Скорость остывания дома без отопления
Зима. Мороз. Аварийно отключено водяное отопление. Сколько времени есть на ремонт и восстановление работоспособности системы отопления без слива до размораживания? За какое время воздух в помещении остынет до критической температуры, при которой возникнет.
. опасность замерзания воды в трубах?
Критическим значением температуры внутреннего воздуха помещений принято считать +8°C. Предполагается, что при этом в подвалах, технических помещениях, на лестничных клетках температура может оказаться уже отрицательной, и последствия могут быть катастрофическими.
На скорость остывания дома влияют множество факторов: температура и влажность наружного воздуха, скорость и направление ветра, уровень и продолжительность инсоляции, наличие или отсутствие иных внутренних источников тепла (включая людей и животных), инфильтрация, вентиляция.
В расчете, представленном далее, будет учитываться только температура наружного воздуха. Этот факт не добавляет точности, делая расчет, по сути, оценочным, зато существенно его упрощает.
Следует заметить, что наука предлагает более высокоточные алгоритмы расчета скорости остывания дома (например: docplayer.ru/44638823-K-teorii-matematicheskogo-modelirovaniya-teplovogo-rezhima-zdaniy.html). Однако вся их точность нивелируется сложностью корректного определения фактических значений многочисленных исходных данных. А так как исходных параметров много, то неточности их значений в результате вычислений накапливаются в одной большой погрешности конечного результата.
Теория.
По классическому закону Ньютона-Рихмана время нагрева (охлаждения) тела в среде с постоянной температурой определяется по формуле:
z=(LN (ABS (tн-t1)) -LN (ABS (tн-t2)))·c·ρ·V/(α·F), с (1)
- tн — температура среды, °C
- t1 — начальная температура тела, °C
- t2 — температура тела по истечении времени z, °C
- c — удельная теплоемкость тела, Дж/(кг·К)
- ρ — плотность тела, кг/м3
- V — объем тела, м3
- α — коэффициент теплоотдачи на границе поверхность тела — среда, Вт/(м2·К)
- F — площадь поверхности тела, м2
Выделим правую часть формулы и обозначим β:
β=c·ρ·V/(α·F), с (2)
β имеет размерность времени — секунда:
В строительной теплотехнике величину β принято называть коэффициентом аккумуляции тепла здания и считать не в секундах, а в часах.
Наиболее надежным, достаточно точным и простым способом определения коэффициента аккумуляции здания β является практический замер температуры воздуха в помещении (как правило, в угловом) при отключенном отоплении и достаточно стабильной наружной температуре при пасмурной безветренной погоде без осадков.
Если температура воздуха в точке замера снизится с t1 до t2 за z часов, то согласно тем же формулам (1) и (2):
β=z/LN ((t1-tн)/(t2-tн)), час (3)
Для некоторых типов зданий значения β приведены в таблице:
* МДС 41-6.2000, Таблица 2, автор таблицы: к.т.н. Брайнина Е.Ю.
** Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление, Москва, Стройиздат, 1991, стр. 81
Зная коэффициент аккумуляции β, можно достаточно легко смоделировать процесс остывания, вычислив время и среднюю скорость остывания дома:
z=β·LN ((t1-tн)/(t2-tн)), час (4)
Расчет в Excel скорости и времени остывания помещения.
На скриншотах далее представлен пример выполнения расчета, реализованного в Excel, с интерактивным отображением графика остывания помещения.
Задав исходные данные, вписав их в ячейки со светло-зеленой и светло-бирюзовой заливкой, пользователь получает автоматически вычисленные время z и скорость остывания v в ячейках листа Excel со светло-желтой заливкой фона.
Меняя шаг времени (в примере задан шаг 2 часа), можно визуально оценить темп остывания в разные по длине периоды времени.
В примере на скриншотах воздух в некоем помещении с коэффициентом аккумуляции β=20 часов остывает с t1=20°C до t2=8°C при температуре наружного воздуха tн=-10°C. Расчет в Excel показывает, что этот процесс по времени займет z=10,2 часа.
Средний темп падения температуры или скорость остывания в течение этого промежутка времени составит v=1,2°C/час. Самая большая скорость остывания будет в первый час после отключения отопления: vmax=1,4°C/час.
Беглого взгляда на график достаточно, чтобы понять, что отрицательной температура воздуха в помещении станет через 22 часа.
Программу можно использовать для расчета коэффициента аккумуляции β или температуры воздуха в помещении t2 по известному времени остывания z при помощи сервиса Excel «Подбор параметра».
Заключение.
Скорость остывания дома при отключении отопления зависит в первую очередь при отсутствии инфильтрации от коэффициента аккумуляции здания и от разницы между внутренней и внешней температурой воздуха.
Наибольшей способностью аккумулировать (запасать и сохранять) тепло обладают тяжелые массивные кирпичные старые здания с чугунными радиаторами и большим объемом воды в системе отопления. У таких домов коэффициент аккумуляции β достигает порой 120 часов.
С увеличением в здании количества и размеров окон, с уменьшением толщины стен в связи с широким использованием легких утеплителей, с распространением конвекторов, обуславливающих относительно небольшой объем теплоносителя в системе современные легкие дома плохо аккумулируют тепло. У таких зданий β может быть 40-20 часов и даже меньше.
Для одного и того же здания коэффициент аккумуляции угловых помещений верхних этажей меньше чем у срединных помещений средних этажей в 1,5-2 раза.
Прошу уважающих труд автора скачивать файл с программой расчетов после подписки на анонсы статей!
Если не будет отопления в моей квартире , как быстро она промерзнет?
Сообщений: 4 160
А если не топить в такие морозы, то скольокградусов будет в квартире ? Неужели минус ?
Сообщений: 1 418
Минуса точно не будет. Мы до морозов в этом году (до -15 примерно), вообще изредка только отопление включали. При этом температура в квартире держалась 20-22.
Хотя может это от дома зависит. У нас дом строился ИСКО-Ч, стены цельнокирпичные + с утеплением.
А в ОФС-овских домах, каркасных, и подбных, наверное теплоизоляция похуже будет.
Сообщение отредактировал Дядя Саша — Dec 15 2009, 14:42
Мусечка моя, Мурыся.
Сообщений: 4 622
Из: рекаю
если есть соседи которые топят будет в доме плюс, но сколько зависит от теплопотери, если дома малозаселенный. то в такой мороз может что-нибудь и замерзнет.заметила, что дома стало как-то зябко, так сильно не топили в морозы в прошлом году, все потому, что нет снега, он сдерживает тепло
Сообщений: 5 828
Из: Казань
+1. Сосед сверху «пробивал» индивидуальное отопление в доме с центральным, дело затянулось, он год жил вообще без никакого. Говорил, что +18 держалось всегда, за счет стен соседей, внутренних обогревателей в виде газ. плиты во время готовки, компа, ТВ, полотенцесушителя в ванной и самих теплокровных обитателей.
Сообщение отредактировал Дядя Саша — Dec 15 2009, 14:48
Сообщений: 4 160
Это получается можно вообще отопление отключить, если уж припрет. А нежилые в многоквартирных домах, так вообще не отпаливать.
У кого еще есть опыт ?
Сообщений: 64 707
Из: Чебоксары
Telegram: @blog21
Зимой прошлого года у нас в квартире случилась авария из-за чего котёл не работал. Мороз был -15, ночью -20. Ночь мы провели без отопления.
Всё очень быстро остывало — с 22-24 градусов комфортной температуры, до 18 градусов вечером и 13-14 градусов на утро. В тех комнатах где не было отопления был дубак.
Ждать когда остынет до нуля мы, слава богу, не стали. Ремонтники прибыли утром, отопление завели ближе к обеду.
Соседей, которые отапливали бы квартиры, у нас тогда не было. Зачастую бывает тепло за их счет.
Сообщений: 7 438
Из: Чебоксары
Это получается можно вообще отопление отключить, если уж припрет. А нежилые в многоквартирных домах, так вообще не отпаливать.
У кого еще есть опыт ?
Знакомые уезжая на пару недель зимой в загранку обычно отключают батареи (вентилями — видимо протечек боятся) и квартира отапливается только за счет самих трубок стояков (но они тонкие и толку от них. )
Если при этом морозов жутких нет то ниже +18-20 не опускается температура. А если холодно на улице то пониже, но не особо. Однозначно не до отрицательной температуры.
Как у меня первый раз замерзла система отопления в доме
Такая ситуация наверное самая страшная в доме, где в качестве теплоносителя выступает вода, а тем более, когда это дальняя дача, куда еще надо добраться, чтобы попытаться спасти дом.
После реконструкции дома и подключения газа, в качестве системы отопления я выбрал настенный газовый котел Baxi , установленный на кухне со стальными радиаторами Керми . Трубы отопления полипропиленовые . Пол на кухне, ванной и в прихожей у меня выложен плиткой, и там я сделал электрический теплый пол для комфорта ног.
Дом мы сейчас используем в качестве дачи, круглогодично с почти еженедельными наездами. Когда мы дома, то ставим температуру 21 градус во всем доме, а когда уезжаем в город, то температура у нас где-то 16-17 градусов.
Ниже держать не имеет смысла, если вы приезжаете в дом регулярно почти каждую неделю. Однако все равно даже поддержание в доме +16 градусов позволяет экономить на отоплении.
Температура в доме контролируется с помощью GSM-сигнализации «Кситал 4Т»
Кситал меня уже один раз выручал, когда у меня отключился котел зимой, когда было -20 градусов, прислал сообщение о падении температуры теплоносителя ниже допустимой. Я попросил своего соседа зайти и проверить — оказалось, что котел выдал ошибку и отключился. Сосед перезапустил котел и система заработала. Я потом нашел причину, почему это произошло и с тех пор у меня котел не отключался. Единственно, что надо следить за давлением воды в системе.
Расслабился я после этого, так как причин для беспокойства не было. А зря.
Так как погода у нас может преподнести самые неожиданные сюрпризы.
Я как обычно в свое отсутствие держал температуру в доме +16 градусов. 27.02.2018 г. я ночью получаю сообщение от Кситал по смс, что температура в гостиной, и чулане опустилась ниже 16 градусов, в то время как в других частях дома температура была нормальная. Стал смотреть, что было с температурой наружного воздуха в деревне и увидел такую аномалию:
Температура воздуха на улице ночью упала с -8 градусов до -27, т.е. почти на 20 градусов!
Я предположил, что где-то просто у меня прихватило трубу. Так как котел все равно работал, то за счет обогрева других комнат, в гостиной, чулане и прихожей температура держалась около 10 градусов.
Когда я приехал на выходных в дом, то сразу нашел место, где у меня замерзли трубы отопления (отмечено красной стрелкой)
В этом месте идет стык сруба и каркасной пристройки. Все дело оказалось, в том, что накосячили мои работники, которые плохо там утеплили стык. Трубы у меня идут в стене за вагонкой. Я снял одну из досок, чтобы подобраться к трубам. Но как я не старался, так и не смог отогреть эту часть трубы. Направлял тепловую пушку, оставлял ее на ночь. Но тщетно. Оставалось только ждать теплую погода.
Кстати, этот случай нам помог приготовиться к аварийному случаю. Мы достали свои старые электроконвекторы, которые служили нам, еще до того, как поставили газовое отопление. Отмыли их. Всего у нас их 5 штук. 2штуки служили нам для временного обогрева. Заодно проверили все на работоспособность. Теперь у нас все конвекторы лежат в пленочки, чистенькие, готовые на «всякий пожарный» случай.
Трубы отогрелись только 13 марта, когда температура наружного воздуха поднялась до 1.5 градусов
Кстати, система у меня на полипропиленовых трубах, которые выдержали такую заморозку, так как могут расширяться в таких случаях.
Если бы система была на металлопластике, то он был треснул и меня ждал некислый ремонт.
Такой вот случай, после которого пришлось переутеплять это место в доме и следить за параметрами температуры в сильные морозы. Мне еще повезло и я отделался малой кровью.
Урок хороший! Если будет возможность, то проверю дом с помощью тепловизора.
Спасибо, что дочитали! Впереди еще много интересного!
Если понравилось, то ставьте лайк!
Подписывайтесь на канал!
Что еще почитать на моем канале близкое по тематике:
