Termoteknisk beräkning av en byggnad: detaljer och formler för att utföra beräkningar + praktiska exempel

Under byggnadens drift är både överhettning och frysning oönskad. Fastställa mellangrunden gör det möjligt att beräkna termoteknik, vilket inte är mindre viktigt än beräkningen av lönsamhet, styrka, brandmotstånd, hållbarhet.

Baserat på värmekonstruktionsstandarder, klimategenskaper, ånga och fuktgenomsläpplighet görs valet av material för konstruktion av inneslutna konstruktioner. Hur man gör denna beräkning, överväger vi i artikeln.

Syftet med beräkning av värmeteknik

Mycket beror på de termiska egenskaperna för byggnadens huvudstängsel. Detta är fuktigheten hos konstruktionselementen och temperaturindikatorerna som påverkar närvaron eller frånvaron av kondensat på de inre partitionerna och taken.

Beräkningen visar om stabila temperatur- och luftfuktighetsegenskaper upprätthålls vid plus- och minus-temperaturer. Listan över dessa egenskaper inkluderar också en sådan indikator som mängden värme som förlorats av byggnadens kuvert under den kalla perioden.

Du kan inte börja designa utan att ha all denna information. Välj tjockleken på väggar och golv, skiktsekvensen utifrån dem.

Enligt reglerna för GOST 30494-96 temperaturvärden inuti. I genomsnitt är det 21⁰. Samtidigt måste den relativa luftfuktigheten förbli i en bekväm ram, och det är i genomsnitt 37%. Den högsta hastigheten för luftmassa rörelse - 0,15 m / s

Beräkningen av värmeteknik syftar till att bestämma:

1. Är designen identiska med de angivna kraven för termiskt skydd?
2. Är det bekväma mikroklimatet i byggnaden så fullständigt säkerställt?
3. Säkras optimalt värmeskydd av konstruktioner?

Huvudprincipen är att upprätthålla en balans mellan skillnaden i temperaturindikatorer för atmosfären i de inre strukturerna i staket och rum. Om det inte observeras absorberar dessa ytor värme och inuti temperaturen förblir mycket låg.

Förändringar i värmeflödet bör inte påverka den inre temperaturen väsentligt.Denna egenskap kallas värmebeständighet.

Genom att utföra en termisk beräkning bestäms de optimala gränserna (minimum och maximalt) för väggarnas och golvets dimensioner i tjocklek. Detta är en garanti för byggnadsdrift under en lång period, både utan extrem frysning av strukturer och överhettning.

Parametrar för att utföra beräkningar

För att kunna utföra värmeberäkning behöver du de initiala parametrarna.

De beror på ett antal egenskaper:

1. Destination för byggnaden och dess typ.
2. Orienteringar av vertikala byggnads kuvert relativt orienteringen till kardinalpunkterna.
3. De geografiska parametrarna för det framtida hemmet.
4. Byggnadens volym, dess antal våningar, yta.
5. Typer och dimensionella data för dörrar, fönsteröppningar.
6. Typ av uppvärmning och dess tekniska parametrar.
7. Antalet fastboende.
8. Material i vertikala och horisontella inneslutna strukturer.
9. Överlappande översta våningen.
10. Utrustad med varmt vatten.
11. Typ av ventilation.

Andra strukturella egenskaper hos strukturen beaktas vid beräkningen. Luftpermeabiliteten i byggnads kuvert bör inte bidra till överdriven kylning inuti huset och minska elementets värmeskyddande egenskaper.

Värmeförluster och väggar av väggar, och dessutom leder detta till fukt, vilket negativt påverkar byggnadens hållbarhet.

I beräkningsprocessen bestäms först och främst de termiska konstruktionsdata för byggnadsmaterial, från vilka bygghöljet är tillverkat. Dessutom är det minskade värmeöverföringsmotståndet och överensstämmelse med dess normativa värde föremål för bestämning.

Formler för beräkning

Läckage av värme som går förlorat av huset kan delas upp i två huvuddelar: förluster genom byggnads kuvert och förluster orsakade av funktion ventilationssystem. Dessutom förloras värme när varmt vatten släpps ut i avloppssystemet.

Förluster genom att bygga kuvert

För materialen som utgör de inneslutna strukturerna är det nödvändigt att hitta värdet på värmeledningsindex Kt (W / m x grad). De finns i de relevanta katalogerna.

Nu vet du tjockleken på skikten enligt formeln: R = S / CTberäkna värmemotståndet för varje enhet. Om designen är flerskikts läggs alla erhållna värden till.

Dimensionerna för värmeförlust bestäms lättast genom att lägga till värmeflödena genom de omgivande strukturerna som faktiskt bildar denna byggnad

Med hjälp av denna teknik bör du ta hänsyn till det ögonblick att materialen som utgör strukturen har en annan struktur. Det beaktas också att värmeflödet som passerar genom dem har olika detaljer.

För varje individuell design bestäms värmeförlusten med formeln:

Q = (A / R) x dT

här:

• A - yta i m².
• R är värmeöverföringsstrukturens motstånd.
• dT är temperaturskillnaden mellan utsidan och insidan. Det måste bestämmas under den kallaste 5-dagarsperioden.

Genom att göra beräkningen på detta sätt kan du få resultatet endast under den kallaste femdagarsperioden. Den totala värmeförlusten för hela den kalla säsongen bestäms med hänsyn till parametern dT, med hänsyn till temperaturen, inte den lägsta, men genomsnittet.

I vilken grad värme absorberas såväl som värmeöverföring beror på klimatfuktigheten i regionen. Av denna anledning används luftfuktighetskartor i beräkningarna.

Beräkna därefter mängden energi som krävs för att kompensera för värmeförlusten som har gått både genom bygghöljet och genom ventilation. Det indikeras av W.

Det finns en formel för detta:

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

I den är N värmeperiodens varaktighet i dagar.

Nackdelarna med att beräkna området

Beräkningen baserad på områdesindikatorn är inte särskilt exakt. Här beaktas inte en sådan parameter som klimat, temperaturindikatorer, både minimi och maximum, luftfuktighet. Beroende på många viktiga punkter har beräkningen betydande fel.

Ofta försöker jag blockera dem, ger projektet "lager".

Om du ändå valde den här metoden för beräkning måste du beakta följande nyanser:

1. Med en höjd av vertikala staket upp till tre meter och närvaron av högst två öppningar på en yta är resultatet bättre att multiplicera med 100 watt.
2. Om projektet har en balkong multipliceras två fönster eller en loggia med i genomsnitt 125 watt.
3. När lokalerna är industriella eller lager används en 150W multiplikator.
4. Om radiatorer är belägna nära fönster ökas deras designkapacitet med 25%.

Areaformeln är:

Q = S x 100 (150) W.

Här är Q en bekväm värme i byggnaden, S är området med uppvärmning i m². Nummer 100 eller 150 - den specifika mängden termisk energi som används för att värma 1 m².

Förluster genom hemventilation

Den viktigaste parametern i detta fall är luftkursen. Förutsatt att husets väggar är ånggenomträngliga är detta värde lika med enhet.

Inträngning av kall luft in i huset utförs genom tilluftsventilation. Avgasventilation bidrar till att varm luft avgår. Minskar förluster genom värmeväxlarens ventilation. Det tillåter inte värme att fly ut tillsammans med frånluften, och han värmer de inkommande flödena

Det ger en fullständig uppdatering av luften i byggnaden på en timme. Byggnader byggda enligt DIN-standarden har väggar med ångspärr, därför anses luftväxelkursen vara två.

Det finns en formel som värmeförlust genom ett ventilationssystem bestäms:

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

Här anger symbolerna följande:

1. Qв - värmeförlust.
2. V är rumets volym i mᶾ.
3. P är lufttätheten. dess värde tas lika med 1.2047 kg / mᶾ.
4. Kv - luftväxlingskursen.
5. C är den specifika värmen. Det är lika med 1005 J / kg x C.

Baserat på resultaten från denna beräkning är det möjligt att bestämma kraften hos värmesystemet i värmesystemet. Om kraftvärdet är för högt kan situationen bli en väg ut. ventilationsenhet med recuperator. Låt oss titta på några exempel på hus tillverkade av olika material.

Ett exempel på beräkning av värmeteknik nr 1

Vi beräknar en bostadshus belägen i en klimatregion (Ryssland), delområde 1B. All data är hämtad från tabell 1 i SNiP 23-01-99. Den kallaste temperaturen som observerats under fem dagar med en säkerhet på 0,92 - tn = -22⁰С.

I enlighet med SNiP varar uppvärmningsperioden (zop) 148 dagar. Medeltemperaturen under uppvärmningsperioden med dagliga genomsnittliga temperaturindex för luft på gatan är 8⁰ - tot = -2.3⁰. Utetemperaturen under uppvärmningssäsongen är tht = -4,4⁰.

Värmeförlust hemma är det viktigaste ögonblicket i designstadiet. Valet av byggnadsmaterial och isolering beror på beräkningsresultaten. Det finns inga nollförluster, men strävar efter att se till att de är så lämpliga som möjligt.

Villkoret är föreskrivet att temperaturen på 22 dagar ska anges i husets rum. Huset har två våningar och väggar med en tjocklek på 0,5 m. Dess höjd är 7 m, mått i plan är 10 x 10 m. Materialet i den vertikala muren är varm keramik. För den är värmeledningskoefficienten 0,16 W / m x C.

Mineralull användes som en yttre isolering, 5 cm tjock. Värdet på CT för henne är 0,04 W / m x C. Antalet fönsteröppningar i huset är 15 st. 2,5 m² vardera.

Värmeförlust genom väggarna

Först och främst är det nödvändigt att bestämma den termiska motståndet för både den keramiska väggen och isoleringen. I det första fallet är R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 kvm. mx C / W. I den andra - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 kvm. mx C / W. I allmänhet för ett vertikalt byggnads kuvert: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 kvm. mx C / W.

Eftersom värmeförlusten har ett direkt proportionellt förhållande till byggnadens kuvert, beräknar vi väggarna:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Nu kan du bestämma värmeförlusten genom väggarna:

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

Värmeförluster genom horisontell murvägg beräknas på samma sätt. Som ett resultat sammanfattas alla resultat.

Om det finns en källare, kommer värmeförlusten genom grunden och golvet att vara lägre, eftersom jordens temperatur, och inte utomhusluften, är involverad i beräkningen

Om källaren under golvet på första våningen är uppvärmd kan golvet inte isoleras.Källarväggarna är fortfarande bättre mantlade med isolering så att värmen inte går ner i marken.

Bestämning av förluster genom ventilation

För att förenkla beräkningen, tar inte hänsyn till väggernas tjocklek, utan bestäm bara luftvolymen inuti:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Med ett flertal luftutbyte Kv = 2 kommer värmeförlusten att vara:

Qw = (700 x 2): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 20 776 W.

Om Kv = 1:

Qw = (700 x 1): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 10 358 W.

Effektiv ventilation av bostadshus tillhandahålls av roterande och plattåtervinnare. Den förstnämnda effektiviteten är högre, den når 90%.

Ett exempel på beräkning av värmeteknik nr 2

Det är nödvändigt att beräkna förluster genom en 51 cm tjock tegelvägg och isoleras med ett 10 cm mineralskikt. Utanför - 18⁰, insida - 22⁰. Väggens mått är 2,7 m i höjd och 4 m lång. Rumets enda yttervägg är orienterad mot söder, det finns inga ytterdörrar.

För tegel är värmeledningskoefficienten Kt = 0,58 W / m º C, för mineralull - 0,04 W / m º C. Termisk motstånd:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 kvm. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 kvm. mx C / W. I allmänhet för ett vertikalt byggnads kuvert: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 kvadratmeter. mx C / W.

Yttre väggarea A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Värmeförlust genom väggen:

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

För att beräkna förluster genom fönster används samma formel, men deras termiska motstånd anges vanligtvis i passet och det är inte nödvändigt att beräkna det.

Vid värmeisolering av ett hus är fönster en "svag länk". En ganska stor del av värmen går igenom dem. Flerskiktsfönster med dubbla glas, värmreflekterande filmer, dubbla ramar kommer att minska förlusterna, men även detta hjälper inte att undvika värmeförluster

Om husets fönster med måtten 1,5 x 1,5 m² är energibesparande, riktade mot norr, och värmemotståndet är 0,87 m2 ° C / W, kommer förlusterna att vara:

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

Ett exempel på beräkning av värmeteknik nr 3

Vi utför en termisk beräkning av en trähusbyggnad med en fasad uppförd från tallstockar med en tjocklek på 0,22 m. Koefficienten för detta material är K = 0,15. I denna situation kommer värmeförlusten att uppgå till:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

Den lägsta femdagars temperaturen är -18⁰, för komfort i huset är temperaturen inställd på 21⁰. Skillnaden är 39⁰. Om vi ​​fortsätter från ett område på 120 m² får vi resultatet:

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

Som jämförelse bestämmer vi förlusten av ett tegelhus. Koefficienten för silikatsten är 0,72.

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

Under samma förhållanden är ett trähus mer ekonomiskt. Silikat tegelsten för väggar är inte lämplig här alls.

Träkonstruktionen har en hög värmekapacitet. Dess inneslutna strukturer håller en behaglig temperatur under lång tid. Ändå behöver även ett timmerhus isoleras och det är bättre att göra detta både från insidan och utsidan

Byggare och arkitekter rekommenderar att göra värmeförbrukning under uppvärmning för kompetent urval av utrustning och i husets designstadium för att välja lämpligt isoleringssystem.

Exempel på värmeberäkning nr 4

Huset kommer att byggas i Moskva-regionen. För beräkningen togs en vägg skapad av skumblock. Hur isolering appliceras extruderat polystyrenskum. Efterbehandling av strukturen - gips på båda sidor. Strukturen är kalkhaltig och sandig.

Expanderad polystyren har en densitet på 24 kg / mᶾ.

Relativ luftfuktighet i rummet är 55% vid en medeltemperatur på 20⁰. Lagertjocklek:

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

Uppgiften är att hitta det nödvändiga värmeöverföringsmotståndet och det faktiska. Den nödvändiga Rtr bestäms genom att ersätta värdena i uttrycket:

Rtr = a x GSOP + b

där GOSP är gradsdagen för uppvärmningssäsongen, och a och b är koefficienterna som tas från tabell nr 3 i reglerna 50.13330.2012. Eftersom byggnaden är bostadlig är a 0 00035, b = 1,4.

GSOP beräknas med formeln från samma SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

I denna formel, tv = 20⁰, tf = -2,2⁰, zf - 205 - värmeperioden i dagar. därför:

GSOP = (20 - (-2,2)) x 205 = 4551 ° x dag.

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

Använd tabell nr 2 SP50.13330.2012 och bestäm värmeledningsförmågan för varje väggskikt:

• Xb1 = 0,81 W / m ^;
• Xb2 = 0,26 W / m ^;
• Xb3 = 0,041 W / m ^;
• Xb4 = 0,81 W / m ^.

Det totala villkorade motståndet mot värmeöverföring Ro, lika med summan av resistansen i alla lager. Beräkna det med formeln:

Denna formel är hämtad från SP 50.13330.2012.Här 1 / av är motverkan till värmeuppfattningen av inre ytor. 1 / sv - samma yttre, δ / λ - värmeskiktmotstånd

Att ersätta värdena får: = 2,54 m2 ° C / W. Rf bestäms genom att multiplicera Ro med en koefficient r lika med 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Resultatet är skyldigt att ändra utformningen av det inneslutande elementet, eftersom det faktiska värmemotståndet är mindre än det beräknade.

Det finns många datortjänster som påskyndar och förenklar beräkningarna.

Termotekniska beräkningar är direkt relaterade till definitionen av daggpunkt. Du lär dig vad det är och hur du hittar dess värde från den artikel vi rekommenderar.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Utför en värmekonstruktion med hjälp av en online-kalkylator:

Rätt värmekonstruktion:

En kompetent beräkning av värmeteknik gör att du kan utvärdera effektiviteten i isoleringen av husets yttre element, för att bestämma kraften hos den nödvändiga värmeutrustningen.

Som ett resultat kan du spara på inköp av material och värmeapparater. Det är bättre att veta i förväg om utrustningen klarar av att värma och konditionera byggnaden än att köpa allt slumpmässigt.

Lämna kommentarer, ställ frågor, skriv ett foto om ämnet för artikeln i blocket nedan. Berätta om hur beräkningen av värmeteknik hjälpte dig att välja värmeutrustning för önskad effekt eller isoleringssystem. Det är möjligt att din information kommer att vara användbar för besökare på webbplatsen.