چگونه می توان یک محاسبه مهندسی حرارتی از دیوارهای خارجی یک ساختمان کم ارتفاع انجام داد؟ محاسبه مهندسی حرارتی سازه ها: چیست و چگونه انجام می شود محاسبه مهندسی حرارتی دیوار آجری خارجی به صورت آنلاین

چگونه می توان یک محاسبه مهندسی حرارتی از دیوارهای خارجی یک ساختمان کم ارتفاع انجام داد؟ محاسبه مهندسی حرارتی سازه ها: چیست و چگونه انجام می شود محاسبه مهندسی حرارتی دیوار آجری خارجی به صورت آنلاین
چگونه می توان یک محاسبه مهندسی حرارتی از دیوارهای خارجی یک ساختمان کم ارتفاع انجام داد؟ محاسبه مهندسی حرارتی سازه ها: چیست و چگونه انجام می شود محاسبه مهندسی حرارتی دیوار آجری خارجی به صورت آنلاین
05.04.2020

برای گرم نگه داشتن خانه خود در شدیدترین یخبندان، لازم است سیستم عایق حرارتی مناسب را انتخاب کنید - برای این کار، محاسبه مهندسی حرارتی دیوار بیرونی انجام می شود. نتیجه محاسبات نشان می دهد که چقدر واقعی یا طراحی شده است روش عایق کاری است.

نحوه محاسبه مهندسی حرارتی دیوار خارجی

ابتدا باید داده های اولیه را آماده کنید. عوامل زیر بر پارامتر محاسبه شده تأثیر می گذارد:

  • منطقه آب و هوایی که خانه در آن واقع شده است؛
  • هدف از محل - ساختمان مسکونی، ساختمان صنعتی، بیمارستان؛
  • حالت کار ساختمان - فصلی یا در طول سال؛
  • وجود دهانه در و پنجره در طراحی؛
  • رطوبت داخلی، تفاوت بین دمای داخلی و خارجی؛
  • تعداد طبقات، ویژگی های طبقه

پس از جمع آوری و ثبت اطلاعات اولیه، ضرایب هدایت حرارتی مصالح ساختمانی که دیوار از آنها ساخته می شود، تعیین می شود. میزان جذب گرما و انتقال حرارت به میزان مرطوب بودن آب و هوا بستگی دارد. در این راستا برای محاسبه ضرایب از نقشه های رطوبت گردآوری شده برای فدراسیون روسیه استفاده می شود. پس از این، تمام مقادیر عددی لازم برای محاسبه در فرمول های مناسب وارد می شود.

محاسبه مهندسی حرارتی یک دیوار خارجی، به عنوان مثال برای دیوار فوم بتن

به عنوان مثال، خواص حفاظت حرارتی دیوار ساخته شده از بلوک های فوم، عایق بندی شده با پلی استایرن منبسط شده با چگالی 24 کیلوگرم بر متر مکعب و گچ کاری شده از دو طرف با ملات ماسه آهک محاسبه می شود. محاسبات و انتخاب داده های جدولی بر اساس قوانین ساختمان انجام می شود. داده های اولیه: منطقه ساخت و ساز - مسکو؛ رطوبت نسبی - 55٪، دمای متوسط ​​در خانه tв = 20О С ضخامت هر لایه تنظیم شده است: δ1، δ4=0.01m (گچ)، δ2=0.2m (فوم بتن)، δ3=0.065m (پلی استایرن منبسط شده). "SP Radoslav").
هدف از محاسبه مهندسی حرارتی یک دیوار خارجی تعیین مقاومت انتقال حرارت مورد نیاز (Rtr) و واقعی (Rph) است.
محاسبه

  1. طبق جدول 1 SP 53.13330.2012، در شرایط معین، رژیم رطوبت نرمال فرض می شود. مقدار مورد نیاز Rtr با استفاده از فرمول بدست می آید:
    Rtr=a GSOP+b،
    که در آن a، b مطابق جدول 3 SP 50.13330.2012 گرفته شده است. برای یک ساختمان مسکونی و یک دیوار خارجی a = 0.00035; b = 1.4.
    GSOP - درجه-روز دوره گرمایش، آنها با استفاده از فرمول (5.2) SP 50.13330.2012 یافت می شوند:
    GSOP=(tv-tot)zot،
    جایی که tв=20О С; tot - میانگین دمای هوای بیرون در طول دوره گرمایش، مطابق جدول 1 SP131.13330.2012 tot = -2.2 ° C. zfrom = 205 روز. (مدت فصل گرما طبق همین جدول).
    با جایگزینی مقادیر جدول، آنها پیدا می کنند: GSOP = 4551О С*day; Rtr = 2.99 m2*C/W
  2. مطابق جدول 2 SP50.13330.2012 برای رطوبت معمولی، ضرایب هدایت حرارتی هر لایه از "پای" انتخاب شده است: λB1 = 0.81 W/(m°C)، λB2 = 0.26 W/(m°C)، λB3 = 0.041 W/(m°C)، λB4=0.81 W/(m°C).
    با استفاده از فرمول E.6 SP 50.13330.2012، مقاومت انتقال حرارت مشروط تعیین می شود:
    R0condition=1/αint+δn/λn+1/αext.
    که αext = 23 W/(m2°C) از بند 1 جدول 6 SP 50.13330.2012 برای دیوارهای خارجی.
    با جایگزینی اعداد، R0cond=2.54m2°C/W بدست می آوریم. بسته به همگنی سازه ها، وجود دنده ها، آرماتورها و پل های سرد، با استفاده از ضریب r=0.9 روشن می شود:
    Rf=2.54 0.9=2.29m2 °C/W.

نتیجه به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که مقاومت حرارتی واقعی کمتر از مقدار مورد نیاز است، بنابراین طراحی دیوار نیاز به بازنگری دارد.

محاسبه حرارتی یک دیوار خارجی، برنامه محاسبات را ساده می کند

خدمات کامپیوتری ساده فرآیندهای محاسباتی و جستجوی ضرایب مورد نیاز را سرعت می بخشد. ارزش آشنایی با محبوب ترین برنامه ها را دارد.

  1. "TeReMok". داده های اولیه وارد می شود: نوع ساختمان (مسکونی)، دمای داخلی 20 درجه، رژیم رطوبت - نرمال، منطقه محل سکونت - مسکو. پنجره بعدی مقدار محاسبه شده مقاومت استاندارد انتقال حرارت - 3.13 m2*оС/W را باز می کند.
    بر اساس ضریب محاسبه شده، یک محاسبات مهندسی حرارتی از یک دیوار خارجی ساخته شده از بلوک های فوم (600 کیلوگرم بر متر مکعب)، عایق شده با فوم پلی استایرن اکسترود شده "فلورمات 200" (25 کیلوگرم بر متر مکعب) و گچ کاری شده با ملات سیمان-آهک ساخته شده است. مواد مورد نیاز را از منو انتخاب کنید، با نشان دادن ضخامت آنها (بلوک فوم - 200 میلی متر، گچ - 20 میلی متر)، سلول را با ضخامت عایق خالی بگذارید.
    با کلیک بر روی دکمه "محاسبه"، ضخامت مورد نیاز لایه عایق حرارتی به دست می آید - 63 میلی متر. راحتی برنامه اشکال آن را از بین نمی برد: رسانایی حرارتی متفاوت مصالح بنایی و ملات را در نظر نمی گیرد. با تشکر از نویسنده می توانید در این آدرس بگویید http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
  2. برنامه دوم توسط سایت http://rascheta.net/ ارائه شده است. تفاوت آن با سرویس قبلی این است که تمام ضخامت ها به طور مستقل تنظیم می شوند. ضریب یکنواختی حرارتی r در محاسبه وارد می شود. از جدول انتخاب شده است: برای بلوک های فوم بتن با تقویت سیم در اتصالات افقی r = 0.9.
    پس از پر کردن فیلدها، برنامه گزارشی در مورد مقاومت حرارتی واقعی سازه انتخاب شده و اینکه آیا شرایط آب و هوایی را برآورده می کند، صادر می کند. علاوه بر این، دنباله ای از محاسبات با فرمول ها، منابع هنجاری و مقادیر میانی ارائه شده است.

هنگام ساختن خانه یا انجام کارهای عایق حرارتی، ارزیابی اثربخشی عایق دیوار بیرونی مهم است: یک محاسبه مهندسی حرارتی، که به طور مستقل یا با کمک یک متخصص انجام می شود، به شما امکان می دهد این کار را سریع و دقیق انجام دهید.

اگر قصد ساخت دارید
کلبه آجری کوچک ، پس مطمئناً سؤالاتی خواهید داشت: "کدام
ضخامت دیوار باید باشد؟»، «آیا به عایق نیاز دارید؟»، «آن را در کدام سمت قرار دهید؟»
عایق؟ و غیره و غیره

در این مقاله سعی خواهیم کرد
این را درک کنید و به تمام سوالات خود پاسخ دهید.

محاسبه حرارتی
ساختار محصور، اول از همه، به منظور پیدا کردن کدام مورد نیاز است
ضخامت باید دیوار بیرونی شما باشد.

ابتدا باید تصمیم بگیرید که چقدر است
طبقات در ساختمان شما خواهد بود و بر این اساس محاسبه انجام می شود
سازه های محصور با توجه به ظرفیت باربری (در این مقاله نیست).

با توجه به این محاسبه تعیین می کنیم
تعداد آجرهای سنگ تراشی ساختمان شما

به عنوان مثال، معلوم شد 2 خاک رس
آجر بدون فضای خالی، طول آجر 250 میلی متر،
ضخامت ملات 10 میلی متر، کل 510 میلی متر (تراکم آجر 0.67
بعداً برای ما مفید خواهد بود). شما تصمیم گرفتید سطح بیرونی را بپوشانید
کاشی های رو به رو به ضخامت 1 سانتی متر (حتما هنگام خرید متوجه شوید
تراکم)، و سطح داخلی گچ معمولی، ضخامت لایه 1.5 است
سانتی متر، همچنین فراموش نکنید که چگالی آن را بدانید. در مجموع 535 میلی متر.

برای اینکه ساختمان نباشد
سقوط کرد، این مطمئناً کافی است، اما متاسفانه در اکثر شهرها
زمستان های روسیه سرد است و بنابراین چنین دیوارهایی یخ خواهند زد. و به طوری که نه
دیوارها یخ زده بودند، ما به لایه دیگری از عایق نیاز داشتیم.

ضخامت لایه عایق محاسبه می شود
به شرح زیر:

1. باید SNiP را در اینترنت دانلود کنید
II 3-79* —
"مهندسی حرارت ساخت و ساز" و SNiP 23-01-99 - "اقلیم شناسی ساخت و ساز".

2. ساخت SNiP را باز کنید
اقلیم شناسی و شهر خود را در جدول 1* پیدا کنید و به ارزش تقاطع نگاه کنید
ستون "دمای هوا سردترین دوره پنج روزه، درجه سانتیگراد، امنیت
0.98 اینچ و خطوط با شهر شما. برای شهر پنزا، به عنوان مثال، t n = -32 o C.

3. دمای هوای داخلی تخمینی
گرفتن

t در = 20 o C.

ضریب انتقال حرارت برای دیوارهای داخلیالفدر = 8.7 W/m 2˚C

ضریب انتقال حرارت برای دیوارهای خارجی در شرایط زمستانیالف n = 23W/m2·˚С

تفاوت دمای استاندارد بین دمای داخلی
هوا و دمای سطح داخلی سازه های محصور Δ tn = 4 o C.

4. بعد
مقاومت انتقال حرارت مورد نیاز را با استفاده از فرمول #G0 (1a) از مهندسی گرمایش ساختمان تعیین کنید
GSOP = (t in - t from.trans.) z from.trans. ، GSOP=(20+4.5)·207=507.15 (برای شهر
پنزا).

با استفاده از فرمول (1) محاسبه می کنیم:

(که در آن سیگما ضخامت مستقیم است
مواد و چگالی لامبدا. منآن را به عنوان عایق گرفت
فوم پلی اورتانپانل های با چگالی 0.025)

ضخامت عایق را 0.054 متر در نظر می گیریم.

بنابراین ضخامت دیواره خواهد بود:

د = د 1 + د 2 + د 3 + د 4 =

0,01+0,51+0,054+0,015=0,589
متر

فصل نوسازی فرا رسیده است. سرم را خاراندم: چگونه با پول کمتر تعمیرات خوبی انجام دهیم. هیچ فکری در مورد اعتبار وجود ندارد. تنها با تکیه بر موجود ...

به جای به تعویق انداختن بازسازی های اساسی سال به سال، می توانید برای آن آماده شوید تا بتوانید در حد اعتدال از آن جان سالم به در ببرید...

ابتدا باید همه چیزهایی را که از شرکت قدیمی که در آنجا کار می کرد باقی مانده است حذف کنید. پارتیشن مصنوعی را می شکنیم. بعد از آن همه چیز را پاره می کنیم ...

در طول عملیات ساختمان، گرمای بیش از حد و یخ زدگی نامطلوب است. محاسبات مهندسی حرارتی که اهمیت کمتری از محاسبه راندمان، استحکام، مقاومت در برابر آتش و دوام ندارند، به شما امکان می دهد میانگین طلایی را تعیین کنید.

بر اساس استانداردهای مهندسی حرارتی، ویژگی های آب و هوایی، نفوذپذیری بخار و رطوبت، مواد برای ساخت سازه های محصور انتخاب می شوند. نحوه انجام این محاسبه را در مقاله بررسی خواهیم کرد.

تا حد زیادی به ویژگی های فنی حرارتی محوطه های دائمی ساختمان بستگی دارد. این شامل رطوبت عناصر ساختاری و شاخص های دما است که بر وجود یا عدم وجود تراکم در پارتیشن ها و سقف های داخلی تأثیر می گذارد.

محاسبه نشان می دهد که آیا ویژگی های دما و رطوبت پایدار در دماهای مثبت و منفی حفظ می شود یا خیر. فهرست این ویژگی ها همچنین شامل شاخصی مانند میزان گرمای از دست رفته توسط پوشش ساختمان در طول دوره سرد است.

شما نمی توانید بدون داشتن این همه داده شروع به طراحی کنید. بر اساس آنها، ضخامت دیوارها و سقف ها و ترتیب لایه ها انتخاب می شود.

طبق مقررات GOST 30494-96، مقادیر دما در داخل خانه. به طور متوسط ​​21⁰ است. در عین حال، رطوبت نسبی باید در محدوده راحت باقی بماند که به طور متوسط ​​37٪ است. بیشترین سرعت حرکت توده هوا 0.15 متر بر ثانیه است

محاسبات مهندسی حرارتی با هدف تعیین:

  1. آیا طرح ها از نظر حفاظت حرارتی با الزامات ذکر شده یکسان هستند؟
  2. یک میکروکلیمای راحت در داخل ساختمان تا چه حد تضمین شده است؟
  3. آیا حفاظت حرارتی بهینه سازه ها ارائه می شود؟

اصل اساسی حفظ تعادل تفاوت در شاخص های دمای جو ساختارهای داخلی نرده ها و محل است. اگر این کار رعایت نشود، گرما جذب این سطوح می شود و دمای داخل بسیار پایین می ماند.

دمای داخلی نباید به طور قابل توجهی تحت تأثیر تغییرات در جریان گرما قرار گیرد. این ویژگی مقاومت حرارتی نامیده می شود.

با انجام محاسبات حرارتی، حدود بهینه (حداقل و حداکثر) ابعاد ضخامت دیوارها و سقف تعیین می شود. این کارکرد ساختمان را در مدت طولانی، هم بدون یخ زدگی شدید سازه ها یا گرمای بیش از حد، تضمین می کند.

گزینه هایی برای انجام محاسبات

برای انجام محاسبات حرارتی، به پارامترهای اولیه نیاز دارید.

آنها به تعدادی ویژگی بستگی دارند:

  1. هدف ساختمان و نوع آن.
  2. جهت گیری ساختارهای محصور عمودی نسبت به جهت های اصلی.
  3. پارامترهای جغرافیایی خانه آینده.
  4. حجم ساختمان، تعداد طبقات آن، مساحت.
  5. انواع و ابعاد بازشوهای درب و پنجره.
  6. نوع گرمایش و پارامترهای فنی آن.
  7. تعداد ساکنین دائمی
  8. مواد برای سازه های حصار عمودی و افقی.
  9. سقف های طبقه بالا.
  10. تجهیزات تامین آب گرم.
  11. نوع تهویه.

سایر ویژگی های طراحی سازه نیز هنگام محاسبه در نظر گرفته می شود. نفوذپذیری هوای سازه های محصور نباید به خنک شدن بیش از حد داخل خانه کمک کند و ویژگی های حفاظت حرارتی عناصر را کاهش دهد.

اتلاف حرارت نیز در اثر آبگرفتگی دیوارها ایجاد می‌شود و علاوه بر این، رطوبت را به دنبال دارد که بر دوام ساختمان تأثیر منفی می‌گذارد.

در فرآیند محاسبه، ابتدا اطلاعات فنی حرارتی مصالح ساختمانی که عناصر محصور ساختمان از آن ساخته شده اند، تعیین می شود. علاوه بر این، کاهش مقاومت انتقال حرارت و انطباق با مقدار استاندارد آن منوط به تعیین است.

فرمول های انجام محاسبات

تلفات حرارتی از یک خانه را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد: تلفات از طریق پوشش ساختمان و تلفات ناشی از عملیات. علاوه بر این، با تخلیه آب گرم به سیستم فاضلاب، گرما از دست می رود.

برای موادی که سازه های محصور از آنها ساخته شده اند، باید مقدار شاخص هدایت حرارتی Kt (W/m x درجه) را پیدا کرد. در کتب مرجع مربوطه آمده است.

حال با دانستن ضخامت لایه ها طبق فرمول: R = S/Kt، مقاومت حرارتی هر واحد را محاسبه کنید. اگر ساختار چند لایه باشد، تمام مقادیر به دست آمده با هم جمع می شوند.

ساده ترین راه برای تعیین اندازه تلفات حرارتی با جمع کردن جریان های حرارتی از طریق ساختارهای محصور کننده است که در واقع این ساختمان را تشکیل می دهند.

با هدایت این روش، آنها این واقعیت را در نظر می گیرند که مواد تشکیل دهنده ساختار ساختار متفاوتی دارند. همچنین در نظر گرفته شده است که جریان حرارتی که از آنها می گذرد دارای مشخصات متفاوتی است.

برای هر ساختار فردی، اتلاف حرارت با فرمول تعیین می شود:

Q = (A / R) x dT

  • A - مساحت در متر مربع.
  • R - مقاومت سازه در برابر انتقال حرارت.
  • dT - تفاوت دما بین بیرون و داخل. باید برای سردترین دوره 5 روزه تعیین شود.

با انجام محاسبات به این ترتیب، فقط می توانید نتیجه را برای سردترین دوره پنج روزه به دست آورید. مجموع اتلاف گرما برای کل فصل سرد با در نظر گرفتن پارامتر dT، با در نظر گرفتن کمترین دما، بلکه متوسط ​​​​تعیین می شود.

میزان جذب گرما و همچنین انتقال حرارت به رطوبت آب و هوای منطقه بستگی دارد. به همین دلیل از نقشه های رطوبت در محاسبات استفاده می شود.

یک فرمول برای این وجود دارد:

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

در آن، N مدت دوره گرمایش بر حسب روز است.

معایب محاسبه مساحت

محاسبه بر اساس شاخص مساحت چندان دقیق نیست. در اینجا پارامترهایی مانند آب و هوا، شاخص های دما، حداقل و حداکثر، و رطوبت در نظر گرفته نمی شوند. به دلیل نادیده گرفتن بسیاری از نکات مهم، محاسبات دارای خطاهای قابل توجهی است.

اغلب در تلاش برای پوشش دادن آنها، یک "رزرو" در پروژه ارائه می شود.

با این وجود، اگر این روش برای محاسبه انتخاب شود، باید تفاوت های ظریف زیر را در نظر گرفت:

  1. اگر ارتفاع نرده های عمودی تا سه متر باشد و در یک سطح بیش از دو بازشو وجود نداشته باشد، بهتر است نتیجه را در 100 وات ضرب کنیم.
  2. اگر پروژه شامل یک بالکن، دو پنجره یا یک ایوان است، به طور متوسط ​​در 125 وات ضرب کنید.
  3. هنگامی که محل صنعتی یا انباری است، از ضریب 150 وات استفاده می شود.
  4. اگر رادیاتورها در نزدیکی پنجره ها قرار گیرند، ظرفیت طراحی آنها 25٪ افزایش می یابد.

فرمول مساحت:

Q=S x 100 (150) W.

در اینجا Q سطح گرمای راحت در ساختمان است، S منطقه گرم شده در متر مربع است. اعداد 100 یا 150 مقدار خاصی از انرژی حرارتی مصرف شده برای گرم کردن 1 متر مربع است.

تلفات تهویه خانه

پارامتر کلیدی در این مورد نرخ تبادل هوا است. به شرطی که دیوارهای خانه نفوذپذیر باشند، این مقدار برابر با یک است.

نفوذ هوای سرد به داخل خانه از طریق تهویه تامین انجام می شود. تهویه خروجی به خروج هوای گرم کمک می کند. مبدل حرارتی بازیابی کننده تلفات را از طریق تهویه کاهش می دهد. اجازه نمی دهد گرما همراه با هوای خروجی خارج شود و جریان هوای ورودی را گرم می کند.

پیش بینی شده است که هوای داخل ساختمان در مدت یک ساعت به طور کامل تجدید شود. ساختمان هایی که بر اساس استاندارد DIN ساخته شده اند دارای دیوارهایی با موانع بخار هستند، بنابراین در اینجا نرخ تبادل هوا دو در نظر گرفته می شود.

فرمولی وجود دارد که اتلاف گرما را از طریق سیستم تهویه تعیین می کند:

Qv = (V x Kv: 3600) x P x C x dT

در اینجا نمادها به معنای موارد زیر هستند:

  1. Qв - از دست دادن گرما.
  2. V حجم اتاق بر حسب mᶾ است.
  3. P - چگالی هوا. مقدار آن برابر با 1.2047 کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شده است.
  4. Kv - نرخ تبادل هوا.
  5. ج - ظرفیت حرارتی ویژه. برابر است با 1005 J/kg x C.

بر اساس نتایج این محاسبه، می توان قدرت مولد حرارت سیستم گرمایش را تعیین کرد. اگر مقدار توان خیلی زیاد باشد، ممکن است راهی برای خروج از وضعیت وجود داشته باشد. بیایید به چند نمونه برای خانه های ساخته شده از مواد مختلف نگاه کنیم.

نمونه محاسبات مهندسی حرارتی شماره 1

بیایید یک ساختمان مسکونی واقع در منطقه آب و هوایی 1 (روسیه)، منطقه فرعی 1B را محاسبه کنیم. تمام داده ها از جدول 1 SNiP 01/23/99 گرفته شده است. سردترین دمای مشاهده شده طی پنج روز با احتمال 0.92 tn = -22⁰С است.

مطابق با SNiP، دوره گرمایش (zop) 148 روز طول می کشد. میانگین دما در طول دوره گرمایش با میانگین دمای هوای روزانه در خارج 8⁰ - tot = -2.3⁰ است. دمای بیرون در طول فصل گرما tht = -4.4⁰ است.

اتلاف حرارت خانه مهمترین نکته در مرحله طراحی است. انتخاب مصالح ساختمانی و عایق بستگی به نتایج محاسبات دارد. هیچ ضرر و زیان صفری وجود ندارد، اما باید تلاش کنید تا حد امکان به مصلحت باشد

شرط شده بود که دمای اتاق های خانه 22 درجه باشد. این خانه دارای دو طبقه و دیوارهایی به ضخامت 0.5 متر، ابعاد در پلان 10 در 10 متر است. برای آن، ضریب هدایت حرارتی 0.16 W/m x C است.

از پشم معدنی به عنوان عایق خارجی به ضخامت 5 سانتی متر استفاده شد. مقدار Kt برای آن 0.04 W/m x C است. تعداد بازشوهای پنجره در خانه 15 عدد است. هر کدام 2.5 متر مربع

از دست دادن حرارت از طریق دیوارها

اول از همه، شما باید مقاومت حرارتی دیوار سرامیکی و عایق را تعیین کنید. در حالت اول، R1 = 0.5: 0.16 = 3.125 متر مربع. m x C/W. در دوم - R2 = 0.05: 0.04 = 1.25 متر مربع. m x C/W. به طور کلی، برای یک پوشش عمودی ساختمان: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 متر مربع. m x C/W.

از آنجایی که اتلاف حرارت مستقیماً با مساحت سازه های محصور متناسب است، مساحت دیوارها را محاسبه می کنیم:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2.5 = 242.5 متر مربع

اکنون می توانید از دست دادن گرما از طریق دیوارها را تعیین کنید:

Qs = (242.5: 4.375) x (22 - (-22)) = 2438.9 W.

اتلاف حرارت از طریق سازه های محصور افقی به روشی مشابه محاسبه می شود. در پایان، تمام نتایج خلاصه می شود.

اگر زیرزمین زیر کف طبقه اول گرم شود، کف نیازی به عایق کاری ندارد. باز هم بهتر است دیوارهای زیرزمین را با عایق بپوشانید تا گرما به داخل زمین نرود.

تعیین تلفات از طریق تهویه

برای ساده کردن محاسبه، آنها ضخامت دیوارها را در نظر نمی گیرند، بلکه به سادگی حجم هوای داخل را تعیین می کنند:

V = 10x10x7 = 700 مترمربع.

با نرخ تبادل هوا Kv = 2، تلفات حرارتی خواهد بود:

Qv = (700 x 2): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 20776 وات.

اگر Kv = 1:

Qv = (700 x 1): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 10358 وات.

مبدل های حرارتی روتاری و صفحه ای تهویه موثر ساختمان های مسکونی را فراهم می کنند. راندمان اولی بالاتر است، به 90٪ می رسد.

نمونه محاسبات مهندسی حرارتی شماره 2

محاسبه تلفات از طریق یک دیوار آجری به ضخامت 51 سانتی متر با یک لایه پشم معدنی 10 سانتی متری مورد نیاز است. بیرون - 18⁰، داخل - 22⁰. ابعاد دیوار 2.7 متر ارتفاع و 4 متر طول است. تنها دیوار بیرونی اتاق به سمت جنوب است.

برای آجر، ضریب هدایت حرارتی Kt = 0.58 W / mºC، برای پشم معدنی - 0.04 W / mºC. مقاومت حرارتی:

R1 = 0.51: 0.58 = 0.879 متر مربع. m x C/W. R2 = 0.1: 0.04 = 2.5 متر مربع. m x C/W. به طور کلی، برای یک پوشش عمودی ساختمان: R = R1 + R2 = 0.879 + 2.5 = 3.379 متر مربع. m x C/W.

مساحت دیوار خارجی A = 2.7 x 4 = 10.8 متر مربع

اتلاف حرارت از طریق دیوار:

Qс = (10.8: 3.379) x (22 - (-18)) = 127.9 وات.

برای محاسبه تلفات از طریق پنجره ها، از همان فرمول استفاده می شود، اما مقاومت حرارتی آنها، به عنوان یک قاعده، در گذرنامه نشان داده شده است و نیازی به محاسبه ندارد.

در عایق حرارتی یک خانه، پنجره ها "حلقه ضعیف" هستند. بخش نسبتاً زیادی از گرما از طریق آنها از دست می رود. پنجره های دو جداره چند لایه، فیلم های منعکس کننده گرما، فریم های دوتایی تلفات را کاهش می دهند، اما حتی این نیز به جلوگیری از اتلاف حرارت به طور کامل کمک نمی کند.

اگر خانه دارای پنجره های کم مصرف به ابعاد 1.5 x 1.5 متر مربع، جهت شمال و مقاومت حرارتی 0.87 m2 C/W باشد، تلفات عبارتند از:

Q = (2.25: 0.87) x (22 - (-18)) = 103.4 تن.

نمونه محاسبات مهندسی حرارتی شماره 3

بیایید یک محاسبه حرارتی یک ساختمان چوبی با نمای ساخته شده از چوب کاج با لایه ای به ضخامت 0.22 متر انجام دهیم. ضریب برای این ماده 0.15 است. در این شرایط تلفات حرارتی به صورت زیر خواهد بود:

R = 0.22: 0.15 = 1.47 متر مربع x ⁰С/W.

کمترین درجه حرارت در دوره پنج روزه -18 درجه سانتیگراد است، برای راحتی در خانه دما روی 21 درجه تنظیم شده است. تفاوت 39⁰ خواهد بود. بر اساس مساحت 120 متر مربع، نتیجه به صورت زیر خواهد بود:

Qs = 120 x 39: 1.47 = 3184 W.

برای مقایسه، بیایید تلفات یک خانه آجری را تعیین کنیم. ضریب آجر ماسه آهکی 0.72 است.

R = 0.22: 0.72 = 0.306 m² x ⁰С/W.
Qs = 120 x 39: 0.306 = 15294 W.

در همین شرایط، یک خانه چوبی اقتصادی تر است. آجر ماسه آهکی برای ساخت دیوار در اینجا اصلا مناسب نیست.

ساختار چوبی دارای ظرفیت حرارتی بالایی است. ساختارهای محصور آن دمای راحت را برای مدت طولانی حفظ می کنند. با این حال، حتی یک خانه چوبی نیاز به عایق بندی دارد و بهتر است این کار را هم در داخل و هم در خارج انجام دهید

مثال محاسبه گرما شماره 4

این خانه در منطقه مسکو ساخته خواهد شد. برای محاسبه، یک دیوار ساخته شده از بلوک های فوم گرفته شد. نحوه اجرای عایق تکمیل سازه از دو طرف گچ است. ساختار آن سنگ آهک ماسه ای است.

پلی استایرن منبسط شده دارای چگالی 24 کیلوگرم بر مترمربع است.

رطوبت نسبی هوا در اتاق 55 درصد در دمای متوسط ​​20 درجه است. ضخامت لایه:

  • گچ - 0.01 متر؛
  • فوم بتن - 0.2 متر؛
  • پلی استایرن منبسط شده - 0.065 متر.

وظیفه یافتن مقاومت انتقال حرارت مورد نیاز و مقاومت واقعی است. Rtr مورد نیاز با جایگزینی مقادیر در عبارت تعیین می شود:

Rtr=a x GSOP+b

که در آن GOSP درجه روز فصل گرما است، a و b ضرایب برگرفته از جدول شماره 3 آیین نامه 50.13330.2012 هستند. از آنجایی که ساختمان مسکونی است، a برابر 0.00035، b = 1.4 است.

GSOP با استفاده از فرمول گرفته شده از همان SP محاسبه می شود:

GOSP = (tv – tot) x zot.

در این فرمول tв = 20⁰، tоt = -2.2⁰، zоt - 205 دوره گرمایش در روز است. از این رو:

GSOP = (20 - (2.2-)) x 205 = 4551⁰ C x روز؛

Rtr = 0.00035 x 4551 + 1.4 = 2.99 m2 x C/W.

با استفاده از جدول شماره 2 SP50.13330.2012، ضرایب هدایت حرارتی را برای هر لایه دیوار تعیین کنید:

  • λb1 = 0.81 W/m ⁰С;
  • λb2 = 0.26 W/m ⁰С;
  • λb3 = 0.041 W/m ⁰С;
  • λb4 = 0.81 W/m ⁰С.

کل مقاومت شرطی در برابر انتقال حرارت Ro برابر است با مجموع مقاومت های همه لایه ها. با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

جایگزین مقادیری که به دست می آوریم: Rо arb. = 2.54 m2 ° C/W. Rf با ضرب Ro در ضریب r برابر با 0.9 تعیین می شود:

Rf = 2.54 x 0.9 = 2.3 m2 x ° C/W.

نتیجه نیاز به تغییر طراحی عنصر محصور دارد، زیرا مقاومت حرارتی واقعی کمتر از مقدار محاسبه شده است.

خدمات کامپیوتری زیادی وجود دارد که محاسبات را سرعت بخشیده و ساده می کند.

محاسبات حرارتی به طور مستقیم با تعریف مرتبط است. از مقاله ای که توصیه می کنیم یاد خواهید گرفت که چیست و چگونه معنای آن را پیدا کنید.

نتیجه گیری و فیلم مفید در مورد موضوع

انجام محاسبات مهندسی حرارتی با استفاده از ماشین حساب آنلاین:

محاسبات صحیح مهندسی حرارتی:

یک محاسبه ترموتکنیکی شایسته به شما امکان می دهد اثربخشی عایق بندی عناصر خارجی خانه را ارزیابی کرده و قدرت تجهیزات گرمایشی لازم را تعیین کنید.

در نتیجه، هنگام خرید مواد و وسایل گرمایشی می توانید در هزینه خود صرفه جویی کنید. بهتر است از قبل بدانید که آیا تجهیزات می توانند با گرمایش و تهویه مطبوع ساختمان کنار بیایند تا اینکه همه چیز را به صورت تصادفی خریداری کنید.

لطفا نظرات، سوال بپرسید و عکس های مرتبط با موضوع مقاله را در بلوک زیر ارسال کنید. به ما بگویید که چگونه محاسبات مهندسی حرارتی به شما کمک کرد تا تجهیزات گرمایشی با قدرت یا سیستم عایق مورد نیاز را انتخاب کنید. این امکان وجود دارد که اطلاعات شما برای بازدیدکنندگان سایت مفید باشد.

مدت‌ها پیش، ساختمان‌ها و سازه‌ها بدون تفکر در مورد ویژگی‌های هدایت حرارتی سازه‌های محصور ساخته می‌شدند. به عبارت دیگر، دیوارها به سادگی ضخیم می شدند. و اگر تا به حال در خانه های تجاری قدیمی بوده اید، احتمالاً متوجه شده اید که دیوارهای بیرونی این خانه ها از آجر سرامیکی ساخته شده است که ضخامت آن حدود 1.5 متر است. چنین ضخامت دیوار آجری اقامت کاملاً راحت را برای افراد در این خانه ها حتی در شدیدترین یخبندان ها تضمین می کند و هنوز هم تضمین می کند.

امروزه همه چیز تغییر کرده است. و اکنون ضخیم کردن دیوارها از نظر اقتصادی به صرفه نیست. بنابراین موادی اختراع شده است که می تواند آن را کاهش دهد. برخی از آنها عبارتند از: عایق و بلوک سیلیکات گاز. به عنوان مثال، به لطف این مواد، ضخامت آجرکاری را می توان تا 250 میلی متر کاهش داد.

در حال حاضر دیوارها و سقف ها اغلب از 2 یا 3 لایه ساخته می شوند که یک لایه آن ماده ای با خواص عایق حرارتی خوب است. و برای تعیین ضخامت بهینه این ماده، محاسبات مهندسی حرارتی انجام شده و نقطه شبنم تعیین می شود.

نحوه محاسبه نقطه شبنم را می توانید در صفحه بعد بیابید. محاسبات مهندسی حرارتی نیز در اینجا با استفاده از یک مثال در نظر گرفته خواهد شد.

اسناد نظارتی مورد نیاز

برای محاسبه، به دو SNiP، یک سرمایه گذاری مشترک، یک GOST و یک کتابچه راهنمای کاربر نیاز دارید:

  • SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "حفاظت حرارتی ساختمان." نسخه به روز شده از سال 2012.
  • SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "اقلیم شناسی ساختمان". نسخه به روز شده از سال 2012.
  • SP 23-101-2004. "طراحی حفاظت حرارتی ساختمان".
  • GOST 30494-96 (از سال 2011 با GOST 30494-2011 جایگزین شده است). "ساختمان های مسکونی و عمومی. پارامترهای ریز اقلیم داخلی".
  • بهره مند شوند. E.G. Malyavin "اتلاف حرارتی ساختمان. راهنمای مرجع".

پارامترهای محاسبه شده

در فرآیند انجام محاسبات مهندسی حرارتی موارد زیر مشخص می شود:

  • ویژگی های حرارتی مصالح ساختمانی سازه های محصور؛
  • کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت؛
  • انطباق این مقاومت کاهش یافته با مقدار استاندارد.

مثال. محاسبه مهندسی حرارتی دیوار سه لایه بدون شکاف هوا

داده های اولیه

1. آب و هوای محلی و میکرو اقلیم داخلی

منطقه ساخت و ساز: نیژنی نووگورود.

هدف ساختمان: مسکونی.

رطوبت نسبی محاسبه شده هوای داخلی در شرایط عدم تراکم در سطوح داخلی حصارهای خارجی برابر با 55٪ است (SNiP 23-02-2003 بند 4.3. جدول 1 برای شرایط رطوبت معمولی).

دمای مطلوب هوا در یک اتاق نشیمن در طول فصل سرد، t int = 20 درجه سانتیگراد است (GOST 30494-96 جدول 1).

دمای هوای بیرون تخمین زده شده است t ext، با دمای سردترین دوره پنج روزه با احتمال 0.92 = -31 درجه سانتیگراد تعیین می شود (SNiP 23-01-99 جدول 1 ستون 5).

مدت دوره گرمایش با میانگین دمای هوای بیرون روزانه 8 درجه سانتیگراد برابر با z ht است = 215 روز (SNiP 23-01-99 جدول 1 ستون 11)؛

میانگین دمای هوای بیرون برای دوره گرمایش t ht = -4.1 درجه سانتی گراد (SNiP 23-01-99 جدول 1 ستون 12).

2. طراحی دیوار

دیوار از لایه های زیر تشکیل شده است:

  • آجر تزئینی (بسر) 90 میلی متر ضخامت;
  • عایق (تخته پشم معدنی)، در شکل ضخامت آن با علامت "X" نشان داده شده است، زیرا در طول فرآیند محاسبه یافت می شود.
  • آجر ماسه آهک 250 میلی متر ضخامت؛
  • گچ (ملات پیچیده)، یک لایه اضافی برای به دست آوردن تصویر عینی تر، زیرا تأثیر آن حداقل است، اما وجود دارد.

3. خصوصیات ترموفیزیکی مواد

مقادیر ویژگی های مواد در جدول خلاصه شده است.


توجه (*):این ویژگی ها را می توان از تولید کنندگان مواد عایق حرارتی نیز یافت.

محاسبه

4. تعیین ضخامت عایق

برای محاسبه ضخامت لایه عایق حرارتی، لازم است مقاومت انتقال حرارت سازه محصور بر اساس الزامات استانداردهای بهداشتی و صرفه جویی در مصرف انرژی تعیین شود.

4.1. تعیین استاندارد حفاظت حرارتی بر اساس شرایط صرفه جویی در مصرف انرژی

تعیین درجه-روز دوره گرمایش طبق بند 5.3 SNiP 02/23/2003:

D d = ( t int - t ht) z ht = (20 + 4.1) 215 = 5182 درجه سانتیگراد × روز

توجه:روز درجه نیز GSOP تعیین شده است.

مقدار استاندارد مقاومت انتقال حرارت کاهش یافته نباید کمتر از مقادیر استاندارد تعیین شده بر اساس SNIP 23-02-2003 (جدول 4) بسته به درجه روز منطقه ساخت و ساز گرفته شود:

R req = a×D d + b = 0.00035 × 5182 + 1.4 = 3.214m2 × °C/W,

جایی که: Dd درجه-روز دوره گرمایش در نیژنی نووگورود است،

a و b - ضرایب پذیرفته شده مطابق جدول 4 (اگر SNiP 23-02-2003) یا طبق جدول 3 (اگر SP 50.13330.2012) برای دیوارهای یک ساختمان مسکونی (ستون 3).

4.1. تعیین استانداردهای حفاظت حرارتی بر اساس شرایط بهداشتی

در مورد ما، به عنوان مثال در نظر گرفته می شود، زیرا این شاخص برای ساختمان های صنعتی با گرمای بیش از حد محسوس بیش از 23 وات بر متر مکعب و ساختمان های در نظر گرفته شده برای عملیات فصلی (پاییز یا بهار) و همچنین ساختمان هایی با تخمین داخلی محاسبه می شود. دمای هوای 12 درجه سانتی گراد و کمتر، مقاومت انتقال حرارت سازه های محصور (به استثنای ساختارهای نیمه شفاف) است.

تعیین مقاومت استاندارد (حداکثر مجاز) در برابر انتقال حرارت با توجه به شرایط بهداشتی (فرمول 3 SNiP 02/23/2003):

که در آن: n = 1 - ضریب اتخاذ شده مطابق جدول 6 برای دیوار بیرونی.

t int = 20 ° С - مقدار از داده های اصلی.

t ext = -31 ° С - مقدار از داده های اصلی.

Δt n = 4 ° C - تفاوت دمای نرمال شده بین دمای هوای داخلی و دمای سطح داخلی سازه محصور، مطابق جدول 5 در این مورد برای دیوارهای خارجی ساختمان های مسکونی گرفته شده است.

α int = 8.7 W/(m 2 × ° C) - ضریب انتقال حرارت سطح داخلی سازه محصور، مطابق جدول 7 برای دیوارهای خارجی گرفته شده است.

4.3. استاندارد حفاظت حرارتی

از محاسبات بالا، مقاومت انتقال حرارت مورد نیاز را انتخاب می کنیم R req از شرایط صرفه جویی در انرژی و اکنون آن را نشان می دهد R tr0 = 3.214 m 2 × °C/W .

5. تعیین ضخامت عایق

برای هر لایه از یک دیوار معین، لازم است مقاومت حرارتی را با استفاده از فرمول محاسبه کنید:

جایی که: δi - ضخامت لایه، میلی متر؛

λ i ضریب هدایت حرارتی محاسبه شده ماده لایه W/(m × °C) است.

1 لایه (آجر تزئینی): R 1 = 0.09/0.96 = 0.094 متر مربع × °C/W .

لایه 3 (آجر ماسه آهکی): R3 = 0.25/0.87 = 0.287 متر مربع × °C/W .

لایه چهارم (گچ): R 4 = 0.02/0.87 = 0.023 متر مربع × °C/W .

تعیین حداقل مقاومت حرارتی مجاز (الزامی) یک ماده عایق حرارتی (فرمول 5.6 توسط E.G. Malyavin "اتلاف حرارت ساختمان. راهنمای مرجع"):

که در آن: R int = 1/α int = 1/8.7 - مقاومت در برابر انتقال حرارت در سطح داخلی.

R ext = 1/α ext = 1/23 - مقاومت در برابر انتقال حرارت در سطح بیرونی، α ext مطابق جدول 14 برای دیوارهای خارجی گرفته شده است.

ΣR i = 0.094 + 0.287 + 0.023 - مجموع مقاومت‌های حرارتی تمام لایه‌های دیوار بدون لایه عایق، تعیین شده با در نظر گرفتن ضرایب هدایت حرارتی مواد اتخاذ شده در ستون A یا B (ستون‌های 8 و 9 جدول D1 SP 23-101-2004) در مطابق با شرایط رطوبت دیوار، m 2 ° C / W

ضخامت عایق برابر است با (فرمول 5.7):

کجا: λ ut - ضریب هدایت حرارتی مواد عایق، W/(m °C).

تعیین مقاومت حرارتی دیوار از شرایطی که ضخامت کل عایق 250 میلی متر باشد (فرمول 5.8):

که در آن: ΣR t,i مجموع مقاومت های حرارتی تمام لایه های نرده، از جمله لایه عایق، با ضخامت سازه پذیرفته شده، m 2 ° C/W است.

از نتیجه به دست آمده می توان نتیجه گرفت که

R 0 = 3.503 متر مربع × °C/W> R tr0 = 3.214m 2 × °C/W→ بنابراین ضخامت عایق انتخاب می شود درسته.

اثر شکاف هوا

در مواردی که از پشم معدنی، پشم شیشه یا سایر عایق های دال به عنوان عایق در بنایی سه لایه استفاده می شود، لازم است یک لایه تهویه هوا بین سنگ تراشی بیرونی و عایق نصب شود. ضخامت این لایه باید حداقل 10 میلی متر و ترجیحاً 20-40 میلی متر باشد. برای خشک کردن عایق که از تراکم خیس می شود، لازم است.

این شکاف هوا یک فضای بسته نیست، بنابراین، در صورت وجود، الزامات بند 9.1.2 SP 23-101-2004 باید در محاسبه در نظر گرفته شود، یعنی:

الف) لایه های ساختار واقع بین شکاف هوا و سطح بیرونی (در مورد ما این آجر تزئینی (بسر) است) در محاسبه مهندسی حرارتی در نظر گرفته نمی شود.

ب) در سطح سازه رو به لایه تهویه شده توسط هوای بیرون، ضریب انتقال حرارت α ext = 10.8 W/(m°C) باید در نظر گرفته شود.

توجه:تأثیر شکاف هوا، به عنوان مثال، در محاسبات مهندسی حرارتی پنجره های دو جداره پلاستیکی در نظر گرفته می شود.