Термотехнички прорачун зграде: специфичности и формуле за извођење прорачуна + практични примери

Током рада зграде, прегревање и смрзавање су непожељни. Одређивање средњег слоја омогућиће прорачун топлотног инжењерства, што није мање важно од израчуна профитабилности, чврстоће, отпорности на ватру, трајности.

На основу стандарда топлотног инжењерства, климатских карактеристика, паре и пропусности влаге врши се избор материјала за изградњу ограђених конструкција. Како извести ово израчунавање, размотрит ћемо у чланку.

Сврха израчуна топлотног инжењерства

Много зависи од топлотних карактеристика капиталне ограде зграде. Ово је влажност конструкцијских елемената и индикатори температуре који утичу на присуство или одсуство кондензата на унутрашњим преградама и плафонима.

Прорачун ће показати да ли се одржавају стабилне карактеристике температуре и влаге на плус и минус. Листа ових карактеристика такође укључује такав показатељ као што је количина топлине изгубљене овојницом зграде у хладном периоду.

Не можете почети са дизајном без свих ових података. На основу њих одаберите дебљину зидова и пода, редослед слојева.

Према прописима ГОСТ 30494-96 вредности температуре изнутра. У просеку је 21⁰. Истовремено, релативна влага мора остати у угодном оквиру, а то је просек од 37%. Највећа брзина кретања ваздушне масе - 0,15 м / с

Прорачун топлотног инжењерства има за циљ да одреди:

1. Да ли су дизајни идентични наведеним захтевима у погледу топлотне заштите?
2. Да ли је удобна микроклима унутар зграде тако потпуно обезбеђена?
3. Да ли је обезбеђена оптимална топлотна заштита конструкција?

Главни принцип је одржавање равнотеже разлике у температурним показатељима атмосфере унутрашњих структура ограде и просторије. Ако се то не примети, ове површине ће апсорбирати топлоту, а унутра ће температура остати врло ниска.

Промене топлотног тока не би требало значајно да утичу на унутрашњу температуру.Ова карактеристика се назива отпорност на топлоту.

Извођењем топлотног израчуна утврђују се оптималне границе (минималне и максималне) димензија дебљине зидова и пода. Ово је гаранција рада зграде током дужег периода, без екстремног замрзавања конструкција и прегревања.

Параметри за извођење прорачуна

Да бисте извршили прорачун топлине, потребни су вам почетни параметри.

Они зависе од низа карактеристика:

1. Одредиште зграде и њен тип.
2. Оријентације вертикалних овојница зграде у односу на оријентацију према кардиналним тачкама.
3. Географски параметри будућег дома.
4. Запремина зграде, њен број спратова, површина.
5. Врсте и димензије података врата, прозора.
6. Врста грејања и његови технички параметри.
7. Број сталних становника.
8. Материјал вертикалних и хоризонталних ограђујућих конструкција.
9. Преклапање горњег спрата.
10. Опремљен топлом водом.
11. Врста вентилације.

Остале карактеристике конструкције узимају се у обзир у прорачуну. Пропусност овојнице за ваздух не би требало да доприноси прекомерном хлађењу унутар куће и смањује карактеристике елемената за заштиту од топлине.

Губитак топлине узрокује и замрзавање зидова, а уз то то доводи до влаге, што негативно утиче на дуготрајност зграде.

У поступку израчунавања одређују се, пре свега, подаци топлотног инжењерства грађевинског материјала, од којих се израђује овојница зграде. Поред тога, смањени отпор преноса топлоте и усклађеност са његовом нормативном вредношћу подлежу одређивању.

Формуле за израчунавање

Пропуштање куће изгубљене топлином могу се поделити у два главна дела: губици кроз овојнице зграде и губици настали функционисањем вентилациони систем. Поред тога, топлина се губи када се топла вода испушта у канализациони систем.

Губици кроз коверте за зграде

За материјале који чине ограђујуће структуре потребно је пронаћи вредност индекса топлотне проводљивости Кт (Ш / м к степен). Они се налазе у одговарајућим именицима.

Знајући дебљину слојева, према формули: Р = С / ЦТизрачунати топлотни отпор сваке јединице. Ако је дизајн вишеслојан, збрајају се све добијене вредности.

Димензије губитка топлоте најлакше се одређују додавањем топлотних токова кроз ограде које заправо чине ову зграду

Вођени овом техником узмите у обзир тренутак да материјали који чине структуру имају другачију структуру. Такође се узима у обзир да топлотни ток који пролази кроз њих има различите специфичности.

За сваки појединачни дизајн губитак топлоте одређује се формулом:

К = (А / Р) к дТ

Ево:

• А - површина у м².
• Р је отпор структуре топлотног преноса.
• дТ је разлика у температури између споља и изнутра. Мора се одредити за најхладнији период од 5 дана.

Изводећи израчунавање на овај начин, можете добити резултат само за најхладнији петодневни период. Укупни топлотни губитак током читаве хладне сезоне одређује се узимајући у обзир параметар дТ, узимајући у обзир температуру, не најнижу, већ просечну.

Степен апсорпције топлоте, као и пренос топлоте, зависи од климатске влаге у региону. Из тог разлога се у прорачунима користе мапе влажности.

Затим израчунајте количину енергије која је потребна да надокнадите губитак топлоте који је прошао и кроз овојницу зграде и кроз вентилацију. Означава га В.

За то постоји формула:

В = ((К + КБ) к 24 к Н) / 1000

У њему је Н време трајања грејања у данима.

Недостаци израчунавања површине

Прорачун на основу индикатора површине није баш тачан. Овде се такав параметар као што су клима, индикатори температуре, и минимална и максимална, влага не узима у обзир. Због игнорисања многих важних тачака, прорачун има значајне грешке.

Пројекат их често покушава блокирати како би обезбедио „залихе“.

Ако сте ипак одабрали овај метод за прорачун, морате узети у обзир сљедеће нијансе:

1. С висином вертикалне ограде до три метра и присуством не више од два отвора на једној површини, резултат је боље помножити са 100 вата.
2. Ако пројекат има балкон, два прозора или лођа се множе у просеку од 125 вата.
3. Када су простори индустријски или складишни, користи се мултипликатор снаге 150 В.
4. Ако се радијатори налазе у близини прозора, њихов дизајнерски капацитет повећава се за 25%.

Формула подручја је:

К = С к 100 (150) В.

Овде је К угодан ниво топлоте у згради, С је површина са грејањем у м². Бројеви 100 или 150 - специфична количина топлотне енергије која се потроши за грејање 1 м².

Губици кроз кућну вентилацију

Кључни параметар у овом случају је проток ваздуха. Под условом да су зидови куће паропропусни, ова вредност је једнака јединици.

Продирање хладног зрака у кућу врши се доводном вентилацијом. Испушна вентилација доприноси одласку топлог ваздуха. Смањује губитке вентилацијом измењивача топлоте. Не дозвољава топлоти да одлази заједно са испушним ваздухом, а он загрева долазне токове

Омогућава потпуно ажурирање ваздуха у згради за један сат. Зграде које су изграђене по ДИН стандарду имају зидове са парном заштитом, па се овде сматра да је проток ваздуха два.

Постоји формула којом се утврђује губитак топлоте кроз вентилациони систем:

Кв = (В к Ку: 3600) к П к Ц к дТ

Овде симболи означавају следеће:

1. Кв - губитак топлоте.
2. В је запремина просторије у мᶾ.
3. П је густина ваздуха. његова вредност је једнака 1,2047 кг / мᶾ.
4. Кв - стопа размене ваздуха.
5. Ц је специфична топлота. То је једнак 1005 Ј / кг к Ц.

На основу резултата овог израчуна могуће је одредити снагу генератора топлоте грејног система. Ако је вредност напајања превисока, ситуација може постати излаз. вентилациона јединица са рекуператором. Погледајмо неколико примера за куће израђене од различитих материјала.

Пример израчуна топлотне технике бр. 1

Израчунавамо стамбену зграду која се налази у 1 климатској регији (Русија), потпоље 1Б. Сви подаци преузети су из табеле 1 СНиП 23-01-99. Најхладнија температура праћена током пет дана, са сигурношћу 0,92 - тн = -22⁰С.

У складу са СНиП, период грејања (зоп) траје 148 дана. Просечна температура током грејног периода са дневним просечним температурним индексима ваздуха на улици је 8⁰ - тот = -2,3⁰. Спољна температура током грејне сезоне је тт = -4,4⁰.

Губитак топлине код куће најважнији је тренутак у фази дизајна. Избор грађевинских материјала и изолације зависи од резултата израчуна. Нема нула губитака, али трудите се да обезбеде што је могуће бржи раст.

Услов је предвиђен да у просторијама куће треба обезбедити температуру од 22 дома. Кућа има два спрата и зидове дебљине 0,5 м. Висина јој је 7 м, димензије у плану су 10 к 10 м. Материјал вертикалног зида је топла керамика. За њега је коефицијент топлотне проводљивости 0,16 В / м к Ц.

Као спољашња изолација дебљине 5 цм коришћена је минерална вуна. Вредност ЦТ-а за њу је 0,04 В / м к Ц. Број отвора на прозорима у кући је 15 ком. 2,5 м² сваки.

Губитак топлине кроз зидове

Пре свега, потребно је утврдити топлотни отпор како керамичког зида, тако и изолације. У првом случају Р1 = 0,5: 0,16 = 3,125 квадратних. мк Ц / В. У другом - Р2 = 0,05: 0,04 = 1,25 квадратних. мк Ц / В. Опћенито, за вертикални омотач зграде: Р = Р1 + Р2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 квадратних метара. мк Ц / В.

Будући да губитак топлоте има директно пропорционалан однос са површином овојнице зграде, израчунавамо површину зидова:

А = 10 к 4 к 7 - 15 к 2,5 = 242,5 м²

Сада можете одредити губитак топлоте кроз зидове:

Кц = (242,5: 4,375) к (22 - (-22)) = 2438,9 В.

Губици топлине кроз хоризонтално зидање израчунавају се на исти начин. Као резултат, сви резултати су сумирани.

Ако постоји подрум, тада ће губитак топлоте кроз темељ и под бити мањи, јер се у обрачун укључује температура тла, а не спољни ваздух.

Ако се подрум на првом спрату загреје, под се не може изоловати.Зидови подрума још су боље обложени изолацијом како топлота не би ушла у земљу.

Одређивање губитака вентилацијом

Да бисте поједноставили израчунавање, не узимајте у обзир дебљину зидова, већ једноставно одредите запремину ваздуха унутра:

В = 10х10х7 = 700 мᶾ.

Са мноштвом размене ваздуха Кв = 2, губитак топлоте биће:

Кв = (700 к 2): 3600) к 1,2047 к 1005 к (22 - (-22)) = 20 776 В.

Ако је Кв = 1:

Кв = (700 к 1): 3600) к 1,2047 к 1005 к (22 - (-22)) = 10 358 В.

Ефикасно прозрачивање стамбених зграда омогућавају ротациони и плочни рекуперати. Ефикасност првог је већа, достиже 90%.

Пример израчуна топлотне технике бр. 2

Потребно је израчунати губитке кроз зид од цигле дебљине 51 цм, изолиран је 10 цм слојем минералне вуне. Споља - 18⁰, изнутра - 22⁰. Димензије зида су висине 2,7 м и дужине 4 м. Једини спољни зид собе је оријентисан ка југу, нема спољних врата.

За опеку је коефицијент топлотне проводљивости Кт = 0,58 В / м º Ц, за минералну вуну - 0,04 В / м º Ц. Топлински отпор:

Р1 = 0,51: 0,58 = 0,879 кв. мк Ц / В. Р2 = 0,1: 0,04 = 2,5 квадратних. мк Ц / В. Опћенито, за вертикални омотач зграде: Р = Р1 + Р2 = 0,879 + 2,5 = 3,337 квадратних метара. мк Ц / В.

Вањска површина зида А = 2,7 к 4 = 10,8 м²

Губитак топлине кроз зид:

Кц = (10.8: 3.379) к (22 - (-18)) = 127.9 В.

Да би се израчунали губици кроз прозоре, користи се иста формула, али њихов термички отпор се обично наводи у пасошу и није неопходно да се израчуна.

Код топлотне изолације куће прозори су „слаба карика“. Приличан велики део топлоте пролази кроз њих. Вишеслојни прозори са двоструким остакљењем, филм који рефлектира топлоту, двоструки оквири смањујеће губитке, али чак ни то неће помоћи да се потпуно избегну губици топлоте

Ако су прозори куће димензија 1,5 к 1,5 м² енергетски штедљиви, оријентисани ка северу, а топлотни отпор је 0,87 м2 ° Ц / В, тада ће губици бити:

Ко = (2,25: 0,87) к (22 - (-18)) = 103,4 т.

Пример израчуна топлотне технике бр. 3

Извршићемо топлотни прорачун дрвене грађевне трупе са фасадом подигнутом од борових трупаца дебљине 0,22 м. Коефицијент за овај материјал је К = 0,15. У овој ситуацији губитак топлоте износиће:

Р = 0,22: 0,15 = 1,47 м² к ⁰Ц / В.

Најнижа петодневна температура је -18⁰, за удобност у кући температура је постављена на 21⁰. Разлика је 39⁰. Ако пођемо са површине од 120 м², добићемо резултат:

Кц = 120 к 39: 1,47 = 3184 В.

За поређење, одређујемо губитак куће од опеке. Коефицијент за силикатну циглу је 0,72.

Р = 0,22: 0,72 = 0,306 м² к ⁰Ц / В.
Кс = 120 к 39: 0,306 = 15,294 вата.

У истим условима, дрвена кућа је економичнија. Силикатна цигла за зид уопште није погодна.

Дрвена конструкција има високу топлотну снагу. Његове оградне конструкције дуго задржавају угодну температуру. Ипак, чак и кућу од дрвених трупаца треба изолирати и боље је то радити изнутра и споља

Градитељи и архитекти препоручују то да ураде потрошња топлоте током грејања за компетентни избор опреме и у фази пројектовања куће да одаберете одговарајући систем изолације.

Пример израчуна топлотне енергије бр. 4

Кућа ће бити изграђена у московском региону. За прорачун је узет зид створен од блокова пена. Како се наноси изолација екструдирана полистиренска пена. Завршна конструкција - малтер са обе стране. Његова структура је вапненаста и пешчана.

Експандирани полистирен има густину од 24 кг / мᶾ.

Релативна влажност ваздуха у соби је 55% при просечној температури од 20 °. Дебљина слоја:

• малтер - 0,01 м;
• пенасти бетон - 0,2 м;
• полистиренска пена - 0,065 м.

Задатак је пронаћи потребан отпор преноса топлоте и стварни. Потребни Ртр се одређује заменом вредности у изразу:

Ртр = а к ГСОП + б

где је ГОСП степени дан грејне сезоне, а а и б су коефицијенти узети из табеле бр. 3 Кодекса правила 50.13330.2012. Пошто је зграда стамбена, а је 0,00035, б = 1,4.

ГСОП се израчунава формулом која је узета из истог СП:

ГОСП = (тв - тот) к зот.

У овој формули, тв = 20⁰, тф = -2,2⁰, зф - 205 - период грејања у данима. Стога:

ГСОП = (20 - (-2,2)) к 205 = 4551 ° С к дан .;

Ртр = 0,00035 к 4551 + 1,4 = 2,99 м2 к Ц / В.

Помоћу табеле бр. 2 СП50.13330.2012 одредите топлотну проводљивост сваког слоја зида:

• λб1 = 0,81 В / м ⁰С;
• λб2 = 0,26 В / м ⁰С;
• λб3 = 0,041 В / м ⁰С;
• λб4 = 0,81 В / м ⁰С.

Укупни условни отпор преносу топлоте Ро, једнак збиру отпора свих слојева. Израчунајте га према формули:

Ова формула је преузета из СП 50.13330.2012.Овде 1 / ав је супротност перцепцији топлоте унутрашњих површина. 1 / хр - исти спољни, δ / λ - отпор термичког слоја

Замјена примљених вриједности: = 2,54 м2 ° Ц / В. Рф се одређује множењем Ро с коефицијентом р једнаким 0,9:

Рф = 2,54 к 0,9 = 2,3 м2 к ° Ц / В.

Резултат обавезује промјену дизајна оградног елемента, јер је стварни топлотни отпор мањи од израчунатог.

Постоји много рачунарских сервиса који убрзавају и поједностављују прорачун.

Прорачуни топлотног инжењерства директно су повезани са дефиницијом тачка росе. Научићете шта је то и како пронаћи његову вредност из чланка који препоручујемо.

Закључци и корисни видео о овој теми

Извођење израчуна топлотне технике помоћу мрежног калкулатора:

Тачан прорачун топлотног инжењерства:

Компетентни прорачун топлотног инжењерства омогућиће вам да процените ефикасност изолације спољних елемената куће, да одредите снагу потребне грејне опреме.

Као резултат, можете уштедети на куповини материјала и грејних уређаја. Боље је унапред знати да ли опрема може да поднесе грејање и кондиционирање зграде него да купује све насумично.

Оставите коментаре, поставите питања, пошаљите фотографију на тему чланка у блоку испод. Реците нам о томе како вам је прорачун топлотне технике помогао да одаберете опрему за грејање потребне снаге или изолациони систем. Могуће је да ће ваше информације бити корисне посетиоцима сајта.