах Цельсія. Якщо зовнішня температура дорівнює внутрішній або перевищує її, для розрахунку тепловтрат використовується ΔT = 0.

Тепловтрати через елементи будівлі

Основна залежність. Тепловтрати через стіни, вікна, двері, стелю та підлогу розраховуються як добуток площі елемента A, коефіцієнта теплопередачі U та різниці температур ΔT.

Q = U × A × ΔT

Тут Q означає тепловтрати у Вт, U коефіцієнт теплопередачі у Вт/(м2·К), A площу елемента в м2, а ΔT різницю температур у К. Більша площа, вище значення U або більша різниця температур призводять до більших тепловтрат.

Зовнішні стіни

Площа стін. Спочатку зовнішній периметр множиться на висоту приміщення. Потім від отриманої площі віднімаються площа вікон і прийнята площа зовнішніх дверей, оскільки ці елементи розраховуються окремо.

Awall = Pext × H - Awindow - Adoor

Якщо сумарна площа вікон і дверей перевищує загальну площу зовнішніх стін, результат не розраховується, доки вихідні дані не буде виправлено. Це запобігає використанню від'ємної площі стіни.

Утеплення стін. Замість окремого розрахунку кожного шару конструкції калькулятор використовує попередньо задані орієнтовні значення коефіцієнта теплопередачі:

  • слабке утеплення або старий будинок - U = 1,30 Вт/(м2·К)
  • середнє утеплення - U = 0,60 Вт/(м2·К)
  • хороше утеплення або сучасний будинок - U = 0,25 Вт/(м2·К)

Ці значення характеризують загальні теплотехнічні властивості стіни. Якщо точне значення U конкретної конструкції стіни відоме, спрощені варіанти утеплення слід розглядати як орієнтовні значення.

Вікна та зовнішні двері

Скління. Для всієї заданої площі вікон застосовується одне значення коефіцієнта теплопередачі залежно від вибраного рівня енергоефективності:

  • старі вікна з великими тепловтратами - U = 2,80 Вт/(м2·К)
  • сучасні вікна зі склопакетом - U = 1,40 Вт/(м2·К)
  • сучасні енергоефективні вікна - U = 0,90 Вт/(м2·К)

Зовнішні двері. Розміри дверей окремо не вводяться. Для доступних типів дверей використовуються типові площі та коефіцієнти теплопередачі:

  • утеплені одностулкові двері - площа 2,0 м2, U = 1,40 Вт/(м2·К)
  • утеплені двостулкові двері - площа 4,0 м2, U = 1,40 Вт/(м2·К)
  • неутеплені зовнішні двері - площа 2,0 м2, U = 3,00 Вт/(м2·К)
  • засклені одностулкові двері - площа 2,0 м2, U = 1,60 Вт/(м2·К)
  • засклені двостулкові або терасні двері - площа 4,0 м2, U = 1,60 Вт/(м2·К)

Площі вікон і дверей виключаються з площі стін, тому теплопередача через ту саму частину огороджувальної конструкції не враховується двічі.

Стеля та підлога

Стеля. Тепловтрати розраховуються за всією площею приміщення A. Залежно від простору або конструкції зверху використовуються такі ефективні коефіцієнти:

  • опалюване приміщення зверху - U = 0
  • добре утеплений дах або горище - U = 0,18 Вт/(м2·К)
  • середнє утеплення даху або горища - U = 0,35 Вт/(м2·К)
  • слабке утеплення або холодне горище - U = 0,90 Вт/(м2·К)

Підлога. Для нижньої межі приміщення також використовуються ефективні коефіцієнти, які враховують типові відмінності між опалюваним простором, підвалом і утепленою підлогою:

  • опалюване приміщення знизу - U = 0
  • неопалюваний підвал або гараж - U = 0,35 Вт/(м2·К)
  • хороше утеплення підлоги - U = 0,20 Вт/(м2·К)
  • середнє утеплення підлоги - U = 0,40 Вт/(м2·К)
  • слабке утеплення або відсутність утеплення - U = 0,80 Вт/(м2·К)

Для стелі та підлоги використовується вся площа приміщення і повна різниця між внутрішньою та зовнішньою температурами. Ці коефіцієнти є спрощеними ефективними значеннями, тому температура горища, підвалу або ґрунту окремо не розраховується.

Повітрообмін та інфільтрація

Тепловтрати з повітрям. Частина тепла витрачається на нагрівання зовнішнього повітря, що надходить через вентиляцію та нещільності. У розрахунку використовуються об'єм приміщення V, кратність повітрообміну n і різниця температур ΔT.

Qair = 0,34 × n × V × ΔT

Коефіцієнт 0,34 приблизно відповідає об'ємній теплоємності повітря для цього способу розрахунку. Кратність повітрообміну n показує, скільки повних об'ємів повітря приміщення замінюється зовнішнім повітрям протягом однієї години.

  • n = 0,3 h-1 - низький повітрообмін
  • n = 0,5 h-1 - нормальний повітрообмін
  • n = 0,8 h-1 - помірно підвищений повітрообмін
  • n = 1,0 h-1 - підвищений повітрообмін
  • n = 1,5 h-1 - високий повітрообмін
  • n = 2,0 h-1 - дуже високий повітрообмін

Для простого розрахунку тепловтрат будинку для звичайного житлового приміщення часто використовують близько 0,5 h-1. Вищі значення збільшують розрахункові тепловтрати через вентиляцію прямо пропорційно кратності повітрообміну.

Загальні тепловтрати

Підсумовування. Після окремого розрахунку кожної складової калькулятор підсумовує тепловтрати через зовнішні стіни, вікна, двері, стелю, підлогу та повітрообмін.

Qtotal = Qwall + Qwindow + Qdoor + Qceiling + Qfloor + Qair

Qtotal означає загальні тепловтрати у ватах за вибраних умов. Значення в кіловатах отримується діленням результату у ватах на 1000.

Питомі значення. Для порівняння приміщень із різною площею підлоги та висотою додатково розраховуються тепловтрати на одиницю площі та об'єму:

qA = Qtotal / A

qV = Qtotal / V

Перше значення виражається у Вт/м2, друге у Вт/м3. Значення у BTU/год розраховується за співвідношенням 1 Вт = 3,41214 BTU/год. Відсоткова частка кожної складової тепловтрат визначається як її тепловтрати, поділені на Qtotal.

Пов'язані європейські стандарти

EN 12831-1 «Енергетична ефективність будівель. Метод розрахунку проектного теплового навантаження. Частина 1: Теплове навантаження для опалення приміщень». Цей стандарт установлює загальну методику визначення проектного теплового навантаження приміщень і будівель, включаючи теплопередачу через огороджувальні конструкції та тепловтрати через вентиляцію. Калькулятор використовує спрощену послідовність розрахунку цих основних складових із попередньо заданими коефіцієнтами.

EN ISO 6946 «Компоненти та елементи будівель. Тепловий опір і коефіцієнт теплопередачі. Методи розрахунку». Цей стандарт описує визначення теплового опору та коефіцієнта теплопередачі U будівельних елементів. У цьому розрахунку багатошарові стіни не складаються з окремих матеріалів. Замість цього використовуються попередньо задані орієнтовні значення U для кількох рівнів утеплення.

FAQs

Яку зовнішню температуру використовувати для розрахунку тепловтрат?

Для зимових розрахунків опалення зазвичай використовують розрахункову зовнішню температуру холодного періоду для конкретної місцевості, а не поточну температуру повітря. Чим нижча вибрана зовнішня температура за незмінної внутрішньої температури, тим більшою стає ΔT і тим вищими будуть розрахункові тепловтрати.

Як вибрати рівень утеплення зовнішніх стін?

Вибраний рівень визначає коефіцієнт теплопередачі, який використовується для стіни. Калькулятор використовує U = 1,30 Вт/(м2·К) для слабкого утеплення, U = 0,60 для середнього та U = 0,25 для хорошого утеплення. Якщо відоме розрахункове значення U фактичної конструкції стіни, ці значення можна використовувати як орієнтири для вибору найближчого варіанта.

Чому площа вікон і дверей віднімається від площі стін?

Вікна та зовнішні двері мають власні коефіцієнти теплопередачі та розраховуються окремо. Якби їхні площі одночасно залишалися у площі стін, та сама частина огороджувальної конструкції була б врахована двічі, а загальні тепловтрати були б завищені.

Наскільки повітрообмін впливає на тепловтрати будинку?

Тепловтрати через повітрообмін прямо пропорційні кратності n. Наприклад, за однакового об'єму приміщення та однакових температур збільшення n з 0,5 до 1,0 подвоює вентиляційну складову тепловтрат. Тому вентиляція та інфільтрація можуть становити значну частину загального теплового навантаження.

Що означають значення Вт/м² та Вт/м³?

Вт/м2 показує, яка частина загального теплового навантаження припадає на один квадратний метр площі підлоги, а Вт/м3 показує навантаження на один кубічний метр об'єму приміщення. Ці значення зручні для порівняння приміщень різного розміру, тоді як загальна необхідна теплова потужність визначається Qtotal.