محاسبه حرارتی با مثال. محاسبه مهندسی حرارتی سازه ها: چیست و چگونه انجام می شود

برای اینکه خانه در شدیدترین یخبندان گرم باشد، لازم است سیستم عایق حرارتی مناسب را انتخاب کنید - برای این کار، محاسبه مهندسی گرما انجام می شود. دیوار بیرونی.نتیجه محاسبات نشان می دهد که روش واقعی یا پیش بینی شده عایق چقدر موثر است.

نحوه محاسبه حرارتی دیوار بیرونی

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

منطقه آب و هوایی که خانه در آن واقع شده است؛
هدف از این محل یک ساختمان مسکونی، یک ساختمان صنعتی، یک بیمارستان است.
نحوه عملکرد ساختمان - فصلی یا در طول سال؛
حضور در طراحی بازشوهای درب و پنجره؛
رطوبت داخلی، تفاوت بین دمای داخلی و خارجی؛
تعداد طبقات، ویژگی های طبقه

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

محاسبه مهندسی حرارتی دیوار بیرونی، نمونه ای برای دیوار بتن فوم

به عنوان مثال، خواص محافظ 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 میانگیندر خانه tw = 20O C. ضخامت هر لایه تنظیم شده است: δ1، δ4 = 0.01 متر (گچ)، δ2 = 0.2 متر (بتن فوم)، δ3 = 0.065 متر (پلی استایرن منبسط شده "SP Radoslav").
هدف محاسبه حرارتیدیواره بیرونی تعیین مقاومت مورد نیاز (Rtr) و واقعی (Rf) در برابر انتقال حرارت است.
محاسبه

طبق جدول 1 SP 53.13330.2012، در شرایط معین، رژیم رطوبت نرمال فرض می شود. مقدار مورد نیاز Rtr با فرمول بدست می آید:
Rtr=a GSOP+b،
که در آن a، b مطابق جدول 3 از SP 50.13330.2012 گرفته شده است. برای یک ساختمان مسکونی و یک دیوار بیرونی، a = 0.00035; b = 1.4.
GSOP - درجه-روز دوره گرمایش، آنها طبق فرمول (5.2) SP 50.13330.2012 یافت می شوند:
GSOP=(tin-tot)zot،
جایی که تلویزیون \u003d 20O C؛ بر اساس جدول 1 SP131.13330.2012، میانگین دمای بیرون در طول فصل گرما است. zot = 205 روز (مدت فصل گرما طبق همین جدول).
با جایگزینی مقادیر جدولی، آنها پیدا می کنند: GSOP = 4551O C * روز. Rtr \u003d 2.99 m2 * C / W
مطابق جدول 2 SP50.13330.2012، برای رطوبت معمولی، ضرایب هدایت حرارتی هر لایه از "پای" انتخاب شده است: C)، λB4=0.81W/(m°C).
با توجه به فرمول E.6 SP 50.13330.2012، مقاومت مشروط در برابر انتقال حرارت تعیین می شود:
R0cond=1/αint+δn/λn+1/αext.
جایی که αext \u003d 23 W / (m2 ° C) از بند 1 جدول 6 SP 50.13330.2012 برای دیوارهای خارجی.
با جایگزینی اعداد، R0usl = 2.54 m2 ° C / W را بدست آورید. با استفاده از ضریب r = 0.9 تصفیه می شود که به همگنی سازه ها، وجود دنده ها، آرماتورها، پل های سرد بستگی دارد:
Rf=2.54 0.9=2.29m2 °C/W.

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

محاسبه حرارتی دیوار بیرونی، 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.

"TeReMok". داده های اولیه وارد می شود: نوع ساختمان (مسکونی)، دمای داخلی 20 درجه، رژیم رطوبت - نرمال، منطقه محل سکونت - مسکو. در پنجره بعدی، مقدار محاسبه شده مقاومت استاندارد در برابر انتقال حرارت باز می شود - 3.13 m2 * ° C / W.
بر اساس ضریب محاسبه شده، یک محاسبه مهندسی حرارتی دیواره بیرونی بلوک های فوم (600 کیلوگرم بر متر مکعب)، عایق بندی شده با فوم پلی استایرن اکسترود شده Flurmat 200 (25 کیلوگرم بر متر مکعب) و گچ کاری شده با ملات سیمان-آهک، انجام می شود. از منو انتخاب کنید مواد مناسب، ضخامت آنها را کم می کند (بلوک فوم - 200 میلی متر ، گچ - 20 میلی متر) ، سلول را با ضخامت عایق خالی می کند.
با فشار دادن دکمه "محاسبه"، ضخامت مورد نظر لایه عایق حرارتی به دست می آید - 63 میلی متر. راحتی برنامه ضرر آن را از بین نمی برد: هدایت حرارتی متفاوت مصالح بنایی و ملات را در نظر نمی گیرد. با تشکر از نویسنده می توان در این آدرس گفت http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
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 همگنی مهندسی حرارتی r به محاسبات 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 آنچه واقعی است صادر می کند مقاومت حرارتیطرح انتخاب شده، خواه مطابق با شرایط آب و هوایی باشد. 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 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 ساختن دارید
یک کلبه آجری کوچک، پس مطمئناً سؤالاتی خواهید داشت: "چه
آیا دیوار باید ضخیم باشد؟»، «آیا به عایق نیاز دارم؟»، «کدام طرف را بگذارم
بخاری؟ و غیره. و غیره

در این مقاله سعی خواهیم کرد
آن را بفهمید و به تمام سوالات خود پاسخ دهید.

محاسبات مهندسی 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
ساخت پاکت با ظرفیت باربری (در این مقاله نیست).

بر اساس 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
بعدا برای ما مفید خواهد بود). شما تصمیم می گیرید که سطح بیرونی را بپوشانید
کاشی های رو به رو به ضخامت 1 سانتی متر (در هنگام خرید حتما متوجه شوید
تراکم)، و سطح داخلی با گچ معمولی، ضخامت لایه 1.5
سانتی متر، همچنین فراموش نکنید که چگالی آن را بدانید. در مجموع 535 میلی متر

به منظور اینکه ساختمان
سقوط کرد، البته، به اندازه کافی، اما متاسفانه در بیشتر شهرها
زمستان های روسیه سرد است و بنابراین چنین دیوارهایی یخ خواهند زد. و نه به
دیوارها یخ زده اند، به لایه دیگری از عایق نیاز دارند.

ضخامت لایه عایق محاسبه می شود
به روش زیر:

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

2. ساخت و ساز SNiP را باز می کنیم
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 رشته ها با شهر شما. به عنوان مثال، برای شهر پنزا، t n \u003d -32 o C.

3. دمای هوای داخلی تخمینی
گرفتن

t در = 20 o C.

ضریب انتقال حرارت برای دیوارهای داخلیآ c \u003d 8.7 وات / متر مربع ˚С

ضریب انتقال حرارت برای دیوارهای خارجی در شرایط زمستانیآ n \u003d 23 وات / متر مربع ˚С

تفاوت دمای عادی بین دمای داخلی
هوا و دمای سطح داخلی سازه های محصور Δ t n \u003d 4 o C.

4. بعد
ما مقاومت مورد نیاز در برابر انتقال حرارت را طبق فرمول # G0 (1a) از مهندسی حرارت ساختمان تعیین می کنیم
GSOP = (t in - t from.per.) z from.per ، GSOP=(20+4.5) 207=507.15 (برای شهر
پنزا).

طبق فرمول (1) محاسبه می کنیم:

(که در آن سیگما مستقیماً ضخامت است
مواد و چگالی لامبدا. منبه عنوان بخاری گرفت
فوم پلی اورتانپانل های با چگالی 0.025)

ضخامت عایق را برابر با 0.054 متر 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 تعمیرات فرا رسیده است. سرم را شکستم: چگونه این کار را انجام دهم تعمیر خوببرای پول کمتر هیچ فکری در مورد اعتبار وجود ندارد. تنها با تکیه بر موجود ...

به جای به تعویق انداختن تعمیرات اساسی سال به سال، می توانید برای آن به گونه ای آماده شوید که در حد اعتدال از آن جان سالم به در ببرید...

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

اطلاعات اولیه

محل ساخت و ساز - Omsk

z ht = 221 روز

تی ht = -8.4ºС.

تی ext = -37ºС.

تی int = + 20ºС;

رطوبت هوا: = 55%؛

شرایط بهره برداری سازه های محصور - ب ضریب انتقال حرارت سطح داخلی نرده آ i nt \u003d 8.7 W / m 2 ° C.

آ ext \u003d 23 W / m 2 ° C.

داده های لازم در مورد لایه های سازه ای دیوار برای محاسبه حرارتی در جدول خلاصه شده است.

1. تعیین درجه-روز دوره گرمایش طبق فرمول (2) SP 23-101-2004:

D d \u003d (t int - t ht) z th \u003d (20–(8.4)) 221 \u003d 6276.40

2. مقدار نرمال شده مقاومت انتقال حرارت دیوارهای بیرونی طبق فرمول (1) SP 23-101-2004:

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

3. کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت آر 0 r دیوارهای آجری خارجی با عایق موثرساختمان های مسکونی با فرمول محاسبه می شود

R 0 r = R 0 arb r،

که در آن R 0 conv - مقاومت انتقال حرارت دیوارهای آجری، به طور مشروط با فرمول های (9) و (11) بدون در نظر گرفتن اجزای رسانای گرما تعیین می شود، m 2 · ° С / W.

R 0 r - کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت با در نظر گرفتن ضریب یکنواختی حرارتی rکه برای دیوارها 0.74 است.

محاسبه از شرط برابری انجام می شود

از این رو،

R 0 مشروط \u003d 3.6 / 0.74 \u003d 4.86 m 2 ° C / W

R 0 conv \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 m 2 ° C / W

4. مقاومت حرارتی بیرونی دیوار آجریساختار لایه ای را می توان به عنوان مجموع مقاومت های حرارتی هر لایه نشان داد، یعنی.

R تا \u003d R 1 + R 2 + R ut + R 4

5-مقاومت حرارتی عایق را تعیین کنید:

R ut \u003d R k + (R 1 + R 2 + R 4) \u003d 3.45– (0.037 + 0.79) \u003d 2.62 m 2 ° C / W.

6. ضخامت عایق را پیدا کنید:

ری

\u003d R ut \u003d 0.032 2.62 \u003d 0.08 m.

ما ضخامت عایق 100 میلی متر را می پذیریم.

ضخامت دیوار نهایی (510+100) = 610 میلی متر خواهد بود.

ما یک بررسی را با در نظر گرفتن ضخامت پذیرفته شده عایق انجام می دهیم:

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 ° C / W.

وضعیت آر 0 r \u003d 4.1> \u003d 3.6m 2 ° C / W انجام می شود.

بررسی انطباق با الزامات بهداشتی و بهداشتی

حفاظت حرارتی ساختمان

1. شرایط را بررسی کنید :

∆تی = (تیدرونی تیداخلی)/ آر 0r آ int \u003d (20-(37)) / 4.1 8.7 \u003d 1.60 ºС

طبق جدول. 5SP 23-101-2004 ∆ تی n = 4 درجه سانتیگراد، بنابراین، شرط Δ تی = 1,60< ∆تی n = 4 ºС برآورده شده است.

2. شرایط را بررسی کنید :

] = 20 – =

20 - 1.60 = 18.40ºС

3. طبق ضمیمه Sp 23-101-2004 برای دمای هوای داخلی تی int = 20 ºС و رطوبت نسبی = 55٪ دمای نقطه شبنم تی d = 10.7ºС، بنابراین، شرط τsi = 18.40> تی d= انجام.

نتیجه. ساختار محصور کننده راضی می کند ملزومات قانونیحفاظت حرارتی ساختمان

4.2 محاسبه حرارتی سقف اتاق زیر شیروانی.

اطلاعات اولیه

ضخامت عایق کف اتاق زیر شیروانی، متشکل از عایق δ = 200 میلی متر، مانع بخار، پروفسور را تعیین کنید. ورق

طبقه زیر شیروانی:

پوشش ترکیبی:

محل ساخت و ساز - Omsk

طول دوره گرمایش z ht = 221 روز.

میانگین دمای طراحی دوره گرمایش تی ht = -8.4ºС.

دمای سرما پنج روزه تی ext = -37ºС.

محاسبه برای یک ساختمان مسکونی پنج طبقه انجام شد:

دمای هوای داخل ساختمان تی int = + 20ºС;

رطوبت هوا: = 55%؛

رژیم رطوبت اتاق طبیعی است.

شرایط عملیاتی سازه های محصور - ب.

ضریب انتقال حرارت سطح داخلی نرده آ i nt \u003d 8.7 W / m 2 ° C.

ضریب انتقال حرارت سطح بیرونی نرده آ ext \u003d 12 W / m 2 ° C.

نام ماده Y 0 , kg / m³ δ , m λ، mR، m 2 ° C / W

1. تعیین درجه-روز دوره گرمایش طبق فرمول (2) SP 23-101-2004:

D d \u003d (t int - t ht) z th \u003d (20 -8.4) 221 \u003d 6276.4 درجه سانتیگراد روز

2. رتبه بندی مقدار مقاومت در برابر انتقال حرارت کف اتاق زیر شیروانی طبق فرمول (1) SP 23-101-2004:

R reg \u003d a D d + b، که در آن a و b مطابق جدول 4 از SP 23-101-2004 انتخاب شده اند

Rreg \u003d a D d + b \u003d 0.00045 6276.4+ 1.9 \u003d 4.72 m² ºС / W

3. محاسبه مهندسی حرارتی از این شرایط انجام می شود که مقاومت حرارتی کل R 0 برابر با R reg نرمال شده باشد، یعنی.

4. از فرمول (8) SP 23-100-2004 ما مقاومت حرارتی پوشش ساختمان R k (m² ºС / W) را تعیین می کنیم.

R k \u003d R reg - (R si + R se)

Rreg = 4.72 متر مربع ºС / W

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

R se \u003d 1 / α ext \u003d 1/12 \u003d 0.083 m² ºС / W

R k \u003d 4.72– (0.115 + 0.083) \u003d 4.52 m² ºС / W

5. مقاومت حرارتی پوشش ساختمان (کف زیر شیروانی) را می توان به عنوان مجموع مقاومت های حرارتی لایه های جداگانه نشان داد:

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

6. با استفاده از فرمول (6) SP 23-101-2004، ضخامت لایه عایق را تعیین می کنیم:

d ut = R ut λ ut = 4.23 0.032 = 0.14 m

7. ما ضخامت لایه عایق 150 میلی متر را می پذیریم.

8. مقاومت حرارتی کل R 0 را در نظر می گیریم:

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

R 0 ≥ R reg 4.89 ≥ 4.72 نیاز را برآورده می کند

بررسی وضعیت

1. تحقق شرط ∆t 0 ≤ ∆t n را بررسی کنید

مقدار ∆t 0 با فرمول (4) SNiP 23-02-2003 تعیین می شود:

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

∆t 0 \u003d 1 (20 + 37) / 4.89 8.7 \u003d 1.34ºС

طبق جدول. (5) SP 23-101-2004 ∆t n = 3 ºС، بنابراین، شرط ∆t 0 ≤ ∆t n برآورده می شود.

2. تحقق شرط τ را بررسی کنید > t d

ارزش τ ما طبق فرمول (25) SP 23-101-2004 محاسبه می کنیم

tsi = t int– [n(t int–متن)]/(آر o بین المللی)

τ \u003d 20- 1 (20 + 26) / 4.89 8.7 \u003d 18.66 ºС

3. طبق پیوست R SP 23-01-2004 برای دمای هوای داخلی t int = +20 ºС و رطوبت نسبی φ = 55% دمای نقطه شبنم t d = 10.7 ºС، بنابراین، شرایط τ > t d اجرا می شود.

نتیجه: طبقه زیر شیروانیالزامات نظارتی را برآورده می کند.

در شرایط اقلیمی عرض های جغرافیایی شمالی، برای سازندگان و معماران، محاسبه حرارتی درست ساختمان بسیار مهم است. شاخص های به دست آمده اطلاعات لازم برای طراحی از جمله مواد مورد استفاده برای ساخت و ساز، عایق های اضافی، سقف ها و حتی تکمیل را فراهم می کند.

به طور کلی، محاسبه گرما روی چندین روش تأثیر می گذارد:

توجه طراحان هنگام برنامه ریزی مکان اتاق ها، دیوارهای باربرو نرده ها؛
ایجاد یک پروژه برای سیستم گرمایش و تاسیسات تهویه؛
انتخاب مصالح ساختمانی؛
تجزیه و تحلیل شرایط عملیاتی ساختمان

همه اینها با مقادیر منفرد به دست آمده در نتیجه عملیات تسویه حساب متصل می شود. در این مقاله نحوه محاسبه حرارتی دیوار بیرونی ساختمان و همچنین مثال هایی از استفاده از این فناوری را به شما خواهیم گفت.

وظایف رویه

تعدادی از اهداف فقط برای ساختمان های مسکونی یا برعکس، اماکن صنعتی مرتبط هستند، اما بیشتر مشکلاتی که باید حل شوند برای همه ساختمان ها مناسب هستند:

حفظ شرایط آب و هوایی راحت در داخل اتاق ها. اصطلاح "راحتی" هم شامل سیستم گرمایشی و هم شرایط طبیعی برای گرم کردن سطح دیوارها، سقف ها و استفاده از همه منابع گرما می شود. همین مفهوم شامل سیستم تهویه مطبوع نیز می شود. بدون تهویه مناسب، به خصوص در تولید، محل برای کار نامناسب خواهد بود.
صرفه جویی در برق و سایر منابع برای گرمایش. مقادیر زیر در اینجا اتفاق می افتد:
- ظرفیت گرمایی ویژه مواد و پوسته های مورد استفاده؛
- آب و هوای خارج از ساختمان؛
- قدرت گرمایش.

نصب سیستم گرمایشی که صرفاً به اندازه کافی مورد استفاده قرار نمی گیرد، اما نصب آن دشوار و نگهداری آن پرهزینه است، بسیار غیراقتصادی است. همین قانون را می توان به مصالح ساختمانی گران قیمت نسبت داد.

محاسبه حرارتی - چیست؟

محاسبه گرما به شما امکان می دهد ضخامت بهینه (دو مرز - حداقل و حداکثر) دیوارهای سازه های محصور و پشتیبانی را تنظیم کنید که عملکرد طولانی مدت را بدون یخ زدن و گرمای بیش از حد کف و پارتیشن تضمین می کند. به عبارت دیگر، این روش به شما امکان می دهد بار واقعی یا فرضی را در صورتی که در مرحله طراحی انجام شود، بار حرارتی ساختمان را محاسبه کنید که هنجار در نظر گرفته می شود.

تجزیه و تحلیل بر اساس داده های زیر است:

طراحی اتاق - وجود پارتیشن، عناصر منعکس کننده گرما، ارتفاع سقف و غیره.
ویژگی های رژیم آب و هوایی در یک منطقه معین - حداکثر و حداقل محدودیت دما، تفاوت و سرعت تغییرات دما.
مکان ساختار روی نقاط اصلی، یعنی با در نظر گرفتن جذب گرمای خورشیدیدر چه زمانی از روز بیشترین حساسیت به گرما از خورشید است.
تاثیرات مکانیکی و مشخصات فیزیکی شی ساختمان;
شاخص های رطوبت هوا، وجود یا عدم وجود محافظت از دیوارها در برابر نفوذ رطوبت، وجود درزگیرها، از جمله اشباع آب بندی.
کار تهویه طبیعی یا مصنوعی، وجود "اثر گلخانه ای"، نفوذپذیری بخار و موارد دیگر.

در عین حال، ارزیابی این شاخص ها باید با تعدادی از استانداردها مطابقت داشته باشد - سطح مقاومت در برابر انتقال حرارت، نفوذپذیری هوا و غیره. اجازه دهید آنها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

الزامات برای محاسبه مهندسی حرارت محل و اسناد مربوطه

سازمان‌های بازرسی دولتی که سازماندهی و تنظیم ساخت‌وساز را مدیریت می‌کنند و همچنین اجرای اقدامات احتیاطی ایمنی را بررسی می‌کنند، SNiP شماره 23-02-2003 را جمع‌آوری کرده‌اند که جزئیات هنجارهای انجام اقدامات برای حفاظت حرارتی ساختمان‌ها را شرح می‌دهد.

سند پیشنهاد می کند راه حل های مهندسیکه بیشترین را فراهم خواهد کرد مصرف اقتصادیانرژی گرمایی که در طول دوره گرمایش برای گرمایش اماکن (مسکونی یا صنعتی، شهری) صرف می شود. این دستورالعمل ها و الزامات با توجه به تهویه، تبدیل هوا، و محل نقاط ورودی گرما ایجاد شده است.

SNiP یک لایحه در سطح فدرال است. اسناد منطقه ای در قالب TSN - کدهای ساختمانی سرزمینی ارائه شده است.

همه ساختمان ها در صلاحیت این طاق ها قرار نمی گیرند. به ویژه، ساختمان هایی که به طور نامنظم گرم می شوند یا کاملاً بدون گرمایش ساخته شده اند، بر اساس این الزامات بررسی نمی شوند. محاسبه گرمای اجباری برای ساختمان های زیر است:

مسکونی – خصوصی و ساختمان های آپارتمانی;
عمومی، شهرداری - ادارات، مدارس، بیمارستان ها، مهدکودک ها و غیره؛
صنعتی - کارخانه ها، نگرانی ها، آسانسورها.
کشاورزی - هر ساختمان گرم شده برای اهداف کشاورزی؛
انبار - انبارها، انبارها.

متن سند حاوی هنجارهای تمام اجزایی است که در تجزیه و تحلیل حرارتی گنجانده شده است.

الزامات طراحی:

عایق حرارتی. این نه تنها حفظ گرما در فصل سرد و جلوگیری از هیپوترمی، یخ زدگی، بلکه محافظت در برابر گرمای بیش از حد در تابستان است. بنابراین، انزوا باید متقابل باشد - جلوگیری از تأثیرات خارج و بازگشت انرژی از درون.
مقدار مجاز اختلاف دما بین جو داخل ساختمان و رژیم حرارتی فضای داخلی پوشش ساختمان. این منجر به تجمع تراکم بر روی دیوارها و همچنین به تاثیر منفیدر مورد سلامت افراد در اتاق
مقاومت در برابر حرارت، یعنی پایداری دما، جلوگیری از تغییرات ناگهانی در هوای گرم شده.
قابلیت تنفس تعادل در اینجا مهم است. از یک طرف، نمی توان اجازه داد که ساختمان به دلیل انتقال گرمای فعال خنک شود، از طرف دیگر، جلوگیری از ظهور "اثر گلخانه ای" مهم است. این زمانی اتفاق می افتد که از عایق مصنوعی و "غیر تنفسی" استفاده شود.
عدم وجود رطوبت. رطوبت بالا نه تنها دلیل ظهور قالب است، بلکه نشانگر آن است که به دلیل آن تلفات جدی انرژی گرمایی رخ می دهد.

نحوه محاسبه مهندسی حرارت دیوارهای خانه - پارامترهای اصلی

قبل از انجام محاسبه مستقیم حرارت، باید اطلاعات دقیقی در مورد ساختمان جمع آوری کنید. این گزارش شامل پاسخ هایی به موارد زیر خواهد بود:

هدف از ساختمان، اماکن مسکونی، صنعتی یا عمومی، یک هدف خاص است.
عرض جغرافیایی منطقه ای که شی در آن قرار دارد یا خواهد بود.
ویژگی های اقلیمی منطقه.
جهت دیوارها به نقاط اصلی.
ابعاد ساختارهای ورودیو قاب های پنجره- ارتفاع، عرض، نفوذپذیری، نوع پنجره ها - چوبی، پلاستیکی و غیره.
قدرت تجهیزات گرمایشی، چیدمان لوله ها، باتری ها.
میانگین تعداد ساکنان یا بازدیدکنندگان، کارگران، در صورتی که این مکان‌های صنعتی هستند که در یک زمان درون دیوارها قرار دارند.
مصالح ساختمانی که از آن کف، سقف و هر عنصر دیگری ساخته شده است.
وجود یا عدم وجود عرضه آب گرم، نوع سیستمی که مسئول این امر است.
ویژگی های تهویه، هم طبیعی (پنجره) و هم مصنوعی - شفت های تهویه، تهویه مطبوع.
پیکربندی کل ساختمان - تعداد طبقات، مساحت کل و مجزای محل، مکان اتاق ها.

هنگامی که این داده ها جمع آوری شد، مهندس می تواند به محاسبه ادامه دهد.

ما سه روش را به شما پیشنهاد می کنیم که اغلب توسط متخصصان استفاده می شود. شما همچنین می توانید از روش ترکیبی استفاده کنید، زمانی که حقایق از هر سه احتمال گرفته شده است.

انواع محاسبه حرارتی سازه های محصور کننده

در اینجا سه شاخص وجود دارد که به عنوان شاخص اصلی در نظر گرفته می شود:

مساحت ساختمان از داخل؛
حجم خارج؛
ضرایب تخصصی هدایت حرارتی مواد.

محاسبه گرما بر اساس مساحت

نه مقرون به صرفه ترین، بلکه رایج ترین روش، به ویژه در روسیه. این شامل محاسبات اولیه بر اساس شاخص مساحت است. این شرایط آب و هوا، نوار، حداقل و حداکثر دما، رطوبت و غیره را در نظر نمی گیرد.

همچنین منابع اصلی اتلاف حرارت در نظر گرفته نمی شود، مانند:

سیستم تهویه - 30-40٪.
شیب سقف - 10-25٪.
پنجره ها و درها - 15-25٪.
دیوارها - 20-30٪.
طبقه روی زمین - 5-10٪.

این نادرستی ها ناشی از بی توجهی اکثریت است عناصر مهممنجر به این واقعیت می شود که محاسبه گرما خود می تواند یک خطای قوی در هر دو جهت داشته باشد. معمولاً مهندسان "ذخیره" را ترک می کنند، بنابراین شما باید چنین تجهیزات گرمایشی را نصب کنید که به طور کامل فعال نشده باشد یا گرمای بیش از حد شدید را تهدید کند. نصب همزمان سیستم گرمایش و تهویه مطبوع غیر معمول نیست، زیرا آنها نمی توانند تلفات گرما و افزایش گرما را به درستی محاسبه کنند.

از شاخص های "تجمیع" استفاده کنید. معایب این رویکرد:

تجهیزات و مواد گرمایشی گران قیمت؛
آب و هوای داخلی ناخوشایند؛
نصب اضافیکنترل خودکار روی رژیم دما;
یخ زدن احتمالی دیوارها در زمستان.

Q=S*100W (150W)

Q مقدار گرمای مورد نیاز برای آب و هوای راحت در کل ساختمان است.
W S - منطقه گرم شده اتاق، متر.

مقدار 100-150 وات یک شاخص خاص از مقدار انرژی حرارتی مورد نیاز برای گرم کردن 1 متر است.

اگر این روش را انتخاب کردید، به نکات زیر توجه کنید:

اگر ارتفاع دیوارها (تا سقف) بیش از سه متر نباشد و تعداد پنجره ها و درها در هر سطح 1 یا 2 باشد، نتیجه را در 100 وات ضرب کنید. معمولا تمام ساختمان های مسکونی اعم از خصوصی و چندخانواری از این ارزش استفاده می کنند.
اگر طرح شامل دو دهانه پنجره یا یک بالکن، یک لجیا باشد، این رقم به 120-130 وات افزایش می یابد.
برای اماکن صنعتی و انباری، ضریب 150 وات بیشتر گرفته می شود.
هنگام انتخاب بخاری (رادیاتور)، اگر آنها در نزدیکی پنجره قرار دارند، ارزش آن را دارد که قدرت پیش بینی شده آنها را 20-30٪ اضافه کنید.

محاسبه حرارتی سازه های محصور با توجه به حجم ساختمان

معمولاً از این روش برای آن دسته از ساختمان هایی استفاده می شود که سقف بلند آنها بیش از 3 متر است. یعنی تاسیسات صنعتی. نقطه ضعف این روش این است که تبدیل هوا در نظر گرفته نمی شود، یعنی همیشه گرمتر از قسمت پایین است.

Q=V*41W (34W)

V حجم خارجی ساختمان بر حسب متر مکعب است.
41 W مقدار ویژه گرمای مورد نیاز برای گرم کردن یک متر مکعب ساختمان است. اگر ساخت و ساز با استفاده از مصالح ساختمانی مدرن انجام شود، این رقم 34 وات است.

شیشه در پنجره ها:
- بسته دوگانه - 1؛
- الزام آور - 1.25.
مواد عایق:
- تحولات جدید مدرن - 0.85؛
- آجرکاری استاندارد در دو لایه - 1؛
- ضخامت دیوار کوچک - 1.30.
دمای هوا در زمستان:
- -10 – 0,7;
- -15 – 0,9;
- -20 – 1,1;
- -25 – 1,3.
درصد پنجره ها نسبت به سطح کل:
- 10% – 0,8;
- 20% – 0,9;
- 30% – 1;
- 40% – 1,1;
- 50% – 1,2.

همه این خطاها را می توان و باید در نظر گرفت، با این حال، آنها به ندرت در ساخت و ساز واقعی استفاده می شوند.

نمونه ای از محاسبات ترموتکنیکی سازه های محصور خارجی ساختمان با تحلیل عایق استفاده شده

اگر به تنهایی یک ساختمان مسکونی یا یک کلبه می سازید، ما قویاً توصیه می کنیم که همه چیز را تا ریزترین جزئیات فکر کنید تا در نهایت در هزینه صرفه جویی کنید و آب و هوای مطلوبی را در داخل ایجاد کنید و از عملکرد طولانی مدت تأسیسات اطمینان حاصل کنید.

برای این کار باید دو مشکل را حل کنید:

محاسبه صحیح گرما را انجام دهید.
نصب سیستم گرمایشی

داده های نمونه:

اتاق نشیمن گوشه؛
یک پنجره - 8.12 متر مربع؛
منطقه - منطقه مسکو؛
ضخامت دیوار - 200 میلی متر؛
منطقه با توجه به پارامترهای خارجی - 3000 * 3000.

لازم است بدانید که برای گرم کردن 1 متر مربع از اتاق چقدر برق لازم است. نتیجه Qsp = 70 W خواهد بود. اگر عایق (ضخامت دیوار) کمتر باشد، مقادیر نیز کمتر است. مقایسه کنید:

100 میلی متر - Qsp \u003d 103 W.
150 میلی متر - Qsp \u003d 81 W.

این شاخص هنگام تخمگذار گرمایش در نظر گرفته می شود.

نرم افزار طراحی سیستم گرمایشی

با کمک برنامه های کامپیوتری شرکت ZVSOFT می توانید تمام مواد مصرف شده برای گرمایش را محاسبه کنید و همچنین جزئیات دقیقی تهیه کنید. پلان طبقهارتباطات با نمایش رادیاتورها، ظرفیت گرمایی ویژه، مصرف انرژی، گره ها.

این شرکت CAD اولیه را برای کار طراحیهر پیچیدگی در آن، شما نه تنها می توانید یک سیستم گرمایشی طراحی کنید، بلکه ایجاد کنید نمودار دقیقبرای ساخت کل خانه این را می توان به دلیل عملکرد زیاد، تعداد ابزار و همچنین کار در فضای دو بعدی و سه بعدی تحقق بخشید.

می توانید یک افزونه برای نرم افزار پایه نصب کنید. این برنامه برای طراحی کلیه سیستم های مهندسی از جمله گرمایش طراحی شده است. با کمک ردیابی آسان خط و عملکرد لایه بندی پلان، می توانید چندین ارتباط را روی یک نقشه طراحی کنید - تامین آب، برق و غیره.

قبل از ساختن خانه، یک محاسبه حرارتی انجام دهید. این به شما کمک می کند تا در انتخاب تجهیزات و خرید مصالح ساختمانی و عایق کاری اشتباه نکنید.

مدت‌ها پیش، ساختمان‌ها و سازه‌ها بدون فکر کردن به اینکه سازه‌های محصورکننده چه ویژگی‌های رسانایی گرمایی دارند 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 حتی در شدیدترین یخبندان ها اقامت کاملاً راحت را برای افراد در این خانه ها فراهم می کند و هنوز هم فراهم می کند.

در حال حاضر 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: بخاری و بلوک سیلیکات گاز. با تشکر از این مواد، به عنوان مثال، ضخامت آجرکاریمی 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 به منظور تعیین ضخامت بهینهاز این ماده، یک محاسبه ترموتکنیکی انجام شده و نقطه شبنم تعیین می شود.

نحوه محاسبه برای تعیین نقطه شبنم را می توانید در صفحه بعد بیابید. در اینجا، محاسبه مهندسی حرارت 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 کمک هزینه 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 ساختمانی". 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".
سود. به عنوان مثال. Malyavin "اتلاف حرارت ساختمان. راهنمای راهنما" .

پارامترهای محاسبه شده

در فرآیند انجام محاسبات مهندسی حرارت، موارد زیر تعیین 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

اطلاعات اولیه

1. آب و هوای منطقه و میکروکلیمای اتاق

منطقه ساخت و ساز: نیژنی نووگورود.

هدف ساختمان: مسکونی.

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

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

دمای تخمینی در فضای باز متن، تعیین شده توسط دمای سردترین دوره پنج روزه با امنیت 0.92 = -31 ° C (SNiP 23-01-99 جدول 1 ستون 5).

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

میانگین دمای فضای باز در طول دوره گرمایش t ht = -4.1 درجه سانتیگراد (جدول SNiP 23-01-99. 1 ستون 12).

2. ساخت دیوار

دیوار از لایه های زیر تشکیل شده است:

آجر تزئینی (besser) 90 میلی متر ضخامت;
عایق (تخته پشم معدنی)، در شکل ضخامت آن با علامت "X" نشان داده شده است، زیرا در فرآیند محاسبه یافت می شود.
آجر سیلیکات ضخامت 250 میلی متر؛
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 داشته باشید (*):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 ساختار محصور را بر اساس الزامات تعیین کرد. هنجارهای بهداشتیو صرفه جویی در انرژی

4.1. تعیین هنجار حفاظت حرارتی با توجه به شرایط صرفه جویی در انرژی

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

DD = ( t int - tht) z ht = (20 + 4.1) 215 = 5182 ° С× روز

توجه داشته باشید:همچنین درجه-روزها دارای نام - GSOP هستند.

مقدار هنجاری کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت باید کمتر از مقادیر نرمال شده تعیین شده توسط SNIP 23-02-2003 (جدول 4) بسته به درجه روز منطقه ساخت و ساز گرفته شود:

R req \u003d a × D d + b \u003d 0.00035 × 5182 + 1.4 \u003d 3.214 متر مربع × °С/W,

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

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

4.1. تعیین هنجار حفاظت حرارتی با توجه به وضعیت بهداشت

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 W / m 3 و ساختمان های در نظر گرفته شده برای عملیات فصلی (در پاییز یا بهار) و همچنین ساختمان هایی با دمای هوای داخلی تخمین زده شده 12 درجه سانتیگراد و کمتر از مقاومت داده شده در برابر انتقال حرارت سازه های محصور (به استثنای موارد نیمه شفاف).

تعیین مقاومت هنجاری (حداکثر مجاز) در برابر انتقال حرارت با توجه به شرایط بهداشت (فرمول 3 SNiP 23-02-2003):

جایی که: n \u003d 1 - ضریب اتخاذ شده مطابق جدول 6 برای دیوار بیرونی؛

t int = 20 درجه سانتیگراد - مقدار از داده های اولیه.

t ext \u003d -31 ° C - مقدار از داده های اولیه.

Δt n \u003d 4 ° C - تفاوت دمای عادی بین دمای هوای داخلی و دمای سطح داخلی پوشش ساختمان، مطابق جدول 5 در این مورد برای دیوارهای بیرونی ساختمان های مسکونی گرفته شده است.

α int \u003d 8.7 W / (m 2 × ° C) - ضریب انتقال حرارت سطح داخلی ساختار محصور مطابق جدول 7 برای دیوارهای خارجی گرفته شده است.

4.3. میزان حفاظت حرارتی

از محاسبات بالا برای مقاومت مورد نیاز انتقال حرارت، انتخاب می کنیم R req از شرایط صرفه جویی در انرژی و نشان دادن آن در حال حاضر R tr0 \u003d 3.214 m 2 × °С/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 - محاسبه ضریب هدایت حرارتی ماده لایه W/(m × °С).

1 لایه ( آجر تزئینی): R 1 \u003d 0.09 / 0.96 \u003d 0.094 متر مربع × °С/W .

لایه سوم (آجر سیلیکات): R 3 = 0.25 / 0.87 = 0.287 m 2 × °С/W .

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

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

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

R ext \u003d 1/α ext \u003d 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 مقاومت های حرارتی تمام لایه های دیوار بدون لایه عایق، تعیین شده با در نظر گرفتن ضرایب هدایت حرارتی مواد گرفته شده در ستون A یا B (ستون های 8 و 9 جدول D1 SP 23-101-2004) در مطابق با شرایط رطوبت دیوار، m 2 ° C / W

ضخامت عایق (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):

جایی که: ΣR t، i - مجموع مقاومت های حرارتی تمام لایه های حصار، از جمله لایه عایق، با ضخامت سازه پذیرفته شده، m 2 · ° С / W.

از نتیجه به دست آمده می توان نتیجه گرفت که

R 0 \u003d 3.503 متر 2 × °С/W> R tr0 = 3.214m 2 × °С/W→ بنابراین ضخامت عایق انتخاب می شود درست.

تأثیر شکاف هوا

در صورتی که در بنایی سه لایه، پشم معدنی، پشم شیشه یا سایر عایق های دال، 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 تخلیه عایق که از میعانات مرطوب می شود، ضروری است.

این لایه هوا یک فضای بسته نیست، بنابراین، اگر در محاسبه وجود داشته باشد، لازم است الزامات بند 9.1.2 از SP 23-101-2004، یعنی:

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

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

توجه داشته باشید:تأثیر شکاف هوا، به عنوان مثال، در محاسبه مهندسی حرارت پنجره های دو جداره پلاستیکی در نظر گرفته می شود.