Termoteknisk beregning av en bygning: spesifikasjoner og formler for utførelse av beregninger + praktiske eksempler

Under driften av bygningen er både overoppheting og frysing uønsket. Bestem mellomgrunnen vil tillate beregning av termisk konstruksjon, som ikke er mindre viktig enn beregningen av lønnsomhet, styrke, motstand mot brann, holdbarhet.

Basert på varmetekniske standarder, klimatiske egenskaper, damp og fuktighetsgjennomtrengelighet, utføres valg av materialer for konstruksjon av lukkende konstruksjoner. Hvordan du utfører denne beregningen, vurderer vi i artikkelen.

Hensikten med beregning av varmeteknikk

Mye avhenger av de termiske egenskapene til bygningens hovedgjerde. Dette er fuktigheten til konstruksjonselementene og temperaturindikatorer som påvirker tilstedeværelsen eller fraværet av kondensat på de indre skillevegger og tak.

Beregningen vil vise om stabile temperatur- og fuktighetsegenskaper opprettholdes på pluss- og minus-temperaturer. Listen over disse egenskapene inkluderer også en slik indikator som mengden varme som tapes av bygningskonvolutten i den kalde perioden.

Du kan ikke begynne å designe uten å ha alle disse dataene. Velg tykkelsen på vegger og gulv, lagsekvensen, basert på dem.

I henhold til forskriftene til GOST 30494-96 temperaturverdier inne. I gjennomsnitt er den 21⁰. Samtidig må relativ luftfuktighet forbli i en behagelig ramme, og dette er et gjennomsnitt på 37%. Den høyeste hastigheten på luftmassebevegelse - 0,15 m / s

Varmeteknisk beregning tar sikte på å bestemme:

1. Er designene identiske med de oppgitte kravene når det gjelder termisk beskyttelse?
2. Er det komfortable mikroklimaet inne i bygningen så fullt sikret?
3. Er det sikret optimal termisk beskyttelse av konstruksjoner?

Hovedprinsippet er å opprettholde en balanse mellom forskjellen i temperaturindikatorer for atmosfæren til de indre strukturene i gjerder og rom. Hvis det ikke blir observert, vil disse overflatene absorbere varme, og inne i temperaturen vil forbli veldig lav.

Endringer i varmefluxen skal ikke påvirke den indre temperaturen nevneverdig.Denne egenskapen kalles varmemotstand.

Ved å utføre en termisk beregning, bestemmes de optimale grensene (minimum og maksimum) for dimensjonene på veggene og gulvene i tykkelse. Dette er en garanti for bygningsdrift over lengre tid, både uten ekstrem frysing av konstruksjoner og overoppheting.

Parametere for å utføre beregninger

For å utføre varmeberegning, trenger du de innledende parametrene.

De er avhengige av en rekke egenskaper:

1. Destinasjon for bygningen og dens type.
2. Orienteringer av vertikale bygningskonvolutter i forhold til orienteringen til kardinalpunktene.
3. De geografiske parametrene til det fremtidige hjemmet.
4. Bygningens volum, antall etasjer, areal.
5. Typer og dimensjonsdata for dør, vindusåpninger.
6. Type oppvarming og dens tekniske parametere.
7. Antall fastboende.
8. Materiale av vertikale og horisontale lukkende strukturer.
9. Overlapper toppetasjen.
10. Utstyrt med varmt vann.
11. Type ventilasjon.

Andre strukturelle trekk ved strukturen tas med i beregningen. Luftpermeabiliteten til bygningskonvolutter skal ikke bidra til overdreven kjøling inne i huset og redusere elementets varmeskjermingsegenskaper.

Tap av varmeårsaker og vanning av vegger, og i tillegg fører dette til fuktighet, noe som påvirker bygningens holdbarhet.

I beregningsprosessen bestemmes for det første de termiske konstruksjonsdataene for bygningsmaterialer, hvorfra bygningskonvolutten er laget. I tillegg er den reduserte varmeoverføringsmotstanden og samsvar med dens normative verdi underlagt bestemmelse.

Formler for beregning

Varmelekkasjer fra huset kan deles i to hoveddeler: tap gjennom bygningskonvolutter og tap forårsaket av funksjon ventilasjonsanlegg. I tillegg går varmen tapt når varmt vann slippes ut i kloakksystemet.

Tap gjennom bygningskonvolutter

For materialene som utgjør de lukkende strukturer, er det nødvendig å finne verdien av den termiske konduktivitetsindeksen Kt (W / m x grad). De er i de aktuelle katalogene.

Nå, å vite tykkelsen på lagene, i henhold til formelen: R = S / CTberegne den termiske motstanden til hver enhet. Hvis designen er flerlags, legges alle oppnådde verdier opp.

Dimensjonene til varmetap bestemmes lettest ved å legge til varmestrømmer gjennom de omsluttende strukturer som faktisk danner denne bygningen

Veiledet av denne teknikken, ta hensyn til det øyeblikket materialene som utgjør strukturen har en annen struktur. Det tas også hensyn til at varmefluxen som går gjennom dem har forskjellige detaljer.

For hvert individuelt design bestemmes varmetapet av formelen:

Q = (A / R) x dT

her:

• A - areal i m².
• R er motstanden til varmeoverføringsstrukturen.
• dT er temperaturforskjellen mellom utsiden og innsiden. Det må bestemmes for den kaldeste 5-dagersperioden.

Når du utfører beregningen på denne måten, kan du få resultatet bare for den kaldeste fem-dagersperioden. Det totale varmetapet for hele den kalde årstiden bestemmes ved å ta hensyn til parameteren dT, ta hensyn til temperaturen, ikke den laveste, men gjennomsnittet.

I hvilken grad varmen blir absorbert, samt varmeoverføring, avhenger av klimatfuktigheten i regionen. Av denne grunn brukes fuktighetskart i beregningene.

Deretter beregner du mengden energi som trengs for å kompensere for tapet av varme som har gått både gjennom konvolutten og gjennom ventilasjonen. Det er indikert av W.

Det er en formel for dette:

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

I den er N varigheten av oppvarmingsperioden i dager.

Ulempene med å beregne området

Beregningen basert på områdesindikatoren er ikke veldig nøyaktig. Her er ikke en slik parameter som klima, temperaturindikatorer, både minimum og maksimum, fuktighet tatt i betraktning. På grunn av å ignorere mange viktige punkter, har beregningen betydelige feil.

Ofte prøver å blokkere dem, gir prosjektet for "lager".

Hvis du likevel valgte denne metoden for beregning, må du vurdere følgende nyanser:

1. Med en høyde på vertikale gjerder opp til tre meter og tilstedeværelsen av ikke mer enn to åpninger på en overflate, er resultatet bedre å multiplisere med 100 watt.
2. Hvis prosjektet har en balkong, multipliseres to vinduer eller en loggia med et gjennomsnitt på 125 watt.
3. Når lokalene er industrielle eller lager, brukes en 150W multiplikator.
4. Hvis radiatorer er lokalisert i nærheten av vinduer, økes designkapasiteten deres med 25%.

Arealformelen er:

Q = S x 100 (150) W.

Her er Q et komfortabelt varmenivå i bygningen, S er området med oppvarming i m². Nummer 100 eller 150 - den spesifikke mengden termisk energi brukt til oppvarming av 1 m².

Tap gjennom ventilasjon i hjemmet

Nøkkelparameteren i dette tilfellet er luftkursen. Forutsatt at husets vegger er dampgjennomtrengelige, er denne verdien lik enhet.

Inntrenging av kald luft inn i huset utføres ved forsyningsventilasjon. Eksosventilasjon bidrar til avgang av varm luft. Reduserer tap gjennom ventilasjonen av varmeveksleren. Det tillater ikke varme å slippe sammen med avtrekksluften, og han varmer de innkommende strømningene

Det sørger for en fullstendig oppdatering av luften inne i bygningen på en time. Bygninger konstruert i henhold til DIN-standarden har vegger med dampsperre, derfor her anses luftutvekslingskursen å være to.

Det er en formel som varmetap gjennom et ventilasjonssystem bestemmes:

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

Her indikerer symbolene følgende:

1. Qв - varmetap.
2. V er volumet på rommet i mᶾ.
3. P er tettheten av luft. dens verdi er lik 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - hastigheten på luftutveksling.
5. C er den spesifikke varmen. Den er lik 1005 J / kg x C.

Basert på resultatene fra denne beregningen er det mulig å bestemme kraften til varmegeneratoren til varmesystemet. Hvis kraftverdien er for høy, kan situasjonen bli en utvei. ventilasjonsaggregat med rekuperator. La oss se på noen få eksempler på hus laget av forskjellige materialer.

Et eksempel på beregning av varmeteknikk nr. 1

Vi beregner et boligbygg som ligger i en klimatisk region (Russland), delområde 1B. Alle data er hentet fra tabell 1 i SNiP 23-01-99. Den kaldeste temperaturen observert i fem dager med en sikkerhet på 0,92 - tn = -22⁰С.

I samsvar med SNiP varer varmetiden (zop) 148 dager. Gjennomsnittstemperaturen i løpet av oppvarmingsperioden med daglige gjennomsnittstemperaturindekser for luft i gaten er 8 -2 - tot = -2.3⁰. Utetemperaturen i fyringssesongen er = -4,4⁰.

Varmetap hjemme er det viktigste øyeblikket på designstadiet. Valg av byggematerialer og isolasjon avhenger av resultatene av beregningen. Det er ingen nulltap, men prøver å sikre at de er så hensiktsmessige som mulig.

Betingelsen er fastsatt at temperaturen på 22 дома skal leveres i rommene i huset. Huset har to etasjer og vegger med en tykkelse på 0,5 m. Høyden er 7 m, dimensjonene i plan er 10 x 10 m. Materialet til den vertikale muren er varm keramikk. For den er den termiske konduktivitetskoeffisienten 0,16 W / m x C.

Mineralull ble brukt som en ytre isolasjon, 5 cm tykk. Verdien av CT for henne er 0,04 W / m x C. Antall vindusåpninger i huset er 15 stk. 2,5 m² hver.

Varmetap gjennom vegger

Først av alt er det nødvendig å bestemme den termiske motstanden til både den keramiske veggen og isolasjonen. I det første tilfellet er R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 kvm. mx C / W. I det andre - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 kvm. mx C / W. Generelt for en vertikal bygningskonvolutt: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 kvm. mx C / W.

Siden varmetap har et direkte proporsjonalt forhold til bygningens konvolutt, beregner vi veggenes areal:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Nå kan du bestemme varmetapet gjennom veggene:

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

Varmetap gjennom horisontal veggmaling beregnes på samme måte. Som et resultat blir alle resultatene oppsummert.

Hvis det er en kjeller, vil varmetapet gjennom grunnmuren og gulvet være mindre, siden temperaturen på jorda, og ikke uteluften, er involvert i beregningen

Hvis kjelleren under gulvet i første etasje blir oppvarmet, kan gulvet ikke isoleres.Kjellerveggene er fremdeles bedre omhyllet med isolasjon, slik at varmen ikke går i bakken.

Bestemmelse av tap gjennom ventilasjon

For å forenkle beregningen må du ikke ta hensyn til tykkelsen på veggene, men bare bestemme volumet av luft inne:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Med en mangfoldighet av luftutveksling Kv = 2, vil varmetapet 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 ventilasjon av boligbygg blir levert av rotasjons- og plategjenvinnere. Førstnevnte effektivitet er høyere, den når 90%.

Et eksempel på beregning av varmeteknikk nr. 2

Det kreves beregning av tap gjennom en 51 cm tykk murvegg. Den er isolert med et 10 cm lag mineralull. Utenfor - 18⁰, inne - 22⁰. Dimensjonene på veggen er 2,7 m i høyden og 4 m i lengde. Den eneste ytre veggen i rommet er orientert mot sør, det er ingen utvendige dører.

For murstein er varmeledningskoeffisienten Kt = 0,58 W / m º C, for mineralull - 0,04 W / m ºC. Termisk motstand:

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

Utvendig veggareal A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Varmetap gjennom veggen:

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

For å beregne tap gjennom vinduer brukes den samme formelen, men deres termiske motstand er vanligvis indikert i passet, og det er ikke nødvendig å beregne det.

I varmeisolering av et hus er vinduer en "svak ledd". En ganske stor brøkdel av varmen går gjennom dem. Flerlags dobbeltvinduer, varmereflekterende film, doble rammer vil redusere tap, men selv dette vil ikke bidra til å unngå varmetap helt

Hvis husets vinduer med dimensjoner 1,5 x 1,5 m² er energisparende, orientert mot nord, og den termiske motstanden er 0,87 m2 ° C / W, vil tapene være:

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

Et eksempel på beregning av varmeteknikk nr. 3

Vi utfører en termisk beregning av en trestokkbygning med en fasade oppført fra furustokker med en lagtykkelse på 0,22 m. Koeffisienten for dette materialet er K = 0,15. I denne situasjonen vil varmetapet utgjøre:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Den laveste fem-dagers temperatur er -18⁰, for komfort i huset er temperaturen satt til 21⁰. Forskjellen er 39⁰. Hvis vi går videre fra et område på 120 m², får vi resultatet:

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

Til sammenligning bestemmer vi tapet av et murhus. Koeffisienten for silikatstein er 0,72.

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

Under de samme forholdene er et trehus mer økonomisk. Silikatstein for murvegg er ikke egnet her i det hele tatt.

Trekonstruksjonen har en høy varmekapasitet. Dens lukkende strukturer holder en behagelig temperatur i lang tid. Likevel trenger til og med et tømmerhus å isoleres, og det er bedre å gjøre dette både fra innsiden og utsiden

Utbyggere og arkitekter anbefaler å gjøre varmeforbruk under oppvarming for kompetent valg av utstyr og på designstadiet av huset for å velge passende isolasjonssystem.

Eksempel på varmeregning nr. 4

Huset skal bygges i Moskva-regionen. For beregningen ble en vegg laget av skumblokker tatt. Hvordan isolering påføres ekstrudert polystyrenskum. Etterbehandling av strukturen - gips på begge sider. Strukturen er kalkholdig og sand.

Utvidet polystyren har en tetthet på 24 kg / mᶾ.

Relativ luftfuktighet i rommet er 55% ved en gjennomsnittstemperatur på 20⁰. Lagtykkelse:

• gips - 0,01 m;
• skumbetong - 0,2 m;
• polystyrenskum - 0,065 moh.

Oppgaven er å finne den nødvendige varmeoverføringsmotstanden og den faktiske. Den nødvendige Rtr bestemmes ved å erstatte verdiene i uttrykket:

Rtr = a x GSOP + b

der GOSP er gradsdagen for fyringssesongen, og a og b er koeffisientene hentet fra tabell nr. 3 i regelverket 50.13330.2012. Siden bygningen er bolig, er a 0,00035, b = 1,4.

GSOP beregnes med formelen hentet fra samme SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

I denne formelen er tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - oppvarmingsperioden i dager. derfor:

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

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

Ved hjelp av tabell nr. 2 SP50.13330.2012, bestemme varmeledningsevnen for hvert lag av veggen:

• 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 totale betingede motstanden mot varmeoverføring Ro, lik summen av motstandene til alle lag. Beregn den med formelen:

Denne formelen er hentet fra SP 50.13330.2012.Her er 1 / av motvirkning til varmeoppfatningen av indre overflater. 1 / no - den samme ytre, δ / λ - termisk lagmotstand

Å erstatte verdiene mottar: = 2,54 m2 ° C / W. Rf bestemmes ved å multiplisere Ro med en koeffisient r lik 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Resultatet plikter å endre utformingen av det omsluttende elementet, siden den faktiske termiske motstanden er mindre enn det beregnede.

Det er mange datatjenester som fremskynder og forenkler beregninger.

Termotekniske beregninger er direkte relatert til definisjonen av duggpunkt. Du lærer hva det er og hvordan du finner verdien av den fra artikkelen vi anbefaler.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Utføre en varmeteknisk beregning ved hjelp av en online kalkulator:

Riktig varmebehandling beregning:

En kompetent beregning av varmeteknikk vil tillate deg å evaluere effektiviteten av isolasjon av de ytre elementene i huset, bestemme kraften til nødvendig varmeutstyr.

Som et resultat kan du spare på kjøp av materialer og varmeapparater. Det er bedre å vite på forhånd om utstyret takler oppvarming og kondisjonering av bygningen enn å kjøpe alt tilfeldig.

Legg igjen kommentarer, still spørsmål, legg ut et bilde om emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Fortell oss om hvordan beregningen av varmeteknikk hjalp deg med å velge varmeutstyr til ønsket kraft eller isolasjonssystem. Det er mulig at informasjonen din vil være nyttig for besøkende.