Rakennuksen lämpötekninen laskenta: laskennan yksityiskohdat ja kaavat + käytännön esimerkit

Rakennuksen käytön aikana sekä ylikuumeneminen että jäätyminen eivät ole toivottavia. Määritä keskiaika mahdollistaa lämpötekniikan laskennan, joka on yhtä tärkeä kuin kannattavuuden, lujuuden, tulenkestävyyden ja kestävyyden laskenta.

Lämpöteknisten standardien, ilmasto-ominaisuuksien, höyryn ja kosteuden läpäisevyyden perusteella materiaalien valinta sulkurakenteiden rakentamiseen suoritetaan. Artikkelissa pohditaan, kuinka tämä laskelma suoritetaan.

Lämpötekniikan laskennan tarkoitus

Paljon riippuu rakennuksen pääomamarkkinoiden lämpöominaisuuksista. Tämä on rakenneosien kosteus ja lämpötilaindikaattorit, jotka vaikuttavat kondenssin esiintymiseen tai puuttumiseen sisätilojen väliseinillä ja kattoilla.

Laskelma osoittaa, pidetäänkö vakaat lämpötila- ja kosteusominaisuudet plus- ja miinuslämpötiloissa. Näiden ominaisuuksien luettelo sisältää myös sellaisen indikaattorin kuin rakennusvaipan kylmäkaudella menetetyn lämmön määrä.

Et voi alkaa suunnitella ilman kaikkia näitä tietoja. Valitse niiden perusteella seinien ja lattioiden paksuus, kerrosjärjestys.

GOST 30494-96 -sääntöjen mukaan lämpötila-arvot sisällä. Keskimäärin se on 21⁰. Samanaikaisesti suhteellisen kosteuden on pysyttävä mukavassa ympäristössä, ja se on keskimäärin 37%. Ilmamassan suurin nopeus - 0,15 m / s

Lämpötekniikan laskelman tarkoituksena on määrittää:

1. Ovatko mallit identtisiä ilmoitettujen vaatimusten kanssa lämpösuojauksen suhteen?
2. Onko rakennuksen mukava mukava mikroilmasto täysin varmistettu?
3. Onko rakenteiden optimaalinen lämpösuojaus varmistettu?

Pääperiaatteena on ylläpitää tasapaino aitojen ja huoneiden sisäisten rakenteiden ilmakehän lämpötilaindikaattoreiden välillä. Jos sitä ei noudateta, nämä pinnat imevät lämpöä, ja lämpötilan sisällä pysyy erittäin alhainen.

Lämpövuon muutokset eivät saisi vaikuttaa merkittävästi sisälämpötilaan.Tätä ominaisuutta kutsutaan lämmönkestävyydeksi.

Lämpölaskelman avulla määritetään seinämien ja lattioiden paksuuden optimaaliset rajat (minimi ja maksimimäärä). Tämä on tae rakennuksen pitkäaikaiselle toiminnalle ilman rakenteiden äärimmäistä jäätymistä ja ylikuumenemista.

Parametrit laskelmien suorittamiseksi

Lämpölaskelman suorittamiseen tarvitaan alkuperäiset parametrit.

Ne riippuvat useista ominaisuuksista:

1. Rakennuksen kohde ja tyyppi.
2. Pystysuorien rakennuskuorien suuntaukset suhteessa kardinaalipisteisiin.
3. Tulevan kodin maantieteelliset parametrit.
4. Rakennuksen tilavuus, kerrosten lukumäärä, pinta-ala.
5. Ovien, ikkunoiden aukkojen tyypit ja mittatiedot.
6. Lämmityksen tyyppi ja sen tekniset parametrit.
7. Vakinaisten asukkaiden lukumäärä.
8. Pystysuoraan ja vaakasuoraan sulkevien rakenteiden materiaali.
9. Yläkerrassa päällekkäin.
10. Varustettu kuumalla vedellä.
11. Tuuletustyyppi.

Muut rakenteen rakenteelliset piirteet otetaan huomioon laskelmassa. Rakennuskuorien ilmanläpäisevyys ei saisi vaikuttaa liialliseen jäähdytykseen talon sisällä ja vähentää elementtien lämmön suojausominaisuuksia.

Lämpöhäviöt aiheuttavat ja seinien vedenvuodot, ja lisäksi tämä johtaa kosteuteen, mikä vaikuttaa haitallisesti rakennuksen kestävyyteen.

Laskentaprosessissa ensin määritetään rakennusmateriaalien lämpötekniikan tiedot, joista rakennusverho valmistetaan. Lisäksi alennettu lämmönsiirtokesto ja vaatimustenmukaisuus normatiiviseen arvoonsa on määritettävä.

Laskentakaavat

Talon menettämät lämpövuodot voidaan jakaa kahteen pääosaan: rakennusverhojen aiheuttamat häviöt ja toiminnan aiheuttamat häviöt ilmanvaihtojärjestelmä. Lisäksi lämpö menetetään, kun lämmin vesi johdetaan viemärijärjestelmään.

Tappiot rakennuskuorien kautta

Suojarakenteita muodostaville materiaaleille on tarpeen löytää lämmönjohtavuusindeksin arvo Kt (W / m x aste). Ne ovat asianmukaisissa hakemistoissa.

Nyt tietäen kerrosten paksuuden kaavan mukaan: R = S / CTlaske kunkin yksikön lämpövastus. Jos malli on monikerroksinen, kaikki saadut arvot lasketaan yhteen.

Lämpöhäviön mitat määritetään helpoimmin lisäämällä lämpövirtaukset sulkevien rakenteiden läpi, jotka tosiasiallisesti muodostavat tämän rakennuksen

Tämän tekniikan ohjaamana ota huomioon hetki, jolloin rakenteen muodostavilla materiaaleilla on erilainen rakenne. On myös otettu huomioon, että niiden läpi kulkevalla lämpövuolla on erilaiset spesifisyydet.

Kullekin yksittäiselle suunnittelulle lämpöhäviö määritetään kaavalla:

Q = (A / R) x dT

tässä:

• A - pinta-ala m².
• R on lämmönsiirtorakenteen vastus.
• dT on lämpötilaero ulkopuolen ja sisäpuolen välillä. Se on määritettävä kylmälle viiden päivän ajanjaksolle.

Suorittamalla laskennan tällä tavalla voit saada tuloksen vain kylmästä viiden päivän jaksosta. Koko lämpöhäviö koko kylmäksi vuodenaikaksi määritetään ottamalla huomioon parametri dT ottaen huomioon lämpötila, joka ei ole alin, mutta keskimääräinen.

Lämmön imeytymisaste sekä lämmönsiirto riippuvat alueen ilmastokosteudesta. Tästä syystä kosteuskarttoja käytetään laskelmissa.

Seuraavaksi laske energiamäärä, joka tarvitaan sekä rakennuksen vaipan että tuuletuksen läpi menneen lämmön menetyksen kompensoimiseksi. Sitä osoittaa W.

Tälle on olemassa kaava:

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

Siinä N on lämmitysjakson kesto päivinä.

Alueen laskennan haitat

Pinta-alaindikaattoriin perustuva laskelma ei ole kovin tarkka. Tässä ei oteta huomioon sellaista parametria kuin ilmasto-, lämpötilaindikaattorit, sekä vähimmäis- että enimmäiskosteus, kosteus. Monien tärkeiden kohtien huomioimatta jättämisen vuoksi laskelmassa on merkittäviä virheitä.

Yritetään usein estää niitä, ja hanke tarjoaa "varaston".

Jos valitsit silti tämän menetelmän laskelmaan, sinun on otettava huomioon seuraavat vivahteet:

1. Jos pystysuora aita on korkeintaan kolme metriä ja yhdellä pinnalla on enintään kaksi aukkoa, tulos on parempi kertoa 100 watilla.
2. Jos projektissa on parveke, kaksi ikkunaa tai loggia kerrotaan keskimäärin 125 wattilla.
3. Kun tilat ovat teollisuus- tai varastorakennuksia, käytetään 150 W: n kerrointa.
4. Jos patterit sijaitsevat lähellä ikkunoita, niiden suunnittelukapasiteetti kasvaa 25%.

Aluekaava on:

Q = S x 100 (150) L.

Tässä Q on mukava lämpötaso rakennuksessa, S on lämmityspinta-ala m². Numerot 100 tai 150 - 1 m²: n lämmitykseen käytetty erityinen lämpöenergian määrä.

Tappiot kodin ilmanvaihdon kautta

Tärkein parametri tässä tapauksessa on ilmanvaihtokurssi. Edellyttäen, että talon seinät ovat höyryä läpäiseviä, tämä arvo on yhtä suuri.

Kylmän ilman tunkeutuminen taloon tapahtuu tuloilmanvaihdolla. Poistoilmanvaihto johtaa lämpimän ilman poistumiseen. Vähentää lämmönvaihtimen ilmanvaihdon aiheuttamia häviöitä. Se ei anna lämmön poistua poistoilman mukana, ja hän lämmittää tulevat virtaukset

Se tarjoaa rakennuksen sisäilman täydellisen päivityksen tunnissa. DIN-standardin mukaan rakennetuissa rakennuksissa on seinät, joissa on höyrysulku, joten tässä tapauksessa ilmanvaihtokurssi katsotaan olevan kaksi.

On olemassa kaava, jolla lämpöhäviöt määritetään ilmanvaihtojärjestelmän kautta:

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

Tässä symbolit osoittavat seuraavaa:

1. Qв - lämpöhäviö.
2. V on huoneen tilavuus (mᶾ).
3. P on ilman tiheys. sen arvona pidetään yhtä kuin 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - ilmanvaihdon nopeus.
5. C on ominaislämpö. Se on yhtä suuri kuin 1005 J / kg x C.

Tämän laskelman tulosten perusteella on mahdollista määrittää lämmitysjärjestelmän lämpögeneraattorin teho. Jos tehon arvo on liian korkea, tilanteesta voi tulla ulospääsy. ilmanvaihtoyksikkö rekuperaattorilla. Katsotaanpa muutamia esimerkkejä taloista, jotka on valmistettu eri materiaaleista.

Esimerkki lämpötekniikan laskelmasta nro 1

Laskemme asuinalueen, joka sijaitsee 1 ilmastoalueella (Venäjä), osa-alueella 1B. Kaikki tiedot on otettu SNiP 23-01-99: n taulukosta 1. Kylmin viiden päivän ajan havaittu lämpötila, jonka turva-arvo on 0,92 - tn = -22⁰С.

SNiP: n mukaan lämmitysaika (zop) kestää 148 päivää. Keskimääräinen lämpötila lämmitysjakson aikana ja kadun ilman päivittäiset keskilämpötilaindeksit ovat 8⁰ - tot = -2,3⁰. Lämpökauden ulkolämpötila on tht = -4,4⁰.

Lämmönhukka kotona on tärkein hetki suunnitteluvaiheessa. Rakennusmateriaalien ja eristyksen valinta riippuu laskelman tuloksista. Tappioita ei ole nolla, mutta pyritään varmistamaan, että ne ovat mahdollisimman tarkoituksenmukaisia.

Edellytyksenä on, että talon huoneissa tulisi olla 22 дома lämpötila. Talossa on kaksi kerrosta ja seinää, joiden paksuus on 0,5 m. Sen korkeus on 7 m, suunnitelman mitat ovat 10 x 10 m. Pystysuoran seinämän materiaali on lämmin keramiikka. Sille lämmönjohtavuuskerroin on 0,16 W / m x C.

Mineraalivillaa käytettiin ulkoisena eristyksenä, paksuus 5 cm. CT: n arvo hänelle on 0,04 W / m x C. Talossa olevien ikkunoiden lukumäärä on 15 kpl. Jokainen 2,5 m².

Lämpöhäviö seinien läpi

Ensinnäkin on määritettävä sekä keraamisen seinän että eristyksen lämpövastus. Ensimmäisessä tapauksessa R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 neliömetriä. mx C / W. Toisessa - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 neliömetriä. mx C / W. Yleensä pystysuoraan rakennuskuoreen: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 neliömetriä. mx C / W.

Koska lämpöhäviöllä on suora verrannollinen suhde rakennuksen vaipan pinta-alaan, lasketaan seinien pinta-ala:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Nyt voit määrittää lämpöhäviöt seinien läpi:

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

Lämpöhäviöt vaakasuoran seinämän läpi lasketaan samalla tavalla. Tuloksena kaikki tulokset on koottu yhteen.

Jos on kellarikerros, lämpöhäviöt perustan ja lattian läpi ovat pienemmät, koska laskelmiin osallistuu maaperän eikä ulkoilman lämpötila

Jos ensimmäisen kerroksen lattian alla oleva kellari lämmitetään, lattiaa ei voida eristää.Kellarin seinät on silti parempi suojata eristyksellä, jotta lämpö ei mene maahan.

Häviöiden määrittäminen ilmanvaihdon kautta

Laskennan yksinkertaistamiseksi älä ota huomioon seinien paksuutta, vaan määritä yksinkertaisesti sisätilavuus:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Kun ilmanvaihto on useita Kv = 2, lämpöhäviö on:

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

Jos Kv = 1:

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

Asuinrakennusten tehokas ilmanvaihto saadaan aikaan kierto- ja levyrekuperaattoreilla. Entisen hyötysuhde on korkeampi, se saavuttaa 90%.

Esimerkki lämpötekniikan laskelmasta nro 2

Häviöt on laskettava 51 cm paksun tiiliseinän läpi, joka on eristetty 10 cm mineraalivillakerroksella. Ulkopuolella - 18⁰, sisällä - 22⁰. Seinän mitat ovat 2,7 m korkeita ja 4 m pitkiä. Huoneen ainoa ulkoseinä on suunnattu etelään, ulkoovia ei ole.

Tiilen lämmönjohtavuuskerroin Kt = 0,58 W / m º C, mineraalivilla - 0,04 W / m ºC. Lämmönkestävyys:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 neliömetriä. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 neliömetriä. mx C / W. Yleensä pystysuoraan rakennuskuoreen: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 neliömetriä. mx C / W.

Ulkoseinän pinta-ala A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Lämpöhäviö seinän läpi:

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

Ikkunoiden kautta tapahtuvien häviöiden laskemiseen käytetään samaa kaavaa, mutta niiden lämpövastus ilmoitetaan yleensä passissa, eikä sitä tarvitse laskea.

Talon lämmöneristyksessä ikkunat ovat ”heikko linkki”. Melko suuri osa lämmöstä kulkee niiden läpi. Monikerroksiset kaksoisikkunat, lämpöä heijastavat kalvot, kaksinkertaiset kehykset vähentävät häviöitä, mutta edes tämä ei auta välttämään lämpöhäviöitä kokonaan

Jos talon ikkunat, joiden mitat ovat 1,5 x 1,5 m², ovat energiansäästöä, suuntautuneet pohjoiseen ja lämpövastus on 0,87 m2 ° C / W, häviöt ovat seuraavat:

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

Esimerkki lämpötekniikan laskelmasta nro 3

Suoritamme lämpölaskelman puisesta hirsirakennuksesta, jonka julkisivu on pystytetty männyn tukista, kerrospaksuus 0,22 m. Tämän materiaalin kerroin on K = 0,15. Tässä tilanteessa lämpöhäviö on:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Alin viiden päivän lämpötila on -18⁰, talon mukavuuden vuoksi lämpötila on asetettu 21⁰: een. Ero on 39⁰. Jos siirrymme 120 m² alueelta, saadaan tulos:

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

Vertailun vuoksi määritetään tiilitalon menetys. Kerroin silikaattitiilille on 0,72.

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

Samoissa olosuhteissa puutalo on taloudellisempaa. Silikaattitiili seinämistä varten ei sovellu tähän lainkaan.

Puurakenteella on korkea lämpökapasiteetti. Sen suljetut rakenteet pitävät mukavan lämpötilan pitkään. Siitä huolimatta, että myös hirsitalo on eristettävä, on parempi tehdä se sekä sisä- että ulkopuolelta

Rakentajat ja arkkitehdit suosittelevat tekemistä lämmönkulutus lämmityksen aikana laitteiden toimivaltaiselle valinnalle ja talon suunnitteluvaiheessa sopivan eristysjärjestelmän valitsemiselle.

Lämpölaskentaesimerkki nro 4

Talo rakennetaan Moskovan alueelle. Laskentaa varten otettiin vaahtomuovista valmistettu seinä. Kuinka eristys levitetään suulakepuristettu polystyreenivaahto. Rakenteen viimeistely - kipsi molemmilta puolilta. Sen rakenne on kalkkipitoinen ja hiekkainen.

Paisutetun polystyreenin tiheys on 24 kg / m2.

Huoneen suhteellinen ilmankosteus on 55% 20 ° C: n keskilämpötilassa. Kerroksen paksuus:

• kipsi - 0,01 m;
• vaahtobetoni - 0,2 m;
• polystyreenivaahto - 0,065 m.

Tehtävänä on löytää tarvittava ja todellinen lämmönsiirtoresistanssi. Tarvittava Rtr määritetään korvaamalla arvot lausekkeessa:

Rtr = a x GSOP + b

jossa GOSP on lämmityskauden astepäivä ja a ja b ovat kertoimet, jotka on otettu sääntöjen 50.13330.2012 taulukosta 3. Koska rakennus on asuinrakennus, a on 0,00035, b = 1,4.

GSOP lasketaan kaavasta, joka on otettu samasta SP: stä:

GOSP = (tv - kokonaisuus) x zot.

Tässä kaavassa tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - lämmitysjakso päivinä. siksi:

GSOP = (20 - (-2,2)) x 205 = 4551 ° С x päivä;

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

Määritä taulukon nro 2 avulla SP50.13330.2012 lämmönjohtavuus jokaiselle seinämäkerrokselle:

• λb1 = 0,81 W / m ⁰С;
• λb2 = 0,26 W / m ⁰С;
• λb3 = 0,041 W / m ⁰С;
• λb4 = 0,81 W / m ⁰С.

Edellytysten kokonaisresistanssi lämmönsiirtolle Ro, joka on yhtä suuri kuin kaikkien kerrosten vastusten summa. Laske se kaavalla:

Tämä kaava on otettu SP 50.13330.2012.Tässä 1 / av on vastapaine sisäpintojen lämmön havainnolle. 1 / fi - sama ulkoinen, δ / λ - lämpökerroksen vastus

Korvaavat arvot saavat: = 2,54 m2 ° C / paino. Rf määritetään kertomalla Ro kertoimella r, joka on yhtä suuri kuin 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Tulos velvoittaa muuttamaan sulkuelimen rakennetta, koska todellinen lämpövastus on pienempi kuin laskettu.

On monia tietokonepalveluita, jotka nopeuttavat ja yksinkertaistavat laskutoimituksia.

Lämpötekniset laskelmat liittyvät suoraan määritelmään kastepiste. Opit suosittelemastamme artikkelista, mikä se on ja kuinka löytää sen arvo.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Lämpötekniikan laskennan suorittaminen online-laskurilla:

Oikea lämpötekniikan laskelma:

Pätevä lämpötekniikan laskelma antaa sinun arvioida talon ulkoisten osien eristyksen tehokkuutta, määrittää tarvittavien lämmityslaitteiden teho.

Tämän seurauksena voit säästää materiaalien ja lämmityslaitteiden ostossa. On parempi tietää etukäteen, kykenevätkö laitteet käsittelemään rakennuksen lämmitystä ja ilmastointia, kuin ostamaan kaikki satunnaisesti.

Jätä kommentteja, kysy kysymyksiä, lähetä valokuva artikkelin aiheeseen alla olevaan kohtaan. Kerro meille kuinka lämpötekniikan laskenta auttoi sinua valitsemaan tarvittavan tehon lämmityslaitteet tai eristysjärjestelmä. On mahdollista, että tietosi ovat hyödyllisiä sivuston kävijöille.