Termoteknisk beregning af en bygning: detaljer og formler til udførelse af beregninger + praktiske eksempler

Under bygningens drift er både overophedning og frysning uønsket. Fastlæggelse af mellemgrunden tillader beregning af termoteknik, som ikke er mindre vigtig end beregningen af ​​rentabilitet, styrke, modstand mod brand, holdbarhed.

Baseret på varmetekniske standarder, klimatiske egenskaber, damp- og fugtighedspermeabilitet foretages valget af materialer til konstruktion af lukkende strukturer. Hvordan man udfører denne beregning, overvejer vi i artiklen.

Formålet med beregning af varmeteknik

Meget afhænger af de termiske egenskaber ved bygningens hovedhegn. Dette er fugtigheden i strukturelementerne og temperaturindikatorer, der påvirker tilstedeværelsen eller fraværet af kondensat på de indvendige skillevægge og lofter.

Beregningen viser, om stabile temperatur- og fugtighedsegenskaber opretholdes på plus- og minus-temperaturer. Listen over disse egenskaber inkluderer også en sådan indikator som den mængde varme, der mistes af bygningskonvolutten i den kolde periode.

Du kan ikke begynde at designe uden at have alle disse data. Vælg tykkelsen på vægge og gulve, lagsekvensen, baseret på dem.

I henhold til reglerne i GOST 30494-96 temperaturværdier indeni. I gennemsnit er det 21⁰. Samtidig skal relativ luftfugtighed forblive i en behagelig ramme, og det er et gennemsnit på 37%. Den største hastighed af luftmassebevægelse - 0,15 m / s

Varmeteknisk beregning sigter mod at bestemme:

1. Er designerne identiske med de angivne krav med hensyn til termisk beskyttelse?
2. Er det behagelige mikroklima inde i bygningen så fuldt sikret?
3. Er der sikret optimal termisk beskyttelse af strukturer?

Hovedprincippet er at opretholde en balance mellem forskellen i temperaturindikatorer for atmosfæren i de indvendige strukturer i hegn og rum. Hvis det ikke overholdes, vil disse overflader absorbere varme, og indeni vil temperaturen forblive meget lav.

Ændringer i varmefluxen bør ikke påvirke den indre temperatur væsentligt.Denne egenskab kaldes varmemodstand.

Ved at udføre en termisk beregning bestemmes de optimale grænser (minimum og maksimum) af dimensionerne på vægge og gulve i tykkelse. Dette er en garanti for bygningsdrift i en lang periode, både uden ekstrem frysning af strukturer og overophedning.

Parametre til udførelse af beregninger

For at udføre varmeberegning skal du have de oprindelige parametre.

De afhænger af en række karakteristika:

1. Destination af bygningen og dens type.
2. Orienteringer af lodrette bygningskonvolutter i forhold til orienteringen til kardinalpunkterne.
3. De geografiske parametre for det fremtidige hjem.
4. Bygningens mængde, dets antal etager, areal.
5. Typer og dimensionelle data for dør, vindueåbninger.
6. Type opvarmning og dens tekniske parametre.
7. Antallet af fastboende.
8. Materiale af lodrette og vandrette indkapslende strukturer.
9. Overlapper øverste etage.
10. Udstyret med varmt vand.
11. Type ventilation.

Andre strukturelle træk ved strukturen tages med i beregningen. Luftpermeabiliteten i bygningskonvolutter bør ikke bidrage til overdreven afkøling inde i huset og reducere elementernes varmeskærmende egenskaber.

Tab af varmeårsager og vandstopning af væggene, og derudover fører dette til fugtighed, hvilket påvirker bygningens holdbarhed negativt.

I beregningsprocessen bestemmes først de termiske konstruktionsdata for byggematerialer, hvorfra bygningskonvolutten er lavet. Derudover er den nedsatte varmeoverførselsmodstand og overensstemmelse med dens normative værdi afhængig af bestemmelse.

Formler til beregning

Huslækager, som huset har mistet, kan opdeles i to hoveddele: tab gennem bygningskonvolutter og tab forårsaget af funktion ventilationssystem. Derudover går varmen væk, når varmt vand ledes ud i kloaksystemet.

Tab gennem bygningskonvolutter

For de materialer, der udgør de lukkede strukturer, er det nødvendigt at finde værdien af ​​det termiske ledningsindeks Kt (W / m x grad). De findes i de relevante mapper.

Nu ved at kende lagenes tykkelse i henhold til formlen: R = S / CTberegne den termiske modstand for hver enhed. Hvis designet er flerlags, tilføjes alle de opnåede værdier.

Dimensionerne på varmetab bestemmes let ved at tilføje varmestrømme gennem de lukkede strukturer, der faktisk udgør denne bygning

Vejledt af denne teknik skal du tage højde for det øjeblik, hvor materialerne, der udgør strukturen, har en anden struktur. Det tages også højde for, at varmefluxen, der passerer gennem dem, har forskellige detaljer.

For hvert individuelt design bestemmes varmetab ved formlen:

Q = (A / R) x dT

her:

• A - areal i m².
• R er modstanden for varmeoverførselsstrukturen.
• dT er temperaturforskellen mellem ydersiden og indersiden. Det skal bestemmes i den koldeste 5-dages periode.

Ved at udføre beregningen på denne måde kan du kun få resultatet i den koldeste fem-dages periode. Det samlede varmetab for hele den kolde sæson bestemmes ved at tage hensyn til parameteren dT under hensyntagen til temperaturen, ikke den laveste, men gennemsnittet.

I hvilken grad varme absorberes såvel som varmeoverførsel afhænger af klimafugtigheden i regionen. Af denne grund anvendes fugtighedskort i beregningerne.

Beregn derefter den mængde energi, der er nødvendig for at kompensere for det varmetab, der er gået både gennem bygningskonvolutten og gennem ventilation. Det er angivet af W.

Der er en formel til dette:

W = ((Q + QB) x 24 x N) / 1000

I det N er varigheden af ​​opvarmningsperioden i dage.

Ulemperne ved beregning af området

Beregningen baseret på arealindikatoren er ikke særlig nøjagtig. Her tages der ikke hensyn til en sådan parameter som klima, temperaturindikatorer, både minimum og maksimum, fugtighed. På grund af ignorering af mange vigtige punkter har beregningen betydelige fejl.

Forsøger ofte at blokere dem, giver projektet "lager".

Hvis du ikke desto mindre har valgt denne metode til beregning, skal du overveje følgende nuancer:

1. Med en højde på lodrette hegn op til tre meter og tilstedeværelsen af ​​højst to åbninger på en overflade er resultatet bedre at multiplicere med 100 watt.
2. Hvis projektet har en balkon, ganges to vinduer eller en loggia ganget med et gennemsnit på 125 watt.
3. Når lokalerne er industrielle eller lager, bruges en 150W multiplikator.
4. Hvis radiatorer er placeret i nærheden af ​​vinduer, øges deres designkapacitet med 25%.

Arealformlen er:

Q = S x 100 (150) W.

Her er Q et behageligt varme niveau i bygningen, S er området med opvarmning i m². Nummer 100 eller 150 - den specifikke mængde termisk energi, der bruges til opvarmning af 1 m².

Tab gennem hjemmeventilation

Den vigtigste parameter i dette tilfælde er luftkursen. Forudsat at husets vægge er dampgennemtrængelige, er denne værdi lig med enheden.

Indtrængning af kold luft ind i huset udføres ved forsyningsventilation. Udstødningsventilation bidrager til afgang af varm luft. Reducerer tab gennem ventilation af varmeveksleren. Det tillader ikke varme at flygte sammen med udblæsningsluften, og han varmer de indkommende strømme

Det giver mulighed for en komplet opdatering af luften inde i bygningen på en time. Bygninger, der er konstrueret i henhold til DIN-standarden, har vægge med en dampbarriere, og her anses luftudvekslingen til at være to.

Der er en formel, hvorved varmetab gennem et ventilationssystem bestemmes:

Qw = (V x Qu: 3600) x P x C x dT

Her angiver symbolerne følgende:

1. Qв - varmetab.
2. V er rumets rumfang i mᶾ.
3. P er lufttætheden. dens værdi tages lig med 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - hastigheden for udveksling af luft.
5. C er den specifikke varme. Det er lig med 1005 J / kg x C.

Baseret på resultaterne af denne beregning er det muligt at bestemme effekten af ​​varmegeneratoren i varmesystemet. Hvis strømværdien er for høj, kan situationen blive en udvej. ventilationsenhed med recuperator. Lad os se på et par eksempler på huse lavet af forskellige materialer.

Et eksempel på beregning af varmeteknik nr. 1

Vi beregner en beboelsesejendom beliggende i 1 klimatregion (Rusland), underområde 1B. Alle data er hentet fra tabel 1 i SNiP 23-01-99. Den koldeste temperatur observeret i fem dage med en sikkerhed på 0,92 - tn = -22⁰С.

I overensstemmelse med SNiP varer opvarmningsperioden (zop) 148 dage. Den gennemsnitlige temperatur i opvarmningsperioden med daglige gennemsnitlige temperaturindeks for luft på gaden er 8⁰ - tot = -2.3⁰. Udetemperaturen i opvarmningssæsonen er tht = -4,4⁰.

Varmetab derhjemme er det vigtigste øjeblik på designstadiet. Valget af byggematerialer og isolering afhænger af beregningsresultaterne. Der er ingen nul-tab, men stræber efter at sikre, at de er så hensigtsmæssige som muligt.

Betingelsen er fastsat, at temperaturen på 22 дома skal leveres i husets værelser. Huset har to etager og vægge med en tykkelse på 0,5 m. Dets højde er 7 m, dimensioner i plan er 10 x 10 m. Materialet i den lodrette vægge er varm keramik. For den er den termiske konduktivitetskoefficient 0,16 W / m x C.

Mineraluld blev brugt som en udvendig isolering, 5 cm tyk. Værdien af ​​CT for hende er 0,04 W / m x C. Antallet af vindueåbninger i huset er 15 stk. 2,5 m² hver.

Varmetab gennem væggene

Først og fremmest er det nødvendigt at bestemme den termiske modstand for både den keramiske væg og isoleringen. I det første tilfælde er R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 kvadratmeter. mx C / W. I det andet - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 kvadratmeter. mx C / W. Generelt til en lodret bygningskonvolut: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 kvm. mx C / W.

Da varmetab har et direkte proportionalt forhold til bygningskonvoluttets areal, beregner vi murens areal:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Nu kan du bestemme varmetabet gennem væggene:

Qc = (242,5: 4,375) x (22 - (-22)) = 2438,9 W.

Varmetab gennem vandret vægge beregnes på samme måde. Som et resultat opsummeres alle resultaterne.

Hvis der er en kælder, vil varmetabet gennem fundamentet og gulvet være mindre, da jordens temperatur og ikke udeluften er involveret i beregningen

Hvis kælderen under gulvet i første sal opvarmes, kan gulvet ikke isoleres.Kældervægge er stadig bedre beklædt med isolering, så varmen ikke går ned i jorden.

Bestemmelse af tab gennem ventilation

For at forenkle beregningen skal du ikke tage hensyn til væggens tykkelse, men blot bestemme luftmængden indeni:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Med en mangfoldighed af luftudveksling Kv = 2 vil varmetabet være:

Qw = (700 x 2): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 20 776 W.

Hvis Kv = 1:

Qw = (700 x 1): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 10 358 W.

Effektiv ventilation af boligbygninger leveres af rotor- og pladegenvindere. Førstnævnte effektivitet er højere, den når 90%.

Et eksempel på beregning af varmeteknik nr. 2

Det kræves at beregne tab gennem en 51 cm tyk murvæg. Den er isoleret med et 10 cm lag mineraluld. Udenfor - 18⁰, indeni - 22⁰. Vægens dimensioner er 2,7 m i højden og 4 m i længden. Værelsets eneste ydre væg er orienteret mod syd, der er ingen udvendige døre.

For mursten er den termiske konduktivitetskoefficient Kt = 0,58 W / m º C, for mineraluld - 0,04 W / m º C. Termisk modstand:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 kvm. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 kvm. mx C / W. Generelt til en lodret bygningskonvolut: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 kvadratmeter. mx C / W.

Udvendigt vægareal A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Varmetab gennem væggen:

Qc = (10,8: 3,379) x (22 - (-18)) = 127,9 W.

Til beregning af tab gennem vinduer bruges den samme formel, men deres termiske modstand angives normalt i paset, og det er ikke nødvendigt at beregne det.

Ved termisk isolering af et hus er vinduer et "svagt led". En ret stor del af varmen går gennem dem. Multilags dobbeltglasvinduer, varmereflekterende film, dobbeltrammer reducerer tab, men selv dette vil ikke hjælpe med at undgå varmetab fuldstændigt

Hvis husets vinduer med dimensioner på 1,5 x 1,5 m² er energibesparende, orienteret mod nord, og den termiske modstand er 0,87 m2 ° C / W, vil tabene være:

Qo = (2,25: 0,87) x (22 - (-18)) = 103,4 t.

Et eksempel på beregning af varmeteknik nr. 3

Vi udfører en termisk beregning af en trestokkbygning med en facade opført fra fyrstamme med en tykkelse på 0,22 m. Koefficienten for dette materiale er K = 0,15. I denne situation vil varmetabet udgøre:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Den laveste fem-dages temperatur er -18⁰, for komfort i huset er temperaturen indstillet til 21⁰. Forskellen er 39⁰. Hvis vi går videre fra et areal på 120 m², får vi resultatet:

Qc = 120 x 39: 1,47 = 3184 W.

Til sammenligning bestemmer vi tabet af et murhus. Koefficienten for silikatsten er 0,72.

R = 0,22: 0,72 = 0,306 m² x ⁰C / W.
Qs = 120 x 39: 0,306 = 15,294 watt.

På samme betingelser er et træhus mere økonomisk. Silikatsten til walling er slet ikke egnet her.

Trækonstruktionen har en høj varmekapacitet. Dens lukkede strukturer holder en behagelig temperatur i lang tid. Ikke desto mindre skal selv et bjælkehus isoleres, og det er bedre at gøre dette både indefra og udefra

Entreprenører og arkitekter anbefaler at gøre varmeforbrug under opvarmning til det kompetente valg af udstyr og på designstadiet af huset for at vælge det passende isoleringssystem.

Eksempel på varmeberegning nr. 4

Huset vil blive bygget i Moskva-regionen. Til beregningen blev en væg oprettet af skumblokke taget. Sådan anvendes isolering ekstruderet polystyrenskum. Efterbehandling af strukturen - gips på begge sider. Dens struktur er kalkholdig og sandet.

Udvidet polystyren har en densitet på 24 kg / mᶾ.

Relativ luftfugtighed i rummet er 55% ved en gennemsnitstemperatur på 20⁰. Lagtykkelse:

• puds - 0,01 m;
• skumbeton - 0,2 m;
• polystyrenskum - 0,065 m.

Opgaven er at finde den nødvendige varmeoverførselsmodstand og den faktiske. Den nødvendige Rtr bestemmes ved at substituere værdierne i udtrykket:

Rtr = a x GSOP + b

hvor GOSP er gradens dag i opvarmningssæsonen, og a og b er koefficienterne taget fra tabel nr. 3 i kodeks for regler 50.13330.2012. Da bygningen er beboelig, er a 0,00035, b = 1,4.

GSOP beregnes med formlen hentet fra den samme SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

I denne formel er tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - opvarmningsperioden i dage. derfor:

GSOP = (20 - (-2,2)) x 205 = 4551 ° x dag .;

Rtr = 0,00035 x 4551 + 1,4 = 2,99 m2 x C / W.

Ved hjælp af tabel nr. 2 SP50.13330.2012, bestemmes varmeledningsevnen for hvert lag af væggen:

• Xb1 = 0,81 W / m ⁰С;
• Xb2 = 0,26 W / m ⁰С;
• Xb3 = 0,041 W / m ⁰С;
• Xb4 = 0,81 W / m ⁰С.

Den samlede betingede modstand mod varmeoverførsel Ro, lig med summen af ​​modstanderne i alle lag. Beregn det med formlen:

Denne formel er taget fra SP 50.13330.2012.Her er 1 / av modvirkning til varmeopfattelsen af ​​indre overflader. 1 / da - den samme ydre, δ / λ - termisk lagmodstand

Udskiftning af værdierne modtages: = 2,54 m2 ° C / W. Rf bestemmes ved at multiplicere Ro med en koefficient r lig med 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Resultatet er forpligtet til at ændre designet på det lukkende element, da den faktiske termiske modstand er mindre end det beregnede.

Der er mange computertjenester, der fremskynder og forenkler beregninger.

Termotekniske beregninger er direkte relateret til definitionen af dugpunkt. Du lærer, hvad det er, og hvordan du finder dets værdi ud fra den artikel, vi anbefaler.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Udfør en varmeteknisk beregning ved hjælp af en online regnemaskine:

Den korrekte beregning af varmeteknik:

En kompetent beregning af varmeteknik giver dig mulighed for at evaluere effektiviteten af ​​isolering af husets ydre elementer for at bestemme effekten af ​​det nødvendige opvarmningsudstyr.

Som et resultat kan du spare på køb af materialer og opvarmningsapparater. Det er bedre at vide på forhånd, om udstyret kan håndtere opvarmning og konditionering af bygningen end at købe alt tilfældigt.

Skriv venligst kommentarer, still spørgsmål, skriv et foto om emnet i artiklen i nedenstående blok. Fortæl os om, hvordan beregningen af ​​varmeteknik hjalp dig med at vælge varmeudstyr til den krævede effekt eller isoleringssystemet. Det er muligt, at dine oplysninger vil være nyttige for besøgende.