Tepelné Ztráty

Výpočet Vodivé Tepelné Ztráty Přes Povrch

Tepelná ztráta povrchu závisí na jeho ploše, na tom, jak dobře odolává tepelnému toku (jeho hodnotě R), a na velikosti teplotního rozdílu, který odděluje: Tepelná ztráta = Plocha × Teplotní rozdíl ÷ Hodnota R. Zadejte plochu povrchu, jeho hodnotu R a vnitřní a venkovní teplotu, a tato kalkulačka zjistí, kolik BTU za hodinu tento povrch ztrácí.

Nižší hodnota R (méně izolace) nebo větší teplotní rozdíl mezi vnitřkem a venkem obojí zvyšují tepelnou ztrátu. Toto je stejný základní vztah, díky kterému se špatně izolovaná stěna zdá studená na dotek v zimní den, a proč je přidání izolace jedním z nejúčinnějších způsobů, jak snížit náklady na vytápění a chlazení domu.

Klíčové Faktory ke Zvážení

• Toto počítá vždy jeden povrch — celková tepelná ztráta domu je součtem přes všechny stěny, okna, střechu a podlahu. Okna mají obvykle mnohem nižší hodnoty R než stěny (často R-2 až R-5 pro okno oproti R-13 nebo vyšší pro izolovanou stěnu), takže jsou často neúměrně velkým přispěvatelem k celkové tepelné ztrátě na čtvereční jednotku plochy povrchu.
• Tento vzorec zachycuje pouze vodivou tepelnou ztrátu, ne infiltraci vzduchu. Vzduch unikající mezerami, trhlinami a nezatěsněnými průchody je samostatnou, často podstatnou cestou tepelné ztráty, kterou tento výpočet nezahrnuje — dům může mít podle tohoto vzorce dobře izolované (nízkoztrátové) povrchy a přesto ztrácet značné teplo únikem vzduchu, který vzorec neměří.
• Pro dimenzování topného zařízení se obvykle používá „návrhová teplota” místo průměrné nebo rekordně chladné teploty. Inženýři běžně používají regionální zimní návrhovou teplotu (realisticky chladnou, ale ne rekordní hodnotu specifickou pro vaši oblast) místo buď průměrné denní teploty, nebo nejchladnějšího dne kdy zaznamenaného, pro dimenzovací odhad, který je konzervativní, aniž by byl divoce předimenzovaný.
• Úplný výpočet topné nebo chladicí zátěže zohledňuje více než vedení tepla jedním povrchem. Řádný výpočet zátěže celé budovy (jako průmyslový standard Manual J) také zohledňuje infiltraci vzduchu, vnitřní tepelné zisky od lidí a spotřebičů a solární tepelný zisk skrze okna — tato kalkulačka odhaduje jednu součást tohoto většího obrazu, ne úplný výpočet zátěže sám o sobě.

Vzorec

$$Q = \frac{A \times \Delta T}{R}$$

Kde $Q$ je tepelná ztráta (BTU za hodinu), $A$ je plocha povrchu (čtvereční stopy), $\Delta T$ je teplotní rozdíl mezi vnitřkem a venkem (°F), a $R$ je hodnota R povrchu (ft²·°F·hod/BTU) — standardní imperiální jednotka, ve které jsou hodnoty R uváděny.

Vypočítaný příklad

Stěna o ploše 500 čtverečních stop s izolací R-13, s vnitřní teplotou 70 °F a venkovní 30 °F:

1. Teplotní rozdíl: 70 - 30 = 40 °F.
2. Tepelná ztráta: 500 × 40 ÷ 13 ≈ 1 538 BTU za hodinu.

Zdvojnásobení hodnoty R (na R-26, zhruba dvojnásobná izolace) by tuto tepelnou ztrátu snížilo na polovinu — stejná stěna, stejný teplotní rozdíl, ale poloviční množství energie unikající každou hodinu.

Časté Chyby

• Zadání U-faktoru, jako by šlo o hodnotu R. Okna jsou často hodnocena U-faktorem místo hodnoty R, a oba se pohybují opačným směrem — nižší U-faktor znamená lepší izolaci, zatímco nižší hodnota R znamená horší izolaci. Protože hodnota R = 1 ÷ U-faktor, zadání U-faktoru přímo do pole hodnoty R produkuje zcela chybný výsledek.
• Použití dnešní venkovní teploty nebo sezónního průměru při dimenzování topného zařízení. Jak bylo uvedeno výše, dimenzování zařízení by mělo používat regionální zimní návrhovou teplotu, ne jen to, co teploměr ukazuje v mírný den — poddimenzování zařízení na základě průměrné teploty ponechá dům neschopný udržet krok v nejchladnějších nocích.
• Považování tepelné ztráty jednoho povrchu za celkový požadavek na vytápění domu. Tato kalkulačka zjišťuje ztrátu přes jednu stěnu, okno nebo sekci střechy — celková tepelná ztráta domu (a tedy potřebná velikost pece nebo tepelného čerpadla) je součtem přes každý vnější povrch, ne jen ten zde zadaný.
• Předpoklad, že tento údaj již zahrnuje průvan a únik vzduchu. Jak bylo uvedeno výše, jde pouze o vodivou ztrátu — dům s vynikajícími hodnotami R stěn a oken může přesto pociťovat průvan a ztrácet značné teplo netěsnými mezerami, které tento vzorec vůbec nezachycuje.

Užitečné Informace

Hodnota R a metrická hodnota RSI nejsou vzájemně zaměnitelné pouhým posunutím desetinné čárky. Mimo USA se izolace obvykle udává v RSI (m²·K/W) namísto R-hodnoty (ft²·°F·hr/BTU) — převod mezi nimi znamená vynásobit R-hodnotu přibližně 0,1761 (nebo vydělit RSI stejným faktorem), takže americká stěna R-13 odpovídá přibližně RSI-2,3, nikoli “13” v metrických jednotkách. Přímé srovnání technického listu izolace z jednoho systému s číslem z druhého systému bez předchozího převodu způsobí, že jinak rovnocenná izolace bude vypadat velmi odlišně.