Jakie jest obciążenie cieplne do ogrzewania budynku?

Ogrzewanie pomieszczenia wymaga urządzeń grzewczych o odpowiedniej mocy. Obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania budynku pozwala dokładnie określić, jaka jest wymagana moc kotła, jaki rozmiar grzejników należy zainstalować i jaki schemat ogrzewania będzie najbardziej efektywny. W obliczeniach bierze się pod uwagę wiele czynników.

Koncepcje obciążenia cieplnego

Ogrzewanie pomieszczenia jest kompensacją strat ciepła. Ciepło jest stopniowo uwalniane przez ściany, fundamenty, okna i drzwi. Im niższa temperatura na zewnątrz, tym szybszy transfer ciepła na zewnątrz. Aby utrzymać komfortową temperaturę wewnątrz budynku, zainstalowane są grzejniki. Ich wydajność musi być wystarczająco wysoka, aby pokryć straty ciepła.

Obciążenie cieplne definiowane jest jako suma strat ciepła budynku, równa wymaganej mocy grzewczej. Po obliczeniu, ile i jak dom traci ciepło, dowiadują się o mocy systemu grzewczego. Suma nie wystarczy. Pokój z 1 oknem traci mniej ciepła niż pokój z 2 oknami i balkonem, dlatego wskaźnik liczony jest dla każdego pokoju osobno.

Przy obliczaniu należy wziąć pod uwagę wysokość sufitu. Jeżeli nie przekracza 3 m, obliczenia wykonuje się według wielkości powierzchni. Jeśli wysokość wynosi od 3 do 4 m, natężenie przepływu oblicza się na podstawie objętości.

Czynniki wpływające na TN

Na utratę ciepła wpływa wiele czynników:

• Fundament - wersja ocieplona zatrzymuje ciepło w domu, nieizolowana przepuszcza do 20%.
• Ściana - gazobeton lub beton z drewna ma znacznie mniejszą przepustowość niż ściana z cegły. Cegły z czerwonej gliny lepiej zatrzymują ciepło niż cegły silikatowe. Ważna jest również grubość przegrody: ściana z cegły o grubości 65 cm i pianobetonu o grubości 25 cm ma taki sam poziom strat ciepła.
• Izolacja termiczna - izolacja termiczna znacząco zmienia obraz. Izolacja zewnętrzna pianką poliuretanową - arkusz o grubości 25 mm - jest tak samo skuteczna jak druga ściana murowana o grubości 65 cm Wykończenie wewnątrz korkiem - arkusz 70 mm - zastępuje 25 cm pianobetonu. Nie na próżno eksperci twierdzą, że efektywne ogrzewanie zaczyna się od odpowiedniej izolacji.
• Dach - dwuspadowa konstrukcja i ocieplone poddasze ograniczają straty. Płaski dach z płyt żelbetowych przepuszcza do 15% ciepła.
• Powierzchnia szklenia - przewodność cieplna szkła jest bardzo wysoka. Bez względu na szczelność ramek, ciepło ucieka przez szkło. Im więcej okien i im większa ich powierzchnia, tym większe obciążenie termiczne budynku.
• Wentylacja - poziom strat ciepła zależy od wydajności urządzenia i częstotliwości użytkowania. System rekuperacji pozwala nieco zmniejszyć straty.
• Różnica między temperaturą na zewnątrz i wewnątrz domu – im większa, tym większe obciążenie.
• Dystrybucja ciepła wewnątrz budynku – wpływa na wydajność każdego pomieszczenia. Pomieszczenia wewnątrz budynku schładzają się mniej: obliczając tutaj temperaturę komfortową, biorą pod uwagę wartość +20 C. Pomieszczenia końcowe wychładzają się szybciej - normalna temperatura tutaj będzie +22 C.W kuchni wystarczy podgrzać powietrze do +18 C, ponieważ jest tu wiele innych źródeł ciepła: kuchenka, piekarnik, lodówka.

Przy obliczaniu obciążenia cieplnego budynku mieszkalnego bierze się pod uwagę materiał, grubość i izolację przegród i stropów.

Charakterystyka obiektu do obliczeń

Obciążenie cieplne do ogrzewania i straty ciepła w domu to nie to samo. Budynek techniczny nie musi być ogrzewany tak intensywnie jak pomieszczenia mieszkalne. Przed przystąpieniem do obliczeń ustala się:

• Przeznaczenie obiektu to budynek mieszkalny, apartamentowiec, szkoła, sala gimnastyczna, sklep. Wymagania dotyczące ogrzewania są różne.
• Cechami architektury są wielkość otworów okiennych i balkonowych, układ dachu, obecność poddaszy i piwnic, ilość kondygnacji budynku itp.
• Standardy temperaturowe - różnią się one dla pomieszczeń mieszkalnych i biurowych.
• Cel lokalu - ten parametr jest ważny dla zakładów produkcyjnych, ponieważ każdy warsztat, a nawet lokalizacja wymaga innego reżimu temperaturowego.
• Budowa ogrodzeń zewnętrznych - ściany zewnętrzne i dachy.
• Poziom konserwacji - dostarczanie ciepłej wody zmniejsza straty ciepła, zwiększa intensywną wentylację.
• Liczba osób, które są stale w domu - wpływa na przykład na wskaźniki temperatury i wilgotności.
• Liczba punktów poboru chłodziwa - im więcej, tym większe straty ciepła.
• Inne cechy - na przykład obecność basenu, sauny, szklarni lub liczba godzin, przez które ludzie przebywają w budynku.

Przy obliczaniu strat ciepła w sklepie lub w punkcie gastronomicznym bierze się pod uwagę ilość urządzeń generujących ciepło – gabloty, lodówki, sprzęt AGD.

Rodzaje obciążeń cieplnych

Obciążenia cieplne mają inny charakter. Istnieje pewien stały poziom strat ciepła związany z grubością ścian, konstrukcją dachu. Są tymczasowe - z ostrym spadkiem temperatury, z intensywną wentylacją. Obliczenie całego obciążenia cieplnego również to uwzględnia.

Ładunki sezonowe

To nazwa strat ciepła związanych z pogodą. To zawiera:

• różnica między temperaturą powietrza na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia;
• prędkość i kierunek wiatru;
• ilość promieniowania słonecznego – przy dużym nasłonecznieniu budynku i dużej ilości dni słonecznych nawet zimą dom mniej się schładza;
• wilgotność powietrza.

Obciążenie sezonowe wyróżnia się zmiennym rozkładem rocznym i stałym rozkładem dobowym. Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło to ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja. Pierwsze 2 gatunki to gatunki zimowe.

Formuły wykorzystują nie krótkotrwałe gwałtowne zmiany temperatury i wilgotności - maksymalne, ale uśrednione: wartości obserwowane w ciągu 5 najzimniejszych dni z 5 najzimniejszych zim od 50 lat.

Trwała termiczna

Urządzenia zaopatrujące w ciepłą wodę i technologiczne określane są przez cały rok. Ta ostatnia jest ważna dla przedsiębiorstw przemysłowych: warniki, lodówki przemysłowe i komory parowe emitują gigantyczną ilość ciepła.

W budynkach mieszkalnych obciążenie ciepłej wody staje się porównywalne z obciążeniem grzewczym. Wartość ta niewiele się zmienia w ciągu roku, ale zmienia się znacznie w zależności od pory dnia i dnia tygodnia. Latem zużycie FGP zmniejsza się o 30%, ponieważ temperatura wody w systemie zaopatrzenia w zimną wodę jest o 12 stopni wyższa niż zimą. W zimnych porach wzrasta zużycie ciepłej wody, szczególnie w weekendy.

Duchota

Tryb komfortu zależy od temperatury i wilgotności powietrza. Parametry te są obliczane na podstawie koncepcji ciepła suchego i utajonego. Suchy to wartość mierzona specjalnym termometrem z suchym termometrem. Wpływają na nią:

• przeszklenia i drzwi;
• obciążenia słoneczne i cieplne do ogrzewania zimowego;
• przegrody między pomieszczeniami o różnej temperaturze, podłogi nad pustymi przestrzeniami, stropy pod strychami;
• pęknięcia, szczeliny, szczeliny w ścianach i drzwiach;
• kanały powietrzne na zewnątrz ogrzewanych pomieszczeń i wentylacji;
• ekwipunek;
• ludzie.

Podłogi na fundamencie betonowym, ściany podziemne nie są uwzględniane w obliczeniach.

Utajone ciepło

Ten parametr określa wilgotność powietrza. Źródłem jest:

• sprzęt - ogrzewa powietrze, zmniejsza wilgotność;
• ludzie są źródłem wilgoci;
• prądy powietrza przechodzące przez pęknięcia i szczeliny w ścianach.

Zwykle wentylacja nie wpływa na suchość pomieszczenia, ale są wyjątki.

Metody obliczania obciążenia cieplnego ogrzewania budynku

Aby obliczyć wymagane obciążenie cieplne, dane dotyczące norm temperatury i wilgotności są pobierane z GOST i SNiP. Znajdują się tam również informacje o współczynnikach przenikania ciepła różnych materiałów i konstrukcji. Przy obliczaniu należy wziąć pod uwagę dane paszportowe grzejników, kotła grzewczego i innego sprzętu.

Obliczenia obejmują:

• przepływ ciepła grzejnika - wartość maksymalna;
• maksymalne zużycie przez 1 godzinę podczas pracy systemu grzewczego;
• koszty ciepła w sezonie.

Przybliżona wartość podaje stosunek obliczonych danych do powierzchni domu lub pomieszczeń. Podejście to nie uwzględnia jednak cech konstrukcyjnych budynku.

Obliczanie strat ciepła za pomocą wskaźników zagregowanych

Metodę stosuje się, gdy nie można określić dokładnych cech budynku. Aby obliczyć obciążenie cieplne, użyj wzoru.

Qz = α * qо * V * (tv-tn.r); Gdzie:

• q ° - określony wskaźnik cieplny budynku zgodnie z projektem lub tabelą standardową. W przypadku budynków o różnym przeznaczeniu - budynku mieszkalnego, garażu, laboratorium - jest inaczej.
• a jest współczynnikiem korygującym, który jest różny dla różnych stref klimatycznych.
• Vn - kubatura zewnętrzna budynku, m³.
• TVn i Tnro - temperatura wewnątrz i na zewnątrz domu.

Metoda pozwala na obliczenie wskaźników dla całego budynku oraz dla każdej strefy czy pomieszczenia. Formuła nie zawiera jednak danych dotyczących przewodności cieplnej materiałów, z których zbudowany jest dom, a wskaźniki dla drewna, pianobetonu i kamienia są bardzo różne.

Wyznaczanie wymiany ciepła z urządzeń grzewczych i wentylacyjnych

Aby uzyskać bardziej wiarygodny wynik, skorzystaj z obliczeń dla ścian i okien i dodatkowo oblicz obciążenie cieplne wentylacji. Obliczenia dokonywane są w kilku etapach:

• obliczyć powierzchnię ścian i przeszkleń;
• obliczyć odporność na przenikanie ciepła na podstawie danych z katalogu;
• współczynnik obliczany jest na podstawie rodzaju izolacji - dane znajdują się również w książeczce budowlanej, mogą być podane w paszporcie wyrobu;
• obliczyć poziom strat ciepła przez okna;
• obliczone wartości mnoży się przez sumę temperatur (wewnątrz i na zewnątrz budynku) i uzyskuje się całkowite zużycie ciepła.

Obliczenie obciążenia wentylacji termicznej wykonuje się według wzoru Qv = c * m * (Tv-Tn)gdzie:

• Qv - zużycie ciepła przez wentylację;
• z - pojemność cieplna powietrza;
• m - masa powietrza: przeciętnie dla normalnej wentylacji wymagana jest objętość powietrza równa trzykrotnej kwadraturze pomieszczenia; masę uzyskuje się mnożąc wartość przez gęstość powietrza;
• TV-Tn - różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną.

Ogólny wskaźnik uzyskuje się przez zsumowanie obliczonych strat ciepła budynku i strat przez wentylację.

Obliczanie wartości z uwzględnieniem różnych elementów przegród budowlanych

Jeśli do obliczeń użyjesz danych teoretycznych - wskaźników utraty ciepła każdego materiału - wynik nadal nie jest do końca dokładny. W obliczeniach niemożliwe jest uwzględnienie liczby i wielkości pęknięć i szczelin, pracy oświetlenia i tak dalej.

Najdokładniejszy wynik daje badanie termowizyjne budynku. Zabieg wykonywany jest w ciemności, przy zgaszonym świetle.Zaleca się na chwilę usunąć dywany i meble, aby nie zniekształcić odczytów.

Badanie realizowane jest w 3 etapach:

• za pomocą kamery termowizyjnej badają pomieszczenie od wewnątrz, dokładnie badają narożniki i połączenia;
• mierzyć straty z zewnątrz - w ten sposób brane są pod uwagę wszystkie cechy materiałów i architektury;
• dane urządzenia są przesyłane do komputera, wynik jest obliczany.

Na podstawie wyników ankiety wydawane są zalecenia: dotyczące izolacji, odbudowy, doboru urządzeń grzewczych.

Nowoczesne kotły wyposażone są w regulatory mocy. Są to urządzenia, które utrzymują wydajność na zadanym poziomie, ale zapobiegają przepięciom i spadkom podczas pracy. Istnieją ograniczenia w zużyciu zasobów energetycznych: w przypadku przekroczenia ustalonej wartości wzrasta opłata za gaz lub energię elektryczną. PTH ogranicza zużycie energii przez paliwo.