Šilumos techninis pastato skaičiavimas: skaičiavimų atlikimo specifika ir formulės + praktiniai pavyzdžiai

Pastato eksploatavimo metu nepageidautinas ir perkaitimas, ir užšalimas. Nustatykite vidurį, kuris leis apskaičiuoti šilumos inžineriją, o tai yra ne mažiau svarbu nei pelningumo, stiprumo, atsparumo ugniai ir patvarumo apskaičiavimas.

Remiantis šilumos inžinerijos standartais, klimato ypatybėmis, garų ir drėgmės pralaidumu, atliekamas medžiagų, uždarų konstrukcijų statybai, pasirinkimas. Kaip atlikti šį skaičiavimą, mes svarstome straipsnyje.

Šilumos inžinerijos skaičiavimo tikslas

Daug kas priklauso nuo kapitalinių pastato aptvarų šiluminių savybių. Tai yra konstrukcinių elementų drėgmė ir temperatūros indikatoriai, turintys įtakos kondensato buvimui ar nebuvimui vidinėse pertvarose ir lubose.

Skaičiavimas parodys, ar palaikomos stabilios temperatūros ir drėgmės charakteristikos esant pliusinei ir minusinei temperatūrai. Į šių charakteristikų sąrašą taip pat įtrauktas toks rodiklis kaip šilumos kiekis, kurį šaltuoju laikotarpiu praranda pastato apvalkalas.

Negalite pradėti kurti neturėdami visų šių duomenų. Remdamiesi jais, pasirinkite sienų ir grindų storį, sluoksnių seką.

Pagal GOST 30494-96 taisykles temperatūros vertės viduje. Vidutiniškai tai yra 21⁰. Tuo pačiu metu santykinė oro drėgmė turi išlikti patogioje aplinkoje, o tai sudaro vidutiniškai 37%. Didžiausias oro masės judėjimo greitis - 0,15 m / s

Šilumos inžinerijos skaičiavimais siekiama nustatyti:

1. Ar konstrukcija sutampa su nurodytais terminės apsaugos reikalavimais?
2. Ar patogus mikroklimatas pastato viduje yra visiškai užtikrintas?
3. Ar užtikrinama optimali konstrukcijų šiluminė apsauga?

Pagrindinis principas yra išlaikyti tvorų ir kambarių vidaus struktūrų atmosferos temperatūros rodiklių skirtumų pusiausvyrą. Jei to nepastebėsite, šie paviršiai sugers šilumą, o viduje temperatūra išliks labai žema.

Šilumos srauto pokyčiai neturėtų daryti didelės įtakos vidaus temperatūrai.Ši charakteristika vadinama atsparumu karščiui.

Atliekant šiluminį skaičiavimą, nustatomos optimalios sienų (grindų) ir grindų matmenų storio ribos (mažiausia ir didžiausia). Tai yra pastato eksploatavimo per ilgą laiką garantija tiek be didelių konstrukcijų užšalimo, tiek perkaitimo.

Skaičiavimų atlikimo parametrai

Norėdami atlikti šilumos skaičiavimą, jums reikia pradinių parametrų.

Jie priklauso nuo daugelio savybių:

1. Pastato paskirtis ir tipas.
2. Vertikalių pastatų apvalkalų orientacija, atsižvelgiant į orientaciją į pagrindinius taškus.
3. Geografiniai būsimo namo parametrai.
4. Pastato tūris, aukštų skaičius, plotas.
5. Durų, langų angų tipai ir matmenų duomenys.
6. Šildymo tipas ir jo techniniai parametrai.
7. Nuolatinių gyventojų skaičius.
8. Vertikalių ir horizontalių uždarų konstrukcijų medžiaga.
9. Viršutinis aukštas sutampa.
10. Įrengtas karštu vandeniu.
11. Vėdinimo tipas.

Skaičiuojant atsižvelgiama į kitas konstrukcijos savybes. Pastatų apvalkalų oro pralaidumas neturėtų prisidėti prie per didelio vėsinimo namo viduje ir sumažinti elementų šilumos izoliacijos savybes.

Dėl šilumos praradimo ir sienų užsikimšimas, be to, dėl to atsiranda drėgmė, neigiamai veikianti pastato ilgaamžiškumą.

Skaičiavimo procese pirmiausia nustatomi statybinių medžiagų šiluminės inžinerijos duomenys, iš kurių gaminamas pastato apvalkalas. Be to, turi būti nustatytas sumažėjęs atsparumas šilumos perdavimui ir atitikimas jo norminiam dydžiui.

Skaičiavimo formulės

Šilumos nutekėjimą, kurį praranda namas, galima suskirstyti į dvi pagrindines dalis: nuostoliai dėl pastato apvalkalų ir nuostoliai dėl veikimo vėdinimo sistema. Be to, šiluma prarandama, kai į kanalizacijos sistemą išleidžiamas šiltas vanduo.

Nuostoliai dėl statybinių vokų

Medžiagoms, kurios sudaro uždarąsias konstrukcijas, būtina rasti šilumos laidumo indekso Kt (W / m x laipsnio) vertę. Jie yra atitinkamuose kataloguose.

Dabar, žinant sluoksnių storį, pagal formulę: R = S / CTapskaičiuokite kiekvieno mazgo šiluminę varžą. Jei dizainas yra daugiasluoksnis, visos gautos vertės sudedamos.

Šilumos nuostolių matmenis lengviausia nustatyti pridedant šilumos srautus per uždaras konstrukcijas, kurios iš tikrųjų sudaro šį pastatą

Vadovaudamiesi šia technika, atsižvelkite į momentą, kai struktūrą sudarančios medžiagos turi skirtingą struktūrą. Taip pat atsižvelgiama į tai, kad šilumos srautas, praeinantis pro juos, turi skirtingą specifiką.

Kiekvienam atskiram dizainui šilumos nuostoliai nustatomi pagal formulę:

Q = (A / R) x dT

Čia:

• A - plotas m².
• R yra šilumos perdavimo struktūros varža.
• dT yra temperatūros skirtumas tarp lauko ir vidaus. Jis turi būti nustatytas šalčiausiam 5 dienų laikotarpiui.

Atlikdami skaičiavimą tokiu būdu, galite gauti rezultatą tik per šalčiausią penkių dienų laikotarpį. Bendri šilumos nuostoliai per visą šaltą sezoną nustatomi atsižvelgiant į parametrą dT, atsižvelgiant į ne žemiausią, o vidutinę temperatūrą.

Šilumos absorbcijos laipsnis, taip pat šilumos perdavimas, priklauso nuo klimato drėgmės regione. Dėl šios priežasties skaičiavimuose naudojami drėgmės žemėlapiai.

Toliau apskaičiuokite energijos kiekį, reikalingą kompensuoti šilumos nuostolius, praėjusius tiek per pastato apvalkalą, tiek per ventiliaciją. Jį nurodo W.

Yra tokia formulė:

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

Joje N yra šildymo laikotarpio trukmė dienomis.

Ploto skaičiavimo trūkumai

Apskaičiavimas pagal ploto rodiklį nėra labai tikslus. Čia neatsižvelgiama į tokį parametrą kaip klimato, temperatūros rodikliai, tiek minimalus, tiek maksimalus, drėgmė. Dėl daugelio svarbių punktų ignoravimo skaičiavime yra reikšmingų klaidų.

Dažnai bandant juos užblokuoti, projektas numato „atsargas“.

Jei vis dėlto pasirinkote šį metodą skaičiavimui, turite atsižvelgti į šiuos niuansus:

1. Jei vertikalių tvorų aukštis yra iki trijų metrų, o viename paviršiuje yra ne daugiau kaip dvi angos, rezultatą geriau padauginti iš 100 vatų.
2. Jei projekte yra balkonas, du langai arba lodžija padauginami iš vidutiniškai 125 vatų.
3. Kai patalpos yra pramoninės arba sandėliuose, naudojamas 150 W daugiklis.
4. Jei radiatoriai yra šalia langų, jų projektinė galia padidėja 25%.

Ploto formulė yra:

Q = S x 100 (150) P.

Čia Q yra patogus pastato šilumos lygis, S yra šildymo plotas m². Skaičiai 100 arba 150 - konkretus šiluminės energijos kiekis, sunaudotas 1 m² šildymui.

Nuostoliai dėl namų ventiliacijos

Pagrindinis parametras šiuo atveju yra oro mainų kursas. Jei namo sienos yra pralaidžios garams, ši vertė yra lygi vienybei.

Šalto oro įsiskverbimas į namą atliekamas tiekiamo vėdinimo būdu. Ištraukiama ventiliacija prisideda prie šilto oro išleidimo. Sumažina nuostolius dėl šilumokaičio vėdinimo. Jis neleidžia šilumai išbėgti kartu su išmetamu oru, o jis šildo gaunamus srautus

Tai suteikia galimybę per valandą visiškai atnaujinti orą pastato viduje. Pagal DIN standartą pastatytuose pastatuose yra sienos su garų barjeru, todėl čia laikomas du oro mainų greitis.

Yra formulė, pagal kurią nustatomi šilumos nuostoliai per ventiliacijos sistemą:

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

Čia simboliai nurodo:

1. Qв - šilumos nuostoliai.
2. V - kambario tūris mᶾ.
3. P - oro tankis. jo vertė laikoma lygi 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - oro mainų greitis.
5. C yra specifinė šiluma. Jis lygus 1005 J / kg x C.

Remiantis šio skaičiavimo rezultatais, galima nustatyti šildymo sistemos šilumos generatoriaus galią. Jei galios vertė yra per didelė, situacija gali tapti išeitimi. vėdinimo įrenginys su rekuperatoriumi. Pažvelkime į keletą namų, pagamintų iš skirtingų medžiagų, pavyzdžių.

Šilumos inžinerijos skaičiavimo Nr. 1 pavyzdys

Mes apskaičiuojame gyvenamąjį namą, esantį 1 klimato regione (Rusija), 1B parajonį. Visi duomenys paimti iš SNiP 23-01-99 1 lentelės. Šalčiausia temperatūra, stebima penkias dienas, kai saugumas 0,92 - tn = -22⁰С.

Pagal SNiP, šildymo laikotarpis (zop) trunka 148 dienas. Vidutinė temperatūra šildymo laikotarpiu su vidutiniais dienos oro temperatūros indeksais gatvėje yra 8⁰ - viso = -2,3⁰. Lauko lauko temperatūra šildymo sezono metu yra tt = -4,4⁰.

Šilumos nuostoliai namuose yra svarbiausias momentas projektavimo etape. Statybinių medžiagų ir izoliacijos pasirinkimas priklauso nuo skaičiavimo rezultatų. Nėra jokių nulinių nuostolių, tačiau stenkitės, kad jie būtų kuo tikslesni.

Numatyta sąlyga, kad namo kambariuose turėtų būti 22 дома temperatūra. Namas turi du aukštus ir sienas, kurių storis 0,5 m, aukštis 7 m, planiniai matmenys 10 x 10 m. Vertikalios sienos medžiaga yra šilta keramika. Tam šilumos laidumo koeficientas yra 0,16 W / m x C.

Kaip išorinė izoliacija buvo naudojama mineralinė vata, 5 cm storio. KT vertė jai yra 0,04 W / m x C. Namo langų angų skaičius yra 15 vnt. Kiekvienas 2,5 m².

Šilumos nuostoliai per sienas

Visų pirma, būtina nustatyti tiek keraminės sienos, tiek izoliacijos šiluminę varžą. Pirmuoju atveju R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 kv. mx C / W. Antrame - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 kv. mx C / W. Apskritai, vertikaliam pastato apvalkalui: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,35 kv. mx C / W.

Kadangi šilumos nuostoliai yra tiesiogiai proporcingi pastato apvalkalo plotui, apskaičiuojame sienų plotą:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Dabar galite nustatyti šilumos nuostolius per sienas:

Qc = (242,5: 4,355) x (22 - (-22)) = 2438,9 W.

Šilumos nuostoliai dėl horizontalių sienų apskaičiuojami taip pat. Dėl to visi rezultatai yra apibendrinti.

Jei yra rūsys, šilumos nuostoliai per pamatą ir grindis bus mažesni, nes skaičiavime naudojama dirvožemio, o ne lauko oro temperatūra.

Jei rūsys po pirmo aukšto grindimis yra šildomas, grindų negalima apšiltinti.Rūsio sienos vis dar geriau apšiltintos izoliacija, kad šiluma nepatektų į žemę.

Nuostolių nustatymas vėdinant

Norėdami supaprastinti skaičiavimą, neatsižvelkite į sienų storį, o tiesiog nustatykite oro tūrį viduje:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Esant daugybei oro mainų Kv = 2, šilumos nuostoliai bus:

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

Jei Kv = 1:

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

Efektyvų gyvenamųjų pastatų vėdinimą užtikrina rotaciniai ir plokštiniai rekuperatoriai. Pirmųjų efektyvumas yra didesnis, jis siekia 90%.

Šilumos inžinerijos skaičiavimo Nr. 2 pavyzdys

Nuostolius reikia apskaičiuoti per 51 cm storio plytų sieną, kuri yra izoliuojama 10 cm mineralinės vatos sluoksniu. Išorėje - 18⁰, viduje - 22⁰. Sienos matmenys yra 2,7 m aukščio ir 4 m ilgio. Vienintelė išorinė kambario siena yra orientuota į pietus, nėra išorinių durų.

Plytų šilumos laidumo koeficientas Kt = 0,58 W / m º C, mineralinės vatos - 0,04 W / m º C. Šiluminis atsparumas:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 kv. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 kv. mx C / W. Apskritai, vertikaliam pastato apvalkalui: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 kvadratiniai metrai. mx C / W.

Išorinės sienos plotas A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Šilumos nuostoliai per sieną:

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

Norėdami apskaičiuoti nuostolius per langus, naudojama ta pati formulė, tačiau jų šiluminė varža paprastai nurodoma pase ir jos apskaičiuoti nereikia.

Šiltinant namą, langai yra „silpnoji grandis“. Pro juos patenka gana didelė šilumos dalis. Daugiasluoksniai dvigubo stiklo langai, šilumą atspindinčios plėvelės, dvigubi rėmai sumažins nuostolius, tačiau net ir tai nepadės visiškai išvengti šilumos nuostolių

Jei namo langai, kurių matmenys 1,5 x 1,5 m², yra energiją taupantys, orientuoti į šiaurę, o šiluminė varža yra 0,87 m2 ° C / W, nuostoliai bus šie:

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

Šilumos inžinerijos skaičiavimo Nr. 3 pavyzdys

Atliksime medinio rąstinio pastato, kurio fasadas pastatytas iš pušinių rąstų, kurio storis yra 0,22 m, šiluminį skaičiavimą. Šios medžiagos koeficientas yra K = 0,15. Tokiu atveju šilumos nuostoliai sudarys:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Žemiausia penkių dienų temperatūra yra -18⁰, jaukumui namuose temperatūra nustatoma iki 21⁰. Skirtumas yra 39⁰. Jei einame iš 120 m² ploto, gauname rezultatą:

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

Palyginimui nustatome plytinio namo nuostolius. Silikatinių plytų koeficientas yra 0,72.

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

Tokiomis pat sąlygomis medinis namas yra ekonomiškesnis. Silikatinės plytos sienoms čia visai netinka.

Medinė konstrukcija turi didelę šiluminę galią. Jo uždaros konstrukcijos ilgą laiką palaiko patogią temperatūrą. Nepaisant to, net rąstinį namą reikia izoliuoti ir geriau tai padaryti tiek iš vidaus, tiek iš išorės

Statybininkai ir architektai rekomenduoja tai padaryti šilumos suvartojimas kaitinant kompetentingam įrangos parinkimui ir namo projektavimo etape parinkti tinkamą izoliacijos sistemą.

Šilumos skaičiavimo pavyzdys Nr. 4

Namas bus pastatytas Maskvos srityje. Skaičiavimui buvo paimta iš putplasčio blokelių sukurta siena. Kaip taikoma izoliacija ekstruzinis polistireninis putplastis. Apdailos konstrukcija - tinkas iš abiejų pusių. Jo struktūra yra kalkinga ir smėlinga.

Putų polistirolo tankis yra 24 kg / mᶾ.

Santykinė oro drėgmė kambaryje yra 55%, esant vidutinei 20 ° C temperatūrai. Sluoksnio storis:

• tinkas - 0,01 m;
• putų betonas - 0,2 m;
• polistireninis putplastis - 0,065 m.

Užduotis yra surasti reikiamą ir faktinį šilumos perdavimo atsparumą. Būtinas Rtr nustatomas pakeičiant reikšmes išraiška:

Rtr = a x GSOP + b

kur GOSP yra šildymo sezono laipsnių diena, o a ir b yra koeficientai, paimti iš Taisyklių kodekso 50.13330 2012 3 lentelės Nr. 3. Kadangi pastatas yra gyvenamasis, a yra 0,00035, b = 1,4.

GSOP apskaičiuojamas pagal formulę, paimtą iš to paties SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

Šioje formulėje tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - šildymo laikotarpis dienomis. Todėl:

GSOP = (20 - (-2,2)) x 205 = 4551⁰ С x dienos .;

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

Remdamiesi lentele Nr. 2 SP50.13330.2012, nustatykite kiekvieno sienos sluoksnio šilumos laidumą:

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

Bendras sąlyginis atsparumas šilumos perdavimui Ro, lygus visų sluoksnių varžų sumai. Apskaičiuokite ją pagal formulę:

Ši formulė paimta iš SP 50.13330.2012.Čia 1 / av yra priešingybė vidinių paviršių šilumos suvokimui. 1 / lt - tas pats išorinis, δ / λ - šiluminio sluoksnio varža

Pakaitomis gaunamos vertės: = 2,54 m2 ° C / V. Rf nustatomas padauginus Ro iš koeficiento r, lygaus 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / V.

Rezultatas įpareigoja pakeisti gaubiančio elemento dizainą, nes faktinė šiluminė varža yra mažesnė už apskaičiuotą.

Yra daugybė kompiuterinių paslaugų, kurios pagreitina ir supaprastina skaičiavimus.

Šilumos inžineriniai skaičiavimai yra tiesiogiai susiję su rasos taškas. Sužinosite, kas tai yra ir kaip sužinoti jo vertę iš mūsų rekomenduojamo straipsnio.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Šilumos inžinerijos skaičiavimas naudojant internetinę skaičiuoklę:

Teisingas šilumos inžinerijos skaičiavimas:

Kompetentingas šilumos inžinerijos skaičiavimas leis jums įvertinti namo išorinių elementų izoliacijos efektyvumą, nustatyti reikalingos šildymo įrangos galią.

Dėl to galite sutaupyti pirkdami medžiagas ir šildymo prietaisus. Geriau iš anksto žinoti, ar įranga gali valdyti pastato šildymą ir kondicionavimą, nei viską pirkti atsitiktine tvarka.

Prašome palikti komentarus, užduoti klausimus, paskelbti nuotrauką straipsnio tema žemiau esančiame bloke. Papasakokite apie tai, kaip šilumos inžinerijos skaičiavimas padėjo jums pasirinkti reikiamos galios šildymo įrangą arba izoliacijos sistemą. Gali būti, kad jūsų informacija bus naudinga svetainės lankytojams.