Termotehnički proračun zgrade: specifičnosti i formule za izvođenje proračuna + praktični primjeri

Tijekom rada zgrade, pregrijavanje i smrzavanje su nepoželjni. Utvrditi sredinu tla omogućit će proračun toplinskog inženjerstva, što nije manje važno od izračuna profitabilnosti, čvrstoće, otpornosti na vatru, trajnosti.

Na temelju normi toplinskog inženjerstva, klimatskih karakteristika, paropropusnosti i vlage provodi se izbor materijala za izgradnju ograđenih konstrukcija. Kako izvesti ovaj izračun, razmotrit ćemo u članku.

Svrha izračuna toplotne tehnike

Mnogo ovisi o toplinskim karakteristikama kapitalne ograde zgrade. Ovo je vlažnost konstrukcijskih elemenata i temperaturni pokazatelji koji utječu na prisutnost ili odsutnost kondenzata na unutarnjim pregradama i stropovima.

Izračun će pokazati održavaju li se stabilne karakteristike temperature i vlage na plus i minus. Popis ovih karakteristika također uključuje takav pokazatelj kao što je količina topline izgubljene ovojnicom zgrade u hladnom razdoblju.

Ne možete započeti s dizajnom bez svih ovih podataka. Na temelju njih odaberite debljinu zidova i poda, redoslijed slojeva.

Prema propisima GOST 30494-96 vrijednosti temperature iznutra. U prosjeku je 21⁰. Istodobno, relativna vlaga mora ostati u ugodnom okviru, a to je prosjek od 37%. Najveća brzina kretanja zračne mase - 0,15 m / s

Cilj izračuna toplotne tehnike je odrediti:

1. Jesu li dizajni identični navedenim zahtjevima u pogledu toplinske zaštite?
2. Je li ugodna mikroklima unutar zgrade tako potpuno osigurana?
3. Je li osigurana optimalna toplinska zaštita građevina?

Glavni princip je održavanje ravnoteže razlike u temperaturnim pokazateljima atmosfere unutarnjih struktura ograde i prostorije. Ako se to ne opazi, ove će površine apsorbirati toplinu, a unutar će temperatura ostati vrlo niska.

Promjene toplinskog toka ne bi trebale značajno utjecati na unutarnju temperaturu.Ova se karakteristika naziva otpornost na toplinu.

Provođenjem toplinskog izračuna utvrđuju se optimalne granice (minimalne i maksimalne) dimenzija debljine zidova i poda. Ovo je jamstvo rada zgrade tijekom dugog razdoblja, bez ekstremnog zamrzavanja konstrukcija i pregrijavanja.

Parametri za izvođenje proračuna

Za proračun proračuna topline potrebni su vam početni parametri.

Ovise o nizu karakteristika:

1. Odredište građevine i njen tip.
2. Orijentacije okomitih građevnih ovojnica u odnosu na orijentaciju prema kardinalnim točkama.
3. Geografski parametri budućeg doma.
4. Volumen zgrade, njen broj etaža, površina.
5. Vrste i dimenzije podataka vrata, prozora.
6. Vrsta grijanja i njegovi tehnički parametri.
7. Broj stalnih stanovnika.
8. Materijal vertikalnih i horizontalnih ograđenih konstrukcija.
9. Preklapanje gornjeg kata.
10. Opremljen toplom vodom.
11. Vrsta ventilacije.

Ostale karakteristike konstrukcije uzimaju se u obzir u proračunu. Zračna propusnost ovojnica zgrade ne bi trebala pridonijeti pretjeranom hlađenju unutar kuće i umanjiti karakteristike elemenata za zaštitu topline.

Gubitak topline uzrokuje i zamrzavanje zidova, a osim toga, to dovodi do vlage, što negativno utječe na dugotrajnost zgrade.

U postupku izračuna, određuju se prije svega podaci toplinskog inženjerstva građevinskog materijala od kojih se izrađuje ovojnica zgrade. Pored toga, smanjeni otpor prijenosa topline i usklađenost s njegovom normativnom vrijednošću podliježu određivanju.

Formule za izračunavanje

Propuštanje kuće izgubljene toplinom mogu se podijeliti u dva glavna dijela: gubici zbog omotača zgrade i gubici uzrokovani funkcioniranjem ventilacijski sustav, Pored toga, toplina se gubi kada se topla voda ispušta u kanalizacijski sustav.

Gubici kroz omotnice zgrade

Za materijale koji čine ogradne konstrukcije potrebno je pronaći vrijednost indeksa toplinske vodljivosti Kt (W / m x stupanj). Nalaze se u odgovarajućim direktorijima.

Znajući debljinu slojeva, prema formuli: R = S / CTizračunajte toplinski otpor svake jedinice. Ako je dizajn višeslojan, zbrajaju se sve dobivene vrijednosti.

Dimenzije gubitaka topline najlakše su odrediti dodavanjem toplinskih tokova kroz ograde koje zapravo grade ovu zgradu

Vođeni ovom tehnikom uzmite u obzir trenutak da materijali koji čine strukturu imaju drugačiju strukturu. Također se uzima u obzir da toplinski tok koji prolazi kroz njih ima različite specifičnosti.

Za svaki pojedini dizajn gubitak topline određuje se formulom:

Q = (A / R) x dT

ovdje:

• A - površina u m².
• R je otpornost strukture prijenosa topline.
• dT je razlika u temperaturi između vanjske i unutarnje strane. Mora se odrediti za najhladnije petodnevno razdoblje.

Izvodeći izračun na ovaj način, možete dobiti rezultat samo za najhladnije petodnevno razdoblje. Ukupni toplinski gubici za čitavu hladnu sezonu određuju se uzimajući u obzir parametar dT, uzimajući u obzir temperaturu, ne najnižu, već prosječnu.

Stupanj upijanja topline, kao i prijenos topline, ovisi o klimatskoj vlažnosti u regiji. Zbog toga se u proračunima koriste karte vlažnosti.

Zatim izračunajte količinu energije potrebne za nadoknadu gubitka topline koji je prošao i kroz ovojnicu zgrade, i kroz ventilaciju. Označava ga W.

Za to postoji formula:

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

U njemu je N trajanje razdoblja grijanja u danima.

Nedostaci izračunavanja područja

Izračun na temelju pokazatelja površine nije baš točan. Ovdje se takav parametar kao što su klima, temperaturni pokazatelji, minimalna i maksimalna, vlaga ne uzima u obzir. Zbog zanemarivanja mnogih važnih točaka, proračun ima značajne pogreške.

Projekt ih često pokušava blokirati te predviđa "zalihe".

Ako ste ipak odabrali ovu metodu za proračun, morate uzeti u obzir sljedeće nijanse:

1. S visinom okomitih ograde do tri metra i prisutnošću ne više od dva otvora na jednoj površini, rezultat je bolje pomnožiti sa 100 vata.
2. Ako projekt ima balkon, dva prozora ili lođa se množe u prosjeku od 125 vata.
3. Kada su prostori industrijski ili skladišni, koristi se multiplikator snage 150 W.
4. Ako se radijatori nalaze u blizini prozora, njihov se dizajnerski kapacitet povećava za 25%.

Formula područja je:

Q = S x 100 (150) W.

Ovdje je Q ugodna razina topline u zgradi, S površina grijanja u m². Brojevi 100 ili 150 - specifična količina toplinske energije potrošene za grijanje 1 m².

Gubici kroz kućnu ventilaciju

Ključni parametar u ovom slučaju je protok zraka. Pod uvjetom da su zidovi kuće paropropusni, ta je vrijednost jednaka jedinici.

Prodiranje hladnog zraka u kuću provodi se dovodnom ventilacijom. Ispušna ventilacija pridonosi odlasku toplog zraka. Smanjuje gubitke ventilacijom izmjenjivača topline. Ne dopušta da toplina istječe zajedno s ispušnim zrakom, a on zagrijava dolazne tokove

Omogućuje potpuno ažuriranje zraka unutar zgrade u jednom satu. Zgrade izgrađene prema DIN standardu imaju zidove sa parnom zaštitom, pa se ovdje smatra da je brzina izmjene zraka dva.

Postoji formula kojom se određuje gubitak topline kroz ventilacijski sustav:

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

Ovdje simboli označavaju sljedeće:

1. Qv - gubitak topline.
2. V je volumen prostorije u mᶾ.
3. P je gustoća zraka. njegova je vrijednost uzeta jednaka 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - stopa razmjene zraka.
5. C je specifična toplina. To je jednako 1005 J / kg x C.

Na temelju rezultata ovog izračuna moguće je odrediti snagu generatora topline sustava grijanja. Ako je vrijednost snage previsoka, situacija može postati izlaz. ventilacijska jedinica s rekuperatorom, Pogledajmo nekoliko primjera za kuće izrađene od različitih materijala.

Primjer proračuna toplinskog inženjerstva br. 1

Izračunavamo stambenu zgradu koja se nalazi u 1 klimatskoj regiji (Rusija), potpolje 1B. Svi podaci preuzeti su iz tablice 1 SNiP 23-01-99. Najhladnija temperatura praćena pet dana sa sigurnošću 0,92 - tn = -22⁰S.

U skladu sa SNiP, razdoblje grijanja (zop) traje 148 dana. Prosječna temperatura za vrijeme grijanja s dnevnim prosječnim indeksima temperature na ulici je 8 in - tot = -2,3⁰. Vanjska temperatura tijekom sezone grijanja je tht = -4,4⁰.

Gubitak topline kod kuće najvažniji je trenutak u fazi dizajna. Izbor građevinskih materijala i izolacije ovisi o rezultatima izračuna. Nema nula gubitaka, ali trudite se osigurati što je moguće brži rast.

Propisan je uvjet da u prostorijama kuće treba osigurati temperaturu od 22 doma. Kuća ima dva kata i zidove debljine 0,5 m. Visina mu je 7 m, dimenzije u planu su 10 x 10 m. Materijal vertikalnog zida je topla keramika. Za njega je koeficijent toplinske vodljivosti 0,16 W / m x C.

Kao vanjska izolacija korištena je mineralna vuna debljine 5 cm. Vrijednost CT-a za nju je 0,04 W / m x C. Broj otvora za prozore u kući je 15 kom. 2,5 m² svaki.

Gubitak topline kroz zidove

Prije svega, potrebno je utvrditi toplinski otpor kako keramičkog zida, tako i izolacije. U prvom slučaju R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 sq. mx C / W. U drugom - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 sq. mx C / W. Općenito, za vertikalni omotač zgrade: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 sq. mx C / W.

Budući da gubitak topline ima izravno proporcionalan odnos s površinom ovojnice zgrade, izračunavamo površinu zidova:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Sada možete odrediti gubitak topline kroz zidove:

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

Gubici topline pomoću vodoravnih zidova izračunavaju se na isti način. Kao rezultat toga, svi su rezultati sažeti.

Ako postoji podrum, tada će gubitak topline kroz temelj i pod biti manji, jer je u obračun uključena temperatura tla, a ne vanjski zrak.

Ako se podrum ispod poda prvog kata zagrijava, pod se ne može izolirati.Zidovi podruma još su bolje obloženi izolacijom kako toplina ne bi ušla u zemlju.

Određivanje gubitaka prozračivanjem

Da biste pojednostavili izračun, ne uzimajte u obzir debljinu zidova, već jednostavno odredite količinu zraka unutar:

V = 10h10h7 = 700 mᶾ.

Uz mnoštvo izmjene zraka Kv = 2, gubitak topline će biti:

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

Ako je Kv = 1:

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

Učinkovito prozračivanje stambenih zgrada omogućuju rotacijski i pločasti rekuperatori. Učinkovitost prvog je veća, doseže 90%.

Primjer proračuna toplinskog inženjerstva br. 2

Potrebno je izračunati gubitke kroz zid od opeke debljine 51 cm, izoliran je 10 cm slojem mineralne vune. Izvana - 18⁰, iznutra - 22⁰. Dimenzije zida su 2,7 m visine i 4 m duljine. Jedini vanjski zid sobe orijentiran je na jug, nema vanjskih vrata.

Za opeku je koeficijent toplinske vodljivosti Kt = 0,58 W / m º C, za mineralnu vunu - 0,04 W / m º C. Toplinski otpor:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 sq. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 sq. mx C / W. Općenito, za vertikalni omotač zgrade: R = R1 + R2 = 0.879 + 2.5 = 3.379 četvornih metara. mx C / W.

Površina vanjskog zida A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Gubitak topline kroz zid:

Qc = (10.8: 3.379) x (22 - (-18)) = 127.9 W.

Za izračunavanje gubitaka kroz prozore koristi se ista formula, ali njihov se toplinski otpor obično navodi u putovnici i nije potrebno izračunati.

U toplinskoj izolaciji kuće, prozori su "slaba karika". Dosta veliki dio topline prolazi kroz njih. Višeslojni prozori s dvostrukim staklima, filmovi koji reflektiraju toplinu, dvostruki okviri smanjit će gubitke, ali čak ni to neće pomoći u potpunosti izbjeći gubitke topline

Ako su prozori kuće dimenzija 1,5 x 1,5 m² energetski štedljivi, orijentirani na sjever, a toplinski otpor je 0,87 m2 ° C / W, tada će gubici biti:

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

Primjer proračuna toplinske tehnike br. 3

Izvodimo toplinski proračun drvene građevne trupce s pročeljem podignutim od borovih trupaca debljine sloja 0,22 m. Koeficijent za ovaj materijal je K = 0,15. U ovoj situaciji gubitak topline iznosit će:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Najniža petodnevna temperatura je -18⁰, za udobnost u kući temperatura je postavljena na 21⁰. Razlika je 39⁰. Ako polazimo od površine od 120 m², dobit ćemo rezultat:

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

Za usporedbu, utvrđujemo gubitak kuće od opeke. Koeficijent za silikatnu opeku je 0,72.

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

U istim je uvjetima drvena kuća ekonomičnija. Silikatna opeka za zidanje ovdje uopće nije prikladna.

Drvena konstrukcija ima visoku toplinsku sposobnost. Njegove ogradne konstrukcije duže vrijeme održavaju ugodnu temperaturu. Ipak, čak i kuću od drvenih trupaca treba izolirati i bolje je to učiniti iznutra i izvana

Graditelji i arhitekti preporučuju to učiniti potrošnja topline tijekom grijanja za kompetentan odabir opreme i u fazi projektiranja kuće odabrati odgovarajući sustav izolacije.

Primjer izračuna topline br. 4

Kuća će se graditi u moskovskoj regiji. Za proračun je uzet zid stvoren od blokova pjene. Kako se primjenjuje izolacija ekstrudirana polistirenska pjena, Završna konstrukcija - žbuka s obje strane. Njegova je struktura vapnenasta i pješčana.

Ekspandirani polistiren ima gustoću od 24 kg / mᶾ.

Relativna vlaga zraka u sobi je 55% pri prosječnoj temperaturi od 20 °. Debljina sloja:

• žbuka - 0,01 m;
• pjenasti beton - 0,2 m;
• polistirenska pjena - 0,065 m.

Zadatak je pronaći potreban otpor prijenosa topline i stvarni. Potrebni Rtr određuje se zamjenom vrijednosti u izrazu:

Rtr = a x GSOP + b

gdje je GOSP stupanj dana grijanja, a a i b su koeficijenti uzeti iz tablice br. 3 Kodeksa pravila 50.13330.2012. Budući da je zgrada stambena, a je 0,00035, b = 1,4.

GSOP se izračunava formulom koja je uzeta iz istog SP-a:

GOSP = (tv - tot) x zot.

U ovoj formuli tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - razdoblje grijanja u danima. dakle:

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

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

Pomoću tablice broj 2 SP50.13330.2012 odredite toplinsku vodljivost svakog sloja zida:

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

Ukupni uvjetni otpor toplinskom prijenosu Ro, jednak zbroju otpora svih slojeva. Izračunajte ga prema formuli:

Ova je formula preuzeta iz SP 50.13330.2012.Ovdje je 1 / av suprotnost percepciji topline unutarnjih površina. 1 / hr - isti vanjski, δ / λ - otpor toplinskog sloja

Zamjena dobivenih vrijednosti: = 2,54 m2 ° C / W. Rf se određuje množenjem Ro s koeficijentom r jednakim 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Rezultat obvezuje promjenu dizajna ogradnog elementa, jer je stvarni toplinski otpor manji od izračunatog.

Postoje mnoge računalne usluge koje ubrzavaju i pojednostavljuju izračune.

Izračuni toplinskog inženjerstva izravno su povezani s definicijom točka rosišta, Naučit ćete što je to i kako pronaći njegovu vrijednost iz članka koji preporučamo.

Zaključci i korisni video na temu

Izvođenje izračuna toplotne tehnike pomoću mrežnog kalkulatora:

Ispravan proračun toplotnog inženjerstva:

Kompetentni izračun toplinske tehnike omogućit će vam da procijenite učinkovitost izolacije vanjskih elemenata kuće, da odredite snagu potrebne opreme za grijanje.

Kao rezultat, možete uštedjeti na kupnji materijala i grijaćih uređaja. Bolje je unaprijed znati može li oprema podnijeti grijanje i kondicioniranje zgrade nego kupiti nasumično sve.

Molimo ostavite komentare, postavite pitanja, objavite fotografiju na temu članka u bloku ispod. Recite nam o tome kako vam je proračun toplinske tehnike pomogao u odabiru opreme za grijanje potrebne snage ili izolacijskog sustava. Moguće je da će vaše informacije biti korisne posjetiteljima web mjesta.