Удельная отопительная характеристика здания: расчет, формулы, определения.

Термин «тепловая характеристика» относится к свойствам здания, которые относятся к его способности контролировать или взаимодействовать с энергией, содержащейся в тепловой энергии. Надлежащее рассмотрение тепловых характеристик здания имеет важное значение для здоровья и безопасности людей, находящихся в нем, а также для эффективного использования энергетических ресурсов.

производим расчет

В отношении зданий тепловые характеристики, как правило, регулируются естественными законами термодинамики, которые определяют потребление, сохранение и отведение тепловой энергии. Количество тепловой энергии, содержащейся в здании, зависит от многих различных факторов, таких как ориентация, положение, форма и материалы оболочки здания. Надлежащая конструкция будет включать несколько слоев изоляции, чтобы свести к минимуму потери тепла и обеспечить эффективное использование источников энергии.

В дополнение к мерам по энергосбережению необходимо также учитывать тепловые характеристики здания с точки зрения обеспечения комфорта жильцов. Температура воздуха в помещении, влажность и вентиляция имеют решающее значение для создания комфортной среды. Оболочка здания должна быть спроектирована таким образом, чтобы получать достаточное количество естественного света и воздуха, сводя к минимуму влияние погодных изменений.

Что такое удельный расход тепла на отопление? Сколько измеряется удельный расход тепловой энергии на отопление зданий и, главное, где рассчитывается его величина?

В этой статье мы познакомимся с фундаментальной концепцией теплотехники, изучив несколько связанных концепций.

Что это такое?

Определение удельной отопительной характеристики здания СП 23-101-2000 представлено достаточно широко. Согласно документу, так называют тепло, необходимое для поддержания нормальной температуры здания, относящееся к единице площади или объема и еще один параметр – количество градусов в отопительном периоде.

Для чего нужно знать это? Первоочередное – это оценка энеркоэффективности постройки, а также возможность планирования финансов для уплаты отопления.

как произвести расчет?

На самом деле в СНиП 23-02-2003 четко сказано: Удельный расход тепловой энергии на отопление здания не должен превышать установленного параметра, рассчитывающийся на м2 или м3. Чем качественнее выполнена изоляция, тем меньшее количество энергии потребуется для обогрева.

Градусо-сутки – это …

Градусо-сутки важное понятие, используемое в метеорологии для измерения температуры воздуха за определенный период времени. Градусодень — это разница между средней дневной температурой и эталонной температурой, обычно 65°F (18,3°C). Если средняя дневная температура ниже 65°F, то это градусо-сутки с охлаждением, а если она выше 65°F, то это градусо-сутки с подогревом. Градусо-сутки используются для измерения температуры с точки зрения комфорта человека и могут использоваться для прогнозирования потребления энергии для отопления или охлаждения зданий.

понятие используемое в метеорологии

Понятие градусо-сутки было впервые предложено немецким ученым Густавом А. Кенигом в 1818 году, который предложил использовать термин «экстентин» для описания температуры в регионе. Эта концепция была усовершенствована Бенджамином Альваресом, а затем Джоном фон Нейманом в 1948 году. В 1950-х годах она была принята Бюро погоды и с тех пор стала важной мерой для метеорологов и специалистов по планированию энергетики.

Градусо-сутки является важным показателем для специалистов по энергетическому планированию, поскольку его можно использовать для оценки энергопотребления здания. Когда среднесуточная температура ниже 65°F, зданию может потребоваться дополнительная энергия для поддержания комфортной температуры. Когда среднесуточная температура превышает 65°F, зданию может потребоваться меньше энергии, так как может потребоваться меньшее охлаждение или обогрев.

Определение неразрывно связано с объемом тепла, который необходим для проживания человека в том или ином помещении. Рассчитывается по формуле GSOP=Dt*Z, где:

GSOP – математическое ожидание;

Dt – разница между нормируемой внутренней температурой здания (должна быть от +18 до +22 С по действующим СНиП) и средней температурой пяти самых холодных дней зимы.

Z – продолжительность отопительного сезона в днях.

Как нетрудно догадаться, значение этого параметра определяется климатической зоной, которая для российских территорий варьируется от 2000 (Крым, Краснодарский край) до 12000 (Чукотский АО, Якутия).

Величина измерения параметра

Удельные отопительные характеристики зданий в СНиП используются кДж/(м2*С*сут) и кДж/(м3*С*сут) параллельно с первым значением.

Кроме килоджоулей доступны и другие единицы измерения тепла – килокалории (Ккал), гигакалории (Гкал) и киловатт-часы (КВтч).

С чем они связаны?

  • 1 гигакал = 1 000 000 ккал.
  • 1 гигакалория = 4184000 килоджоулей.
  • 1 гигакал = 1162,2222 киловатт-часа.

Технические особенности

При расчете удельных отопительных характеристик здания учитывается разница (в градусах) между внутренней и наружной температурой. Этот показатель обозначается буквой q. Измеряется в Вт/(м3*К) или ккал/(ч*м3*°С). При этом удельные тепловые свойства отапливаемого здания определяют средний уровень теплопотерь на 1 м2 здания за 1 час, на градус разницы между внутренней и наружной температурой. Внешние температуры основаны на температурах пяти самых холодных дней из восьми самых холодных зим за последние 50 лет.

Формула удельной отопительной характеристики зданий

Тепло, рассеиваемое 1 кубометром здания, с учетом разницы температур (Q) в 1 градус можно получить по следующей формуле:

Qзд=1/F0*(Fст/Rт.ст+ Fок/Rт.ок+n1* Fпол/Rт.пол+n2* Fпок/Rт.пок), где:

F0 – отапливаемая площадь здания, м2;

Fст/ок/пол/пок – площади, соответственно наружных стен, окон, пола, покрытия, м2;

Rт.ст/т.ок/т.пол/т.пок – сопротивление теплопередаче, соответственно наружных стен, окон, полы, покрытия, м2*С/Вт;

n – Коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

Существует и другая формула, по которой можно рассчитать фактические характеристики, где годовой расход топлива (Q), средние температурные условия в здании (оттенок) и на улице (текст) и время нагрева (z) рассматриваются как основа расчета:

Наиболее удобной является система расчета, предложенная профессором Н. С. Ермолаевым. Преимущество использования данной системы расчета удельной отопительной характеристики зданий заключается в том, что она учитывает конструктивные особенности здания. Использует коэффициент, чтобы показать соотношение размера остекления к площади стены. В формуле Ермолаева используются коэффициенты таких показателей, как теплоотдача окон, стен, потолков и полов.

Расчет

Рассчитать точное значение теплопотерь любого здания практически невозможно. Однако уже давно разработаны методы приближенных расчетов, дающие достаточно точные средние результаты в статистических пределах.

Коэффициент теплоотдачи здания имеет важное значение не только при расчете удельных теплотехнических характеристик здания, но и в процессе проектирования системы отопления.

измерение тепла

Значения, измеренные в самых холодных условиях, определят максимальную нагрузку на котел или другое отопительное оборудование. Это требуется для правильного создания проекта отопительной сети и определить показатели ее энергетической эффективности.

Чтобы определить теплопотери помещения необходимо знать:

  • теплоизоляционные характеристики поверхности;
  • коэффициент поверхностной теплопередачи;
  • температурный режим на улице и в помещении.

Наряду с тепловой мощностью часто необходимо рассчитать потребляемую тепловую энергию в сутки, в час, в год или среднее потребление электроэнергии. Как это сделать? Приведем несколько примеров.

Энергия нагрева в час, внесенная в таблицу, рассчитывается по формуле Qот=q*a*k*(tin-tno)*V, где:

Qot – ожидаемое значение ккал.

Q – Удельная теплотворная способность дома, единица измерения — ккал/(кубический метр*градус Цельсия*час).

Удельная теплопроизводительность зависит от размера, возраста и типа здания.

а – поправочный коэффициент вентиляции (обычно равен 1,05 – 1,1).

k – поправочный коэффициент для климатической зоны (0,8 – 2,0 для разных климатических зон).

Олово – внутренняя комнатная температура (+18 – +22 С).

tno – температура наружного воздуха.

V – объем здания с его оболочкой.

Для расчета ориентировочного годового расхода тепла на отопление здания с удельным расходом 125 кДж/(м2*С*сут) и площадью 100 м2, расположенного в климатической зоне с параметром ГСОП=6000, нужно просто умножить 125 на 100 (квадратный метр) умножить на 6000 (количество градусо-дней в отопительном периоде). 125*100*6000=75000000 кДж или около 18 гигакал или 20800 кВтч.

Чтобы перевести годовой расход в среднюю тепловую мощность отопительного оборудования, разделите его на количество часов отопительного сезона. Если он длится 200 дней, то средняя тепловая мощность для вышеуказанного случая составляет 20800/200/24=4,33 кВт.

Заключение

Удельная тепловая характеристика здания является важной, но часто упускаемой из виду характеристикой. Это свойство относится к возможностям теплопередачи материалов здания, которые могут определять, насколько жарко в помещении летом и насколько хорошо оно сохраняет тепло зимой. Чтобы понять и оптимизировать внутреннюю среду здания, важно иметь представление об этой характеристике.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих конкретные характеристики обогрева здания, являются материалы, из которых оно построено. Изоляция и материалы, такие как камень, кирпич и глина, являются отличными теплоизоляторами, то есть они сохраняют тепло внутри здания и не пропускают его в окружающий воздух. Эти материалы часто используются в стенах или крышах зданий, а также в полах, чтобы земля оставалась прохладной.

Различные комбинации материалов и методы строительства могут использоваться для управления теплопередачей по всему зданию или оптимизации его для конкретных областей.

Кроме того, на удельную отопительную характеристику здания влияет и его вентиляционная система. Это включает в себя такие функции, как окна, вентиляционные отверстия, вентиляторы и системы кондиционирования воздуха. Наличие достаточной вентиляции может предотвратить невыносимую жару или влажность в помещении, а также снизить вероятность таких проблем, как плесень и повреждение водой. Размер и расположение вентиляционных отверстий, окон и вентиляторов могут помочь управлять циркуляцией воздуха, температурой и уровнем влажности во всем здании.

Внутренняя среда здания также зависит от ориентации и формы здания. Например, здание с большим количеством комнат с большими окнами, скорее всего, быстрее нагревается летом, так как солнечные лучи непосредственно нагревают внутреннее пространство. Между тем, было показано, что здания, фасады которых ориентированы на север, имеют несколько более регулируемую температуру в течение дня. Кроме того, важным фактором является форма здания; в зданиях с высокими потолками днем становится жарче, а в зданиях с низкими потолками прохладнее.

Отделка, такая как краска и облицовка, также может влиять на специфические характеристики обогрева здания. Некоторые краски, покрытия и облицовка могут отражать или поглощать тепло, а также регулировать уровень влажности. Кроме того, разрабатывается много новых «умных» материалов, таких как материалы с фазовым переходом, для оптимизации управления теплом в здании.

Итак, удельная тепловая характеристика здания является важным фактором, который необходимо учитывать для обеспечения комфорта и эффективности внутренней среды здания. Понимая динамику его изоляционных материалов, системы вентиляции, ориентации и формы, а также отделки здания, можно оптимизировать характеристики здания, чтобы лучше управлять внутренней температурой и экономить затраты на энергию.

Рома Админ
Оцените автора
Utepleniem.ru
Добавить комментарий