Pengiraan kejuruteraan haba bangunan: khusus dan formula untuk melaksanakan pengiraan + contoh praktikal

Semasa operasi bangunan, kedua-dua terlalu panas dan beku adalah tidak diingini.Pengiraan kejuruteraan terma, yang tidak kurang pentingnya daripada mengira kecekapan, kekuatan, rintangan api dan ketahanan, akan membolehkan anda menentukan purata emas.

Berdasarkan piawaian kejuruteraan terma, ciri iklim, kebolehtelapan wap dan kelembapan, bahan untuk pembinaan struktur penutup dipilih. Kami akan melihat cara melakukan pengiraan ini dalam artikel.

Tujuan pengiraan kejuruteraan haba

Banyak bergantung pada ciri teknikal terma kepungan kekal bangunan. Ini termasuk kelembapan elemen struktur dan penunjuk suhu, yang menjejaskan kehadiran atau ketiadaan pemeluwapan pada partition dan siling dalaman.

Pengiraan akan menunjukkan sama ada ciri suhu dan kelembapan yang stabil akan dikekalkan pada suhu tambah dan tolak. Senarai ciri-ciri ini juga termasuk penunjuk seperti jumlah haba yang hilang oleh sampul bangunan semasa tempoh sejuk.

Anda tidak boleh mula mereka bentuk tanpa mempunyai semua data ini. Berdasarkan mereka, ketebalan dinding dan siling dan urutan lapisan dipilih.

Menurut peraturan GOST 30494-96, nilai suhu di dalam rumah. Secara purata ialah 21⁰. Pada masa yang sama, kelembapan relatif mesti kekal dalam julat yang selesa, iaitu purata 37%. Kelajuan tertinggi pergerakan jisim udara ialah 0.15 m/s

Pengiraan kejuruteraan terma bertujuan untuk menentukan:

1. Adakah reka bentuk sama dengan keperluan yang dinyatakan dari segi perlindungan haba?
2. Sejauh manakah iklim mikro yang selesa di dalam bangunan dipastikan?
3. Adakah perlindungan terma optimum bagi struktur disediakan?

Prinsip utama adalah mengekalkan keseimbangan perbezaan penunjuk suhu atmosfera struktur dalaman pagar dan premis. Jika ini tidak diikuti, haba akan diserap oleh permukaan ini dan suhu di dalamnya akan kekal sangat rendah.

Suhu dalaman tidak boleh terjejas dengan ketara oleh perubahan aliran haba. Ciri ini dipanggil rintangan haba.

Dengan melakukan pengiraan haba, had optimum (minimum dan maksimum) dimensi dinding dan ketebalan siling ditentukan. Ini menjamin operasi bangunan dalam tempoh yang lama, kedua-duanya tanpa pembekuan struktur yang melampau atau terlalu panas.

Pilihan untuk melakukan pengiraan

Untuk melakukan pengiraan haba, anda memerlukan parameter awal.

Mereka bergantung pada beberapa ciri:

1. Tujuan bangunan dan jenisnya.
2. Orientasi struktur penutup menegak berbanding arah kardinal.
3. Parameter geografi rumah masa depan.
4. Jumlah bangunan, bilangan tingkat, keluasan.
5. Jenis dan dimensi bukaan pintu dan tingkap.
6. Jenis pemanasan dan parameter teknikalnya.
7. Bilangan penduduk tetap.
8. Bahan untuk struktur pagar menegak dan mendatar.
9. Siling tingkat atas.
10. Peralatan bekalan air panas.
11. Jenis pengudaraan.

Ciri reka bentuk lain struktur juga diambil kira semasa mengira. Kebolehtelapan udara struktur penutup tidak sepatutnya menyumbang kepada penyejukan berlebihan di dalam rumah dan mengurangkan ciri perlindungan haba unsur-unsur.

Kehilangan haba juga disebabkan oleh genangan air di dinding, dan di samping itu, ini memerlukan kelembapan, yang memberi kesan negatif kepada ketahanan bangunan.

Dalam proses pengiraan, pertama sekali, data teknikal haba bahan binaan dari mana elemen penutup bangunan dibuat ditentukan. Di samping itu, rintangan pemindahan haba yang dikurangkan dan pematuhan dengan nilai standardnya tertakluk kepada penentuan.

Formula untuk membuat pengiraan

Kehilangan haba dari rumah boleh dibahagikan kepada dua bahagian utama: kerugian melalui sampul bangunan dan kerugian yang disebabkan oleh operasi bangunan. sistem pengudaraan. Selain itu, haba hilang apabila air suam dibuang ke dalam sistem pembetung.

Kerugian melalui sampul bangunan

Untuk bahan dari mana struktur penutup dibina, adalah perlu untuk mencari nilai indeks kekonduksian terma Kt (W/m x darjah). Mereka ada dalam buku rujukan yang berkaitan.

Sekarang, mengetahui ketebalan lapisan, mengikut formula: R = S/Kt, hitung rintangan haba setiap unit. Jika struktur berbilang lapisan, semua nilai yang diperolehi ditambah bersama.

Cara paling mudah untuk menentukan saiz kehilangan haba adalah dengan menambah aliran haba melalui struktur tertutup yang sebenarnya membentuk bangunan ini

Berpandukan metodologi ini, mereka mengambil kira hakikat bahawa bahan-bahan yang membentuk struktur mempunyai struktur yang berbeza. Ia juga diambil kira bahawa aliran haba yang melaluinya mempunyai spesifikasi yang berbeza.

Bagi setiap struktur individu, kehilangan haba ditentukan oleh formula:

Q = (A / R) x dT

di sini:

• A ialah luas dalam m².
• R ialah rintangan struktur kepada pemindahan haba.
• dT ialah perbezaan suhu antara luar dan dalam.Ia perlu ditentukan untuk tempoh 5 hari yang paling sejuk.

Melakukan pengiraan dengan cara ini, anda boleh mendapatkan hasilnya hanya untuk tempoh lima hari yang paling sejuk. Jumlah kehilangan haba untuk keseluruhan musim sejuk ditentukan dengan mengambil kira parameter dT, dengan mengambil kira bukan suhu terendah, tetapi purata.

Sejauh mana haba diserap, serta pemindahan haba, bergantung kepada kelembapan iklim di rantau ini. Atas sebab ini, peta kelembapan digunakan dalam pengiraan.

Seterusnya, jumlah tenaga yang diperlukan untuk mengimbangi kehilangan haba yang hilang melalui sampul bangunan dan melalui pengudaraan dikira. Ia dilambangkan dengan simbol W.

Terdapat formula untuk ini:

W = ((Q + Qв) x 24 x N)/1000

Di dalamnya, N ialah tempoh tempoh pemanasan dalam hari.

Kelemahan pengiraan kawasan

Pengiraan berdasarkan penunjuk kawasan tidak begitu tepat. Di sini, parameter seperti iklim, penunjuk suhu, kedua-dua minimum dan maksimum, dan kelembapan tidak diambil kira. Oleh kerana mengabaikan banyak perkara penting, pengiraan mempunyai ralat yang ketara.

Selalunya cuba menutupnya, projek itu termasuk "rizab".

Jika, bagaimanapun, kaedah ini dipilih untuk pengiraan, nuansa berikut mesti diambil kira:

1. Jika ketinggian pagar menegak adalah sehingga tiga meter dan tidak lebih daripada dua bukaan pada satu permukaan, lebih baik untuk mendarabkan hasilnya dengan 100 W.
2. Jika projek itu termasuk balkoni, dua tingkap atau loggia, darab dengan purata 125 W.
3. Apabila premis adalah industri atau gudang, pengganda 150 W digunakan.
4. Jika radiator terletak berhampiran tingkap, kapasiti reka bentuknya meningkat sebanyak 25%.

Formula untuk luas ialah:

Q=S x 100 (150) W.

Di sini Q ialah aras haba yang selesa dalam bangunan, S ialah kawasan yang dipanaskan dalam m². Nombor 100 atau 150 ialah jumlah khusus tenaga haba yang digunakan untuk memanaskan 1 m².

Kehilangan pengudaraan rumah

Parameter utama dalam kes ini ialah kadar pertukaran udara. Dengan syarat bahawa dinding rumah adalah telap wap, nilai ini sama dengan satu.

Penembusan udara sejuk ke dalam rumah dilakukan melalui pengudaraan bekalan. Pengudaraan ekzos membantu udara panas keluar. Penukar haba recuperator mengurangkan kerugian melalui pengudaraan. Ia tidak membenarkan haba keluar bersama-sama dengan udara keluar, dan ia memanaskan aliran udara masuk

Udara di dalam bangunan dijangka diperbaharui sepenuhnya dalam masa satu jam. Bangunan yang dibina mengikut piawaian DIN mempunyai dinding dengan penghalang wap, jadi di sini kadar pertukaran udara diambil dua.

Terdapat formula yang menentukan kehilangan haba melalui sistem pengudaraan:

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

Di sini simbol bermaksud perkara berikut:

1. Qв - kehilangan haba.
2. V ialah isipadu bilik dalam mᶾ.
3. P ialah ketumpatan udara. nilainya diambil bersamaan dengan 1.2047 kg/mᶾ.
4. Kv - kadar pertukaran udara.
5. C ialah muatan haba tentu. Ia bersamaan dengan 1005 J/kg x C.

Berdasarkan hasil pengiraan ini, adalah mungkin untuk menentukan kuasa penjana haba sistem pemanasan. Jika nilai kuasa terlalu tinggi, penyelesaian kepada situasi itu mungkin peranti pengudaraan dengan recuperator. Mari lihat beberapa contoh untuk rumah yang diperbuat daripada bahan yang berbeza.

Contoh pengiraan kejuruteraan haba No 1

Mari kita mengira bangunan kediaman yang terletak di wilayah iklim 1 (Rusia), mukim 1B. Semua data diambil daripada jadual 1 SNiP 23-01-99. Suhu paling sejuk yang diperhatikan dalam tempoh lima hari dengan kebarangkalian 0.92 ialah tn = -22⁰С.

Selaras dengan SNiP, tempoh pemanasan (zop) berlangsung selama 148 hari. Purata suhu semasa tempoh pemanasan dengan purata suhu udara harian di luar ialah 8⁰ - tot = -2.3⁰. Suhu luar semasa musim pemanasan ialah t = -4.4⁰.

Kehilangan haba rumah adalah titik paling penting pada peringkat reka bentuk. Pilihan bahan binaan dan penebat bergantung kepada hasil pengiraan. Tiada kerugian sifar, tetapi anda perlu berusaha untuk memastikan bahawa ia adalah secepat mungkin

Syarat telah ditetapkan bahawa suhu di dalam bilik rumah hendaklah 22⁰. Rumah itu mempunyai dua tingkat dan dinding setebal 0.5 m. Ketinggiannya 7 m, dimensi pelannya ialah 10 x 10 m. Bahan struktur penutup menegak adalah seramik hangat. Untuknya, pekali kekonduksian terma ialah 0.16 W/m x C.

Bulu mineral digunakan sebagai penebat luaran, tebal 5 cm. Nilai Kt untuknya ialah 0.04 W/m x C. Bilangan bukaan tingkap di rumah ialah 15 pcs. 2.5 m² setiap satu.

Kehilangan haba melalui dinding

Pertama sekali, anda perlu menentukan rintangan haba kedua-dua dinding seramik dan penebat. Dalam kes pertama, R1 = 0.5: 0.16 = 3.125 persegi. m x C/W. Dalam kedua - R2 = 0.05: 0.04 = 1.25 persegi. m x C/W. Secara umum, untuk sampul bangunan menegak: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 persegi. m x C/W.

Oleh kerana kehilangan haba berkadar terus dengan luas struktur penutup, kami mengira luas dinding:

A = 10 x 4 x 7 – 15 x 2.5 = 242.5 m²

Kini anda boleh menentukan kehilangan haba melalui dinding:

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

Kehilangan haba melalui struktur penutup mendatar dikira dengan cara yang sama. Pada akhirnya, semua keputusan disimpulkan.

Sekiranya terdapat ruang bawah tanah, kehilangan haba melalui asas dan lantai akan kurang, kerana pengiraan melibatkan suhu tanah, bukan udara luar

Jika ruang bawah tanah di bawah lantai tingkat pertama dipanaskan, lantai tidak perlu terlindung. Ia masih lebih baik untuk melapisi dinding bawah tanah dengan penebat supaya haba tidak terlepas ke dalam tanah.

Penentuan kerugian melalui pengudaraan

Untuk memudahkan pengiraan, mereka tidak mengambil kira ketebalan dinding, tetapi hanya menentukan jumlah udara di dalam:

V = 10x10x7 = 700 mᶾ.

Dengan kadar pertukaran udara Kv = 2, kehilangan haba ialah:

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

Jika Kv = 1:

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

Penukar haba berputar dan plat menyediakan pengudaraan yang berkesan bagi bangunan kediaman. Kecekapan bekas lebih tinggi, ia mencapai 90%.

Contoh pengiraan kejuruteraan haba No. 2

Ia dikehendaki mengira kerugian melalui dinding bata setebal 51 cm. Ia ditebat dengan lapisan bulu mineral 10 cm. Luar - 18⁰, dalam - 22⁰. Dimensi dinding adalah 2.7 m tinggi dan 4 m panjang. Satu-satunya dinding luar bilik berorientasikan ke selatan; tiada pintu luar.

Untuk bata, pekali kekonduksian terma Kt = 0.58 W/mºC, untuk bulu mineral - 0.04 W/mºC. Rintangan Terma:

R1 = 0.51: 0.58 = 0.879 persegi. m x C/W. R2 = 0.1: 0.04 = 2.5 persegi. m x C/W. Secara umum, untuk sampul bangunan menegak: R = R1 + R2 = 0.879 + 2.5 = 3.379 persegi. m x C/W.

Luas dinding luar A = 2.7 x 4 = 10.8 m²

Kehilangan haba melalui dinding:

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

Untuk mengira kerugian melalui tingkap, formula yang sama digunakan, tetapi rintangan haba mereka, sebagai peraturan, ditunjukkan dalam pasport dan tidak perlu dikira.

Dalam penebat haba rumah, tingkap adalah "pautan lemah". Sebahagian besar haba hilang melaluinya. Tingkap dwilapis berbilang lapisan, filem pemantul haba, bingkai berganda akan mengurangkan kehilangan, tetapi ini tidak akan membantu mengelakkan kehilangan haba sepenuhnya

Jika rumah itu mempunyai tingkap penjimatan tenaga berukuran 1.5 x 1.5 m², berorientasikan ke Utara, dan rintangan haba ialah 0.87 m2°C/W, maka kerugiannya ialah:

Qо = (2.25: 0.87) x (22 – (-18)) = 103.4 t.

Contoh pengiraan kejuruteraan haba No. 3

Mari kita lakukan pengiraan terma bangunan balak kayu dengan fasad yang dibina daripada kayu pain dengan lapisan setebal 0.22 m. Pekali untuk bahan ini ialah K = 0.15. Dalam keadaan ini, kehilangan haba akan menjadi:

R = 0.22: 0.15 = 1.47 m² x ⁰С/W.

Suhu terendah dalam tempoh lima hari ialah -18⁰, untuk keselesaan di dalam rumah suhu ditetapkan kepada 21⁰. Perbezaannya ialah 39⁰. Berdasarkan kawasan seluas 120 m², hasilnya akan menjadi:

Qс = 120 x 39: 1.47 = 3184 W.

Sebagai perbandingan, mari tentukan kerugian rumah bata. Pekali untuk bata pasir-kapur ialah 0.72.

R = 0.22: 0.72 = 0.306 m² x ⁰С/W.
Qс = 120 x 39: 0.306 = 15,294 W.

Di bawah keadaan yang sama, rumah kayu lebih menjimatkan. Bata kapur pasir tidak sesuai untuk membina dinding di sini sama sekali.

Struktur kayu mempunyai kapasiti haba yang tinggi. Struktur penutupnya mengekalkan suhu yang selesa untuk masa yang lama. Namun, walaupun rumah kayu perlu dilindungi dan lebih baik melakukan ini di dalam dan di luar

Pembina dan arkitek mengesyorkan bahawa anda pasti melakukannya pengiraan haba untuk pemasangan pemanasan untuk pemilihan peralatan yang betul dan pada peringkat reka bentuk rumah untuk memilih sistem penebat yang sesuai.

Contoh pengiraan haba No 4

Rumah itu akan dibina di wilayah Moscow. Untuk pengiraan, dinding yang diperbuat daripada blok buih telah diambil. Bagaimana penebat digunakan busa polistirena tersemperit. Kemasan struktur adalah plaster di kedua-dua belah pihak. Strukturnya adalah batu kapur-pasir.

Polistirena kembang mempunyai ketumpatan 24 kg/mᶾ.

Kelembapan udara relatif di dalam bilik ialah 55% pada suhu purata 20⁰. Ketebalan lapisan:

• plaster - 0.01 m;
• konkrit busa - 0.2 m;
• polistirena diperluas - 0.065 m.

Tugasnya adalah untuk mencari rintangan pemindahan haba yang diperlukan dan sebenar. Rtr yang diperlukan ditentukan dengan menggantikan nilai dalam ungkapan:

Rtr=a x GSOP+b

di mana GOSP ialah darjah-hari musim pemanasan, a dan b ialah pekali yang diambil daripada jadual No. 3 Kod Peraturan 50.13330.2012. Oleh kerana bangunan itu adalah kediaman, a ialah 0.00035, b = 1.4.

GSOP dikira menggunakan formula yang diambil daripada SP yang sama:

GOSP = (tv – tot) x zot.

Dalam formula ini, tв = 20⁰, tоt = -2.2⁰, zоt - 205 ialah tempoh pemanasan dalam hari. Oleh itu:

GSOP = (20 – (-2.2)) x 205 = 4551⁰ C x hari;

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

Menggunakan jadual No. 2 SP50.13330.2012, tentukan pekali kekonduksian terma untuk setiap lapisan dinding:

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

Jumlah rintangan bersyarat kepada pemindahan haba Ro adalah sama dengan jumlah rintangan semua lapisan. Ia dikira menggunakan formula:

Formula ini diambil daripada SP 50.13330.2012. Di sini 1/av ialah rintangan kepada persepsi haba permukaan dalaman. 1/an - sama seperti luaran, δ / λ - rintangan haba lapisan

Menggantikan nilai yang kita dapat: Rо arb. = 2.54 m2°C/W. Rф ditentukan dengan mendarabkan Ro dengan pekali r bersamaan dengan 0.9:

Rf = 2.54 x 0.9 = 2.3 m2 x °C/W.

Hasilnya memerlukan perubahan reka bentuk elemen penutup, kerana rintangan haba sebenar adalah kurang daripada yang dikira.

Terdapat banyak perkhidmatan komputer yang mempercepatkan dan memudahkan pengiraan.

Pengiraan terma secara langsung berkaitan dengan penentuan titik embun. Anda akan mempelajari apa itu dan cara mencari maknanya dari artikel yang kami cadangkan.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Melakukan pengiraan kejuruteraan haba menggunakan kalkulator dalam talian:

Pengiraan kejuruteraan haba yang betul:

Pengiraan termoteknikal yang kompeten akan membolehkan anda menilai keberkesanan penebat elemen luar rumah dan menentukan kuasa peralatan pemanasan yang diperlukan.

Akibatnya, anda boleh menjimatkan wang apabila membeli bahan dan peranti pemanasan. Adalah lebih baik untuk mengetahui terlebih dahulu sama ada peralatan itu boleh mengatasi pemanasan dan penghawa dingin bangunan daripada membeli segala-galanya secara rawak.

Sila tinggalkan komen, tanya soalan, dan siarkan foto yang berkaitan dengan topik artikel di blok di bawah. Beritahu kami bagaimana pengiraan kejuruteraan terma membantu anda memilih peralatan pemanasan sistem kuasa atau penebat yang diperlukan. Ada kemungkinan maklumat anda akan berguna kepada pelawat tapak.