Ēkas termotehniskais aprēķins: specifika un formulas aprēķinu veikšanai + praktiski piemēri

Ēkas ekspluatācijas laikā nav vēlama gan pārkaršana, gan sasalšana. Noteikt vidusceļu ļaus aprēķināt siltumtehniku, kas ir ne mazāk svarīgi kā rentabilitātes, stiprības, ugunsizturības un izturības aprēķins.

Balstoties uz siltumtehnikas standartiem, klimatiskajām īpašībām, tvaiku un mitruma caurlaidību, tiek veikta materiālu izvēle norobežojošo konstrukciju būvniecībai. Kā veikt šo aprēķinu, mēs apsveram rakstā.

Siltumtehnikas aprēķina mērķis

Daudz kas ir atkarīgs no ēkas nožogojuma siltumtehniskajām īpašībām. Tas ir strukturālo elementu mitrums un temperatūras indikatori, kas ietekmē kondensāta klātbūtni vai neesamību uz iekšējām starpsienām un griestiem.

Aprēķins parādīs, vai stabilas temperatūras un mitruma īpašības tiek uzturētas plus un mīnus temperatūrās. Šo raksturlielumu sarakstā ir arī tāds rādītājs kā siltumenerģijas daudzums, ko aukstajā periodā zaudē ēkas aploksne.

Jūs nevarat sākt projektēšanu, ja nav visu šo datu. Balstoties uz tiem, izvēlieties sienu un grīdu biezumu, slāņu secību.

Saskaņā ar noteikumiem GOST 30494-96 temperatūras vērtības iekšpusē. Vidēji tas ir 21⁰. Tajā pašā laikā relatīvajam mitrumam jāpaliek ērtā vidē, un tas ir vidēji 37%. Lielākais gaisa masas kustības ātrums - 0,15 m / s

Siltumtehnikas aprēķina mērķis ir noteikt:

1. Vai dizainparaugi ir identiski noteiktajām prasībām attiecībā uz termisko aizsardzību?
2. Vai ērts mikroklimats ēkas iekšienē ir pilnībā nodrošināts?
3. Vai tiek nodrošināta optimāla konstrukciju termiskā aizsardzība?

Galvenais princips ir uzturēt līdzsvaru starp žogu un istabu iekšējo struktūru atmosfēras temperatūras indikatoriem. Ja tas netiek novērots, šīs virsmas absorbēs siltumu, un temperatūra iekšpusē saglabāsies ļoti zema.

Siltuma plūsmas izmaiņām nevajadzētu būtiski ietekmēt iekšējo temperatūru.Šo raksturlielumu sauc par karstumizturību.

Veicot termisko aprēķinu, tiek noteiktas optimālās (minimālās un maksimālās) sienu un grīdu izmēru robežas (biezumā). Tas ir ēkas ilgstošas ​​ekspluatācijas garantija gan bez galīgas konstrukciju sasalšanas, gan pārkaršanas.

Parametri aprēķinu veikšanai

Lai veiktu siltuma aprēķinu, jums ir nepieciešami sākotnējie parametri.

Tās ir atkarīgas no vairākām īpašībām:

1. Ēkas galamērķis un tips.
2. Vertikālu aplokšņu orientācija attiecībā pret orientāciju uz kardinālajiem punktiem.
3. Nākotnes mājas ģeogrāfiskie parametri.
4. Ēkas apjoms, stāvu skaits, platība.
5. Durvju, logu atvērumu veidi un izmēri.
6. Apkures veids un tā tehniskie parametri.
7. Pastāvīgo iedzīvotāju skaits.
8. Vertikālo un horizontālo norobežojošo konstrukciju materiāls.
9. Augšējā stāva pārklāšanās.
10. Aprīkots ar karstu ūdeni.
11. Ventilācijas veids.

Aprēķinā tiek ņemtas vērā citas struktūras struktūras iezīmes. Ēku norobežojošo konstrukciju gaisa caurlaidībai nevajadzētu veicināt pārmērīgu dzesēšanu mājas iekšienē un samazināt elementu siltumizolācijas īpašības.

Siltuma zudums izraisa sienu aizsērēšanu un, papildus, tas rada mitrumu, negatīvi ietekmējot ēkas izturību.

Aprēķina procesā, pirmkārt, tiek noteikti būvmateriālu siltumtehniskie dati, no kuriem tiek izgatavota ēkas norobežojošā konstrukcija. Turklāt ir jānosaka samazinātā siltuma caurlaidības pretestība un atbilstība tās normatīvajai vērtībai.

Aprēķināšanas formulas

Siltuma noplūdes, ko pazaudējusi māja, var iedalīt divās galvenajās daļās: zaudējumi ēkas norobežojošo konstrukciju dēļ un zudumi, kas rodas to darbības dēļ ventilācijas sistēma. Turklāt siltums tiek zaudēts, kad kanalizācijas sistēmā tiek izvadīts silts ūdens.

Zaudējumi no aploksnēm

Materiāliem, no kuriem veido norobežojošās konstrukcijas, jāatrod siltumvadītspējas indeksa vērtība Kt (W / m x grādi). Tie atrodas attiecīgajos direktorijos.

Tagad, zinot slāņu biezumu, pēc formulas: R = S / CTaprēķiniet katras vienības siltuma pretestību. Ja dizains ir daudzslāņu, visas iegūtās vērtības tiek summētas.

Siltuma zudumu izmērus visvieglāk var noteikt, saskaitot siltuma plūsmas caur norobežojošajām konstrukcijām, kas faktiski veido šo ēku

Vadoties pēc šīs tehnikas, ņemiet vērā brīdi, kad materiāliem, kas veido struktūru, ir atšķirīga struktūra. Tāpat tiek ņemts vērā, ka siltuma plūsmai, kas iet caur tām, ir atšķirīga specifika.

Katram atsevišķam dizainam siltuma zudumus nosaka pēc formulas:

Q = (A / R) x dT

Šeit:

• A - platība m².
• R ir siltuma pārneses struktūras pretestība.
• dT ir temperatūras starpība starp ārpusi un iekšpusi. Tas jānosaka aukstākajam 5 dienu periodam.

Veicot aprēķinu šādā veidā, jūs varat iegūt rezultātu tikai par aukstāko piecu dienu periodu. Kopējos siltuma zudumus visā aukstajā sezonā nosaka, ņemot vērā parametru dT, ņemot vērā nevis zemāko, bet vidējo temperatūru.

Siltuma absorbcijas pakāpe, kā arī siltuma pārnese ir atkarīga no klimata mitruma reģionā. Šī iemesla dēļ aprēķinos tiek izmantotas mitruma kartes.

Pēc tam aprēķiniet enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai kompensētu siltuma zudumus, kas iziet gan caur ēkas norobežojošo konstrukciju, gan caur ventilāciju. To norāda W.

Tam ir formula:

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

Tajā N ir apkures perioda ilgums dienās.

Apgabala aprēķināšanas trūkumi

Aprēķins, pamatojoties uz apgabala indikatoru, nav ļoti precīzs. Šeit netiek ņemts vērā tāds parametrs kā klimata, temperatūras rādītāji, gan minimālais, gan maksimālais, mitrums. Sakarā ar daudzu svarīgu punktu ignorēšanu aprēķinā ir būtiskas kļūdas.

Bieži vien mēģinot tos bloķēt, projekts paredz "krājumus".

Ja tomēr izvēlējāties šo metodi aprēķiniem, jums jāņem vērā šādas nianses:

1. Ja vertikālo žogu augstums ir līdz trim metriem un uz vienas virsmas ir ne vairāk kā divas atveres, rezultātu labāk reizināt ar 100 vatiem.
2. Ja projektam ir balkons, divus logus vai lodžiju reizina ar vidēji 125 vatiem.
3. Ja telpas ir rūpnieciskas vai noliktavas, tiek izmantots 150 W reizinātājs.
4. Ja radiatori atrodas pie logiem, to projektētā jauda tiek palielināta par 25%.

Teritorijas formula ir:

Q = S x 100 (150) W.

Šeit Q ir ērts siltuma līmenis ēkā, S ir apkures platība m². Skaitļi 100 vai 150 - konkrētais siltumenerģijas daudzums, kas iztērēts 1 m² sildīšanai.

Zaudējumi no mājas ventilācijas

Galvenais parametrs šajā gadījumā ir gaisa apmaiņas kurss. Ar nosacījumu, ka mājas sienas ir caurlaidīgas, šī vērtība ir vienāda ar vienotību.

Aukstā gaisa iekļūšanu mājā veic ar pieplūdes ventilāciju. Izplūdes ventilācija veicina siltā gaisa aizplūšanu. Samazina zaudējumus siltummaiņa ventilācijas laikā. Tas neļauj siltumam izplūst kopā ar izplūdes gaisu, un viņš silda ienākošās plūsmas

Tas nodrošina pilnīgu gaisa atjaunošanu ēkas iekšienē vienas stundas laikā. Ēkām, kas uzceltas saskaņā ar DIN standartu, ir sienas ar tvaika barjeru, tāpēc šeit gaisa apmaiņas ātrums tiek pieņemts par diviem.

Ir formula, pēc kuras nosaka siltuma zudumus caur ventilācijas sistēmu:

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

Šeit simboli norāda:

1. Qв - siltuma zudumi.
2. V ir telpas tilpums mᶾ.
3. P ir gaisa blīvums. tā vērtība tiek pieņemta vienāda ar 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - gaisa apmaiņas ātrums.
5. C ir īpatnējais siltums. Tas ir vienāds ar 1005 J / kg x C.

Balstoties uz šī aprēķina rezultātiem, ir iespējams noteikt apkures sistēmas siltuma ģeneratora jaudu. Ja jaudas vērtība ir pārāk augsta, situācija var kļūt par izeju. ventilācijas iekārta ar rekuperatoru. Apskatīsim dažus piemērus mājām, kas izgatavotas no dažādiem materiāliem.

Siltumtehnikas aprēķina Nr. 1 piemērs

Mēs aprēķinām dzīvojamo ēku, kas atrodas 1 klimatiskajā reģionā (Krievija), 1B apakšapgabalā. Visi dati ir ņemti no SNiP 23-01-99 1. tabulas. Aukstākā temperatūra, kas novērota piecas dienas ar drošību 0,92 - tn = -22⁰С.

Saskaņā ar SNiP sildīšanas periods (zop) ilgst 148 dienas. Vidējā temperatūra apkures periodā ar diennakts vidējiem gaisa temperatūras indeksiem uz ielas ir 8⁰ - tot = -2,3⁰. Āra temperatūra apkures sezonā ir tht = -4,4⁰.

Siltuma zudumi mājās ir vissvarīgākais brīdis projektēšanas posmā. Būvmateriālu un izolācijas izvēle ir atkarīga no aprēķinu rezultātiem. Zaudējumu nav nulles, taču jācenšas panākt, lai tie būtu pēc iespējas lietderīgāki.

Ir noteikts nosacījums, ka mājas istabās jānodrošina 22 дома temperatūra. Mājai ir divi stāvi un sienas ar biezumu 0,5 m. Tās augstums ir 7 m, plānotie izmēri ir 10 x 10 m. Vertikālās sienas materiāls ir silta keramika. Tam siltumvadītspējas koeficients ir 0,16 W / m x C.

Kā ārējā izolācija tika izmantota minerālvati, kuras biezums bija 5 cm. Viņai CT vērtība ir 0,04 W / m x C. Logu atvērumu skaits mājā ir 15 gab. Katrs 2,5 m².

Siltuma zudumi caur sienām

Pirmkārt, ir jānosaka gan keramikas sienas, gan izolācijas siltumizturība. Pirmajā gadījumā R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 kv. mx C / W. Otrajā - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 kv. mx C / W. Parasti vertikālai aplokai: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 kv. mx C / W.

Tā kā siltuma zudumiem ir tieši proporcionāla saistība ar ēkas norobežojošo konstrukciju laukumu, mēs aprēķinām sienu platību:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Tagad jūs varat noteikt siltuma zudumus caur sienām:

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

Siltuma zudumus caur horizontālo sienu aprēķina tādā pašā veidā. Rezultātā visi rezultāti tiek apkopoti.

Ja ir pagrabs, siltuma zudumi caur pamatu un grīdu būs mazāki, jo aprēķinos tiek iesaistīta augsnes, nevis ārējā gaisa temperatūra.

Ja pagrabs zem pirmā stāva grīdas ir apsildāms, grīdu nevar izolēt.Pagraba sienas joprojām ir labāk apšūtas ar izolāciju, lai siltums nenonāk zemē.

Zudumu noteikšana caur ventilāciju

Lai vienkāršotu aprēķinu, neņemiet vērā sienu biezumu, bet vienkārši nosakiet gaisa daudzumu iekšpusē:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Ar daudzkārtīgu gaisa apmaiņu Kv = 2, siltuma zudumi būs:

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

Ja Kv = 1:

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

Dzīvojamo ēku efektīvu ventilāciju nodrošina rotācijas un plākšņu rekuperatori. Bijusī efektivitāte ir augstāka, tā sasniedz 90%.

Siltumtehnikas aprēķina Nr. 2 piemērs

Ir jāaprēķina zaudējumi caur 51 cm biezu ķieģeļu sienu, kas ir izolēta ar 10 cm minerālvates slāni. Ārā - 18⁰, iekšā - 22⁰. Sienas izmēri ir 2,7 m augstumā un 4 m garumā. Istabas vienīgā ārējā siena ir vērsta uz dienvidiem, ārējo durvju nav.

Ķieģeļiem siltumvadītspējas koeficients Kt = 0,58 W / m º C, minerālvati - 0,04 W / m º C. Siltumizturība:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 kv. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 kv. mx C / W. Parasti vertikālai ēkas norobežojošajai konstrukcijai: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 kvadrātmetri. mx C / W.

Ārējo sienu platība A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Siltuma zudumi caur sienu:

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

Lai aprēķinātu zaudējumus caur logiem, tiek izmantota tā pati formula, taču to termiskā pretestība parasti tiek norādīta pasē, un tas nav jāaprēķina.

Mājas siltumizolācijā logi ir “vājā saite”. Caur tiem iziet diezgan liela siltuma daļa. Daudzslāņu stikla pakešu logi, siltumu atstarojošas plēves, dubultie rāmji samazinās zaudējumus, bet pat tas nepalīdzēs pilnībā izvairīties no siltuma zudumiem

Ja mājas logi ar izmēru 1,5 x 1,5 m² ir enerģijas taupīšanas virzienā uz ziemeļiem un siltumizturība ir 0,87 m2 ° C / W, tad zaudējumi būs:

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

Siltumtehnikas aprēķina Nr. 3 piemērs

Mēs veiksim koka guļbūves ar fasādi, kas būvēta no priežu apaļkokiem ar biezumu 0,22 m, termisko aprēķinu. Šī materiāla koeficients ir K = 0,15. Šajā situācijā siltuma zudumi būs:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Zemākā piecu dienu temperatūra ir -18⁰, komfortam mājā temperatūra tiek iestatīta līdz 21 to. Starpība ir 39⁰. Ja mēs ejam no 120 m² platības, mēs iegūstam rezultātu:

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

Salīdzinājumam mēs nosakām ķieģeļu mājas zaudējumus. Silikāta ķieģeļu koeficients ir 0,72.

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

Tādos pašos apstākļos koka māja ir ekonomiskāka. Silikāta ķieģelis sienām šeit vispār nav piemērots.

Koka konstrukcijai ir augsta siltumietilpība. Tās norobežojošās struktūras ilgu laiku uztur komfortablu temperatūru. Neskatoties uz to, pat guļbūve ir jāizolē, un labāk to darīt gan no iekšpuses, gan no ārpuses

Būvnieki un arhitekti iesaka darīt siltuma patēriņš sildīšanas laikā par kompetentu aprīkojuma izvēli un mājas projektēšanas stadijā izvēlēties piemērotu siltināšanas sistēmu.

Siltuma aprēķina piemērs Nr. 4

Māja tiks uzcelta Maskavas reģionā. Aprēķinam tika ņemta siena, kas izveidota no putuplasta blokiem. Kā tiek uzklāta izolācija ekstrudētas putupolistirola. Konstrukcijas apdare - apmetums no abām pusēm. Tā struktūra ir kaļķaina un smilšaina.

Putupolistirola blīvums ir 24 kg / mᶾ.

Relatīvais gaisa mitrums telpā ir 55%, ja vidējā temperatūra ir 20 °. Slāņa biezums:

• apmetums - 0,01 m;
• putu betons - 0,2 m;
• putupolistirola - 0,065 m.

Uzdevums ir atrast nepieciešamo un faktisko siltuma pārneses pretestību. Nepieciešamo Rtr nosaka, aizstājot vērtības izteiksmē:

Rtr = a x GSOP + b

kur GOSP ir apkures sezonas grādu diena, un a un b ir koeficienti, kas ņemti no noteikumu kodeksa Nr. 3 tabulas Nr. 50.13330.2012. Tā kā ēka ir dzīvojamā, a ir 0,00035, b = 1,4.

GSOP aprēķina pēc formulas, kas ņemta no tā paša SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

Šajā formulā tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - sildīšanas periods dienās. Tāpēc:

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

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

Izmantojot tabulas Nr. 2 SP50.13330.2012, nosakiet katra sienas slāņa siltumvadītspēju:

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

Kopējā nosacītā pretestība siltuma pārnesei Ro, kas vienāda ar visu slāņu pretestību summu. Aprēķiniet to pēc formulas:

Šī formula ir ņemta no SP 50.13330.2012.Šeit 1 / av ir pretspēja iekšējo virsmu siltuma uztverei. 1 / lv - tā pati ārējā, δ / λ - termiskā slāņa pretestība

Aizstājot saņemtās vērtības: = 2,54 m2 ° C / W. Rf nosaka, reizinot Ro ar koeficientu r, kas vienāds ar 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Rezultāts uzliek par pienākumu mainīt norobežojošā elementa dizainu, jo faktiskā termiskā pretestība ir mazāka par aprēķināto.

Ir daudz datoru pakalpojumu, kas paātrina un vienkāršo aprēķinus.

Siltumtehnikas aprēķini ir tieši saistīti ar rasas punkts. Jūs uzzināsit, kas tas ir un kā atrast tā vērtību no mūsu ieteiktā raksta.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Siltumtehnikas aprēķinu veikšana, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru:

Pareizs siltumtehnikas aprēķins:

Kompetents siltumtehnikas aprēķins ļaus novērtēt mājas ārējo elementu izolācijas efektivitāti, noteikt nepieciešamo apkures iekārtu jaudu.

Tā rezultātā jūs varat ietaupīt, iegādājoties materiālus un apkures ierīces. Labāk jau iepriekš zināt, vai aprīkojums var tikt galā ar ēkas apkuri un kondicionēšanu, nekā visu pirkt nejauši.

Lūdzu, atstājiet komentārus, uzdodiet jautājumus, ievietojiet fotoattēlu par raksta tēmu zemāk esošajā blokā. Pastāstiet mums par to, kā siltumtehnikas aprēķins palīdzēja jums izvēlēties vajadzīgās jaudas apkures iekārtas vai izolācijas sistēmu. Iespējams, ka jūsu informācija būs noderīga vietnes apmeklētājiem.