Berekening van warmteverlies van een woonhuis met voorbeelden

Om ervoor te zorgen dat uw huis geen bodemloze put voor verwarmingskosten blijkt te zijn, raden wij u aan de basisrichtingen van warmtetechnisch onderzoek en de berekeningsmethodiek te bestuderen. Zonder voorlopige berekening van thermische permeabiliteit en vochtophoping gaat de hele essentie van woningbouw verloren.

Fysica van warmtetechnische processen

Verschillende natuurkundige gebieden hebben veel gemeen bij het beschrijven van de verschijnselen die ze bestuderen. Zo is het ook in warmtetechniek: de principes die thermodynamische systemen beschrijven, resoneren duidelijk met de basisprincipes van elektromagnetisme, hydrodynamica en klassieke mechanica. We hebben het tenslotte over het beschrijven van dezelfde wereld, dus het is niet verwonderlijk dat de modellen van fysische processen op veel onderzoeksgebieden worden gekenmerkt door enkele gemeenschappelijke kenmerken..

De essentie van thermische verschijnselen is gemakkelijk te begrijpen. De temperatuur van een lichaam of de mate van opwarming ervan is niets meer dan een maat voor de intensiteit van de trillingen van de elementaire deeltjes waaruit dit lichaam bestaat. Het is duidelijk dat wanneer twee deeltjes botsen, degene met het hogere energieniveau energie zal overdragen aan het deeltje met lagere energie, maar nooit andersom. Dit is echter niet de enige manier van energie-uitwisseling; transmissie is ook mogelijk door middel van warmtekwanten. In dit geval blijft het basisprincipe noodzakelijkerwijs behouden: een kwantum dat wordt uitgezonden door een minder verwarmd atoom, kan geen energie overdragen aan een heter elementair deeltje. Het reflecteert er gewoon van en verdwijnt spoorloos, of draagt ​​zijn energie met minder energie over aan een ander atoom.

Thermodynamica is goed omdat de processen die erin plaatsvinden absoluut visueel zijn en onder het mom van verschillende modellen kunnen worden geïnterpreteerd. Het belangrijkste is om fundamentele postulaten in acht te nemen, zoals de wet van energieoverdracht en thermodynamisch evenwicht. Dus als uw idee aan deze regels voldoet, begrijpt u gemakkelijk de techniek van warmtetechnische berekeningen van en naar.

Het concept van weerstand tegen warmteoverdracht

Het vermogen van een materiaal om warmte over te dragen, wordt thermische geleidbaarheid genoemd. In het algemeen is het altijd hoger, hoe groter de dichtheid van de stof en hoe beter de structuur is aangepast om kinetische trillingen over te brengen.

Vergelijking van energie-efficiëntie van verschillende bouwmaterialen

Thermische weerstand is een hoeveelheid die omgekeerd evenredig is met thermische geleidbaarheid. Voor elk materiaal krijgt deze eigenschap unieke waarden, afhankelijk van de structuur, vorm en een aantal andere factoren. De efficiëntie van warmteoverdracht in de dikte van materialen en in de zone van hun contact met andere media kan bijvoorbeeld verschillen, vooral als er tussen de materialen ten minste een minimale tussenlaag van materie in een andere geaggregeerde toestand is. De thermische weerstand wordt kwantitatief uitgedrukt als het temperatuurverschil gedeeld door het warmtestroomsnelheid:

R_t = (T₂ – T₁) / Blz

Waar:

• R_t – thermische weerstand van de site, K / W;
• T₂ – temperatuur van het begin van de sectie, K;
• T₁ – temperatuur van het einde van de sectie, K;
• P – warmteflux, W..

Bij de berekening van warmteverlies speelt thermische weerstand een doorslaggevende rol. Elke omhullende structuur kan worden weergegeven als een planparallel obstakel voor het warmtestroompad. De totale thermische weerstand is de som van de weerstanden van elke laag, terwijl alle scheidingswanden worden toegevoegd aan een ruimtelijke structuur, die in feite een gebouw is.

R_t = l / (? S)

Waar:

• R_t – thermische weerstand van het circuitgedeelte, K / W;
• l is de lengte van het verwarmingscircuitgedeelte, m;
• ? – warmtegeleidingscoëfficiënt van het materiaal, W / (m · K);
• S – dwarsdoorsnede van de site, m².

Factoren die warmteverlies beïnvloeden

Thermische processen correleren goed met elektrische: het temperatuurverschil fungeert in de rol van spanning, de warmteflux kan worden beschouwd als de sterkte van de stroom, maar voor weerstand hoef je niet eens je eigen term te verzinnen. Ook het concept van de minste weerstand, dat in de verwarmingstechniek verschijnt als koude bruggen, is ook volledig geldig..

Als we een willekeurig materiaal in sectie beschouwen, is het vrij eenvoudig om het warmtestroompad op zowel micro- als macroniveau vast te stellen. Als eerste model nemen we een betonnen muur, waarin, door technologische noodzaak, doorgaande bevestigingen worden gemaakt met stalen staven van een willekeurige doorsnede. Staal geleidt warmte iets beter dan beton, dus we kunnen drie belangrijke warmtefluxen onderscheiden:

• door het beton
• door stalen staven
• van stalen staven tot beton

Warmteverlies door koudebruggen in beton

Het laatste warmtestroommodel is het meest interessant. Omdat de stalen staaf sneller opwarmt, ontstaat er een temperatuurverschil tussen de twee materialen dichter bij de buitenkant van de muur. Staal “pompt” dus niet alleen zelf warmte naar buiten, het verhoogt ook de thermische geleidbaarheid van aangrenzende betonmassa’s.

In poreuze media verlopen thermische processen op een vergelijkbare manier. Bijna alle bouwmaterialen bestaan ​​uit een vertakt web van vaste stoffen waarvan de ruimte gevuld is met lucht. Een stevig, dicht materiaal dient dus als de belangrijkste warmtegeleider, maar vanwege de complexe structuur blijkt het pad waarlangs de warmte zich voortplant groter te zijn dan de doorsnede. De tweede factor die de thermische weerstand bepaalt, is dus de heterogeniteit van elke laag en de gebouwschil als geheel..

Warmteverlies verminderen en het dauwpunt naar de isolatie verschuiven met buitenmuurisolatie

De derde factor die de thermische geleidbaarheid beïnvloedt, is de ophoping van vocht in de poriën. Water heeft een thermische weerstand die 20–25 keer lager is dan die van lucht, dus als het de poriën vult, wordt de algehele thermische geleidbaarheid van het materiaal zelfs hoger dan wanneer er helemaal geen poriën zijn. Wanneer water bevriest, wordt de situatie nog erger: de thermische geleidbaarheid kan tot 80 keer toenemen. De bron van vocht is meestal kamerlucht en atmosferische neerslag. Dienovereenkomstig zijn de drie belangrijkste methoden om met dit fenomeen om te gaan, externe waterdicht maken van muren, het gebruik van stoombescherming en de berekening van vochtophoping, die noodzakelijkerwijs parallel wordt uitgevoerd met het voorspellen van warmteverlies..

Gedifferentieerde berekeningsschema’s

De eenvoudigste manier om de hoeveelheid warmteverlies in een gebouw vast te stellen, is door de waarden van de warmtestroom door de constructies waaruit het gebouw bestaat op te tellen. Deze techniek houdt volledig rekening met het verschil in de structuur van verschillende materialen, evenals met de specifieke kenmerken van de warmtestroom erdoorheen en in de knooppunten van het abutment van het ene vlak naar het andere. Een dergelijke dichotome benadering vereenvoudigt de taak aanzienlijk, omdat verschillende omhullende structuren aanzienlijk kunnen verschillen in het ontwerp van thermische beveiligingssystemen. Dienovereenkomstig is het met een afzonderlijke studie gemakkelijker om de hoeveelheid warmteverlies te bepalen, omdat hiervoor verschillende berekeningsmethoden worden verstrekt:

• Voor wanden zijn warmtelekken kwantitatief gelijk aan het totale oppervlak vermenigvuldigd met de verhouding van het temperatuurverschil tot de thermische weerstand. In dit geval moet rekening worden gehouden met de oriëntatie van de muren ten opzichte van de windstreken om rekening te houden met hun verwarming overdag en met het blaasvermogen van bouwconstructies.
• Voor vloeren is de techniek hetzelfde, maar er wordt rekening gehouden met de aanwezigheid van een zolderruimte en de werking ervan. Ook wordt de kamertemperatuur als 3-5 ° C hoger genomen, de berekende luchtvochtigheid wordt ook verhoogd met 5-10%.
• Het warmteverlies door de vloer wordt zonaal berekend en beschrijft de banden langs de omtrek van het gebouw. Dit komt door het feit dat de temperatuur van de grond onder de vloer hoger is in het midden van het gebouw in vergelijking met het funderingsdeel.
• De warmtestroom door de beglazing wordt bepaald door de paspoortgegevens van de ramen, je moet ook rekening houden met het type aanslag van de ramen tegen de muren en de diepte van de hellingen.

Q = S (?T / R_t)

Waar:

• Q – warmteverlies, W;
• S – muuroppervlak, m²;
• ?T – temperatuurverschil binnen en buiten de kamer, ° С;
• R_t – weerstand tegen warmteoverdracht, m²° С / W.

Rekenvoorbeeld

Voordat we verder gaan met het demo-voorbeeld, laten we de laatste vraag beantwoorden: hoe de integrale thermische weerstand van complexe meerlagige structuren correct berekenen? Dit kan natuurlijk met de hand, aangezien er in de moderne bouw niet veel soorten dragende ondergronden en isolatiesystemen worden gebruikt. Het is echter nogal moeilijk om rekening te houden met de aanwezigheid van decoratieve afwerkingen, interieur- en gevelpleister, evenals de invloed van alle transiënten en andere factoren; het is beter om geautomatiseerde berekeningen te gebruiken. Een van de beste netwerkbronnen voor dergelijke taken is smartcalc.ru, dat bovendien een dauwpuntverschuivingsdiagram tekent, afhankelijk van de klimatologische omstandigheden.

Laten we bijvoorbeeld een willekeurig gebouw nemen, na bestudering van de beschrijving waarvan de lezer in staat zal zijn om de set initiële gegevens te beoordelen die nodig zijn voor de berekening. Er is een huis van één verdieping met een regelmatige rechthoekige vorm met afmetingen van 8,5×10 m en een plafondhoogte van 3,1 m, gelegen in de regio Leningrad. Het huis heeft een ongeïsoleerde vloer op de grond met planken op boomstammen met een luchtspleet, de vloerhoogte is 0,15 m hoger dan de grondplanning op de site. Wandmateriaal – slakkenmonoliet van 42 cm dik met interne cement-kalkpleister tot 30 mm dik en externe slak-cementpleister van het “bontjas” -type tot 50 mm dik. Totale beglazing – 9,5 m², als raam werd een dubbele beglazing in een warmtebesparend profiel met een gemiddelde thermische weerstand van 0,32 m gebruikt²° С / W. De overlap is gemaakt op houten balken: de onderkant is langs de dakspanen gepleisterd, gevuld met hoogovenslakken en bedekt met een dekvloer van klei, boven het plafond bevindt zich een koude zolder. De taak van het berekenen van warmteverlies is de vorming van een systeem voor thermische bescherming van muren.

Verdieping

De eerste stap is het bepalen van het warmteverlies door de vloer. Omdat hun aandeel in de totale warmte-uitstroom het kleinst is, en ook vanwege een groot aantal variabelen (dichtheid en type grond, diepte van bevriezing, massaliteit van de fundering, enz.), Wordt de berekening van warmteverlies uitgevoerd volgens een vereenvoudigde methode met behulp van de verminderde weerstand tegen warmteoverdracht. Langs de omtrek van het gebouw, beginnend bij de contactlijn met het grondoppervlak, worden vier zones beschreven – rondom strepen van 2 meter breed. Voor elk van de zones wordt de eigen waarde van de verminderde weerstand tegen warmteoverdracht genomen. In ons geval zijn er drie zones met een oppervlakte van 74, 26 en 1 m². Laat u niet verwarren door de totale som van de zones van de zones, die 16 m groter is dan de oppervlakte van het gebouw², de reden hiervoor is de dubbele herberekening van de elkaar kruisende stroken van de eerste zone in de hoeken, waar het warmteverlies veel hoger is in vergelijking met de secties langs de wanden. Toepassen van weerstandswaarden voor warmteoverdracht van 2,1, 4,3 en 8,6 m²° С / W voor zones één tot en met drie bepalen we de warmteflux door elke zone: respectievelijk 1,23, 0,21 en 0,05 kW.

Muren

Met behulp van de terreingegevens, evenals de materialen en de dikte van de lagen die de muren vormen, moet u de juiste velden invullen op de hierboven genoemde smartcalc.ru-service. Volgens de resultaten van de berekening blijkt de warmteoverdrachtsweerstand gelijk te zijn aan 1,13 m²° C / W, en de warmteflux door de muur is 18,48 W per vierkante meter. Met een totaal wandoppervlak (exclusief beglazing) van 105,2 m² het totale warmteverlies door de wanden is 1,95 kW / h. In dit geval is het warmteverlies via de ramen 1,05 kW.

Overlap en dak

De berekening van het warmteverlies via de zoldervloer kan ook worden uitgevoerd in de online calculator door het gewenste type omhullende constructies te selecteren. Hierdoor is de vloerweerstand tegen warmteoverdracht 0,66 m²° С / W, en warmteverlies is 31,6 W per vierkante meter, dat wil zeggen 2,7 kW over het gehele oppervlak van de omhullende structuur.

Het totale warmteverlies volgens berekeningen is 7,2 kWh. Met een voldoende lage kwaliteit van bouwconstructies is deze indicator duidelijk veel lager dan de echte. In feite is een dergelijke berekening geïdealiseerd, er wordt geen rekening gehouden met speciale coëfficiënten, luchtstroom, convectiecomponent van warmteoverdracht, verliezen door ventilatie en toegangsdeuren. In feite, als gevolg van slechte installatie van ramen, gebrek aan bescherming bij de aanslag van het dak op de Mauerlat en slechte waterdichtheid van de muren vanaf de fundering, kan het werkelijke warmteverlies 2 of zelfs 3 keer hoger zijn dan de berekende. Niettemin helpen zelfs elementaire warmtetechnische studies om te bepalen of de constructies van een huis in aanbouw tenminste in de eerste benadering zullen voldoen aan de sanitaire normen..

Warmteverlies in huis

Ten slotte zullen we een belangrijke aanbeveling doen: als je echt een volledig begrip wilt krijgen van de thermische fysica van een bepaald gebouw, moet je een goed begrip hebben van de principes die worden beschreven in deze recensie en speciale literatuur. Het referentieboek van Elena Malyavina ‘Warmteverlies van een gebouw’ kan bijvoorbeeld een zeer goede hulp zijn in deze kwestie, waar de specificiteit van warmtetechnische processen in detail wordt uitgelegd, links naar de nodige regelgevingsdocumenten worden gegeven, evenals voorbeelden van berekeningen en alle nodige referentie-informatie.

Vergelijkbare inzendingen:

1. Zes redenen voor warmteverlies in een woonhuis Warm blijven in huis is de belangrijkste taak van elke eigenaar. Dit bespaart niet alleen geld op verwarming, het zorgt ook voor een comfortabele, gezellige sfeer in huis. Laten we samen...
2. Berekening en installatie van LED-schijnwerpers met een ingebouwde bewegingssensor Dit artikel bespreekt het doel van straatverlichting en bepaalt de vereisten voor het project. Beschrijft de mogelijkheid om LED-schijnwerpers te gebruiken met een ingebouwde bewegingssensor om de parkeerplaats te verlichten en...
3. Een uniek doosvormig ontwerp voor een klein woonhuis met een moderne stijl Meer lezen  Hoe je met je eigen handen een buitenoven maakt...
4. Een gedurfd ontwerpproject voor een woonhuis met een volledig open plattegrond Het is op het eerste gezicht helemaal niet duidelijk of dit een huis of een installatie is. Het is zo open dat het de toevallige voorbijganger uitnodigt om binnen te stappen....

Meer lezen  Hoe u een plaats voor een huis op de site kiest