В обсуждениях устал комментировать байку про "основные потери" окон, вентиляции. Про 60-70% в вентиляцию и т.д. Вынужден писать ликбез.
Сразу, откуда у байки ноги растут. Многоэтажка. Из 6-ти поверхностей (4 стены, пол, потолок) - на улицу смотрит одна стена. В частном доме, с улицей контачит все ограждения. Уже на этом уровне, влияние ограждений возрастает в шестеро.
Распишу подробнее, что бы люди понимали, как это считается, вместо бездумного использования калков.
На примере дома 10*10 с потолками 2,5, 10 м2 окон, двухкамерки с обычными стеклами, слои утепления 150 мм минваты в круговую. В Москве. Проживают 4 человека.
В доме, хотим +24С.
Сопротивление ограждений 3,05 м2*С/Вт с учетом потерь каркаса.
Сопротивление окон (СП Теплозащита, приложение К, табл. К1) - 0,5 м2*С/Вт.
Длительность отопительного 205 суток, средняя отопительного -2,2С.
Площадь ограждений 290 м2.
Потери ограждений
Физический смысл теплового сопротивления ограждений:
- на сколько градусов, поднимется температура стены (пола, потолка, окна...) если на квадратный метр, подвести тепловой поток мощностью 1Вт.
Ящик, с сопротивлением стенок в 3,05 м2*С/Вт, при подведении 1Вт на каждый квадрат - нагреется на 3,05С.
Ящик из окон с сопротивлением 0,5 м2*С/Вт - нагреется на 0,5С.
Потребная (средняя за отопительный) температура нагрева от -2,2С, до +24С, всего 26,2С.
Стены
Если 1Вт, греет квадрат ограждения на 3,05С, то для нагрева на 26,2С, нужно 26,2/3,05=8,59Вт/м2.
В доме, 290 м2, полная мощность 8,59*290=2491,1 Вт.
За 205 суток, обогреватель мощностью в 2,4911 кВт, "накрутит":
2,4911*24*205=12256 кВт*ч
Окна
Ровно тот же расчет. 1 Вт греет квадрат на 0,5С, для нагрева на 26,2С, нужно 26,2/0,5=52,4 Вт. Для нагрева 10 м2 окон, нужно 52,4*10=524Вт.
За 205 суток, окна накрутят 0,524*24*205=2578 кВт*ч
Потери окон в 12256/2578=4,75 РАЗ МЕНЬШЕ, чем потери ограждений.
Воздухообмен.
Теплоемкость воздуха 1,2 кДж/м3. Т.е. обогреватель мощностью 1,2 кВт, нагреет куб воздуха на градус за одну секунду.
Норматив 30 м3/ч на человека. Для нагрева такого потока на 1 градус потребная мощность нагревателя 30*1,2/3600=0,01 кВт, или 10 Вт.
Нам нужно греть на 26,2С, тогда на одного человека потребуется 262 Вт.
На четверых 1,05 кВт. При этом, люди выделяют 70-100Вт тепла и реальная потребная мощность не более 700 Вт.
Вентиляция за отопительный сезон накрутит счетчик на 0,7*24*205=3444 кВт*ч.
Потери на подогрев вентиляции в 12256/3444=3,56 РАЗ МЕНЬШЕ, чем потери ограждений.
Общие средние теплопотери: 2491+524+700=3715 Вт.
Доли потерь:
Ограждения 2491/3715 - 67%
Окна 524/3715 - 14%
Вентиляция 700/3715 - 19%
Площадь ограждений 290 м2, стен 40*2,5-10=90 м2. Доля стен 0,31.
Доля в потерях 61,3*0,31=19%. Это про "мало смысла в утеплении стен".
Начало отопительного
Удельные потери этого дома 3715/26,2=142 Вт/С, т.е. для нагрева дома на 1 градус, нужен обогреватель мощностью 142 Вт.
Если предположить, что в доме, выделяется около 500 Вт бытового тепла (холодильник, телик, лампочки...), то этого тепла хватит для нагрева дома на 500/142=3,5 градуса. И, если хотим держать в доме температуру не ниже +20С, то отопитель придется включать при среднесуточной ниже +16,5 градусов. Днем +19, ночью +14С. И, это реальная температура начала отопительного сезона, для такого дома.
Для сравнения. У моего дома, текущие удельные потери 45 Вт/С. Теоретически достижимые (при отключении двух гостевых, монтаже рекуператоров, завершения теплого контура примыкающих вспомогательных строений) - 35 Вт/С. Начало отопительного в таком доме сдвигается до 20-500/35=5,7С. Это +1С ночью, +10С днем. Это еще один штрих, в сторону "бесполезного утепления".
Простой вариант расчета потерь в функции утепления.
В рамках проекта, разработана модель энергообмена дома. Цель - исследование нелинейности связанной со снижением длительности отопительного сезона, при уменьшении потерь.
Там, кроме варианта с расчетом экспонент нагрева/охлаждения в каждой десятиминутки года, заложен обычный расчет, по средней отопительного.
Расчет сопротивления ограждений - тут. Лямбда минваты, скорректирована в соотв. с паспортом производителя.
В этом варианте, становится очевидным необходимость мероприятий по рекуперации воздухообмена.
Инфильтрация.
В процессе обсуждений, был представлен расчет с совершенно дикой потерей на инфильтрацию, бОльшей, всех остальных потерь в сумме. Кому интересно, ищите эту "нетленку" в этой ветке
При попытке узнать тип рассчитываемого шалаша, автор сослался, что мол в Норильске, разностью давлений возникающих вследствие разных температур воздуха дом-улица, рвет стальные жалюзи на вентканалах.
В обсуждении, лень было считать, предложил автору подумать про двери с гидроцилиндрами, потому что такой разностью давлений (обсуждалось 1000Па), уличные двери придавит в пару сотен кг, но тут - посчитаю.
Пусть людей будут контрольные цифры разности давлений при вентиляции с гравитационным побуждением (она же естественная, приток через щели, окна, вытяжка в трубу). Давлений между улицей и домом.
Считается довольно просто СП Теплозащита, формула 7.2 (цитирую):
Δp = 0,55H (γн - γв) + 0,03γнv²
где H - высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;
γн, γв - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле
γ = 3463 / (273 + t),
И, начнем с примера оппонента. Цитирую "Вес разный у воздуха при -40 и при + 80 (это столько наверху цехов), давление на улице и внутри ну очень сильно различается. Гугли в "АВОК""
Ну гуглить в АВОК - мы не будем, а просто посчитаем. Правда оппонент не понимает, что нужна еще и высота, где эти +80, поэтому от фонаря примем 15 метров (цех высотой в пятиэтажку, думаю хватит).
Плотность воздуха при +80С и -40С:
3463/(273+80)=9,81 Н/м3 и 3463/(273-40) =14,86 Н/м3
Разность давлений, при нулевом ветре:
0,55*15*(14,86-9,81) 41 Па.
Или, 4,3 кг/м2. На дверь 1*2 метра, будет давить 8,6 кг. Как у оппонента такие силы ломают сталь - то якутский шаман знает, даже гадать не буду. Зато понятно, что для открывания двери в Норильске, не нужно быть слоном.
Реальные дельты давлений в помещении при +24С в комнате, -40С на улице. Плотность при +24С: 3463/(273+24)=11,66 Па/м3
Разность давлений при высоте комнаты 2,5 м (вытяжка над окном, без ветра):
0,55*2,5*(14,86-11,66)=4,4 Па.
Давить будет 0,4 кг/м2, 400 грамм на квадрат. Страшное давление :)
Оценим, какой ветер создает такое давление:
0,03*14,86*v²=4,4, v =(4,4/(0,03*14,86))^0,5=3.142 м/c, прям ураган.
Ну и оценим, обычную вытяжку на одноэтажке, обрез трубы на высоте аж 7 метров над уровнем пола с учетом средней скорости ветра 3,1 м/с (у нас для него посчитано добавочное давление):
0,55*7*( 14,86-11,66)+4,4 = 16,72 Па.
Это, предельная цифра разности давлений дом-улица, при высокой трубе и сороковнике на улице. В реале от этой цифры только вниз.
