Qual é a carga de calor para aquecer um edifício

Para aquecer o ambiente, são necessários dispositivos de aquecimento com a potência adequada. O cálculo da carga de calor no aquecimento de um edifício permite que você determine com precisão quanta energia da caldeira é necessária, quais tamanhos de radiadores precisam ser instalados e qual esquema de aquecimento será mais eficaz. Muitos fatores são levados em consideração nos cálculos.

Conceitos de carga térmica

O aquecimento de uma sala é uma compensação pela perda de calor. O calor é liberado gradualmente pelas paredes, fundações, janelas e portas. Quanto mais baixa for a temperatura externa, mais rápida será a transferência de calor para o exterior. Para manter uma temperatura confortável dentro do prédio, aquecedores são instalados. Seu desempenho deve ser alto o suficiente para cobrir a perda de calor.

A carga de calor é definida como a soma da perda de calor do edifício, igual à potência de aquecimento necessária. Tendo calculado quanto e como a casa perde calor, eles descobrem a potência do sistema de aquecimento. O total não é suficiente. Um cômodo com 1 janela perde menos calor do que um cômodo com 2 janelas e varanda, portanto o indicador é calculado para cada cômodo separadamente.

Ao fazer o cálculo, leve em consideração a altura do teto. Se não ultrapassar 3 m, o cálculo é feito de acordo com o tamanho da área. Se a altura for de 3 a 4 m, a vazão é calculada por volume.

Fatores que afetam TN

Muitos fatores afetam a perda de calor:

• Fundação - a versão isolada retém o calor na casa, a não isolada deixa passar até 20%.
• Parede - concreto aerado ou concreto de madeira tem uma capacidade muito menor do que uma parede de tijolos. Os tijolos de argila vermelha retêm melhor o calor do que os tijolos de silicato. A espessura da divisória também é importante: uma parede de tijolo de 65 cm de espessura e concreto de espuma de 25 cm de espessura apresenta o mesmo nível de perda de calor.
• Isolamento térmico - o isolamento térmico muda significativamente a imagem. O isolamento externo com espuma de poliuretano - uma folha de 25 mm de espessura - é igual em eficiência à segunda parede de tijolo de 65 cm de espessura.O acabamento com uma cortiça no interior - uma folha de 70 mm - substitui 25 cm de concreto espumoso. Não é em vão que os especialistas afirmam que o aquecimento eficaz começa com um isolamento adequado.
• A estrutura inclinada do telhado e o sótão isolado reduzem as perdas. Uma cobertura plana feita de lajes de concreto armado permite a passagem de até 15% do calor.
• Área de envidraçamento - a condutividade térmica do vidro é muito alta. Por mais herméticas que sejam as molduras, o calor escapa pelo vidro. Quanto mais janelas e quanto maior for a área, maior será a carga térmica no edifício.
• Ventilação - o nível de perda de calor depende do desempenho do dispositivo e da frequência de uso. O sistema de recuperação permite reduzir um pouco as perdas.
• A diferença entre a temperatura externa e interna - quanto maior, maior é a carga.
• Distribuição de calor dentro do edifício - afeta o desempenho de cada cômodo. Os cômodos dentro do edifício resfriam menos: ao calcular a temperatura confortável aqui, o valor de +20 C. Os cômodos finais resfriam mais rápido - a temperatura normal aqui será de +22 C.Na cozinha, basta aquecer o ar até +18 C, pois aqui existem muitas outras fontes de calor: fogão, forno, geladeira.

No cálculo da carga térmica de um edifício de apartamentos, são tidos em consideração o material, a espessura e o isolamento das divisórias e tectos.

Características do objeto para cálculo

Carga de calor para aquecimento e perda de calor em casa não são a mesma coisa. Um edifício técnico não precisa ser aquecido tão intensamente quanto os aposentos. Antes de prosseguir com os cálculos, é estabelecido o seguinte:

• O objetivo do objeto é um edifício residencial, apartamento, escola, ginásio, loja. Os requisitos de aquecimento são diferentes.
• As características da arquitetura são o tamanho das aberturas das janelas e varandas, a disposição do telhado, a presença de sótãos e subsolos, o número de andares do edifício, etc.
• Padrões de temperatura - são diferentes para salas de estar e um escritório.
• Finalidade das instalações - este parâmetro é importante para instalações de produção, uma vez que cada oficina ou mesmo um local requer um regime de temperatura diferente.
• Construção de cercas externas - paredes externas e coberturas.
• Nível de manutenção - o fornecimento de água quente reduz a perda de calor, aumenta a ventilação intensiva.
• O número de pessoas que estão constantemente na casa - por exemplo, afeta os indicadores de temperatura e umidade.
• O número de pontos de entrada do refrigerante - quanto mais, maior a perda de calor.
• Outras características - por exemplo, a presença de piscina, sauna, estufa ou o número de horas em que as pessoas estão no edifício.

Ao calcular a perda de calor em uma loja ou em um centro de alimentação, a quantidade de equipamentos que gera calor é levada em consideração - vitrines, geladeiras, utensílios de cozinha.

Tipos de cargas de calor

As cargas térmicas são de natureza diferente. Existe algum nível constante de perda de calor associada à espessura da parede e à estrutura do telhado. Existem temporárias - com uma queda brusca de temperatura, com ventilação intensiva. O cálculo de toda a carga de calor leva isso em consideração.

Cargas sazonais

Este é o nome da perda de calor associada ao clima. Isso inclui:

• a diferença entre a temperatura externa e interna da sala;
• velocidade e direção do vento;
• a quantidade de radiação solar - com uma alta insolação do prédio e um grande número de dias de sol, mesmo no inverno, a casa é menos resfriada;
• umidade do ar.

A carga sazonal é caracterizada por uma programação anual variável e uma programação diária constante. A demanda de calor sazonal é aquecimento, ventilação e ar condicionado. As 2 primeiras espécies referem-se às de inverno.

As fórmulas não usam mudanças bruscas de curto prazo na temperatura e umidade - máximo, mas em média: os valores observados ao longo dos 5 dias mais frios dos 5 invernos mais frios em 50 anos.

Térmica permanente

O abastecimento de água quente e os dispositivos tecnológicos são referidos durante todo o ano. Este último é importante para empresas industriais: digestores, refrigeradores industriais e câmaras de vapor emitem uma quantidade gigantesca de calor.

Em edifícios residenciais, a carga de água quente torna-se comparável à carga de aquecimento. Este valor muda pouco durante o ano, mas varia muito dependendo da hora do dia e do dia da semana. No verão, o consumo de FGP é reduzido em 30%, já que a temperatura da água no sistema de abastecimento de água fria é 12 graus mais alta que no inverno. Durante a estação fria, o consumo de água quente aumenta, principalmente nos finais de semana.

Calor seco

O modo de conforto é determinado pela temperatura e umidade do ar. Esses parâmetros são calculados com base nos conceitos de calor seco e latente. Seco é um valor medido com um termômetro de bulbo seco especial. É afetado por:

• vidros e portas;
• sol e cargas de calor para aquecimento no inverno;
• divisórias entre ambientes com diferentes temperaturas, pisos sobre espaços vazios, tetos sob sótãos;
• fendas, fendas, fendas em paredes e portas;
• dutos de ar fora de áreas aquecidas e ventilação;
• equipamento;
• pessoas.

Pisos em fundação de concreto, paredes subterrâneas não são levados em consideração nos cálculos.

Calor latente

Este parâmetro determina a umidade do ar. A fonte é:

• equipamento - aquece o ar, reduz a umidade;
• as pessoas são uma fonte de umidade;
• correntes de ar que passam por rachaduras e fendas nas paredes.

Normalmente a ventilação não afeta a secura da sala, mas há exceções.

Métodos para calcular a carga de calor no aquecimento de um edifício

Para calcular a carga de calor necessária, os dados sobre as normas de temperatura e umidade são retirados do GOST e SNiP. Também há informações sobre os coeficientes de transferência de calor de diferentes materiais e designs. No cálculo, devem ser levados em consideração os dados do passaporte de radiadores, caldeiras de aquecimento e outros equipamentos.

Os cálculos incluem:

• fluxo de calor do radiador - valor máximo;
• Consumo máximo por 1 hora com o sistema de aquecimento em funcionamento;
• custos de calor para a temporada.

O valor aproximado fornece a proporção dos dados calculados para a área da casa ou quartos. No entanto, esta abordagem não leva em consideração as características estruturais do edifício.

Cálculo da perda de calor usando indicadores agregados

O método é usado quando as características exatas do edifício não podem ser determinadas. Para calcular a carga de calor, use a fórmula.

Qfrom = α * qо * V * (tv-tn.r); Onde:

• q ° - índice térmico específico da edificação conforme projeto ou tabela normativa. Para edifícios com finalidades diferentes - um prédio residencial, uma garagem, um laboratório - é diferente.
• a é um fator de correção que é diferente para diferentes zonas climáticas.
• Vн - volume externo do edifício, m³.
• TVn e Tnro - temperatura dentro e fora de casa.

O método permite calcular indicadores para todo o edifício e para cada zona ou sala. No entanto, a fórmula não inclui dados sobre a condutividade térmica dos materiais com os quais a casa é construída, e os indicadores para madeira, espuma de concreto e pedra são muito diferentes.

Determinação da transferência de calor de equipamentos de aquecimento e ventilação

Para obter um resultado mais confiável, use o cálculo para paredes e janelas e, adicionalmente, calcule a carga de calor da ventilação. Os cálculos são feitos em várias etapas:

• calcular a área das paredes e vidros;
• calcular a resistência à transferência de calor usando dados do diretório;
• o coeficiente é calculado pelo tipo de isolamento - os dados também constam do livro de referência de construção, podendo ser especificados no passaporte do produto;
• calcular o nível de perda de calor pelas janelas;
• os valores calculados são multiplicados pela soma das temperaturas (dentro e fora do edifício) e obtém-se o consumo total de calor.

O cálculo da carga de ventilação térmica é realizado de acordo com a fórmula Qv = c * m * (Tv-Tn)Onde:

• Qv - consumo de calor por ventilação;
• a partir de - capacidade térmica do ar;
• m - massa de ar: em média, para ventilação normal, é necessário um volume de ar igual a três vezes a quadratura da sala; a massa é obtida multiplicando o valor pela densidade do ar;
• Tv-Tn - a diferença entre a temperatura externa e interna.

O indicador geral é obtido somando a perda de calor calculada do edifício e a perda por ventilação.

Cálculo de valores levando em consideração vários elementos da envolvente do edifício

Se você usar dados teóricos para cálculos - indicadores de perda de calor de cada material - o resultado ainda não é totalmente preciso. Nos cálculos, é impossível levar em consideração o número e o tamanho das rachaduras e lacunas, o trabalho de iluminação e assim por diante.

O resultado mais preciso é fornecido por uma pesquisa de imagem térmica do edifício. O procedimento é realizado no escuro, com as luzes apagadas.Recomenda-se remover carpetes e móveis por um tempo para não distorcer as leituras.

A pesquisa é realizada em 3 etapas:

• usando um termovisor, eles estudam a sala por dentro, examinam cuidadosamente os cantos e as juntas;
• medir as perdas externas - é assim que todas as características dos materiais e da arquitetura são levadas em consideração;
• os dados do dispositivo são transferidos para um computador, o resultado é calculado.

Com base nos resultados da pesquisa, são feitas recomendações: para isolamento, reconstrução, escolha de dispositivos de aquecimento.

As caldeiras modernas são equipadas com reguladores de potência. Esses são dispositivos que mantêm o desempenho em um nível definido, mas evitam picos e quedas durante a operação. Existem limites para a utilização de recursos energéticos: se o valor definido for ultrapassado, o pagamento do gás ou da eletricidade aumenta. O PTH limita o consumo de energia do combustível.