การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ: ตัวอย่างการคำนวณและการออกแบบ สูตรการคำนวณความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ

สร้างสภาพความเป็นอยู่ที่สะดวกสบายหรืองานเป็นสิ่งสำคัญยิ่งของการก่อสร้าง ส่วนสำคัญของดินแดนของประเทศของเราอยู่ในละติจูดภาคเหนือที่มีอากาศหนาวเย็น ดังนั้นการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมในอาคารอยู่เสมอ ด้วยการเพิ่มขึ้นของอัตราค่าไฟฟ้าพลังงานการลดการใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อนมาถึงก่อน

ลักษณะภูมิอากาศ

ทางเลือกของการก่อสร้างผนังและหลังคาขึ้นอยู่ก่อนเฉพาะจากสภาพภูมิอากาศของพื้นที่ก่อสร้าง สำหรับคำจำกัดความของข้อบังคับเหล่านี้จำเป็นต้องอ้างอิงถึง SP131.13330.2012 "Climate climate" ค่าต่อไปนี้ใช้ในการคำนวณ:

• อุณหภูมิของช่วงที่หนาวที่สุดในห้าวันคือ 0.92 แสดงด้วย Tn;
• อุณหภูมิเฉลี่ยแสดงโดย Thoth;
• ระยะเวลาแสดงโดย ZOT

ตัวอย่างเช่นสำหรับ Murmansk ค่ามีความหมายดังนี้:

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

นอกจากนี้จำเป็นต้องตั้งค่าอุณหภูมิการออกแบบภายในห้องทีวีจะถูกกำหนดตาม GOST 30494-2011 สำหรับที่อยู่อาศัยคุณสามารถใช้ TV = 20 องศา

เพื่อคำนวณค่าความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อม GSOP (องศาวันของระยะเวลาให้ความร้อน) คำนวณล่วงหน้า:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT
ในตัวอย่างของเรา GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญ

สำหรับทางเลือกที่เหมาะสมในการปกป้องวัสดุโครงสร้างจำเป็นต้องตรวจสอบสิ่งที่ลักษณะการระบายความร้อนที่พวกเขาจะต้องมี ความสามารถของสารที่จะนำความร้อนที่โดดเด่นด้วยการนำความร้อนของมันแสดงโดยลิตรอักษรกรีก (แลมบ์ดา) และมีหน่วยวัดเป็น W / (m x °.) ความสามารถของโครงสร้างเพื่อเก็บความร้อนที่โดดเด่นด้วยความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนและ R คืออัตราส่วนของความหนาของการนำความร้อนที่ R = d / ลิตร

ในกรณีที่โครงสร้างประกอบด้วยหลายชั้นความต้านทานคำนวณสำหรับแต่ละชั้นแล้วรวม

ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนเป็นหลักตัวบ่งชี้โครงสร้างภายนอก ค่าของมันควรเกินค่ากฎเกณฑ์ การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของซองอาคารจะต้องพิจารณาองค์ประกอบทางเศรษฐกิจที่เหมาะสมของผนังและหลังคา

ค่าการนำความร้อน

คุณภาพของฉนวนกันความร้อนจะถูกกำหนดในครั้งแรกเปลี่ยนค่าการนำความร้อน วัสดุที่ผ่านการรับรองแต่ละชิ้นผ่านการทดสอบทางห้องปฏิบัติการซึ่งเป็นผลมาจากค่านี้จะถูกกำหนดสำหรับสภาพการใช้งาน "A" หรือ "B" สำหรับประเทศของเราส่วนใหญ่ของภูมิภาคสอดคล้องกับเงื่อนไขการดำเนินงานของ "B" การคำนวณค่าความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบของบ้านควรใช้ค่านี้ ค่าการนำความร้อนจะแสดงอยู่บนฉลากหรือในหนังสือเดินทางวัสดุ แต่ถ้าไม่สามารถใช้งานได้สามารถใช้ค่าอ้างอิงจาก Code of Practice ได้ ค่านิยมสำหรับวัสดุยอดนิยมจะได้รับดังนี้:

• ก่ออิฐมวลเบา - 0.81 W (m х deg.)
• อิฐมอญทำจากซิลิกาอิฐ - 0,87 W (m х deg.)
• คอนกรีตแก๊สและโฟม (ความหนาแน่น 800) - 0.37 W (mx degree)
• ไม้ของต้นสนเป็น 0.18 W (mx องศา)
• โพลีสไตรีนโฟมอัด - 0.032 W (mx degree)
• แผ่นขนสัตว์แร่ (ความหนาแน่น 180) - 0.048 W (mx degree)

ค่าเชิงบรรทัดฐานของความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน

ค่าที่คำนวณได้ของความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนไม่ได้ต้องน้อยกว่าค่าพื้นฐาน ค่าฐานคำนวณตามตารางที่ 3 SP50.13330.2012 "การป้องกันความร้อนของอาคาร" ตารางกำหนดค่าสัมประสิทธิ์สำหรับการคำนวณค่าพื้นฐานของความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบและชนิดของอาคาร การคำนวณต่อเนื่องของการออกแบบที่ล้อมรอบต่อไปตัวอย่างของการคำนวณสามารถนำเสนอได้ดังนี้:

• Rsten = 0.00035x6435 + 1.4 = 3.65 (mx deg / W).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m хองศา / W)
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m хองศา / W)
• Rocka = 0.00005x6435 + 0.3 = 0.62 (mx deg / W)

การคำนวณทางอุณหภาพของการล้อมรอบภายนอกการก่อสร้างจะดำเนินการสำหรับโครงสร้างทั้งหมดที่ปิดวงจร "อุ่น" - พื้นบนพื้นหรือพื้นของใต้ดินผนังภายนอก (รวมถึงหน้าต่างและประตู), การรวมกันครอบคลุมหรือซ้อนทับกันของห้องใต้หลังคาที่ไม่ได้ระบายความร้อน นอกจากนี้การคำนวณควรจะดำเนินการสำหรับโครงสร้างภายในถ้าความแตกต่างของอุณหภูมิในห้องที่อยู่ติดกันมากกว่า 8 องศา

วิศวกรรมความร้อนของผนัง

ผนังและเพดานส่วนใหญ่เป็นแบบหลายชั้นและไม่เหมือนกันในการก่อสร้าง การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ของโครงสร้างที่ล้อมรอบของโครงสร้างแบบหลายชั้นมีดังนี้
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
โดยที่ n เป็นพารามิเตอร์ของชั้น n-th

ถ้าเราพิจารณากำแพงอิฐฉาบที่เราได้รับการก่อสร้างต่อไปนี้:

• ชั้นนอกของฉาบปูน 3 ซม. หนาการนำความร้อน 0.93 W (mx องศา);
• อิฐที่ทำจากอิฐดินเหนียว 64 ซม. ค่าการนำความร้อน 0.81 W (mx degree);
• ชั้นด้านในของความหนาปูนปลาสเตอร์ 3 ซม. ค่าการนำความร้อน 0.93 W (m × deg.)

สูตรสำหรับการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบจะเป็นดังนี้:

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

ค่าที่ได้จะเล็กกว่ามากกำหนดก่อนค่าพื้นฐานของความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนในผนังของอาคารที่อยู่อาศัยใน Murmansk 3.65 (mx deg / W) ผนังไม่เป็นไปตามข้อกำหนดและต้องมีฉนวน เราใช้แผ่นใยแร่ที่มีความหนา 150 มิลลิเมตรและการนำความร้อน 0.048 W (mx degree) เพื่อให้ความอบอุ่นกับผนัง

เมื่อเลือกระบบฉนวนกันความร้อนแล้วจำเป็นต้องทำการคำนวณค่าความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณมีดังนี้

R = 0.15 / 0.048 + 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 3.97 (mx deg / W)

ค่าที่คำนวณได้มากกว่าค่าฐาน - 3.65 (mx deg / W) ผนังฉนวนมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดของบรรทัดฐาน

การคำนวณการซ้อนทับกันและการเคลือบทับซ้อนกันจะดำเนินการในรูปแบบเดียวกัน

การคำนวณความร้อนของพื้นผิวที่สัมผัสกับพื้นดิน

บ่อยครั้งในบ้านส่วนตัวหรืออาคารสาธารณะพื้นของชั้นแรกจะทำบนพื้นดิน ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของชั้นดังกล่าวไม่ได้มาตรฐาน แต่อย่างน้อยการก่อสร้างของพื้นไม่ควรปล่อยให้การล่มสลายของน้ำค้าง การคำนวณโครงสร้างที่สัมผัสกับพื้นดินจะดำเนินการดังนี้พื้นแบ่งออกเป็นแถบ (โซน) กว้าง 2 เมตรเริ่มจากขอบด้านนอก โซนดังกล่าวจะจัดสรรได้ถึงสามส่วนที่เหลืออยู่ในเขตที่สี่ ถ้าการก่อสร้างพื้นไม่ได้มีฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของโซนจะถูกนำมาใช้ดังนี้

• 1 โซน - 2.1 (m хองศา / W);
• 2 โซน - 4,3 (m хองศา / W);
• 3 โซน - 8.6 (m хองศา / W);
• 4 โซน - 14.3 (m хองศา / W)

มันเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่ายิ่งพื้นที่ชั้นตั้งอยู่จากผนังด้านนอกทำให้ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น ดังนั้นมักจะ จำกัด เฉพาะฉนวนกันความร้อนของปริมณฑลของพื้น ในกรณีนี้ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างฉนวนจะเพิ่มความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโซน
การคำนวณความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของพื้นจำเป็นต้องรวมถึงการคำนวณความร้อนโดยทั่วไปของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างของการคำนวณพื้นบนพื้นดินจะได้รับการพิจารณาด้านล่าง เราใช้พื้นที่ 10 x 10 เท่ากับ 100 ตารางเมตร

• พื้นที่ 1 โซนจะมีขนาด 64 ตารางเมตร
• พื้นที่ 2 โซนมีพื้นที่ 32 ตารางเมตร
• พื้นที่ 3 โซนจะเป็นพื้นที่ 4 ตารางเมตร

ค่าเฉลี่ยของความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของพื้นบนพื้น:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m хองศา / W)

หลังจากเสร็จสิ้นฉนวนกันความร้อนของปริมณฑลของพื้นด้วยแผ่นโฟมที่มีความหนา 5 ซม. และแถบกว้าง 1 เมตรเราได้ค่าเฉลี่ยความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน:

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m хองศา / W)

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าด้วยวิธีนี้ไม่เพียง แต่ชั้นจะถูกคำนวณ แต่ยังโครงสร้างของผนังในการติดต่อกับพื้นดิน (ผนังของชั้นใต้ดิน, ห้องใต้ดิน)

วิศวกรรมความร้อนของประตู

มีการคำนวณค่าฐานที่ต่างกันเล็กน้อยความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของประตูทางเข้า เมื่อต้องการคำนวณก่อนอื่นคุณจะต้องคำนวณความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนของผนังตามเกณฑ์สุขาภิบาลและสุขอนามัย (น้ำค้างที่ไม่ตก):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТнхав)

ที่นี่ DTN - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิระหว่างผนังด้านในของผนังและอุณหภูมิของอากาศในห้องจะถูกกำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติและสำหรับที่อยู่อาศัยคือ 4.0
av คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของผิวด้านในของผนังตามข้อตกลงร่วมกันคือ 8.7
ค่าฐานของประตูจะเท่ากับ 0.6 x Pst

สำหรับการออกแบบที่เลือกของประตูจะต้องทำการคำนวณการคำนวณความร้อนของโครงสร้างที่ล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณประตูทางเข้า:

Рдв = 0,6 х (20 - (30)) / (4 х 8,7) = 0,86 (m х grad / W)

นี่คือค่าที่คำนวณได้ซึ่งตรงกับประตูที่หุ้มด้วยแผ่นอลูมิเนียมหนา 5 ซม. ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนคือ R = 0.05 / 0.048 = 1.04 (m × deg / W) ซึ่งมากกว่าค่าที่คำนวณได้

ความต้องการที่ครอบคลุม

คำนวณผนังเพดานหรือเคลือบผิวเพื่อตรวจสอบความต้องการธาตุตามมาตรฐาน ชุดของกฎยังกำหนดความต้องการสมบูรณ์ characterising คุณภาพของฉนวนกันความร้อนของโครงสร้างล้อมรอบทั้งหมดในทั่วไป ค่านี้เรียกว่า "คุณลักษณะพิเศษในการป้องกันความร้อน" ไม่มีการคำนวณความร้อนของโครงสร้างการล้อมรอบ ตัวอย่างการคำนวณสำหรับ SP มีดังต่อไปนี้

Kob = 88.77 / 250 = 0.35 ซึ่งน้อยกว่าค่าปกติ 0.52 ในกรณีนี้จะใช้พื้นที่และปริมาตรสำหรับบ้านที่มีขนาด 10 x 10 x 2.5 เมตรความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนจะเท่ากับค่าพื้นฐาน

ค่ามาตรฐานจะขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนของบ้าน

นอกจากความต้องการที่ซับซ้อนแล้วการคำนวณโครงสร้างทางความร้อนยังใช้ในการรวบรวมหนังสือเดินทางพลังงานตัวอย่างการออกหนังสือเดินทางจะระบุไว้ในเอกสารแนบไปยัง SP50.13330.2012

สัมประสิทธิ์ความเป็นเนื้อเดียวกัน

การคำนวณทั้งหมดข้างต้นใช้ได้กับโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกัน ว่าในทางปฏิบัติหาได้ยากมาก เพื่อที่จะคำนึงถึงความไม่เท่าเทียมกันที่ลดความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนได้มีการนำค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขค่าความสม่ำเสมอทางด้านวิศวกรรมความร้อน r มาใช้ โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนที่นำมาใช้โดยการเปิดหน้าต่างและประตูมุมภายนอกการรวมกันที่ไม่สม่ำเสมอ (เช่นครอสบีเอสคานลำเลียงเสริมสายพาน)

การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์นี้ค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นในรูปแบบง่ายคุณสามารถใช้ค่าโดยประมาณจากเอกสารอ้างอิง ตัวอย่างเช่นสำหรับงานก่ออิฐ - 0,9, แผงสามชั้น - 0,7

ฉนวนที่มีประสิทธิภาพ

การเลือกระบบฉนวนกันความร้อนที่บ้านเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็น,ว่าเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติเพื่อตอบสนองความต้องการที่ทันสมัยสำหรับการป้องกันความร้อนโดยไม่ต้องใช้ฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นถ้าคุณใช้อิฐดินเหนียวแบบดั้งเดิมคุณจะต้องใช้อิฐที่หนาไม่กี่เมตรซึ่งไม่สามารถทำกำไรได้ ในเวลาเดียวกันการนำความร้อนต่ำของเครื่องทำความร้อนที่ทันสมัยขึ้นอยู่กับโพลีสไตรีนที่ขยายตัวหรือขนสัตว์หินทำให้เราสามารถ จำกัด ตัวเองให้มีความหนา 10-20 ซม.

ตัวอย่างเช่นเพื่อให้ได้ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนที่ระดับพื้นฐานที่ 3.65 (m × deg / W) คุณจะต้อง:

• ผนังอิฐหนา 3 ม.
• ก่ออิฐบล็อกคอนกรีตโฟม 1.4 เมตร
• ฉนวนกันความร้อนขนสัตว์แร่ 0,18 เมตร