Bir binanın termoteknik hesaplaması: hesaplama yapmak için spesifikler ve formüller + pratik örnekler

Binanın çalışması sırasında hem aşırı ısınma hem de donma istenmeyen bir durumdur. Orta zeminin, karlılık, mukavemet, yangına direnç, dayanıklılık hesaplamasından daha az önemli olmayan termal mühendislik hesaplamasına izin vereceğini belirleyin.

Isı mühendisliği standartları, iklim özellikleri, buhar ve nem geçirgenliğine dayanarak, kapalı yapıların inşası için malzeme seçimi yapılır. Bu hesaplamayı nasıl yapacağız, makalede ele alıyoruz.

Isı mühendisliği hesaplamasının amacı

Büyük ölçüde binanın sermaye eskriminin termal özelliklerine bağlıdır. Bu, yapısal elemanların nemi ve iç bölümlerde ve tavanlarda yoğuşma varlığını veya yokluğunu etkileyen sıcaklık göstergeleridir.

Hesaplama, artı ve eksi sıcaklıklarda sabit sıcaklık ve nem özelliklerinin korunup korunmadığını gösterecektir. Bu özelliklerin listesi, bina zarfında soğuk dönemde kaybedilen ısı miktarı gibi bir gösterge de içerir.

Tüm bu verilere sahip olmadan tasarım yapmaya başlayamazsınız. Onlara dayanarak, duvarların ve zeminlerin kalınlığını, katmanların sırasını seçin.

İçeride GOST 30494-96 sıcaklık değerleri yönetmeliğine göre. Ortalama olarak, 21⁰. Aynı zamanda, bağıl nem rahat bir çerçevede kalmalıdır ve bu ortalama% 37'dir. En yüksek hava kütle hareketi hızı - 0,15 m / s

Isı mühendisliği hesaplaması şunları belirlemeyi amaçlar:

1. Tasarımlar termal koruma açısından belirtilen gerekliliklerle aynı mıdır?
2. Binanın içindeki konforlu mikro iklim tam olarak sağlanmış mı?
3. Yapıların optimum termal koruması sağlanıyor mu?

Temel ilke, çitler ve odaların iç yapılarının atmosferinin sıcaklık göstergeleri arasındaki farkın dengesini sağlamaktır. Gözlemlenmezse, bu yüzeyler ısıyı emer ve sıcaklık içinde çok düşük kalır.

Isı akısındaki değişiklikler iç sıcaklığı önemli ölçüde etkilememelidir.Bu özelliğe ısı direnci denir.

Termal bir hesaplama yaparak, duvarların ve zeminlerin kalınlık boyutlarının optimal sınırları (minimum ve maksimum) belirlenir. Bu, hem yapıların aşırı dondurulması hem de aşırı ısınma olmadan uzun bir süre boyunca bina işletiminin bir garantisidir.

Hesaplama yapmak için parametreler

Isı hesaplaması yapmak için başlangıç ​​parametrelerine ihtiyacınız vardır.

Bir dizi özelliğe bağlıdırlar:

1. Binanın yeri ve türü.
2. Dikey bina zarflarının ana noktalara yönlendirmeye göre yönlendirmeleri.
3. Gelecekteki evin coğrafi parametreleri.
4. Binanın hacmi, kat sayısı, alanı.
5. Kapı çeşitleri ve boyutsal verileri, pencere açıklıkları.
6. Isıtma türü ve teknik parametreleri.
7. Sürekli ikamet edenlerin sayısı.
8. Dikey ve yatay kapalı yapıların malzemesi.
9. Üst katın üst üste binmesi.
10. Sıcak su ile donatılmıştır.
11. Havalandırma tipi.

Hesaplamada yapının diğer yapısal özellikleri dikkate alınır. Bina zarflarının hava geçirgenliği evin içindeki aşırı soğutmaya katkıda bulunmamalı ve elemanların ısı koruma özelliklerini azaltmamalıdır.

Isı kaybı ve duvarların su basması neden olur ve buna ek olarak, neme yol açar, binanın dayanıklılığını olumsuz etkiler.

Hesaplama işleminde, her şeyden önce, bina zarfının yapıldığı yapı malzemelerinin termal mühendislik verileri belirlenir. Ek olarak, ısı transfer direncinin azalması ve normatif değerine uygunluğu belirlemeye tabidir.

Hesaplama formülleri

Ev tarafından kaybedilen ısı kaçakları iki ana bölüme ayrılabilir: bina zarflarından kaynaklanan kayıplar ve işleyişten kaynaklanan kayıplar havalandırma sistemi. Ayrıca, kanalizasyon sistemine ılık su tahliye edildiğinde ısı kaybedilir.

Bina zarflarından kaynaklanan kayıplar

Kapalı yapıları oluşturan malzemeler için, termal iletkenlik endeksi Kt'nin (W / m x derece) değerini bulmak gerekir. İlgili dizinlerde bulunurlar.

Şimdi, aşağıdaki formüle göre katmanların kalınlığını bilmek: R = S / CTher birimin termal direncini hesaplar. Tasarım çok katmanlıysa, elde edilen tüm değerler toplanır.

Isı kaybının boyutları en kolay şekilde, bu binayı oluşturan kapalı yapılardan ısı akışları eklenerek belirlenir.

Bu teknik tarafından yönlendirilen, yapıyı oluşturan malzemelerin farklı bir yapıya sahip olduğu anı dikkate alın. Ayrıca, içinden geçen ısı akısının farklı özelliklere sahip olduğu da dikkate alınmaktadır.

Her bir tasarım için ısı kaybı aşağıdaki formülle belirlenir:

Q = (A / R) x dT

Buraya:

• A - m² cinsinden alan.
• R, ısı transfer yapısının direncidir.
• dT dış ve iç sıcaklık farkıdır. En soğuk 5 günlük süre için belirlenmelidir.

Hesaplamayı bu şekilde yaparak, sonucu sadece en soğuk beş günlük süre için alabilirsiniz. Tüm soğuk mevsim için toplam ısı kaybı, sıcaklık, en düşük değil, ortalama dikkate alınarak dT parametresi dikkate alınarak belirlenir.

Isının emilme derecesi ve ısı transferi, bölgedeki iklim nemine bağlıdır. Bu nedenle hesaplamalarda nem haritaları kullanılmıştır.

Ardından, hem bina zarfından hem de havalandırmadan geçen ısı kaybını telafi etmek için gereken enerji miktarını hesaplayın. W ile gösterilir.

Bunun için bir formül var:

G = ((Q + QB) x 24 x N) / 1000

İçinde N, ısıtma süresinin gün cinsinden süresidir.

Alanın hesaplanmasının dezavantajları

Alan göstergesine dayalı hesaplama çok doğru değil. Burada iklim, sıcaklık göstergeleri, hem minimum hem de maksimum, nem gibi bir parametre dikkate alınmaz. Birçok önemli noktayı göz ardı ettiğinden, hesaplamada önemli hatalar vardır.

Genellikle onları engellemeye çalışırken, proje "stok" sağlar.

Yine de bu yöntemi hesaplama için seçtiyseniz, aşağıdaki nüansları göz önünde bulundurmanız gerekir:

1. Üç metreye kadar dikey çitlerin yüksekliği ve bir yüzeyde ikiden fazla açıklığın olmamasıyla, sonuç 100 watt ile çarpmak daha iyidir.
2. Projenin balkonu varsa, iki pencere veya bir sundurma ortalama 125 watt ile çarpılır.
3. Tesisler endüstriyel veya depo olduğunda 150W çarpanı kullanılır.
4. Radyatörler pencerelerin yakınındaysa, tasarım kapasiteleri% 25 oranında artar.

Alan formülü:

Q = S x 100 (150) W.

Burada Q, binada rahat bir ısı seviyesidir, S, m² cinsinden ısıtmalı alandır. Sayılar 100 veya 150 - 1 m² ısıtma için harcanan belirli termal enerji miktarı.

Ev havalandırması nedeniyle kayıplar

Bu durumda anahtar parametre hava değişim oranıdır. Evin duvarlarının buhar geçirgen olması şartıyla, bu değer birliğe eşittir.

Soğuk havanın kümese nüfuz etmesi, havalandırma ile sağlanır. Egzoz havalandırması sıcak havanın çıkmasına katkıda bulunur. Isı eşanjörünün havalandırılmasıyla kayıpları azaltır. Egzoz havası ile birlikte ısının kaçmasına izin vermez ve gelen akışları ısıtır

Binanın içindeki havanın bir saat içinde tam olarak güncellenmesini sağlar. DIN standardına göre inşa edilen binaların buhar bariyerli duvarları vardır, bu nedenle burada hava değişim oranı iki olarak alınır.

Bir havalandırma sisteminden ısı kaybının belirlendiği bir formül vardır:

Qw = (V x Qu: 3600) x P x C x dT

Burada semboller aşağıdakileri gösterir:

1. Qв - ısı kaybı.
2. V odanın hacmi mᶾ cinsindendir.
3. P, havanın yoğunluğudur. değeri 1.2047 kg / mᶾ'ye eşittir.
4. Kv - hava değişim oranı.
5. C özgül ısıdır. 1005 J / kg x C'ye eşittir.

Bu hesaplamanın sonuçlarına dayanarak, ısıtma sisteminin ısı üreticisinin gücünü belirlemek mümkündür. Güç değeri çok yüksekse, durum bir çıkış yolu olabilir. geri kazanımlı havalandırma ünitesi. Farklı malzemelerden yapılmış evler için birkaç örneğe bakalım.

1 numaralı ısı mühendisliği hesaplama örneği

1 iklim bölgesinde (Rusya), denizaltı 1B'de bulunan bir konut hesaplıyoruz. Tüm veriler SNiP 23-01-99'un tablo 1'inden alınmıştır. 0.92 - tn = -22⁰С güvenlikle beş gün boyunca gözlemlenen en soğuk sıcaklık.

SNiP'ye göre, ısıtma süresi (zop) 148 gün sürer. Sokakta hava günlük ortalama sıcaklık endeksleri ile ısıtma döneminde ortalama sıcaklık 8⁰ - tot = -2.3⁰'dir. Isıtma mevsimi boyunca dış sıcaklık tht = -4.4⁰'dur.

Evde ısı kaybı tasarım aşamasında en önemli andır. Yapı malzemeleri ve yalıtım seçimi, hesaplama sonuçlarına bağlıdır. Sıfır kayıp yoktur, ancak mümkün olduğunca amaca uygun olduklarından emin olmak için çaba gösterin.

Koşul, evin odalarında 22 ° C sıcaklık sağlanmalıdır. Evin iki katı ve 0.5 m kalınlığında duvarları vardır, yüksekliği 7 m, plan boyutları 10 x 10 m, dikey duvar malzemesi ise sıcak seramiktir. Bunun için termal iletkenlik katsayısı 0,16 W / m x C'dir.

Mineral yün, 5 cm kalınlığında harici bir yalıtım olarak kullanılmıştır. Onun için CT değeri 0.04 W / m x C'dir. Evdeki pencere açıklıklarının sayısı 15 adettir. Her biri 2.5 m².

Duvarlardan ısı kaybı

Her şeyden önce, hem seramik duvarın hem de yalıtımın termal direncini belirlemek gerekir. İlk durumda, R1 = 0.5: 0.16 = 3.125 sq. mx C / W. İkinci olarak - R2 = 0.05: 0.04 = 1.25 sq. mx C / W. Genel olarak, dikey bir bina zarfı için: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 sq. mx C / W.

Isı kaybının bina zarfının alanı ile doğru orantılı bir ilişkisi olduğundan, duvarların alanını hesaplıyoruz:

A = 10 x 4 x 7 - 15 x 2,5 = 242,5 m²

Artık duvarlardan ısı kaybını belirleyebilirsiniz:

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

Yatay duvarlamadan kaynaklanan ısı kayıpları da aynı şekilde hesaplanır. Sonuç olarak, tüm sonuçlar özetlenir.

Bir bodrum varsa, temel ve zemin yoluyla ısı kaybı daha az olacaktır, çünkü dış hava değil toprağın sıcaklığı hesaplamaya dahil olur

Birinci katın zemininin altındaki bodrum ısıtılırsa, zemin yalıtılamaz.Bodrum duvarları, ısının zemine girmemesi için yalıtımla daha iyi kaplanır.

Havalandırma yoluyla kayıpların belirlenmesi

Hesaplamayı basitleştirmek için duvarların kalınlığını dikkate almayın, sadece içindeki havanın hacmini belirleyin:

V = 10х10х7 = 700 mᶾ.

Çok sayıda hava değişimi Kv = 2 ile, ısı kaybı şöyle olacaktır:

Qw = (700 x 2): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 20776 W.

Kv = 1 ise:

Qw = (700 x 1): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) = 10358 W.

Konut binalarının etkili bir şekilde havalandırılması döner ve plaka geri kazanıcılar tarafından sağlanır. Birincisinin verimliliği daha yüksektir,% 90'a ulaşır.

Isı mühendisliği hesap No. 2'ye bir örnek

Kayıpları 51 cm kalınlığında bir tuğla duvardan hesaplamak gerekir, 10 cm'lik bir mineral yün tabakası ile yalıtılmıştır. Dış - 18⁰, iç - 22⁰. Duvarın boyutları 2,7 m yüksekliğinde ve 4 m uzunluğundadır. Odanın tek dış duvarı güneye doğrudur, dış kapı yoktur.

Tuğla için, termal iletkenlik katsayısı Kt = 0.58 W / m º C, mineral yün için - 0.04 W / m º C. Termal direnç:

R1 = 0.51: 0.58 = 0.879 metrekare. mx C / W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 sq. mx C / W. Genel olarak, dikey bir bina zarfı için: R = R1 + R2 = 0.879 + 2.5 = 3.379 metrekare. mx C / W.

Dış duvar alanı A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Duvardan ısı kaybı:

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

Pencerelerden kayıpları hesaplamak için aynı formül kullanılır, ancak termal dirençleri genellikle pasaportta belirtilir ve hesaplanması gerekli değildir.

Bir evin ısı yalıtımında, pencereler “zayıf bir bağlantıdır”. Sıcaklığın oldukça büyük bir kısmı bunlardan geçer. Çok katmanlı çift camlı pencereler, ısı yansıtan filmler, çift çerçeveler kayıpları azaltacaktır, ancak bu bile ısı kayıplarını tamamen önlemeye yardımcı olmayacaktır.

Evin 1.5 x 1.5 m² boyutlarındaki pencereleri enerji tasarruflu, kuzeye yönelmişse ve termal direnç 0,87 m2 ° C / W ise, kayıplar şöyle olacaktır:

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

3 numaralı ısı mühendisliği hesaplaması örneği

0.22 m kalınlığında çam kütüklerinden dikilmiş bir cepheye sahip ahşap kütük binanın termal hesaplamasını yapacağız.Bu malzeme için katsayı K = 0.15'dir. Bu durumda, ısı kaybı:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰C / W.

En düşük beş günlük sıcaklık -18⁰'dur, evdeki konfor için sıcaklık 21⁰'ye ayarlanmıştır. Fark 39⁰. 120 m²'lik bir alandan devam edersek, sonucu alırız:

Qc = 120 x 39: 1.47 = 3184 W.

Karşılaştırma için, bir tuğla evin kaybını belirleriz. Silikat tuğla katsayısı 0.72'dir.

R = 0,22: 0,72 = 0,306 m² x ⁰C / W.
Qs = 120 x 39: 0.306 = 15.294 watt.

Aynı koşullarda, ahşap bir ev daha ekonomiktir. Duvar için silikat tuğla burada hiç uygun değildir.

Ahşap yapı yüksek ısı kapasitesine sahiptir. Çevreleyen yapıları uzun süre konforlu bir sıcaklık sağlar. Bununla birlikte, bir kütük evin bile yalıtılması gerekir ve bunu hem içeriden hem de dışarıdan yapmak daha iyidir

İnşaatçılar ve mimarlar ısıtma sırasında ısı tüketimi Yetkili ekipman seçimi için ve evin tasarım aşamasında uygun yalıtım sistemini seçmek için.

Isı hesaplama örneği No. 4

Ev Moskova bölgesinde inşa edilecek. Hesaplama için köpük bloklardan oluşturulan bir duvar alındı. İzolasyon nasıl uygulanır? ekstrüde polistiren köpük. Yapının bitirilmesi - her iki tarafta sıva. Yapısı kalkerli ve kumludur.

Genişletilmiş polistiren 24 kg / mᶾ yoğunluğa sahiptir.

Odadaki bağıl hava nemi ortalama 20⁰ sıcaklıkta% 55'tir. Tabaka kalınlığı:

• alçı - 0.01 m;
• köpük beton - 0.2 m;
• polistiren köpük - 0.065 m.

Görev, gerekli ısı transfer direncini ve gerçek olanı bulmaktır. Gerekli Rtr, ifadedeki değerlerin ikame edilmesiyle belirlenir:

Rtr = a x GSOP + b

burada GOSP, ısıtma mevsiminin derece günüdür ve a ve b, 50.13330.2012 Kurallar Kanununun 3 numaralı tablosundan alınan katsayılardır. Bina mesken olduğu için a 0,00035, b = 1,4.

GSOP, aynı SP'den alınan formülle hesaplanır:

GOSP = (tv - tot) x zot.

Bu formülde, tv = 20⁰, tf = -2.2⁰, zf - 205 - gün cinsinden ısıtma süresi. dolayısıyla:

GSOP = (20 - (-2,2)) x 205 = 4551p xx gün;

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

Tablo No. 2 SP50.13330.2012'yi kullanarak, duvarın her katmanı için termal iletkenliği belirleyin:

• λb1 = 0.81 W / mp;
• bb2 = 0.26 W / mp;
• bb3 = 0.041 W / mp;
• λb4 = 0.81 W / m⁰⁰.

Isı geçişine karşı toplam koşullu direnç Ro, tüm katmanların dirençlerinin toplamına eşittir. Formüle göre hesaplayın:

Bu formül SP 50.13330.2012'den alınmıştır.Burada 1 / av, iç yüzeylerin ısı algısına karşıdır. 1 / tr - aynı harici, δ / λ - termal katman direnci

Değerlerin ikame edilmesi: = 2,54 m2 ° C / W. Rf, Ro'nun 0.9'a eşit bir r katsayısı ile çarpılmasıyla belirlenir:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x ° C / W.

Sonuç, gerçek termal direnç hesaplanandan daha az olduğu için, kapalı elemanın tasarımını değiştirmek zorundadır.

Hesaplamaları hızlandıran ve basitleştiren birçok bilgisayar hizmeti vardır.

Isı mühendisliği hesaplamaları, çiğ noktası. Önerdiğimiz makaleden ne olduğunu ve değerini nasıl bulacağınızı öğreneceksiniz.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Çevrimiçi hesap makinesi kullanarak bir ısı mühendisliği hesaplaması yapma:

Doğru ısı mühendisliği hesaplaması:

Yetkili bir ısı mühendisliği hesaplaması, gerekli ısıtma ekipmanının gücünü belirlemek için evin dış elemanlarının yalıtımının etkinliğini değerlendirmenize izin verecektir.

Sonuç olarak, malzeme ve ısıtma cihazlarının satın alınmasından tasarruf edebilirsiniz. Ekipmanın binanın ısıtma ve koşullandırmasını idare edip edemeyeceğini önceden bilmek, her şeyi rastgele satın almaktan daha iyidir.

Lütfen aşağıdaki blokta makalenin konusu hakkında yorum bırakın, soru sorun, fotoğraf gönderin. Isı mühendisliği hesaplamasının gerekli güç veya yalıtım sisteminin ısıtma ekipmanını seçmenize nasıl yardımcı olduğunu bize bildirin. Bilgilerinizin site ziyaretçileri için yararlı olması mümkündür.