الحساب الحراري مع مثال. حساب الهندسة الحرارية للهياكل: ما هو وكيف يتم تنفيذها

لكي يكون المسكن دافئًا في أقسى الصقيع ، من الضروري اختيار نظام العزل الحراري المناسب - لذلك ، يتم إجراء حساب هندسة الحرارة الحائط الخارجيتظهر نتيجة الحسابات مدى فعالية طريقة العزل الفعلية أو المتوقعة.

كيفية عمل حساب حراري للجدار الخارجي

تحتاج أولاً إلى إعداد البيانات الأولية. تؤثر العوامل التالية على معلمة التصميم:

المنطقة المناخية التي يقع فيها المنزل ؛
الغرض من المبنى هو مبنى سكني ، مبنى صناعي ، مستشفى ؛
طريقة تشغيل المبنى - موسميًا أو على مدار السنة ؛
التواجد في تصميم فتحات الأبواب والنوافذ ؛
الرطوبة الداخلية ، الفرق بين درجات الحرارة الداخلية والخارجية ؛
عدد الطوابق ، ميزات الطابق.

بعد جمع وتسجيل المعلومات الأولية ، يتم تحديد معاملات التوصيل الحراري مواد بناءالذي صنع منه الجدار. تعتمد درجة امتصاص الحرارة ونقل الحرارة على مدى رطوبة المناخ. في هذا الصدد ، لحساب المعاملات ، تم تجميع خرائط الرطوبة ل الاتحاد الروسي. بعد ذلك ، يتم إدخال جميع القيم العددية اللازمة للحساب في الصيغ المناسبة.

حساب الهندسة الحرارية للجدار الخارجي ، مثال على جدار خرساني رغوي

على سبيل المثال ، يتم حساب خصائص الحماية من الحرارة لجدار مصنوع من كتل الرغوة المعزولة بالبوليسترين الموسع بكثافة 24 كجم / م 3 والملصقة على كلا الجانبين بملاط رمل الجير. يتم إجراء الحسابات واختيار البيانات الجدولية على أساس قواعد البناء. البيانات الأولية: منطقة البناء - موسكو ؛ الرطوبة النسبية - 55٪ ، معدل الحرارةفي المنزل tw = 20 درجة مئوية. سماكة كل طبقة محددة: δ1، δ4 = 0.01 م (جص)، δ2 = 0.2 م (خرسانة رغوية)، δ3 = 0.065 م (بوليسترين ممدد "SP Radoslav").
هدف الحساب الحراريمن الجدار الخارجي هو تحديد المقاومة المطلوبة (Rtr) والفعلية (Rf) لانتقال الحرارة.
عملية حسابية

وفقًا للجدول 1 من SP 53.13330.2012 ، في ظل ظروف معينة ، يُفترض أن يكون نظام الرطوبة طبيعيًا. تم العثور على القيمة المطلوبة لـ Rtr بواسطة الصيغة:
Rtr = GSOP + b ،
حيث يتم أخذ أ ، ب وفقًا للجدول 3 من SP 50.13330.2012. بالنسبة للمبنى السكني والجدار الخارجي ، أ = 0.00035 ؛ ب = 1.4.
GSOP - أيام درجة التسخين ، تم العثور عليها وفقًا للصيغة (5.2) SP 50.13330.2012:
GSOP = (tin-tot) zot ،
حيث التلفزيون \ u003d 20 درجة مئوية ؛ إجمالي متوسط درجة الحرارة في الهواء الطلق أثناء موسم التدفئة ، وفقًا للجدول 1 SP131.13330.2012 ، المجموع = -2.2 درجة مئوية ؛ zot = 205 يوم (مدة موسم التدفئة حسب نفس الجدول).
وباستبدال القيم المجدولة وجدوا: GSOP = 4551O C * day؛ Rtr \ u003d 2.99 م 2 * C / W
وفقًا للجدول 2 SP50.13330.2012 ، بالنسبة للرطوبة العادية ، يتم تحديد معاملات التوصيل الحراري لكل طبقة من "الفطيرة": C) ، λB4 = 0.81W / (m ° C).
وفقًا للصيغة E.6 من SP 50.13330.2012 ، يتم تحديد المقاومة المشروطة لانتقال الحرارة:
R0cond = 1 / αint + n / λn + 1 / α التالي.
حيث αext \ u003d 23 W / (m2 ° C) من البند 1 من الجدول 6 من SP 50.13330.2012 للجدران الخارجية.
استبدال الأرقام ، احصل على R0usl = 2.54 m2 ° C / W. يتم تكريره باستخدام المعامل r = 0.9 ، والذي يعتمد على تجانس الهياكل ، ووجود الأضلاع ، والتعزيز ، والجسور الباردة:
Rf = 2.54 0.9 = 2.29 م 2 درجة مئوية / غرب.

تظهر النتيجة التي تم الحصول عليها أن المقاومة الحرارية الفعلية أقل من المطلوب ، لذلك يحتاج تصميم الجدار إلى إعادة النظر.

الحساب الحراري للجدار الخارجي ، يبسط البرنامج الحسابات

تعمل خدمات الكمبيوتر البسيطة على تسريع العمليات الحسابية والبحث عن المعاملات المطلوبة. يجدر التعرف على البرامج الأكثر شعبية.

"تيرموك". يتم إدخال البيانات الأولية: نوع المبنى (سكني) ، درجة الحرارة الداخلية 20 درجة ، نظام الرطوبة - عادي ، منطقة الإقامة - موسكو. في النافذة التالية ، تفتح القيمة المحسوبة للمقاومة القياسية لانتقال الحرارة - 3.13 م 2 * درجة مئوية / وات.
بناءً على المعامل المحسوب ، يتم إجراء حساب هندسي حراري للجدار الخارجي للكتل الرغوية (600 كجم / م 3) ، المعزول برغوة البوليسترين المبثوقة Flurmat 200 (25 كجم / م 3) والمغطاة بملاط الأسمنت والجير. اختر من القائمة المواد المناسبة، إخماد سمكها (كتلة رغوة - 200 مم ، جص - 20 مم) ، وترك الخلية بسمك العزل شاغرة.
بالضغط على زر "الحساب" ، يتم الحصول على السماكة المرغوبة لطبقة العازل الحراري - 63 مم. لا تلغي راحة البرنامج عيوبه: فهو لا يأخذ في الاعتبار الموصلية الحرارية المختلفة لمواد البناء والملاط. شكرا للمؤلف يمكن أن يقال على هذا العنوان http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
البرنامج الثاني مقدم من موقع http://rascheta.net/. اختلافها عن الخدمة السابقة هو أن جميع السماكات يتم ضبطها بشكل مستقل. يتم إدخال معامل تجانس الهندسة الحرارية r في الحساب. يتم تحديده من الجدول: للكتل الخرسانية الرغوية مع تقوية الأسلاك في المفاصل الأفقية r = 0.9.
بعد ملء الحقول ، يصدر البرنامج تقريرًا عما هو فعلي المقاومة الحراريةالتصميم المختار ، سواء كان يلبي الظروف المناخية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم توفير سلسلة من العمليات الحسابية مع الصيغ والمصادر المعيارية والقيم الوسيطة.

عند بناء منزل أو القيام بأعمال العزل الحراري ، من المهم تقييم فعالية عزل الجدار الخارجي: الحساب الحراري الذي يتم إجراؤه بشكل مستقل أو بمساعدة متخصص يسمح لك بالقيام بذلك بسرعة وبدقة.

إذا كنت ستبني
كوخ صغير من الطوب ، ثم بالطبع سيكون لديك أسئلة: "ماذا
هل يجب أن يكون الجدار سميكًا؟ "،" هل أحتاج إلى عزل؟ "،" أي جانب يجب وضعه
سخان؟ إلخ. وما إلى ذلك وهلم جرا.

في هذه المقالة سنحاول
اكتشفها وأجب على جميع أسئلتك.

حساب الهندسة الحرارية
هيكل التضمين مطلوب ، أولاً وقبل كل شيء ، من أجل معرفة أيهما
يجب أن يكون سمك الجدار الخارجي الخاص بك.

أولاً ، عليك أن تقرر المقدار
ستكون الطوابق في المبنى الخاص بك وبناءً على ذلك ، يتم إجراء الحساب
بناء المغلفات عن طريق تحمل القدرة (ليس في هذه المادة).

بناءً على هذا الحساب ، نحدد
عدد الطوب في البناء الخاص بك.

على سبيل المثال ، اتضح 2 طين
طوب بدون فراغات ، طوب طول 250 مم ،
سماكة الملاط 10 ملم ، المجموع 510 ملم (كثافة الطوب 0.67.3 ملم)
سيكون مفيدًا لنا لاحقًا). قررت تغطية السطح الخارجي
تواجه البلاط ، سمك 1 سم (عند الشراء ، تأكد من معرفة ذلك
الكثافة) ، والسطح الداخلي بالجص العادي ، سماكة الطبقة 1.5
سم ، ولا تنس أيضًا معرفة كثافته. في المجموع 535 ملم.

من أجل المبنى
انهار ، بالطبع ، كافي ، لكن لسوء الحظ في معظم المدن
فصول الشتاء الروسية باردة ، وبالتالي ستتجمد هذه الجدران. وليس ل
الجدران مجمدة ، تحتاج إلى طبقة أخرى من العزل.

يتم حساب سماكة طبقة العزل
بالطريقة الآتية:

1. على الإنترنت ، تحتاج إلى تنزيل SNiP
II 3-79 * -
"هندسة حرارة البناء" و SNiP 23-01-99 - "علم مناخ البناء".

2. نفتح بناء SNiP
علم المناخ وابحث عن مدينتك في الجدول 1 * ، وانظر إلى القيمة عند التقاطع
عمود "درجة حرارة الهواء في أبرد فترة خمسة أيام ، درجة مئوية ، أمان
0.98 "وسلاسل مع مدينتك. بالنسبة لمدينة بينزا ، على سبيل المثال ، t n \ u003d -32 o C.

3. تقدير درجة حرارة الهواء الداخلي
يأخذ

ر في = 20 درجة مئوية.

معامل انتقال الحرارة للجدران الداخليةأج \ u003d 8.7 واط / م 2 درجة مئوية

معامل انتقال الحرارة للجدران الخارجية في الشتاءأ n \ u003d 23W / م 2 درجة مئوية

فرق درجة الحرارة المعياري بين درجة الحرارة الداخلية
الهواء ودرجة حرارة السطح الداخلي للهياكل المحيطةر n \ u003d 4 درجة مئوية.

4. التالي
نحدد المقاومة المطلوبة لانتقال الحرارة وفقًا للصيغة # G0 (1a) من هندسة حرارة المباني
GSOP = (t in - t from.per.) z from.per ، GSOP = (20 + 4.5) 207 = 507.15 (للمدينة
بينزا).

وفقًا للصيغة (1) نحسب:

(حيث يكون سيجما هو السماكة مباشرة
المواد ، وكثافة لامدا. أناتولى كمدفأة
رغوة البولي يوريثانألواح بكثافة 0.025)

نأخذ سمك العزل يساوي 0.054 م.

ومن ثم سيكون سمك الجدار:

د = د 1 + د 2 + د 3 + د 4 =

0,01+0,51+0,054+0,015=0,589
م.

وصل موسم الإصلاح. كسرت رأسي: كيف أفعل ذلك إصلاح جيدلأموال أقل. لا توجد أفكار حول الائتمان. الاعتماد فقط على الموجود ...

بدلاً من تأجيل الإصلاحات الرئيسية من سنة إلى أخرى ، يمكنك الاستعداد لها بطريقة تحافظ عليها باعتدال ...

تحتاج أولاً إلى إزالة كل ما تبقى من الشركة القديمة التي عملت هناك. نكسر الحاجز الاصطناعي. بعد ذلك ، نمزق كل شيء ...

البيانات الأولية

مكان البناء - أومسك

ض ht = 221 يومًا

ر ht = -8.4 درجة مئوية.

رتحويلة = -37 درجة مئوية.

ركثافة العمليات = + 20 درجة مئوية ؛

رطوبة الهواء: = 55٪؛

ظروف تشغيل الهياكل المغلقة - ب. معامل انتقال الحرارة للسطح الداخلي للسياج أأنا nt \ u003d 8.7 واط / م 2 درجة مئوية.

أتحويلة = 23 واط / م 2 درجة مئوية.

يتم تلخيص البيانات الضرورية حول الطبقات الهيكلية للجدار للحساب الحراري في الجدول.

1. تحديد درجة-أيام فترة التسخين وفقًا للصيغة (2) SP 23-101-2004:

د د \ u003d (t int - t ht) ض ث \ u003d (20– (8.4)) 221 \ u003d 6276.40

2. القيمة المعيارية لمقاومة انتقال الحرارة للجدران الخارجية وفقًا للصيغة (1) SP 23-101-2004:

R reg \ u003d a D d + b \ u003d 0.00035 6276.40+ 1.4 \ u003d 3.6 m 2 ° C / W.

3. انخفاض المقاومة لانتقال الحرارة ر 0 ص الجدران الخارجية من الطوب مع عزل فعاليتم حساب المباني السكنية بالمعادلة

R 0 r = R 0 arb r ،

حيث R 0 conv - مقاومة انتقال الحرارة لجدران الطوب ، يتم تحديدها بشكل مشروط بواسطة الصيغ (9) و (11) دون مراعاة شوائب التوصيل الحراري ، m 2 · ° С / W ؛

R 0 r - مقاومة مخفضة لانتقال الحرارة ، مع مراعاة معامل الانتظام الحراري ص، وهو 0.74 بالنسبة للجدران.

يتم الحساب من شرط المساواة

لذلك،

R 0 مشروط = 3.6 / 0.74 = 4.86 م 2 درجة مئوية / واط

R 0 تحويل \ u003d R si + R k + R se

R k \ u003d R reg - (R si + R se) \ u003d 3.6- (1 / 8.7 + 1/23) \ u003d 3.45 م 2 ° C / W

4. المقاومة الحرارية الخارجية حائط طوبييمكن تمثيل البنية الطبقية كمجموع المقاومة الحرارية للطبقات الفردية ، أي

R إلى \ u003d R 1 + R 2 + R ut + R 4

5. تحديد المقاومة الحرارية للعزل:

R ut \ u003d R k + (R 1 + R 2 + R 4) \ u003d 3.45– (0.037 + 0.79) \ u003d 2.62 م 2 درجة مئوية / غربًا.

6. ابحث عن سماكة العازل:

ري

= R ut = 0.032 2.62 = 0.08 م.

نقبل سماكة العزل 100 مم.

سمك الجدار النهائي (510 + 100) = 610 مم.

نقوم بإجراء فحص مع مراعاة السماكة المقبولة للعزل:

R 0 r \ u003d r (R si + R 1 + R 2 + R ut + R 4 + R se) \ u003d 0.74 (1 / 8.7 + 0.037 + 0.79 + 0.10 / 0.032 + 1/23) \ u003d 4.1m 2 ° C / غرب.

حالة ر 0 ص \ u003d 4.1> \ u003d 3.6m 2 ° C / W يتم تنفيذه.

التحقق من الامتثال للمتطلبات الصحية والصحية

الحماية الحرارية للمباني

1. تحقق من الحالة :

∆ر = (ر int- رتحويلة) / ر 0r أكثافة العمليات = (20- (37)) / 4.1 8.7 = 1.60 درجة مئوية

حسب الجدول. 5SP 23-101-2004 ∆ رن = 4 درجة مئوية ، لذلك الشرط ∆ ر = 1,60< ∆رن = 4 درجة مئوية يتحقق.

2. تحقق من الحالة :

] = 20 – =

20 - 1.60 = 18.40 درجة مئوية

3. وفقًا للملحق Sp 23-101-2004 لدرجة حرارة الهواء الداخلي ركثافة العمليات = 20 درجة مئوية والرطوبة النسبية = 55٪ درجة حرارة نقطة الندى رد = 10.7 درجة مئوية ، لذلك الشرط τsi = 18.40> رد = إجراء.

خاتمة. يرضي الهيكل المحيط المتطلبات التنظيميةالحماية الحرارية للمبنى.

4.2 الحساب الحراري لسقف العلية.

البيانات الأولية

تحديد سماكة عازل أرضية العلية المكونة من عازل δ = 200 مم ، حاجز بخار ، بروفيسور. ملزمة

طابق العلية:

تغطية مجمعة:

مكان البناء - أومسك

طول فترة التسخين ض ht = 221 يومًا.

متوسط درجة حرارة التصميم لفترة التسخين ر ht = -8.4 درجة مئوية.

درجة حرارة البرد خمسة أيام رتحويلة = -37 درجة مئوية.

تم إجراء الحساب لمبنى سكني من خمسة طوابق:

درجة حرارة الهواء الداخلي ركثافة العمليات = + 20 درجة مئوية ؛

رطوبة الهواء: = 55٪؛

نظام الرطوبة في الغرفة طبيعي.

ظروف تشغيل الهياكل المرفقة - ب.

معامل انتقال الحرارة للسطح الداخلي للسياج أأنا nt \ u003d 8.7 واط / م 2 درجة مئوية.

معامل انتقال الحرارة للسطح الخارجي للسياج أتحويلة = 12 واط / م 2 درجة مئوية.

اسم المادة Y 0، kg / m³ δ، m λ ، السيد، م 2 درجة مئوية / غرب

1. تحديد درجة-أيام فترة التسخين وفقًا للصيغة (2) SP 23-101-2004:

D d \ u003d (t int - t ht) z th \ u003d (20 -8.4) 221 \ u003d 6276.4 ° C يوم

2. تقنين قيمة المقاومة لانتقال الحرارة لأرضية العلية حسب الصيغة (1) SP 23-101-2004:

R reg \ u003d a D d + b ، حيث يتم تحديد a و b وفقًا للجدول 4 من SP 23-101-2004

R reg \ u003d a D d + b \ u003d 0.00045 6276.4+ 1.9 \ u003d 4.72 متر مربع ºС / W

3. يتم حساب الهندسة الحرارية من شرط أن المقاومة الحرارية الكلية R 0 تساوي R القياسي ، أي

4. من الصيغة (8) SP 23-100-2004 نحدد المقاومة الحرارية لغلاف المبنى R k (m² ºС / W)

ص ك \ u003d R ريج - (R si + R se)

Rreg = 4.72 م² ºС / W

R si \ u003d 1 / α int \ u003d 1 / 8.7 \ u003d 0.115 m² ºС / W

R حد ذاتها \ u003d 1 / α ext \ u003d 1/12 \ u003d 0.083 متر مربع ºС / W

R ك \ u003d 4.72– (0.115 + 0.083) \ u003d 4.52 م² ºС / W

5. يمكن تمثيل المقاومة الحرارية لغلاف المبنى (أرضية العلية) على أنها مجموع المقاومة الحرارية للطبقات الفردية:

R ك \ u003d R cb + R pi + R tss + R ut → R ut \ u003d R c + (R cb + R pi + R cs) \ u003d R c - (d / λ) \ u003d 4.52 - 0.29 \ u003d 4 23

6. باستخدام الصيغة (6) SP 23-101-2004 ، نحدد سمك الطبقة العازلة:

د ut = R ut λ ut = 4.23 0.032 = 0.14 م

7. نقبل سماكة الطبقة العازلة 150mm.

8. نعتبر المقاومة الحرارية الكلية R 0:

R 0 \ u003d 1 / 8.7 + 0.005 / 0.17 + 0.15 / 0.032 + 1/12 \ u003d 0.115 + 4.69 + 0.083 \ u003d 4.89m² ºС / W

R 0 ≥ R reg 4.89 ≥ 4.72 يفي بالمتطلبات

فحص الحالة

1. تحقق من استيفاء الشرط ∆t 0 ≤ ∆t n

يتم تحديد قيمة ∆t 0 بواسطة الصيغة (4) SNiP 23-02-2003:

∆t 0 = n (t int - t ext) / R 0 a int 6

∆t 0 = 1 (20 + 37) / 4.89 8.7 = 1.34 درجة مئوية

حسب الجدول. (5) SP 23-101-2004 ∆t n = 3 С ، وبالتالي ، فإن الشرط ∆t 0 ≤ ∆t n مستوفى.

2. تحقق من استيفاء الشرط τ > ر د

القيمة τ نحسب وفقًا للصيغة (25) SP 23-101-2004

tsi = ر int– [ن(ر int–نص)]/(را عدد صحيح)

τ = 20-1 (20 + 26) / 4.89 8.7 = 18.66 درجة مئوية

3. وفقًا للملحق R SP 23-01-2004 لدرجة حرارة الهواء الداخلي t int = +20 درجة مئوية والرطوبة النسبية φ = 55٪ درجة حرارة نقطة الندى t d = 10.7 درجة مئوية ، وبالتالي فإن الحالة τ > t د يتم تنفيذه.

خاتمة: أرضية العليةيفي بالمتطلبات التنظيمية.

في الظروف المناخية لخطوط العرض الجغرافية الشمالية ، بالنسبة للبناة والمهندسين المعماريين ، يعد الحساب الحراري للمبنى الذي تم إجراؤه بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية. ستوفر المؤشرات التي تم الحصول عليها المعلومات اللازمة للتصميم ، بما في ذلك المواد المستخدمة في البناء والعزل الإضافي والسقوف وحتى التشطيب.

بشكل عام ، يؤثر حساب الحرارة على عدة إجراءات:

مراعاة المصممين عند التخطيط لموقع الغرف ، الجدرانوالأسوار
إنشاء مشروع لنظام التدفئة ومرافق التهوية ؛
اختيار مواد البناء
تحليل ظروف تشغيل المبنى.

كل هذا مرتبط بقيم فردية تم الحصول عليها نتيجة لعمليات التسوية. سنخبرك في هذه المقالة بكيفية إجراء حساب حراري للجدار الخارجي للمبنى ، وكذلك تقديم أمثلة على استخدام هذه التقنية.

مهام الإجراء

هناك عدد من الأهداف ذات صلة فقط بالمباني السكنية أو ، على العكس من ذلك ، المباني الصناعية ، ولكن معظم المشاكل التي يتعين حلها مناسبة لجميع المباني:

الحفاظ على الظروف المناخية المريحة داخل الغرف. يشمل مصطلح "الراحة" كلاً من نظام التدفئة والظروف الطبيعية لتسخين سطح الجدران والأسقف واستخدام جميع مصادر الحرارة. نفس المفهوم يشمل نظام تكييف الهواء. بدون تهوية مناسبة ، خاصة في الإنتاج ، ستكون المباني غير مناسبة للعمل.
توفير الكهرباء والموارد الأخرى للتدفئة. تحدث القيم التالية هنا:
- السعة الحرارية النوعية للمواد والجلود المستخدمة ؛
- المناخ خارج المبنى
- قوة التسخين.

من غير الاقتصادي للغاية تركيب نظام تدفئة لن يتم استخدامه ببساطة إلى المدى الصحيح ، ولكن سيكون من الصعب تثبيته وصيانته باهظة الثمن. يمكن أن تعزى نفس القاعدة إلى مواد البناء باهظة الثمن.

الحساب الحراري - ما هو

يسمح لك حساب الحرارة بتعيين السماكة المثلى (حدين - الحد الأدنى والأقصى) لجدران الهياكل المرافقة والداعمة ، والتي ستضمن التشغيل على المدى الطويل دون تجميد وارتفاع درجة حرارة الأرضيات والقواطع. بمعنى آخر ، يسمح لك هذا الإجراء بحساب الحقيقي أو المفترض ، إذا تم تنفيذه في مرحلة التصميم ، الحمل الحراري للمبنى ، والذي يعتبر هو القاعدة.

يعتمد التحليل على البيانات التالية:

تصميم الغرفة - وجود أقسام ، وعناصر عاكسة للحرارة ، وارتفاع السقف ، وما إلى ذلك ؛
ميزات النظام المناخي في منطقة معينة - حدود درجات الحرارة القصوى والدنيا ، والاختلاف وسرعة التغيرات في درجات الحرارة ؛
موقع الهيكل على النقاط الأساسية ، أي مع مراعاة الامتصاص حرارة الشمس، في أي وقت من اليوم تكون أقصى درجات التعرض للحرارة من الشمس ؛
التأثيرات الميكانيكية و الخصائص الفيزيائية كائن بناء;
مؤشرات رطوبة الهواء ، وجود أو عدم وجود حماية للجدران من اختراق الرطوبة ، ووجود مواد مانعة للتسرب ، بما في ذلك تشريب مانع للتسرب ؛
أعمال التهوية الطبيعية أو الاصطناعية ، ووجود "تأثير الاحتباس الحراري" ، ونفاذية البخار وأكثر من ذلك بكثير.

في الوقت نفسه ، يجب أن يتوافق تقييم هذه المؤشرات مع عدد من المعايير - مستوى مقاومة انتقال الحرارة ، ونفاذية الهواء ، وما إلى ذلك. دعونا نفكر فيها بمزيد من التفصيل.

متطلبات حساب الهندسة الحرارية للمباني والوثائق ذات الصلة

قامت هيئات التفتيش الحكومية التي تدير تنظيم وتنظيم البناء ، بالإضافة إلى التحقق من تنفيذ لوائح السلامة ، بتجميع SNiP No. 23-02-2003 ، الذي يوضح بالتفصيل معايير تنفيذ تدابير الحماية الحرارية للمباني.

تقترح الوثيقة الحلول الهندسيةمن شأنها أن تقدم أكثر استهلاك اقتصاديالطاقة الحرارية التي يتم إنفاقها على تدفئة المباني (السكنية أو الصناعية ، البلدية) خلال موسم التدفئة. تم تطوير هذه الإرشادات والمتطلبات فيما يتعلق بالتهوية وتحويل الهواء وموقع نقاط دخول الحرارة.

SNiP هو مشروع قانون على المستوى الفيدرالي. يتم تقديم الوثائق الإقليمية في شكل TSN - أكواد البناء الإقليمية.

ليست كل المباني تقع ضمن اختصاص هذه الخزائن. على وجه الخصوص ، لا يتم فحص المباني التي يتم تسخينها بشكل غير منتظم أو التي يتم تشييدها بالكامل بدون تدفئة وفقًا لهذه المتطلبات. حساب الحرارة الإلزامي للمباني التالية:

سكني - خاص و المباني السكنية;
العامة والبلدية - المكاتب والمدارس والمستشفيات ورياض الأطفال ، وما إلى ذلك ؛
صناعية - مصانع ، اهتمامات ، مصاعد ؛
زراعي - أي مباني مدفئة للأغراض الزراعية ؛
التخزين - الحظائر والمستودعات.

يحتوي نص المستند على المعايير لجميع تلك المكونات التي تم تضمينها في التحليل الحراري.

متطلبات التصميم:

العزل الحراري. هذا ليس فقط الحفاظ على الحرارة في موسم البرد والوقاية من انخفاض حرارة الجسم والتجميد ، ولكن أيضًا الحماية من ارتفاع درجة الحرارة في الصيف. لذلك ، يجب أن تكون العزلة متبادلة - منع التأثيرات من الخارج وعودة الطاقة من الداخل.
القيمة المسموح بها لاختلاف درجات الحرارة بين الغلاف الجوي داخل المبنى والنظام الحراري لغلاف المبنى من الداخل. سيؤدي ذلك إلى تراكم التكثيف على الجدران وكذلك التأثير السلبيعلى صحة الناس في الغرفة.
مقاومة الحرارة ، أي استقرار درجة الحرارة ، ومنع التغيرات المفاجئة في الهواء الساخن.
التهوية. التوازن مهم هنا. فمن ناحية ، من المستحيل السماح للمبنى بأن يبرد بسبب انتقال الحرارة النشط ، ومن ناحية أخرى ، من المهم منع ظهور "تأثير الاحتباس الحراري". يحدث ذلك عند استخدام عزل اصطناعي "غير تنفس".
عدم وجود رطوبة. الرطوبة العالية ليست فقط سببًا لظهور العفن ، ولكنها أيضًا مؤشر بسبب حدوث خسائر خطيرة في الطاقة الحرارية.

كيفية عمل حساب هندسي حراري لجدران المنزل - المعلمات الرئيسية

قبل الشروع في حساب الحرارة المباشر ، تحتاج إلى جمع معلومات مفصلة حول المبنى. سيتضمن التقرير ردودًا على العناصر التالية:

الغرض من المبنى هو المباني السكنية أو الصناعية أو العامة ، لغرض معين.
خط العرض الجغرافي للمنطقة حيث يقع الكائن أو سيتم تحديد موقعه.
السمات المناخية للمنطقة.
اتجاه الجدران إلى النقاط الأساسية.
أبعاد هياكل الإدخالو إطارات النوافذ- ارتفاعها وعرضها ونفاذيتها ونوع النوافذ - خشبية ، بلاستيكية ، إلخ.
قوة معدات التدفئة ، تصميم الأنابيب ، البطاريات.
متوسط عدد السكان أو الزوار ، العمال ، إذا كانت هذه مباني صناعية تقع داخل الجدران في وقت واحد.
مواد البناء التي تصنع منها الأرضيات والأسقف وأي عناصر أخرى.
وجود أو عدم وجود العرض ماء ساخن، نوع النظام المسؤول عن ذلك.
مميزات التهوية بشبابيك طبيعية واصطناعية - فتحات تهوية وتكييف.
تكوين المبنى بأكمله - عدد الطوابق ، والمساحة الإجمالية والفردية للمبنى ، وموقع الغرف.

عندما يتم جمع هذه البيانات ، يمكن للمهندس متابعة الحساب.

نقدم لك ثلاث طرق يستخدمها المتخصصون غالبًا. يمكنك أيضًا استخدام الطريقة المدمجة ، عندما يتم أخذ الحقائق من الاحتمالات الثلاثة.

متغيرات الحساب الحراري لإحاطة الهياكل

فيما يلي ثلاثة مؤشرات سيتم اعتبارها المؤشر الرئيسي:

مساحة البناء من الداخل.
حجم خارج
معاملات متخصصة للتوصيل الحراري للمواد.

حساب الحرارة حسب المنطقة

ليست الطريقة الأكثر اقتصادا ، ولكنها الأكثر شيوعًا ، خاصة في روسيا. يتضمن حسابات بدائية تعتمد على مؤشر المنطقة. هذا لا يأخذ في الاعتبار المناخ ، النطاق ، قيم درجات الحرارة الدنيا والقصوى ، الرطوبة ، إلخ.

أيضًا ، لا تؤخذ المصادر الرئيسية لفقدان الحرارة في الاعتبار ، مثل:

نظام التهوية - 30-40٪.
منحدرات السقف - 10-25٪.
النوافذ والأبواب - 15-25٪.
الجدران - 20-30٪.
الأرضية على الأرض - 5-10٪.

هذه الأخطاء ناتجة عن إهمال الأغلبية عناصر مهمةيؤدي إلى حقيقة أن حساب الحرارة نفسه يمكن أن يكون له خطأ كبير في كلا الاتجاهين. عادة ، يترك المهندسون "احتياطيًا" ، لذلك يتعين عليك تثبيت معدات التدفئة هذه التي لا يتم تنشيطها بالكامل أو تهدد بارتفاع درجة الحرارة الشديدة. ليس من غير المألوف أن يتم تثبيت نظام التدفئة وتكييف الهواء في نفس الوقت ، حيث لا يمكنهم حساب فقد الحرارة ومكاسب الحرارة بشكل صحيح.

استخدم المؤشرات "المجمعة". سلبيات هذا النهج:

معدات ومواد التدفئة باهظة الثمن ؛
مناخ داخلي غير مريح
تركيب إضافيالتحكم الآلي في نظام درجة الحرارة;
احتمال تجميد الجدران في الشتاء.

س = S * 100 واط (150 واط)

Q هي كمية الحرارة المطلوبة لمناخ مريح في المبنى بأكمله ؛
W S - منطقة ساخنة للغرفة ، م.

قيمة 100-150 واط هي مؤشر محدد لكمية الطاقة الحرارية المطلوبة لتسخين 1 متر.

إذا اخترت هذه الطريقة ، فعليك الانتباه إلى النصائح التالية:

إذا كان ارتفاع الجدران (إلى السقف) لا يزيد عن ثلاثة أمتار ، وكان عدد النوافذ والأبواب لكل سطح هو 1 أو 2 ، فاضرب الناتج في 100 واط. عادةً ما تستخدم جميع المباني السكنية ، سواء الخاصة أو متعددة العائلات ، هذه القيمة.
إذا كان التصميم يحتوي على فتحتين للنافذة أو شرفة ، لوجيا ، فإن الرقم يرتفع إلى 120-130 واط.
بالنسبة للمباني الصناعية والمخازن ، يتم أخذ عامل 150 واط في كثير من الأحيان.
عند اختيار السخانات (المشعات) ، إذا كانت موجودة بالقرب من النافذة ، فإن الأمر يستحق إضافة قوتها المتوقعة بنسبة 20-30 ٪.

حساب حراري لإحاطة الهياكل حسب حجم المبنى

عادة ما تستخدم هذه الطريقة للمباني التي يزيد ارتفاع الأسقف فيها عن 3 أمتار. هذه هي المنشآت الصناعية. الجانب السلبي لهذه الطريقة هو أن تحويل الهواء لا يؤخذ في الاعتبار ، أي حقيقة أن الجزء العلوي يكون دائمًا أكثر دفئًا من القاع.

س = V * 41 واط (34 واط)

V هو الحجم الخارجي للمبنى بالمتر المكعب ؛
41 واط هي الكمية المحددة للحرارة المطلوبة لتسخين متر مكعب واحد من المبنى. إذا تم البناء باستخدام مواد البناء الحديثة ، فإن الرقم هو 34 واط.

زجاج في النوافذ:
- حزمة مزدوجة - 1 ؛
- ملزم - 1.25.
مواد العزل:
- التطورات الحديثة الجديدة - 0.85 ؛
- البناء بالطوب القياسي في طبقتين - 1 ؛
- سمك الجدار الصغير - 1.30.
درجة حرارة الهواء في الشتاء:
- -10 – 0,7;
- -15 – 0,9;
- -20 – 1,1;
- -25 – 1,3.
نسبة النوافذ مقارنة بالسطح الكلي:
- 10% – 0,8;
- 20% – 0,9;
- 30% – 1;
- 40% – 1,1;
- 50% – 1,2.

كل هذه الأخطاء يمكن ويجب أن تؤخذ في الاعتبار ، ومع ذلك ، نادرًا ما يتم استخدامها في البناء الحقيقي.

مثال على حساب حراري لهياكل الإحاطة الخارجية للمبنى من خلال تحليل العزل المستخدم

إذا كنت تقوم ببناء مبنى سكني أو كوخ بمفردك ، فإننا نوصي بشدة أن تفكر في كل شيء بأدق التفاصيل من أجل توفير المال في نهاية المطاف وخلق مناخ مثالي بالداخل ، مما يضمن تشغيل المنشأة على المدى الطويل.

للقيام بذلك ، تحتاج إلى حل مشكلتين:

قم بإجراء حساب الحرارة الصحيح ؛
تركيب نظام تدفئة.

بيانات المثال:

غرفة المعيشة الزاوية
نافذة واحدة - 8.12 متر مربع ؛
المنطقة - منطقة موسكو ؛
سمك الجدار - 200 مم ؛
المساحة وفقًا للمعايير الخارجية - 3000 * 3000.

من الضروري معرفة مقدار الطاقة اللازمة لتسخين 1 متر مربع من الغرفة. ستكون النتيجة Qsp = 70 W. إذا كان العزل (سمك الجدار) أقل ، فإن القيم تكون أيضًا أقل. يقارن:

100 مم - Qsp = 103 وات.
150 مم - Qsp = 81 وات.

سيؤخذ هذا المؤشر في الاعتبار عند وضع التدفئة.

برنامج تصميم نظام التدفئة

بمساعدة برامج الكمبيوتر من شركة ZVSOFT ، يمكنك حساب جميع المواد التي يتم إنفاقها على التدفئة ، وكذلك عمل تقرير تفصيلي مخطط الطابقالاتصالات مع عرض المشعات ، السعة الحرارية المحددة ، استهلاك الطاقة ، العقد.

تقدم الشركة CAD الأساسية لـ عمل التصميمأي تعقيد. في ذلك ، لا يمكنك تصميم نظام التدفئة فحسب ، بل يمكنك أيضًا الإنشاء رسم تخطيطي مفصللبناء البيت كله. يمكن تحقيق ذلك بسبب الوظائف الكبيرة وعدد الأدوات وكذلك العمل في مساحة ثنائية وثلاثية الأبعاد.

يمكنك تثبيت وظيفة إضافية للبرنامج الأساسي. تم تصميم هذا البرنامج لتصميم جميع الأنظمة الهندسية ، بما في ذلك التدفئة. بمساعدة التتبع السهل للخط ووظيفة تخطيط الطبقات ، يمكنك تصميم العديد من الاتصالات في رسم واحد - إمدادات المياه والكهرباء وما إلى ذلك.

قبل بناء منزل ، قم بإجراء حساب حراري. سيساعدك هذا على عدم ارتكاب خطأ في اختيار المعدات وشراء مواد البناء والعزل.

منذ زمن طويل ، تم بناء المباني والهياكل دون التفكير في خصائص التوصيل الحراري التي تتمتع بها الهياكل المغلقة. بعبارة أخرى ، كانت الجدران ببساطة سميكة. وإذا صادفت وجودك في بيوت التجار القديمة ، فربما تكون قد لاحظت أن الجدران الخارجية لهذه المنازل مصنوعة من الطوب الخزفي ، الذي يبلغ سمكه حوالي 1.5 متر. يتم توفير مثل هذا السماكة من جدار القرميد ولا يزال يوفر إقامة مريحة جدًا للأشخاص في هذه المنازل حتى في أقسى الصقيع.

في الوقت الحاضر ، تغير كل شيء. والآن ليس من المربح اقتصاديًا جعل الجدران سميكة جدًا. لذلك ، تم اختراع المواد التي يمكن أن تقلل من ذلك. بعضها: سخانات غازية وكتل سيليكات. بفضل هذه المواد ، على سبيل المثال ، سمك البناء بالطوبيمكن تصغيرها حتى 250 مم.

الآن الجدران والأسقف غالبًا ما تكون مصنوعة من طبقتين أو ثلاث طبقات ، طبقة واحدة منها عبارة عن مادة ذات خصائص عزل حراري جيدة. ومن أجل تحديد السمك الأمثلمن هذه المادة ، يتم إجراء حساب حراري وتحديد نقطة الندى.

كيف يتم إجراء الحساب لتحديد نقطة الندى ، يمكنك العثور عليها في الصفحة التالية. هنا ، سيتم النظر في حساب هندسة الحرارة باستخدام مثال.

المستندات التنظيمية المطلوبة

للحساب ، ستحتاج إلى اثنين من SNiPs ، ومشروع مشترك واحد ، و GOST ، وبدل واحد:

SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "الحماية الحرارية للمباني". طبعة محدثة من عام 2012.
SNiP 23-01-99 * (SP 131.13330.2012). "علم مناخ البناء". طبعة محدثة من عام 2012.
SP 23-101-2004. "تصميم الحماية الحرارية للمباني".
GOST 30494-96 (تم استبداله بـ GOST 30494-2011 منذ 2011). "المباني السكنية والعامة. معاملات المناخ الداخلي".
فائدة. على سبيل المثال Malyavin "فقدان الحرارة للمبنى. دليل المساعدة" .

المعلمات المحسوبة

في عملية إجراء حساب هندسة الحرارة ، يتم تحديد ما يلي:

الخصائص الحرارية لمواد البناء لإحاطة الهياكل ؛
انخفاض مقاومة نقل الحرارة ؛
الامتثال لهذه المقاومة المخفضة مع القيمة القياسية.

مثال. حساب الهندسة الحرارية لجدار من ثلاث طبقات بدون فجوة هوائية

البيانات الأولية

1. مناخ المنطقة ومناخ الغرفة

منطقة بناء: نيزهني نوفجورود.

غرض البناء: سكني.

الرطوبة النسبية المحسوبة للهواء الداخلي من حالة عدم التكثيف على الأسطح الداخلية للأسوار الخارجية هي - 55٪ (SNiP 23-02-2003 ص 4.3. الجدول 1 لظروف الرطوبة العادية).

درجة حرارة الهواء المثلى في غرفة المعيشة خلال الموسم البارد t int = 20 درجة مئوية (GOST 30494-96 الجدول 1).

تقدير درجة الحرارة الخارجية نص، تحددها درجة حرارة أبرد فترة خمسة أيام مع أمان 0.92 = -31 درجة مئوية (SNiP 23-01-99 الجدول 1 العمود 5) ؛

مدة فترة التسخين بمتوسط درجة حرارة خارجية يومية 8 درجات مئوية تساوي z ht = 215 يومًا (SNiP 23-01-99 الجدول 1 العمود 11) ؛

متوسط درجة الحرارة الخارجية خلال فترة التسخين t ht = -4.1 درجة مئوية (جدول SNiP 23-01-99. عمود واحد 12).

2. بناء الجدار

يتكون الجدار من الطبقات التالية:

طوب زخرفي (بيسر) بسمك 90 مم ؛
العزل (لوح الصوف المعدني) ، في الشكل يشار إلى سمكه بعلامة "X" ، حيث سيتم العثور عليه في عملية الحساب ؛
طوب سيليكات 250 مم ؛
جبس (ملاط معقد) ، طبقة إضافية للحصول على صورة أكثر موضوعية ، لأن تأثيرها ضئيل ، لكن هناك.

3. الخصائص الفيزيائية الحرارية للمواد

يتم تلخيص قيم خصائص المواد في الجدول.

ملحوظة (*):يمكن أيضًا العثور على هذه الخصائص من الشركات المصنعة لمواد العزل الحراري.

عملية حسابية

4. تحديد سماكة العازل

لحساب سمك الطبقة العازلة للحرارة ، من الضروري تحديد مقاومة انتقال الحرارة للهيكل المغلق بناءً على المتطلبات القواعد الصحيةوتوفير الطاقة.

4.1 تحديد معيار الحماية الحرارية حسب حالة توفير الطاقة

تحديد أيام الدرجة من فترة التسخين وفقًا للبند 5.3 من SNiP 23-02-2003:

د د = ( ر int - tht) ض ht = (20 + 4.1) 215 = 5182 درجة مئوية × يوم

ملحوظة:كما أن أيام الدرجات لها التسمية - GSOP.

يجب ألا تقل القيمة المعيارية للمقاومة المخفضة لانتقال الحرارة عن القيم الطبيعية المحددة بواسطة SNIP 23-02-2003 (الجدول 4) اعتمادًا على درجة يوم منطقة البناء:

R مطلوب \ u003d أ × د د + ب \ u003d 0.00035 × 5182 + 1.4 \ u003d 3.214 م 2 × درجة مئوية / دبليو,

حيث: Dd - يوم الدرجة من فترة التدفئة في نيجني نوفغورود ،

أ و ب - المعاملات المأخوذة وفقًا للجدول 4 (إذا كان SNiP 23-02-2003) أو وفقًا للجدول 3 (إذا كانت SP 50.13330.2012) لجدران مبنى سكني (العمود 3).

4.1 تحديد معيار الحماية الحرارية حسب حالة الصرف الصحي

في حالتنا ، يتم اعتباره كمثال ، حيث يتم حساب هذا المؤشر للمباني الصناعية ذات الحرارة الزائدة المعقولة التي تزيد عن 23 واط / م 3 والمباني المعدة للتشغيل الموسمي (في الخريف أو الربيع) ، وكذلك المباني ذات الحرارة الزائدة درجة حرارة الهواء الداخلية المقدرة بـ 12 درجة مئوية وأقل من المقاومة المعينة لانتقال الحرارة للهياكل المغلقة (باستثناء تلك شبه الشفافة).

تحديد المقاومة المعيارية (القصوى المسموح بها) لنقل الحرارة وفقًا لظروف الصرف الصحي (الصيغة 3 SNiP 23-02-2003):

حيث: n \ u003d 1 - المعامل المعتمد وفقًا للجدول 6 للجدار الخارجي ؛

t int = 20 ° C - القيمة من البيانات الأولية ؛

t ext \ u003d -31 ° С - القيمة من البيانات الأولية ؛

Δt n \ u003d 4 ° C - فرق درجة الحرارة الطبيعي بين درجة حرارة الهواء الداخلي ودرجة حرارة السطح الداخلي لغلاف المبنى ، وفقًا للجدول 5 في هذه الحالة للجدران الخارجية للمباني السكنية ؛

α int \ u003d 8.7 W / (m 2 × ° C) - يتم أخذ معامل نقل الحرارة للسطح الداخلي للهيكل المحيط وفقًا للجدول 7 للجدران الخارجية.

4.3 معدل الحماية الحرارية

من الحسابات المذكورة أعلاه لمقاومة نقل الحرارة المطلوبة ، نختار R req من حالة توفير الطاقة والدلالة عليها الآن R tr0 \ u003d 3.214 m 2 × درجة مئوية / دبليو .

5. تحديد سماكة العازل

لكل طبقة من جدار معين ، من الضروري حساب المقاومة الحرارية باستخدام الصيغة:

حيث: δi - سماكة الطبقة ، مم ؛

λ i - المعامل المحسوب للتوصيل الحراري لمادة الطبقة W / (م × درجة مئوية).

طبقة واحدة ( طوب زخرفي): R 1 \ u003d 0.09 / 0.96 = 0.094 م 2 × درجة مئوية / دبليو .

الطبقة الثالثة (طوب السيليكات): R 3 = 0.25 / 0.87 = 0.287 م 2 × درجة مئوية / دبليو .

الطبقة الرابعة (الجص): R 4 = 0.02 / 0.87 = 0.023 م 2 × درجة مئوية / دبليو .

تحديد المقاومة الحرارية الدنيا (المطلوبة) المسموح بها مواد العزل الحراري(الصيغة 5.6 على سبيل المثال Malyavin "فقدان حرارة المبنى. دليل مرجعي"):

حيث: R int = 1 / α int = 1 / 8.7 - مقاومة انتقال الحرارة على السطح الداخلي ؛

R ext \ u003d 1 / α ext \ u003d 1/23 - مقاومة انتقال الحرارة على السطح الخارجي ، يتم أخذ α ext وفقًا للجدول 14 للجدران الخارجية ؛

ΣR i = 0.094 + 0.287 + 0.023 - مجموع المقاومة الحرارية لجميع طبقات الجدار بدون طبقة عازلة ، مع مراعاة معاملات التوصيل الحراري للمواد المأخوذة في العمود A أو B (العمودين 8 و 9 من الجدول D1 SP 23-101-2004) في وفقًا لظروف الرطوبة للجدار ، م 2 درجة مئوية / ث

سمك العزل (الصيغة 5.7):

حيث: λ ut - معامل التوصيل الحراري لمادة العزل W / (m ° C).

تحديد المقاومة الحرارية للجدار من شرط أن يكون السماكة الكلية للعزل 250 مم (الصيغة 5.8):

حيث: ΣR t، i - مجموع المقاومة الحرارية لجميع طبقات السياج ، بما في ذلك طبقة العزل ، من السماكة الهيكلية المقبولة ، m 2 · ° С / W.

من النتيجة التي تم الحصول عليها ، يمكن استنتاج أن

ص 0 \ u003d 3.503 م 2 × درجة مئوية / دبليو> R tr0 = 3.214 م 2 × درجة مئوية / دبليو→ لذلك ، يتم تحديد سمك العزل يمين.

تأثير الفجوة الهوائية

في حالة البناء من ثلاث طبقات ، الصوف المعدنيأو الصوف الزجاجي أو غيره من الألواح العازلة ، فمن الضروري تركيب طبقة جيدة التهوية بين البناء الخارجي والعزل. يجب ألا يقل سمك هذه الطبقة عن 10 مم ويفضل 20-40 مم. من الضروري تصريف العزل الذي يبلل من المكثفات.

هذه الطبقة الهوائية ليست مساحة مغلقة ، لذلك ، إذا كانت موجودة في الحساب ، فمن الضروري مراعاة متطلبات الفقرة 9.1.2 من SP 23-101-2004 ، وهي:

أ) لا تؤخذ الطبقات الهيكلية الواقعة بين فجوة الهواء والسطح الخارجي (في حالتنا ، هذا لبنة زخرفية (بيسر)) في الاعتبار في حساب الهندسة الحرارية ؛

ب) على سطح الهيكل المواجه للطبقة المهواة بالهواء الخارجي ، يجب أخذ معامل نقل الحرارة α ext = 10.8 W / (m ° C).

ملحوظة:يؤخذ تأثير فجوة الهواء في الاعتبار ، على سبيل المثال ، في حساب الهندسة الحرارية للنوافذ ذات الزجاج المزدوج.