- Účel tepelného výpočtu
- Parametre na vykonávanie výpočtov
- Vzorce na vypracovanie výpočtu
- Závery a užitočné video na túto tému
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Počas prevádzky budovy sú nežiaduce prehrievanie a zamrznutie. Určiť strednú zem umožní tepelný výpočet, ktorý nie je o nič menej dôležitý ako výpočet účinnosti, pevnosti, odolnosti voči požiaru, trvanlivosti.
Na základe noriem tepelného inžinierstva, klimatických charakteristík, priepustnosti pary a vlhkosti sa vykonáva výber materiálov na stavbu uzavretých konštrukcií. Ako vykonať tento výpočet, uvažujeme v článku.
Účel tepelného výpočtu
Veľa závisí od tepelných charakteristík hlavného oplotenia budovy. Jedná sa o vlhkosť konštrukčných prvkov a teplotné indikátory, ktoré ovplyvňujú prítomnosť alebo neprítomnosť kondenzátu na vnútorných priečkach a stropoch.
Výpočet ukáže, či sa budú udržiavať stabilné teplotné a vlhkostné charakteristiky pri teplotách plus a mínus. Zoznam týchto charakteristík zahŕňa taký indikátor ako množstvo tepla stratené obálkami budovy počas chladného obdobia.
Nemôžete spustiť návrh, ktorý nemá všetky tieto údaje. Na základe nich vyberte hrúbku stien a podláh, postupnosť vrstiev.
Podľa pravidiel GOST 30494-96 hodnoty teploty vo vnútri areálu. V priemere sa rovná 21⁰. V tomto prípade je relatívna vlhkosť povinná zostať v príjemnom rámci, čo je v priemere 37%. Najvyššia rýchlosť vzdušnej hmoty - 0, 15 m / s
Tepelný výpočet má za cieľ určiť:
- Sú dizajny zhodné s uvedenými požiadavkami z hľadiska tepelnej ochrany?
- Takže plne zabezpečená komfortná mikroklíma vnútri budovy?
- Je zabezpečená optimálna tepelná ochrana konštrukcií?
Základným princípom je vyváženie rozdielu teplotných ukazovateľov atmosféry vnútorných štruktúr plotov a miestností. Ak sa nedodrží, tieto povrchy absorbujú teplo a teplota vnútri zostane veľmi nízka.
Vnútorná teplota by nemala byť významne ovplyvnená zmenami prietoku tepla. Táto charakteristika sa nazýva tepelná odolnosť.
Vykonaním tepelného výpočtu sa určia optimálne limity (minimálne a maximálne) rozmerov stien a podláh v hrúbke. To je zárukou dlhodobej prevádzky budovy, bez extrémneho štrukturálneho zamrznutia a prehriatia.
Parametre na vykonávanie výpočtov
Na vykonanie výpočtu tepla potrebujete počiatočné parametre.
Závisia od mnohých charakteristík:
- Účel budovy a jej typ.
- Orientácia vertikálnych šermových štruktúr vzhľadom na smer k svetovým stranám.
- Geografické parametre budúceho domu.
- Objem budovy, počet poschodí, námestie.
- Typy a rozmerové údaje dverných, okenných otvorov.
- Typ vykurovania a jeho technické parametre.
- Počet osôb s trvalým pobytom.
- Materiál je zvislá a vodorovná ochranná konštrukcia.
- Prekrytie horného poschodia.
- Vybavenie teplej vody.
- Typ vetrania.
Pri výpočte sa zohľadňujú aj iné konštrukčné vlastnosti konštrukcie. Priedušnosť uzatváracích konštrukcií by nemala prispievať k nadmernému chladeniu vo vnútri domu a k znižovaniu tepelno-tieniacich vlastností prvkov.
Tepelné straty spôsobujú nadmerné zmáčanie stien a navyše znamenajú vlhkosť, ktorá negatívne ovplyvňuje životnosť budovy.
V procese výpočtu najprv určujú tepelné údaje stavebných materiálov, z ktorých sú zhotovené prvky obvodového plášťa budovy. Okrem toho sa má stanoviť znížený odpor prenosu tepla a jeho zhoda so štandardnou hodnotou.
Vzorce na vypracovanie výpočtu
Únik tepla strateného domom je možné rozdeliť na dve hlavné časti: straty cez steny a straty spôsobené funkciou ventilačného systému. Okrem toho sa teplo pri vypúšťaní teplej vody do kanalizačného systému stráca.
Straty prostredníctvom uzavretých štruktúr
Pre materiály, z ktorých sú uzavreté konštrukcie usporiadané, je potrebné nájsť hodnotu indexu tepelnej vodivosti Kt (stupeň W / mx). Sú v príslušných adresároch.
Teraz, s vedomím hrúbky vrstiev, podľa vzorca: R = S / Kt, vypočítajte tepelný odpor každej jednotky. Ak je konštrukcia viacvrstvová, všetky získané hodnoty sa sčítajú.
Veľkosť tepelných strát je najjednoduchšie určiť pridaním tepelného toku cez plášť budovy, ktorý túto budovu skutočne tvorí.
Vzhľadom na túto techniku berú do úvahy moment, že materiály tvoriace štruktúry majú odlišnú štruktúru. Taktiež berie do úvahy, že tepelný tok, ktorý cez ne prechádza, má rôzne špecifiká.
Pre každý jednotlivý návrh je tepelná strata určená vzorcom:
Q = (A / R) x dT
tu:
- Plocha A v m².
- R je odolnosť štruktúry prenosu tepla.
- dT je teplotný rozdiel medzi vonkajšou a vnútornou. Je potrebné ju stanoviť pre najchladnejšie 5 dňové obdobie.
Vykonaním výpočtu týmto spôsobom môžete dosiahnuť výsledok iba za najchladnejšie päťdňové obdobie. Celková tepelná strata pre celú studenú sezónu je určená s prihliadnutím na parameter dT, vzhľadom na to, že teplota nie je najnižšia, ale priemer.
Rozsah, v akom sa teplo absorbuje, ako aj prenos tepla, závisí od klímy v regióne. Vo výpočtoch sa preto používajú mapy vlhkosti.
Ďalej vypočítajte množstvo energie potrebnej na kompenzáciu straty tepla, ktoré prešlo ako uzatváracou konštrukciou, tak aj vetraním. Označuje sa symbolom W.
Na tento účel existuje vzorec:
W = ((Q + Qb) x 24 x N) / 1000
V ňom N je trvanie vykurovacieho obdobia v dňoch.
Nevýhody výpočtu plochy
Výpočet založený na indexe plochy nie je veľmi presný. Nezohľadňuje taký parameter, ako je klíma, teplotné ukazovatele, minimálna aj maximálna, vlhkosť. Kvôli zanedbávaniu mnohých dôležitých bodov má výpočet výrazné chyby.
Projekt sa často snaží zablokovať, projekt zabezpečuje „zásoby“.
Ak je však táto metóda zvolená pre výpočet, mali by sa zohľadniť tieto nuansy: \ t
- S výškou vertikálneho oplotenia do troch metrov a na jednom povrchu nie sú viac ako dva otvory, výsledok je lepšie znásobiť o 100 wattov.
- Ak má projekt balkón, dve okná alebo lodžiu, vynásobte priemerne 125 wattov.
- Ak sú priestory priemyselné alebo skladové, použite multiplikátor 150 wattov.
- Ak sú radiátory umiestnené v blízkosti okien, ich konštrukčná kapacita sa zvýši o 25%.
Vzorec pre oblasť má formulár:
Q = S x 100 (150) wattov.
Tu Q je pohodlná úroveň tepla v budove, S je oblasť s vykurovaním v m². Čísla 100 alebo 150 sú špecifické hodnoty tepelnej energie spotrebovanej na vykurovanie 1 m².
Strata prostredníctvom vetrania domu
Kľúčovým parametrom v tomto prípade je rýchlosť výmeny vzduchu. Za predpokladu, že steny domu sú paropriepustné, táto hodnota sa rovná jednej.
Prenikanie studeného vzduchu do domu sa vykonáva núteným vetraním. Odsávacie vetranie prispieva k starostlivosti o teplý vzduch. Znižuje straty vetracieho výmenníka tepla - výmenníka tepla. To neumožňuje únik tepla s odchádzajúcim vzduchom a ohrieva prichádzajúce prúdy.
Poskytuje kompletnú obnovu vzduchu vo vnútri budovy za hodinu. Budovy postavené podľa DIN majú steny izolované parou, takže tu sa rýchlosť výmeny vzduchu rovná dvom.
Existuje vzorec, podľa ktorého sa tepelné straty určujú prostredníctvom ventilačného systému:
Qv = (V x Sq: 3600) x PxCx dT
Symboly tu označujú:
- Qv - tepelné straty.
- V - objem miestnosti v mᶾ.
- P je hustota vzduchu. Predpokladá sa, že jeho hodnota je 1, 2047 kg / mᶾ.
- KV - výmenný kurz vzduchu.
- C - špecifické teplo. To sa rovná 1005 J / kg x C.
Podľa výsledkov tohto výpočtu je možné určiť výkon tepelného generátora vykurovacieho systému. V prípade príliš vysokého príkonu môže byť východiskom ventilačné zariadenie s výmenníkom tepla. Zoberme si niekoľko príkladov domov z rôznych materiálov.
Príklad výpočtu tepelného inžinierstva №1
Vypočítajte bytový dom nachádzajúci sa v klimatickom regióne 1 (Rusko), podriadený 1B. Všetky údaje sú prevzaté z tabuľky 1 SNiP 23-01-99. Najchladnejšia teplota pozorovaná po dobu piatich dní s bezpečnosťou 0, 92 - tn = -22⁰С.
Podľa SNiP trvá vykurovacie obdobie (zop) 148 dní. Priemerná teplota počas vykurovacieho obdobia s priemernými dennými teplotnými ukazovateľmi vonkajšieho vzduchu je 8⁰ - tт = -2, 3⁰. Teplota mimo vykurovacej sezóny je tht = -4, 4⁰.
Tepelné straty doma sú najdôležitejším momentom vo fáze návrhu. Z výsledku výpočtu závisí od výberu stavebných materiálov a izolácie. Nulovej straty sa nestane, ale musíte sa snažiť zabezpečiť, aby boli najvhodnejšie
Podmienkou je, že v miestnostiach domu musí byť zabezpečená teplota 22 ° C. Dom má dve podlažia a steny s hrúbkou 0, 5 m. Jeho výška je 7 m, rozmery v pláne sú 10 x 10 m. Materiál vertikálnych uzatváracích konštrukcií je teplá keramika. Pre ňu je koeficient tepelnej vodivosti 0, 16 W / mx C.
Ako vonkajšia izolácia bola použitá 5 cm hrubá minerálna vlna. Hodnota CT je 0, 04 W / mx C. Počet okenných otvorov v dome je 15 ks. 2, 5 m².
Tepelné straty cez steny
V prvom rade je potrebné určiť tepelný odpor keramickej steny a izolácie. V prvom prípade R1 = 0, 5: 0, 16 = 3, 125 m2. mx C / W. V druhom - R2 = 0, 05: 0, 04 = 1, 25 m2. mx C / W. Všeobecne platí, že pre vertikálne uzavreté konštrukcie: R = R1 + R2 = 3, 125 + 1, 25 = 4, 375 m2. mx C / W.
Pretože tepelné straty sú priamo úmerné vzťahu s plochou uzatváracích konštrukcií, vypočítame plochu stien:
A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2, 5 = 242, 5 m²
Teraz môžete určiť tepelné straty cez steny:
Q = = (242, 5: 4, 375) (22 - (-22)) = 2438, 9 W.
Tepelné straty prostredníctvom horizontálneho obkladu sa vypočítajú podobne. Nakoniec sú zhrnuté všetky výsledky.
Ak je suterén, potom tepelná strata cez základ a podlaha bude menej, pretože teplota pôdy, a nie vonkajší vzduch, je zapojený do výpočtu
Ak je suterén pod podlahou prvého poschodia vyhrievaný, podlaha nemôže byť zahrievaná. Steny suterénu sú ešte lepšie na izoláciu plášťa, aby teplo nevstúpilo do zeme.
Stanovenie strát vetraním
Pre zjednodušenie výpočtu neberte do úvahy hrúbku stien, ale jednoducho určte objem vzduchu vo vnútri:
V = 10x10x7 = 700 m2.
Ak je rýchlosť výmeny vzduchu Kv = 2, strata tepla bude:
Q = (700 x 2): 3600) x 1, 2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 20 776 W.
Ak kv = 1:
Q = (700 x 1): 3600) x 1, 2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 10 358 W.
Rotorové a lamelové rekuperátory zabezpečujú efektívne vetranie obytných budov. Účinnosť prvej je vyššia, dosahuje 90%.
Príklad výpočtu tepelného inžinierstva №2
Je potrebné vykonať výpočet strát cez tehlovú stenu s hrúbkou 51 cm, ktorá je izolovaná 10 cm vrstvou minerálnej vlny. Vonku - 18⁰, vnútri - 22⁰. Rozmery steny sú 2, 7 m na výšku a 4 m na dĺžku. Jediná vonkajšia stena miestnosti je orientovaná na juh, nie sú tam žiadne vonkajšie dvere.
Pre tehly, koeficient tepelnej vodivosti Kt = 0, 58 W / mºС, pre minerálnu vlnu - 0, 04 W / mºС. Tepelný odpor:
R1 = 0, 51: 0, 58 = 0, 879 sq. mx C / W. R2 = 0, 1: 0, 04 = 2, 5 m2. mx C / W. Všeobecne platí, že pre vertikálne steny: R = R1 + R2 = 0, 879 + 2, 5 = 3, 379 m2. mx C / W.
Vonkajšia plocha steny A = 2, 7 x 4 = 10, 8 m²
Tepelné straty cez stenu:
Qc = (10, 8: 3, 379) x (22 - (-18)) = 127, 9 wattov.
Na výpočet strát cez okná sa používa rovnaký vzorec, ale ich tepelný odpor je spravidla uvedený v cestovnom pase a nie je potrebné ho počítať.
V izolácii okien domu - "slabý článok". Cez nich ide skôr o pomerne veľký podiel tepla. Viacvrstvové sklenené tabule, fólie odrážajúce teplo, dvojité rámy znížia straty, ale ani to nepomôže úplne zabrániť tepelným stratám.
Ak má dom okná s rozmermi 1, 5 x 1, 5 m², sú úsporné, orientované na sever a tepelný odpor je 0, 87 m2 ° C / W, potom straty budú:
Qo = (2, 25: 0, 87) x (22 - (-18)) = 103, 4 t.
Príklad výpočtu tepelného inžinierstva číslo 3
Vykonajte tepelný výpočet drevenej zrubovej budovy s fasádou postavenou z borovicových guľatín s hrúbkou vrstvy 0, 22 m. Koeficient pre tento materiál je K = 0, 15. V tejto situácii bude tepelná strata:
R = 0, 22: 0, 15 = 1, 47 m² x ⁰С / W.
Najnižšia teplota v päťdňovom týždni je -18⁰, pre pohodlie v dome je teplota 21⁰. Rozdiel bude 39 °. Ak začneme s rozlohou 120 m², dostaneme výsledok:
Qc = 120 x 39: 1, 47 = 3184 wattov.
Pre porovnanie definujeme stratu tehlového domu. Koeficient pre silikátové tehly je 0, 72.
R = 0, 22: 0, 72 = 0, 306 m² x ⁰С / W.
Q = 120 x 39: 0, 306 = 15 294 W.
Za rovnakých podmienok je drevený dom ekonomickejší. Silikátová tehla na steny tu nie je vôbec vhodná.
Drevená konštrukcia má vysokú tepelnú kapacitu. Jeho uzatváracie konštrukcie dlhodobo udržujú príjemnú teplotu. Napriek tomu je potrebné zahriať aj zrub a je lepšie to robiť zvnútra aj zvonku.
Stavebníci a architekti odporúčajú, aby ste pri vykurovaní pre správny výber zariadení a pri projektovaní domu vždy urobili výpočet tepla, aby ste vybrali vhodný izolačný systém.
Príklad výpočtu tepla č
Dom bude postavený v Moskovskej oblasti. Na výpočet sa použije stena vytvorená z penových blokov. Ako izolácia sa používa extrudovaná polystyrénová pena. Povrchová úprava - omietka na oboch stranách. Jeho konštrukcia je vápenopiesok.
Polystyrén má hustotu 24 kg / m2.
Relatívne ukazovatele vlhkosti vzduchu v miestnosti - 55% pri priemernej teplote 20⁰. Hrúbka vrstvy:
- omietka - 0, 01 m;
- penový betón - 0, 2 m;
- expandovaný polystyrén - 0, 065 m.
Úlohou je nájsť potrebný odpor tepla a skutočný. Požadovaný RTP sa určí nahradením hodnôt vo výraze:
Rтр = a х ГСОП + b
kde GOSP je stupňom vykurovacej sezóny, a a b sú koeficienty prevzaté z tabuľky č. 3 Kódexu pravidiel 50.13330.2012. Keďže budova je obytná, a je rovná 0, 00035, b = 1, 4.
GOSP vypočítaná podľa vzorca prevzatého z toho istého spoločného podniku:
GOSP = (tv - tot) x zot.
V tomto vzorci, t = 20⁰, tт = -2, 2⁰, zот - 205 je vykurovacie obdobie v dňoch. preto:
GOSP = (20 - (-2, 2)) 205 = 4551 ° C x deň;
Rtr = 0, 00035 x 4551 + 1, 4 = 2, 99 m2 x C / W.
Pomocou tabuľky №2 SP50.13330.2012 určte koeficienty tepelnej vodivosti pre každú vrstvu steny:
- λб1 = 0, 81 W / m С;
- λб2 = 0, 26 W / m С;
- λб3 = 0, 041 W / m С;
- λб4 = 0, 81 W / m ⁰С.
Celková podmienená odolnosť voči prestupu tepla, R, je rovná súčtu odporov všetkých vrstiev. Vypočítajte ho podľa vzorca:
Tento vzorec je prevzatý z SP 50.13330.2012. Tu je 1 / av opozícia voči tepelnému vnímaniu vnútorných povrchov. 1 / an - ten istý vonkajší, δ / λ - odpor tepelnej vrstvy
Nahradenie získaných hodnôt: Ro sb. = 2, 54 m2 ° C / W. R? Sa stanoví vynásobením R? Koeficientom r rovným 0, 9:
Rf = 2, 54 x 0, 9 = 2, 3 m2 x ° С / W.
Výsledkom je zmena konštrukcie uzatváracieho prvku, pretože skutočný tepelný odpor je menší ako vypočítaný odpor.
Existuje mnoho počítačových služieb, ktoré urýchľujú a zjednodušujú výpočty.
Tepelné výpočty priamo súvisia s definíciou rosného bodu. Čo to je a ako nájsť jeho hodnotu, sa dozviete z nami odporúčaného článku.
Závery a užitočné video na túto tému
Tepelná analýza pomocou online kalkulačky:
Správny výpočet tepelného inžinierstva:
Kompetentný výpočet tepelnej techniky umožní vyhodnotiť účinnosť izolácie vonkajších prvkov domu, určiť výkon potrebných vykurovacích zariadení.
V dôsledku toho môžete ušetriť peniaze nákupom materiálov a vykurovacích zariadení. Je lepšie vedieť vopred, či sa zariadenie dokáže vyrovnať s vykurovaním a klimatizáciou budovy, než aby si všetko náhodne kupovalo.
Zanechajte komentáre, položte otázky, pošlite fotografiu na tému článku do poľa nižšie. Povedzte nám, ako vám výpočet tepelnej techniky pomohol vybrať potrebné vykurovacie zariadenie alebo izolačný systém. Je možné, že vaše informácie budú užitočné pre návštevníkov stránok.