การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

สารบัญ:

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม
การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

วีดีโอ: การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

วีดีโอ: การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม
วีดีโอ: สูตรการคำนวณหากระแสไฟฟ้าเบื้องต้น วิธีคำนวณหาค่ากระแสไฟฟ้า 2024, มีนาคม
Anonim

การสร้างสภาพที่สะดวกสบายสำหรับการใช้ชีวิตหรือการทำงานเป็นงานหลักในการก่อสร้าง ส่วนสำคัญของอาณาเขตของประเทศของเราตั้งอยู่ในละติจูดเหนือที่มีอากาศหนาวเย็น ดังนั้นการรักษาอุณหภูมิที่สะดวกสบายในอาคารจึงเป็นสิ่งสำคัญเสมอ ด้วยการเติบโตของอัตราภาษีพลังงาน การลดการใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อนมาก่อน

ลักษณะภูมิอากาศ

การเลือกโครงสร้างผนังและหลังคาขึ้นอยู่กับสภาพอากาศของพื้นที่ก่อสร้างเป็นหลัก เพื่อตรวจสอบสิ่งเหล่านี้ จำเป็นต้องอ้างถึง SP131.13330.2012 "สภาพอากาศในการก่อสร้าง" ปริมาณต่อไปนี้ใช้ในการคำนวณ:

  • อุณหภูมิของช่วงห้าวันที่หนาวที่สุด โดยมีความปลอดภัย 0.92 แสดงโดย Tn;
  • อุณหภูมิเฉลี่ย แสดงโดย Tot;
  • duration แสดงโดย ZOT

ในตัวอย่างสำหรับ Murmansk ค่ามีค่าดังต่อไปนี้:

  • Тн=-30 องศา;
  • Tot=-3.4 องศา;
  • ZOT=275 วัน

นอกจากนี้จำเป็นต้องตั้งอุณหภูมิการออกแบบภายในทีวีในห้องโดยกำหนดตาม GOST 30494-2011 อยู่อาศัยได้ทีวี=20 องศา

ในการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ให้คำนวณค่า GSOP ล่วงหน้า (วันที่ดีกรีของระยะเวลาการให้ความร้อน):

GSOP=(Tv - Tot) x ZOT.ในตัวอย่างของเรา GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิด
การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิด

ตัวชี้วัดที่สำคัญ

เพื่อการเลือกวัสดุห่อหุ้มอาคารที่ถูกต้อง จำเป็นต้องพิจารณาว่าควรมีลักษณะทางความร้อนแบบใด ความสามารถของสารในการนำความร้อนนั้นมีลักษณะการนำความร้อนซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรกรีก l (แลมบ์ดา) และวัดเป็น W / (m x deg.) ความสามารถของโครงสร้างในการกักเก็บความร้อนนั้นมีลักษณะต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน R และเท่ากับอัตราส่วนของความหนาต่อการนำความร้อน: R=d/l

ถ้าโครงสร้างประกอบด้วยหลายชั้น ความต้านทานจะถูกคำนวณสำหรับแต่ละชั้นแล้วสรุป

ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนเป็นตัวบ่งชี้หลักของการก่อสร้างกลางแจ้ง ค่าของมันจะต้องเกินค่ามาตรฐาน เมื่อทำการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของเปลือกอาคาร เราต้องกำหนดองค์ประกอบที่เหมาะสมในเชิงเศรษฐกิจของผนังและหลังคา

การคำนวณทางความร้อนของซองจดหมายอาคาร
การคำนวณทางความร้อนของซองจดหมายอาคาร

ค่าการนำความร้อน

คุณภาพฉนวนกำหนดโดยการนำความร้อนเป็นหลัก วัสดุที่ผ่านการรับรองแต่ละชิ้นผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ค่านี้กำหนดไว้สำหรับสภาวะการทำงาน "A" หรือ "B" สำหรับประเทศของเรา ภูมิภาคส่วนใหญ่สอดคล้องกับเงื่อนไขการใช้งาน "B" เมื่อทำการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบของบ้านควรใช้ค่านี้ ค่าการนำความร้อนระบุไว้บนฉลากหรือในหนังสือเดินทางของวัสดุ แต่ถ้าไม่มี คุณสามารถใช้ค่าอ้างอิงจากหลักปฏิบัติได้ ค่าสำหรับวัสดุที่นิยมมากที่สุดมีการระบุไว้ด้านล่าง:

  • อิฐธรรมดา - 0.81 W(m x deg.).
  • อิฐก่อด้วยอิฐซิลิเกต - 0.87 W(m x deg.)
  • แก๊สและโฟมคอนกรีต (ความหนาแน่น 800) - 0.37 W(mx deg.)
  • ไม้เนื้ออ่อน - 0.18 W(m x deg.).
  • โฟมอัดรีด - 0.032 W(m x deg.).
  • แผ่นขนแร่ (ความหนาแน่น 180) - 0.048 W(ม. x องศา).

ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนปกติ

ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนที่คำนวณได้ไม่ควรน้อยกว่าค่าฐาน ค่าฐานถูกกำหนดตามตารางที่ 3 SP50.13330.2012 "การป้องกันความร้อนของอาคาร" ตารางกำหนดสัมประสิทธิ์ในการคำนวณค่าพื้นฐานของความต้านทานการถ่ายเทความร้อนสำหรับโครงสร้างที่ล้อมรอบและประเภทของอาคารทั้งหมด ต่อจากการคำนวณทางความร้อนที่เริ่มต้นของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณสามารถนำเสนอได้ดังนี้:

  • Rsten=0.00035x6435 + 1.4=3.65 (ม. x องศา/กว้าง)
  • Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (ม. x องศา/กว้าง)
  • Rchard=0.00045x6435 + 1.9=4.79 (ม. x องศา/กว้าง)
  • Rockna=0.00005x6435 + 0.3=0.62 (ม. x องศา/กว้าง)

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดภายนอกจะดำเนินการกับโครงสร้างทั้งหมดที่ปิดรูปร่าง "อบอุ่น" - พื้นบนพื้นหรือพื้นใต้ดินทางเทคนิค ผนังด้านนอก (รวมถึงหน้าต่างและประตู) รวมกัน ครอบคลุมหรือพื้นห้องใต้หลังคาที่ไม่มีเครื่องทำความร้อน นอกจากนี้ จะต้องคำนวณโครงสร้างภายในด้วย หากความแตกต่างของอุณหภูมิในห้องที่อยู่ติดกันมากกว่า 8 องศา

สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม
สูตรการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

การคำนวณทางความร้อนของผนัง

ผนังและเพดานส่วนใหญ่เป็นแบบหลายชั้นและแตกต่างกันในการออกแบบ การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างปิดของโครงสร้างหลายชั้นมีดังนี้

ถ้าเรามองว่าเป็นผนังก่ออิฐฉาบปูน จะได้สิ่งก่อสร้างดังนี้

  • ชั้นนอกของปูนหนา 3 ซม. การนำความร้อน 0.93 W(mx deg.);
  • อิฐดินเหนียวแข็ง 64 ซม. การนำความร้อน 0.81 W(mx deg.);
  • ชั้นในของปูนหนา 3 ซม. การนำความร้อน 0.93 W(m x deg.)

สูตรการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อมมีดังนี้:

R=0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=0.85(mx deg/W)

ค่าที่ได้จะน้อยกว่าค่าความต้านทานพื้นฐานที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้อย่างมากการถ่ายเทความร้อนของผนังอาคารที่อยู่อาศัยใน Murmansk 3, 65 (m x deg / W) ผนังไม่เป็นไปตามข้อกำหนดและจำเป็นต้องหุ้มฉนวน สำหรับฉนวนผนัง เราใช้แผ่นใยแร่ที่มีความหนา 150 มม. และมีค่าการนำความร้อน 0.048 วัตต์ (ม. x องศา)

เมื่อเลือกระบบฉนวนแล้ว จำเป็นต้องทำการตรวจสอบการคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณแสดงอยู่ด้านล่าง:

R=0.15/0.048 + 0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=3.97(ม. x องศา/กว้าง)

ค่าที่คำนวณได้นั้นมากกว่าค่าฐาน - 3.65 (ม. x องศา / W) ผนังฉนวนตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐาน

การคำนวณการทับซ้อนและการเคลือบแบบรวมจะดำเนินการในลักษณะเดียวกัน

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดภายนอก
การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างปิดภายนอก

การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของพื้นสัมผัสกับพื้น

บ่อยครั้งในบ้านส่วนตัวหรืออาคารสาธารณะ ชั้นล่างของชั้นแรกจะทำบนพื้น ความทนทานต่อการถ่ายเทความร้อนของพื้นดังกล่าวไม่ได้มาตรฐาน แต่อย่างน้อย การออกแบบพื้นต้องไม่ปล่อยให้น้ำค้างตกลงมา การคำนวณโครงสร้างที่สัมผัสกับพื้นดินดำเนินการดังนี้: พื้นแบ่งออกเป็นแถบ (โซน) กว้าง 2 เมตรโดยเริ่มจากขอบด้านนอก มีการจัดสรรโซนดังกล่าวไม่เกินสามโซนพื้นที่ที่เหลือเป็นของโซนที่สี่ หากการออกแบบพื้นไม่มีฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโซนจะเป็นดังนี้:

  • 1 โซน – 2, 1 (mx deg/W);
  • 2 โซน – 4, 3 (ม. x องศา/กว้าง);
  • 3 โซน – 8, 6 (ม. x องศา/กว้าง);
  • 4 โซน – 14, 3 (ม. x องศา/กว้าง)

ยิ่งพื้นห่างจากผนังด้านนอกมากเท่าไรก็ยิ่งต้านทานการถ่ายเทความร้อนได้สูงเท่านั้น ดังนั้นพวกเขาจึงมักถูก จำกัด ให้อุ่นปริมณฑลของพื้น ในเวลาเดียวกัน ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างฉนวนจะถูกเพิ่มเข้าไปในความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโซน ตัวอย่างการคำนวณพื้นบนพื้นดินจะได้รับการพิจารณาด้านล่าง เอาพื้นที่พื้น 10 x 10 เท่ากับ 100 ตร.ม.

  • พื้นที่ 1 โซนจะ 64 ตรว.
  • พื้นที่โซน2จะ32ตรว.
  • พื้นที่โซน 3 จะเป็น 4 ตารางเมตร

ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนบนพื้นโดยเฉลี่ย:Rfloor=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2.6 (ม. x องศา/ อ.).

เมื่อเสร็จสิ้นฉนวนของพื้นด้วยแผ่นโฟมโพลีสไตรีนหนา 5 ซม. แถบกว้าง 1 เมตร เราได้ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนเฉลี่ย:

Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (ม. x องศา/กว้าง).

โปรดทราบว่าไม่เพียงแต่คำนวณพื้นในลักษณะนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโครงสร้างผนังที่สัมผัสกับพื้นด้วย (ผนังของพื้นปิดภาคเรียน, ชั้นใต้ดินที่อบอุ่น)

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณ sp
การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณ sp

การคำนวณทางความร้อนของประตู

ค่าพื้นฐานของความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของประตูทางเข้าคำนวณต่างกันบ้าง ในการคำนวณคุณต้องคำนวณความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของผนังก่อนตามเกณฑ์ด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยน้ำค้าง): Rst=(ทีวี - Tn) / (DTn x av).

ที่นี่ ДТн - ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวด้านในของผนังกับอุณหภูมิของอากาศในห้อง ถูกกำหนดตามกฎเกณฑ์และสำหรับที่อยู่อาศัยคือ 4.0

av - การถ่ายเทความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์ของพื้นผิวด้านในของผนังตามการร่วมทุนคือ 8, 7.ค่าพื้นฐานของประตูจะเท่ากับ 0, 6xRst.

สำหรับการออกแบบประตูที่เลือก จำเป็นต้องทำการคำนวณทางเทอร์โมเทคนิคสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณประตูทางเข้า:

Rdv=0.6 x (20-(-30))/(4 x 8.7)=0.86 (mx deg/W).

ค่าการออกแบบนี้จะตรงกับประตูที่หุ้มฉนวนด้วยแผ่นขนแร่หนา 5 ซม.

ข้อกำหนดที่ซับซ้อน

คำนวณผนัง พื้นหรือวัสดุปิดผิวเพื่อตรวจสอบข้อกำหนดองค์ประกอบต่อองค์ประกอบในข้อบังคับ ชุดของกฎเกณฑ์ยังกำหนดข้อกำหนดที่สมบูรณ์ซึ่งกำหนดลักษณะคุณภาพของฉนวนของโครงสร้างที่ปิดล้อมทั้งหมดโดยรวม ค่านี้เรียกว่า "คุณสมบัติการป้องกันความร้อนจำเพาะ" ไม่ใช่การคำนวณทางเทอร์โมเทคนิคเดียวของโครงสร้างล้อมรอบที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องตรวจสอบ ตัวอย่างการคำนวณ JV แสดงอยู่ด้านล่าง

ชื่อออกแบบ สี่เหลี่ยม R A/R
กำแพง 83 3, 65 22, 73
ปก 100 5, 41 18, 48
เพดานห้องใต้ดิน 100 4, 79 20, 87
หน้าต่าง 15 0, 62 24, 19
ประตู 2 0, 8 2, 5
จำนวนเงิน 88, 77

กบ \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0.35 ซึ่งน้อยกว่าค่าปกติที่ 0.52 ในกรณีนี้ พื้นที่และปริมาตรจะถูกใช้สำหรับบ้านขนาด 10 x 10 x 2.5 ม. การถ่ายเทความร้อน แนวต้านเท่ากับค่าฐาน

ค่าปกติถูกกำหนดตามการร่วมทุน ขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนของบ้าน

นอกเหนือจากข้อกำหนดที่ซับซ้อน ในการจัดทำหนังสือเดินทางพลังงาน พวกเขายังทำการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อมด้วย ตัวอย่างหนังสือเดินทางมีอยู่ในภาคผนวกของ SP50.13330.2012

การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบของบ้าน
การคำนวณทางความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบของบ้าน

สัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอ

การคำนวณข้างต้นทั้งหมดใช้สำหรับโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งค่อนข้างหายากในทางปฏิบัติ เพื่อคำนึงถึงความไม่เท่าเทียมกันที่ลดความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน จึงมีการแนะนำปัจจัยการแก้ไขสำหรับความสม่ำเสมอของความร้อน r โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานการถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการเปิดหน้าต่างและประตู มุมภายนอก การรวมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (เช่น ทับหลัง คาน สายพานเสริมแรง) สะพานเย็น ฯลฯ

การคำนวณสัมประสิทธิ์นี้ค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นในรูปแบบที่เรียบง่าย คุณสามารถใช้ค่าโดยประมาณจากเอกสารอ้างอิงได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับงานก่ออิฐ - 0.9 แผงสามชั้น - 0.7.

การคำนวณทางความร้อนตัวอย่างการคำนวณเปลือกอาคาร
การคำนวณทางความร้อนตัวอย่างการคำนวณเปลือกอาคาร

ฉนวนกันเสียง

เมื่อเลือกระบบฉนวนสำหรับบ้าน เป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้แน่ใจว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดการป้องกันความร้อนที่ทันสมัยโดยไม่ใช้ฉนวนที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น หากคุณใช้อิฐดินเหนียวแบบดั้งเดิม คุณจะต้องก่ออิฐที่มีความหนาหลายเมตร ซึ่งไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ ในขณะเดียวกัน ค่าการนำความร้อนต่ำของฉนวนสมัยใหม่จากโพลีสไตรีนที่ขยายตัวหรือสโตนวูลช่วยให้คุณจำกัดความหนาไว้ที่ 10-20 ซม.

ตัวอย่างเช่น เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนพื้นฐานที่ 3.65 (mx deg/W) คุณจะต้อง:

  • กำแพงอิฐหนา 3 เมตร
  • วางบล็อคคอนกรีตโฟม 1, 4 เมตร;
  • ฉนวนขนแร่ 0.18 ม.