Tính toán nhiệt kỹ thuật của một tòa nhà: chi tiết cụ thể và công thức để thực hiện tính toán + ví dụ thực tế

Trong quá trình vận hành tòa nhà, cả quá nóng và đóng băng là không mong muốn. Xác định mặt bằng giữa sẽ cho phép tính toán kỹ thuật nhiệt, điều này không kém phần quan trọng so với tính toán lợi nhuận, cường độ, khả năng chống cháy, độ bền.

Dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nhiệt, đặc điểm khí hậu, tính thấm hơi và độ ẩm, việc lựa chọn vật liệu để xây dựng các cấu trúc bao quanh được thực hiện. Làm thế nào để thực hiện tính toán này, chúng tôi xem xét trong bài viết.

Mục đích tính toán kỹ thuật nhiệt

Phần lớn phụ thuộc vào đặc tính nhiệt của hàng rào thủ đô của tòa nhà. Đây là độ ẩm của các yếu tố cấu trúc và các chỉ số nhiệt độ ảnh hưởng đến sự hiện diện hoặc vắng mặt của ngưng tụ trên các phân vùng bên trong và trần nhà.

Tính toán sẽ cho thấy các đặc điểm nhiệt độ và độ ẩm ổn định có được duy trì ở nhiệt độ cộng và trừ hay không. Danh sách các đặc điểm này cũng bao gồm một chỉ báo như lượng nhiệt bị mất bởi phong bì tòa nhà trong thời kỳ lạnh.

Bạn không thể bắt đầu thiết kế mà không có tất cả dữ liệu này. Dựa vào chúng, chọn độ dày của tường và sàn, trình tự các lớp.

Theo quy định của giá trị nhiệt độ GOST 30494-96 bên trong. Trung bình, nó là 21⁰. Đồng thời, độ ẩm tương đối phải duy trì trong một khung thoải mái và đây là mức trung bình 37%. Vận tốc cao nhất của chuyển động khối không khí - 0,15 m / s

Tính toán kỹ thuật nhiệt nhằm xác định:

1. Các thiết kế có giống với các yêu cầu đã nêu về bảo vệ nhiệt không?
2. Là vi khí hậu thoải mái bên trong tòa nhà được đảm bảo đầy đủ?
3. Là bảo vệ nhiệt tối ưu của các cấu trúc được đảm bảo?

Nguyên tắc chính là duy trì sự cân bằng của sự khác biệt về các chỉ số nhiệt độ của khí quyển của các cấu trúc bên trong của hàng rào và phòng. Nếu không được quan sát, các bề mặt này sẽ hấp thụ nhiệt và bên trong nhiệt độ sẽ vẫn rất thấp.

Những thay đổi trong thông lượng nhiệt sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ bên trong.Đặc tính này được gọi là khả năng chịu nhiệt.

Bằng cách thực hiện tính toán nhiệt, giới hạn tối ưu (tối thiểu và tối đa) của kích thước của tường và sàn theo chiều dày được xác định. Đây là một sự đảm bảo cho hoạt động của tòa nhà trong một thời gian dài, cả hai đều không bị đóng băng các công trình và quá nóng.

Các thông số để thực hiện tính toán

Để thực hiện tính toán nhiệt, bạn cần các thông số ban đầu.

Chúng phụ thuộc vào một số đặc điểm:

1. Điểm đến của tòa nhà và loại của nó.
2. Định hướng của phong bì xây dựng dọc so với hướng đến các điểm chính.
3. Các thông số địa lý của ngôi nhà tương lai.
4. Khối lượng của tòa nhà, số tầng, diện tích.
5. Các loại và dữ liệu kích thước của cửa, cửa sổ mở.
6. Loại sưởi ấm và các thông số kỹ thuật của nó.
7. Số lượng thường trú nhân.
8. Vật liệu của cấu trúc bao dọc và ngang.
9. Chồng chéo tầng trên cùng.
10. Được trang bị nước nóng.
11. Loại thông gió.

Các đặc điểm cấu trúc khác của cấu trúc được tính đến trong tính toán. Tính thấm khí của phong bì xây dựng không nên góp phần làm mát quá mức bên trong ngôi nhà và làm giảm các đặc tính che chắn nhiệt của các yếu tố.

Mất nguyên nhân nhiệt và ngập úng của các bức tường, và ngoài ra, điều này dẫn đến ẩm ướt, ảnh hưởng xấu đến độ bền của tòa nhà.

Trong quá trình tính toán, trước hết, dữ liệu kỹ thuật nhiệt của vật liệu xây dựng được xác định, từ đó phong bì tòa nhà được thực hiện. Ngoài ra, điện trở truyền nhiệt giảm và sự phù hợp với giá trị quy chuẩn của nó là tùy thuộc vào quyết định.

Công thức tính toán

Rò rỉ nhiệt do ngôi nhà bị mất có thể được chia thành hai phần chính: tổn thất thông qua việc xây dựng phong bì và tổn thất do chức năng hệ thống thông gió. Ngoài ra, nhiệt bị mất khi nước ấm được xả vào hệ thống cống.

Mất mát thông qua việc xây dựng phong bì

Đối với các vật liệu tạo nên các cấu trúc kèm theo, cần phải tìm giá trị của chỉ số dẫn nhiệt Kt (W / m x độ). Họ đang ở trong các thư mục có liên quan.

Bây giờ, biết độ dày của các lớp, theo công thức: R = S / CTtính điện trở nhiệt của từng đơn vị. Nếu thiết kế là đa lớp, tất cả các giá trị thu được sẽ được thêm vào.

Kích thước tổn thất nhiệt được xác định dễ dàng nhất bằng cách thêm các luồng nhiệt qua các cấu trúc bao quanh thực sự tạo thành tòa nhà này

Được hướng dẫn bởi kỹ thuật này, hãy tính đến thời điểm các vật liệu tạo nên cấu trúc có cấu trúc khác nhau. Nó cũng được tính đến là thông lượng nhiệt đi qua chúng có các đặc điểm khác nhau.

Đối với mỗi thiết kế riêng lẻ, tổn thất nhiệt được xác định theo công thức:

Q = (A / R) x dT

Đây:

• A - diện tích tính bằng mét vuông.
• R là điện trở của cấu trúc truyền nhiệt.
• dT là chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong. Nó phải được xác định trong khoảng thời gian 5 ngày lạnh nhất.

Thực hiện tính toán theo cách này, bạn chỉ có thể nhận được kết quả trong khoảng thời gian năm ngày lạnh nhất. Tổng tổn thất nhiệt cho toàn bộ mùa lạnh được xác định bằng cách tính đến tham số dT, có tính đến nhiệt độ, không phải thấp nhất, mà là trung bình.

Mức độ hấp thụ nhiệt, cũng như truyền nhiệt, phụ thuộc vào độ ẩm khí hậu trong khu vực. Vì lý do này, bản đồ độ ẩm được sử dụng trong các tính toán.

Tiếp theo, tính toán lượng năng lượng cần thiết để bù đắp cho sự mất nhiệt đã đi qua cả lớp vỏ của tòa nhà và thông qua hệ thống thông gió. Nó được chỉ định bởi W.

Có một công thức cho việc này:

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

Trong đó N là khoảng thời gian gia nhiệt tính bằng ngày.

Những nhược điểm của việc tính diện tích

Việc tính toán dựa trên chỉ số khu vực không chính xác lắm. Ở đây, một thông số như khí hậu, chỉ số nhiệt độ, cả tối thiểu và tối đa, độ ẩm, không được tính đến. Do bỏ qua nhiều điểm quan trọng, tính toán có lỗi đáng kể.

Thường cố gắng chặn chúng, dự án cung cấp cho "chứng khoán".

Nếu bạn vẫn chọn phương pháp này để tính toán, bạn cần xem xét các sắc thái sau:

1. Với chiều cao của hàng rào thẳng đứng lên đến ba mét và sự hiện diện của không quá hai lỗ trên một bề mặt, kết quả là tốt hơn để nhân với 100 watt.
2. Nếu dự án có ban công, hai cửa sổ hoặc loggia được nhân với trung bình 125 watt.
3. Khi cơ sở là công nghiệp hoặc kho, hệ số nhân 150W được sử dụng.
4. Nếu bộ tản nhiệt được đặt gần cửa sổ, công suất thiết kế của chúng tăng 25%.

Công thức tính diện tích là:

Q = S x 100 (150) W.

Ở đây Q là một mức nhiệt thoải mái trong tòa nhà, S là khu vực có hệ thống sưởi trong mét vuông. Số 100 hoặc 150 - lượng năng lượng nhiệt cụ thể được sử dụng để sưởi ấm 1 mét vuông.

Mất thông qua nhà

Thông số chính trong trường hợp này là tỷ giá hối đoái. Với điều kiện các bức tường của ngôi nhà có thể thấm hơi, giá trị này tương đương với sự thống nhất.

Sự xâm nhập của không khí lạnh vào nhà được thực hiện bằng cách thông gió cung cấp. Thông gió xả góp phần vào sự ra đi của không khí ấm áp. Giảm tổn thất thông qua sự thông thoáng của bộ trao đổi nhiệt. Nó không cho phép nhiệt thoát ra cùng với khí thải và anh ta làm nóng các luồng đến

Nó cung cấp cho một bản cập nhật hoàn chỉnh của không khí bên trong tòa nhà trong một giờ. Các tòa nhà được xây dựng theo tiêu chuẩn DIN có các bức tường với hàng rào hơi, do đó ở đây tỷ lệ trao đổi không khí được lấy là hai.

Có một công thức xác định tổn thất nhiệt qua hệ thống thông gió:

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

Ở đây, các ký hiệu chỉ ra như sau:

1. Qв - mất nhiệt.
2. V là thể tích của phòng tính bằng mᶾ.
3. P là mật độ của không khí. giá trị của nó được lấy bằng 1,2047 kg / mᶾ.
4. Kv - tỷ lệ trao đổi không khí.
5. C là nhiệt dung riêng. Nó bằng 1005 J / kg x C.

Dựa trên kết quả tính toán này, có thể xác định công suất của bộ tạo nhiệt của hệ thống sưởi. Nếu giá trị năng lượng quá cao, tình huống có thể trở thành đơn vị thông gió với người phục hồi. Hãy xem xét một vài ví dụ cho những ngôi nhà làm từ các vật liệu khác nhau.

Một ví dụ về tính toán kỹ thuật nhiệt số 1

Chúng tôi tính toán một tòa nhà dân cư nằm ở 1 vùng khí hậu (Nga), tiểu vùng 1B. Tất cả dữ liệu được lấy từ bảng 1 của SNiP 23-01-99. Nhiệt độ lạnh nhất được quan sát trong năm ngày với độ bảo mật 0,92 - tn = -22⁰⁰.

Theo SNiP, thời gian gia nhiệt (zop) kéo dài 148 ngày. Nhiệt độ trung bình trong thời gian sưởi ấm với các chỉ số nhiệt độ trung bình hàng ngày của không khí trên đường phố là 8⁰ - tot = -2.3⁰. Nhiệt độ bên ngoài trong mùa nóng là tht = -4,4⁰.

Mất nhiệt ở nhà là thời điểm quan trọng nhất ở giai đoạn thiết kế. Việc lựa chọn vật liệu xây dựng và cách nhiệt phụ thuộc vào kết quả tính toán. Không có tổn thất bằng không, nhưng cố gắng để đảm bảo rằng chúng càng nhanh càng tốt.

Điều kiện được quy định là nhiệt độ của 22 trang nên được cung cấp trong các phòng trong nhà. Ngôi nhà có hai tầng và tường với độ dày 0,5 m. Chiều cao của nó là 7 m, kích thước trong kế hoạch là 10 x 10 m. Vật liệu của bức tường thẳng đứng là gốm sứ ấm áp. Đối với nó, hệ số dẫn nhiệt là 0,16 W / m x C.

Bông khoáng được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt bên ngoài, dày 5 cm. Giá trị của CT đối với cô là 0,04 W / m x C. Số lượng cửa sổ mở trong nhà là 15 chiếc. Mỗi phòng rộng 2,5 m2.

Mất nhiệt qua tường

Trước hết, cần xác định độ bền nhiệt của cả tường gốm và vật liệu cách nhiệt. Trong trường hợp đầu tiên, R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 sq. mx C / W. Trong giây - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 sq. mx C / W. Nói chung, đối với đường bao tòa nhà dọc: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 sq. mx C / W.

Vì tổn thất nhiệt có mối quan hệ tỷ lệ thuận với diện tích của phong bì tòa nhà, chúng tôi tính toán diện tích của các bức tường:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 mét vuông

Bây giờ bạn có thể xác định sự mất nhiệt qua các bức tường:

Qc = (242,5: 4.375) x (22 - (-22)) = 2438.9 W

Tổn thất nhiệt qua tường ngang được tính theo cùng một cách. Kết quả là tất cả các kết quả được tóm tắt.

Nếu có một tầng hầm, thì sự mất nhiệt qua nền và sàn sẽ ít hơn, vì nhiệt độ của đất, chứ không phải không khí bên ngoài, có liên quan đến việc tính toán

Nếu tầng hầm dưới sàn của tầng một được sưởi ấm, sàn không thể được cách nhiệt.Tường tầng hầm vẫn được bọc cách nhiệt tốt hơn để nhiệt không đi vào lòng đất.

Xác định tổn thất thông qua thông gió

Để đơn giản hóa việc tính toán, không tính đến độ dày của các bức tường, mà chỉ cần xác định khối lượng không khí bên trong:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Với bội số trao đổi không khí Kv = 2, tổn thất nhiệt sẽ là:

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

Nếu Kv = 1:

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

Thông gió hiệu quả của các tòa nhà dân cư được cung cấp bởi các máy thu hồi quay và tấm. Hiệu quả trước đây cao hơn, nó đạt 90%.

Một ví dụ về tính toán kỹ thuật nhiệt số 2

Nó được yêu cầu để tính toán tổn thất thông qua một bức tường gạch dày 51 cm. Nó được cách nhiệt bằng một lớp bông khoáng 10 cm. Bên ngoài - 18⁰, bên trong - 22⁰. Kích thước của bức tường là 2,7 m chiều cao và 4 m chiều dài. Bức tường bên ngoài duy nhất của căn phòng được hướng về phía nam, không có cửa bên ngoài.

Đối với gạch, hệ số dẫn nhiệt Kt = 0,58 W / m º C, đối với len khoáng sản - 0,04 W / m º C. Nhiệt điện trở:

R 1 = 0,51: 0,58 = 0,879 vuông. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 m2. mx C / W. Nói chung, đối với đường bao tòa nhà thẳng đứng: R = R1 + R2 = 0.879 + 2.5 = 3.379 mét vuông. mx C / W.

Diện tích tường ngoài A = 2,7 x 4 = 10,8 mét vuông

Mất nhiệt qua tường:

Qc = (10.8: 3.379) x (22 - (-18)) = 127.9 W

Để tính toán tổn thất thông qua các cửa sổ, công thức tương tự được sử dụng, nhưng độ bền nhiệt của chúng thường được chỉ định trong hộ chiếu và không cần thiết phải tính toán nó.

Trong cách nhiệt của một ngôi nhà, các cửa sổ là một liên kết yếu. Một phần khá lớn của nhiệt đi qua chúng. Cửa sổ kính hai lớp, màng phản chiếu nhiệt, khung đôi sẽ giảm tổn thất, nhưng thậm chí điều này sẽ không giúp tránh hoàn toàn tổn thất nhiệt

Nếu cửa sổ của ngôi nhà với kích thước 1,5 x 1,5 mét vuông là tiết kiệm năng lượng, hướng về phía Bắc và khả năng chịu nhiệt là 0,87 m2 ° C / W, thì tổn thất sẽ là:

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

Một ví dụ về tính toán kỹ thuật nhiệt số 3

Chúng tôi sẽ thực hiện tính toán nhiệt của một tòa nhà bằng gỗ với mặt tiền được dựng lên từ các khúc gỗ thông có độ dày 0,22 m. Hệ số cho vật liệu này là K = 0,15. Trong tình huống này, tổn thất nhiệt sẽ lên tới:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 mét vuông x C / W.

Nhiệt độ năm ngày thấp nhất là -18⁰, để thoải mái trong nhà, nhiệt độ được đặt thành 21⁰. Sự khác biệt là 39⁰. Nếu chúng tôi tiến hành từ diện tích 120 mét vuông, chúng tôi nhận được kết quả:

Qc = 120 x 39: 1.47 = 3184 W.

Để so sánh, chúng tôi xác định sự mất mát của một ngôi nhà gạch. Hệ số cho gạch silicat là 0,72.

R = 0,22: 0,72 = 0,303 mét vuông x C / W.
Qs = 120 x 39: 0,303 = 15,294 watt.

Trong cùng điều kiện, một ngôi nhà gỗ sẽ kinh tế hơn. Gạch silicate cho tường không phù hợp ở đây.

Cấu trúc bằng gỗ có khả năng tỏa nhiệt cao. Cấu trúc kèm theo của nó giữ nhiệt độ thoải mái trong một thời gian dài. Tuy nhiên, ngay cả một ngôi nhà gỗ cũng cần được cách nhiệt và tốt hơn là làm điều này từ bên trong lẫn bên ngoài

Nhà xây dựng và kiến ​​trúc sư khuyên bạn nên làm tiêu thụ nhiệt trong quá trình sưởi ấm cho việc lựa chọn thiết bị có thẩm quyền và ở giai đoạn thiết kế của ngôi nhà để chọn hệ thống cách nhiệt phù hợp.

Ví dụ tính toán nhiệt số 4

Ngôi nhà sẽ được xây dựng ở khu vực Moscow. Để tính toán, một bức tường được tạo ra từ các khối xốp đã được lấy. Cách nhiệt được áp dụng đùn polystyrene bọt. Hoàn thiện cấu trúc - thạch cao hai bên. Cấu trúc của nó là đá vôi và cát.

Polystyrene mở rộng có mật độ 24 kg / mᶾ.

Độ ẩm không khí tương đối trong phòng là 55% ở nhiệt độ trung bình 20⁰. Độ dày lớp:

• thạch cao - 0,01 m;
• bê tông bọt - 0,2 m;
• bọt polystyren - 0,065 m.

Nhiệm vụ là tìm ra điện trở truyền nhiệt cần thiết và thực tế. Rtr cần thiết được xác định bằng cách thay thế các giá trị trong biểu thức:

Rtr = a x GSOP + b

Trong đó GOSP là ngày độ của mùa nóng và a và b là các hệ số được lấy từ bảng số 3 của Bộ luật Quy tắc 50.13330.2012. Vì tòa nhà là khu dân cư, a là 0,00035, b = 1,4.

GSOP được tính theo công thức lấy từ cùng một SP:

GOSP = (tv - tot) x zot.

Trong công thức này, tv = 20⁰, tf = -2.2⁰, zf - 205 - thời gian gia nhiệt tính bằng ngày. Do đó:

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

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

Sử dụng bảng số 2 SP50.13330.2012, xác định độ dẫn nhiệt cho từng lớp của tường:

• λb1 = 0,81 W / m ⁰⁰;
• λb2 = 0,26 W / m ⁰⁰;
• λb3 = 0,041 W / m ⁰⁰;
• λb4 = 0,81 W / m ⁰⁰.

Tổng điện trở có điều kiện để truyền nhiệt Ro, bằng tổng điện trở của tất cả các lớp. Tính nó theo công thức:

Công thức này được lấy từ SP 50.13330.2012.Ở đây 1 / av là sự tương tác với nhận thức nhiệt của các bề mặt bên trong. 1 / en - cùng bên ngoài, δ / - điện trở lớp nhiệt

Thay thế các giá trị nhận được: = 2,54 m2 ° C / W. Rf được xác định bằng cách nhân Ro với hệ số r bằng 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Kết quả bắt buộc phải thay đổi thiết kế của phần tử kèm theo, vì điện trở nhiệt thực tế nhỏ hơn so với tính toán.

Có nhiều dịch vụ máy tính tăng tốc và đơn giản hóa các tính toán.

Tính toán kỹ thuật nhiệt liên quan trực tiếp đến định nghĩa của điểm sương. Bạn sẽ tìm hiểu nó là gì và làm thế nào để tìm thấy giá trị của nó từ bài viết chúng tôi đề xuất.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt bằng máy tính trực tuyến:

Tính toán kỹ thuật nhiệt chính xác:

Một tính toán kỹ thuật nhiệt có thẩm quyền sẽ cho phép bạn đánh giá hiệu quả cách nhiệt của các yếu tố bên ngoài của ngôi nhà, để xác định sức mạnh của các thiết bị sưởi ấm cần thiết.

Nhờ đó, bạn có thể tiết kiệm được việc mua vật liệu và thiết bị sưởi ấm. Tốt hơn là nên biết trước liệu thiết bị có thể xử lý hệ thống sưởi và điều hòa của tòa nhà hơn là mua mọi thứ một cách ngẫu nhiên.

Hãy để lại ý kiến, đặt câu hỏi, đăng một bức ảnh về chủ đề của bài viết trong khối bên dưới. Hãy cho chúng tôi biết làm thế nào tính toán kỹ thuật nhiệt đã giúp bạn chọn thiết bị sưởi ấm của công suất cần thiết hoặc hệ thống cách nhiệt. Có thể thông tin của bạn sẽ hữu ích cho khách truy cập trang web.