Privataus namo šilumos nuostolių apskaičiavimas su pavyzdžiais

Kad jūsų namas nepasirodytų kaip bedugnė duobė šildymo išlaidoms, siūlome išstudijuoti pagrindines šilumos inžinerijos tyrimų kryptis ir skaičiavimo metodiką. Neiš anksto apskaičiavus šilumos pralaidumą ir drėgmės kaupimąsi, prarandama visa būsto statybos esmė.

Šilumos inžinerijos procesų fizika

Apibūdinant tiriamus reiškinius, skirtingos fizikos sritys turi daug bendro. Taip yra šilumos inžinerijoje: termodinamines sistemas apibūdinantys principai aiškiai atspindi elektromagnetizmo, hidrodinamikos ir klasikinės mechanikos pagrindus. Galų gale mes kalbame apie to paties pasaulio apibūdinimą, todėl nenuostabu, kad fizikinių procesų modeliai pasižymi tam tikrais bendrais bruožais daugelyje tyrimų sričių..

Šiluminių reiškinių esmę lengva suprasti. Kūno temperatūra ar jo kaitinimo laipsnis yra ne kas kita, kaip elementariųjų dalelių, kurios sudaro šį kūną, virpesių intensyvumo matas. Akivaizdu, kad susidūrus dviem dalelėms, toji, kurios energijos lygis aukštesnis, perduos energiją dalelėms, kurių energija mažesnė, bet niekada atvirkščiai. Tačiau tai nėra vienintelis energijos mainų būdas, o perduoti galima ir šiluminės spinduliuotės kvantais. Šiuo atveju būtinai išsaugomas pagrindinis principas: mažiau įkaitinto atomo skleidžiamas kvantas nesugeba pernešti energijos į karštesnę elementariąją dalelę. Jis tiesiog atspindi jį ir arba dingsta be pėdsakų, arba perduoda savo energiją į kitą atomą, turėdamas mažiau energijos.

Termodinamika yra gera, nes joje vykstantys procesai yra absoliučiai vizualūs ir gali būti interpretuojami stebint įvairius modelius. Svarbiausia yra laikytis pagrindinių postulatų, tokių kaip energijos perdavimo dėsnis ir termodinaminė pusiausvyra. Taigi, jei jūsų idėja atitiks šias taisykles, jūs lengvai suprasite šilumos inžinerijos skaičiavimo metodiką iš ir į.

Atsparumo šilumos perdavimui samprata

Medžiagos gebėjimas perduoti šilumą vadinamas šilumos laidumu. Įprastu atveju ji visada yra didesnė, kuo didesnis medžiagos tankis ir tuo geriau jos struktūra pritaikyta perduoti kinetinius virpesius.

Įvairių statybinių medžiagų energijos vartojimo efektyvumo palyginimas

Šilumos varža yra atvirkščiai proporcinga šilumos laidumui. Kiekvienai medžiagai ši savybė įgyja unikalių verčių, atsižvelgiant į struktūrą, formą ir daugybę kitų veiksnių. Pvz., Šilumos perdavimo efektyvumas medžiagų storio ir jų sąlyčio su kitomis terpėmis zonoje gali skirtis, ypač jei tarp medžiagų yra bent minimalus tarpsluoksnis, esantis skirtingoje agregatinėje būsenoje. Šiluminė varža kiekybiškai išreiškiama kaip temperatūros skirtumas, padalytas iš šilumos srauto greičio:

R_t = (T₂ – T₁) / P

Kur:

• R_t – aikštelės šiluminė varža, K / W;
• T₂ – atkarpos pradžios temperatūra, K;
• T₁ – sekcijos pabaigos temperatūra, K;
• P – šilumos srautas, W.

Apskaičiuojant šilumos nuostolius, lemiamą vaidmenį vaidina šiluminė varža. Bet kurią uždarą konstrukciją galima pavaizduoti kaip plokštumą lygiagrečią šilumos srauto kelio kliūtį. Jo bendra šiluminė varža yra kiekvieno sluoksnio varžų suma, o visos pertvaros pridedamos prie erdvinės struktūros, kuri iš tikrųjų yra pastatas.

R_t = l / (? s)

Kur:

• R_t – šiluminė grandinės sekcijos varža, K / W;
• l yra šilumos kontūro sekcijos ilgis, m;
• ? – medžiagos šilumos laidumo koeficientas, W / (m · K);
• S – aikštelės skerspjūvio plotas, m².

Šilumos nuostolius veikiantys veiksniai

Šiluminiai procesai gerai koreliuoja su elektriniais: temperatūros skirtumas veikia įtampą, šilumos srautas gali būti laikomas srovės stiprumu, tačiau norint pasipriešinti, net nereikia sugalvoti savo termino. Taip pat visiškai galioja mažiausio pasipriešinimo sąvoka, kuri šilumos inžinerijoje pasireiškia kaip šalčio tiltai..

Jei mes pažiūrėtume į pasirinktą medžiagą skyriuje, tai gana lengva nustatyti šilumos srauto kelią tiek mikro, tiek makro lygiu. Kaip pirmąjį modelį paimsime betoninę sieną, kurioje, atsižvelgiant į technologinę būtinybę, per tvirtinimus gaminami savavališkos sekcijos plieniniai strypai. Plienas šilumą praleidžia šiek tiek geriau nei betonas, todėl galime išskirti tris pagrindinius šilumos srautus:

• per betono storį
• per plieninius strypus
• nuo plieninių strypų iki betono

Šilumos nuostoliai dėl šaltų tiltų betone

Paskutinis šilumos srauto modelis yra pats įdomiausias. Kadangi plieninis strypas įkaista greičiau, bus skirtumas tarp dviejų medžiagų, esančių arčiau sienos. Taigi plienas ne tik „siurbia“ šilumą pats, bet ir padidina gretimų betono masių šilumos laidumą.

Poringose ​​terpėse terminiai procesai vyksta panašiai. Beveik visas statybines medžiagas sudaro šakotas kietų medžiagų tinklas, kurio tarpas yra užpildytas oru. Taigi pagrindinis šilumos laidininkas yra kieta, tanki medžiaga, tačiau dėl sudėtingos struktūros kelias, kuriuo eina šiluma, sklinda didesniu nei skerspjūvis. Taigi antrasis veiksnys, lemiantis šiluminę varžą, yra kiekvieno sluoksnio ir visos juosiančios struktūros nevienalytiškumas..

Šilumos nuostolių sumažinimas ir rasos taško perkėlimas į izoliaciją su išorinių sienų izoliacija

Trečias veiksnys, turintis įtakos šilumos laidumui, yra drėgmės kaupimasis porose. Vandens šiluminė varža yra 20–25 kartus mažesnė nei oro, todėl, jei jis užpildo poras, bendras medžiagos šilumos laidumas tampa dar didesnis nei tuo atveju, jei porų iš viso nebūtų. Kai vanduo užšąla, padėtis tampa dar blogesnė: šilumos laidumas gali padidėti iki 80 kartų. Drėgmės šaltinis paprastai yra kambario oras ir atmosferos krituliai. Atitinkamai, trys pagrindiniai šio reiškinio sprendimo būdai yra išorinė sienų hidroizoliacija, apsaugos nuo garų naudojimas ir drėgmės kaupimosi apskaičiavimas, kuris būtinai atliekamas kartu su šilumos nuostolių numatymu..

Diferencijuotos skaičiavimo schemos

Paprasčiausias būdas nustatyti šilumos nuostolius pastate yra sumuoti šilumos srautą per konstrukcijas, kurios sudaro pastatą. Ši technika visiškai atsižvelgia į įvairių medžiagų struktūros skirtumus, taip pat į šilumos srauto specifiškumą per jas ir mazguose, kurie remiasi į vieną plokštumą į kitą. Šis dichotominis požiūris labai supaprastina užduotį, nes skirtingos uždaros konstrukcijos gali labai skirtis projektuojant šiluminės apsaugos sistemas. Atliekant atskirą tyrimą, lengviau nustatyti šilumos nuostolių dydį, nes tam yra įvairių skaičiavimo metodų:

• Sienoms šilumos nutekėjimai kiekybiškai yra lygūs bendram plotui, padaugintam iš temperatūros skirtumo ir šiluminės varžos santykio. Tokiu atveju reikia atsižvelgti į sienų orientaciją į kardinalius taškus, kad būtų galima atsižvelgti į jų šildymą dienos metu, taip pat į statybinių konstrukcijų pūtimo galią.
• Grindims technika yra ta pati, tačiau atsižvelgiama į palėpės erdvės buvimą ir jos veikimo režimą. Taip pat kambario temperatūra laikoma aukštesne kaip 3–5 ° C, apskaičiuota drėgmė taip pat padidėja 5–10%.
• Šilumos nuostoliai per grindis apskaičiuojami zoniškai, apibūdinant diržus išilgai pastato perimetro. Taip yra dėl to, kad grunto temperatūra po grindimis yra aukštesnė pastato centre, palyginti su pamatu..
• Šilumos srautas per įstiklinimą nustatomas pagal langų paso duomenis, taip pat reikia atsižvelgti į langų prisitvirtinimo prie sienų tipą ir šlaitų gylį..

Q = S (?T / R_t)

Kur:

• Q – šilumos nuostoliai, W;
• S – sienos plotas, m²;
• ?T – temperatūros skirtumas kambaryje ir lauke, ° С;
• R_t – atsparumas šilumos perdavimui, m²° С / W.

Skaičiavimo pavyzdys

Prieš pereidami prie demonstracinio pavyzdžio, atsakykime į paskutinį klausimą: kaip teisingai apskaičiuoti sudėtingų daugiasluoksnių konstrukcijų vientisą šiluminę varžą? Tai, be abejo, gali būti padaryta rankiniu būdu, nes šiuolaikinėje statyboje nėra daug rūšių laikančiųjų pagrindų ir izoliacijos sistemų. Tačiau gana sunku atsižvelgti į dekoratyvinės apdailos, interjero ir fasado tinko buvimą, taip pat į visų pereinamųjų ir kitų veiksnių įtaką, geriau naudoti automatizuotus skaičiavimus. Vienas iš geriausių tokių išteklių tinklo išteklių yra „smartcalc.ru“, kuris papildomai nubraižo rasos taško poslinkio diagramą, priklausomai nuo klimato sąlygų..

Pvz., Paimkime savavališką pastatą, išnagrinėjęs aprašą, kurio skaitytojas galės įvertinti pradinių duomenų, reikalingų skaičiavimui, rinkinį. Leningrado srityje yra taisyklingo stačiakampio formos vieno aukšto namas, kurio matmenys 8,5×10 m, o lubų aukštis – 3,1 m. Namas turi neizoliuotas grindis ant žemės su lentomis ant rąstų su oro tarpu, grindų aukštis yra 0,15 m didesnis nei žemės sklypo planavimo žymė svetainėje. Sienų medžiaga – 42 cm storio šlako monolitas su vidiniu iki 30 mm storio cemento-kalkiniu tinku ir iki 50 mm storio „kailio“ tipo išoriniu šlako-cemento tinku. Bendras įstiklinimo plotas – 9,5 m², kaip langai buvo naudojamas šilumą taupantis profilio stiklo paketas, kurio vidutinė šiluminė varža 0,32 m²° С / W. Persidengimas daromas ant medinių sijų: dugnas tinkuojamas ant drožlių, užpildomas aukštakrosnių šlaku ir viršuje uždengiamas moliniu lygintuvu, virš lubų yra šalto tipo palėpė. Šilumos nuostolių apskaičiavimo užduotis yra sienos šiluminės apsaugos sistemos formavimas.

Aukštas

Pirmasis žingsnis yra nustatyti šilumos nuostolius per grindis. Kadangi jų dalis bendrame šilumos nutekėjime yra mažiausia, taip pat dėl ​​daugybės kintamųjų (dirvožemio tankis ir tipas, užšalimo gylis, pamato masyvumas ir kt.), Šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal supaprastintą metodą, naudojant sumažintą šilumos perdavimo varžą. Išilgai pastato perimetro, pradedant nuo sąlyčio su žemės paviršiumi linijos, aprašomos keturios zonos – apjuosiančios 2 metrų pločio juostas. Kiekvienai zonai taikoma sumažintos varžos šilumos perdavimo savybė. Mūsų atveju yra trys zonos, kurių plotas yra 74, 26 ir 1 m². Nepainiokite bendros zonų plotų sumos, kuri yra didesnė už pastato plotą 16 m², to priežastis yra dvigubas pirmosios zonos susikertančių juostų perskaičiavimas kampuose, kur šilumos nuostoliai yra daug didesni, palyginti su sekcijomis išilgai sienų. Taikant 2,1, 4,3 ir 8,6 m šilumos perdavimo savybes²° С / W zonose nuo 1 iki 3, mes nustatome šilumos srautą per kiekvieną zoną: atitinkamai 1,23, 0,21 ir 0,05 kW..

Sienos

Naudodamiesi reljefo duomenimis, taip pat sienas formuojančių sluoksnių medžiagomis ir storiu, turite užpildyti atitinkamus laukus aukščiau minėtoje „smartcalc.ru“ tarnyboje. Remiantis skaičiavimo rezultatais, šilumos perdavimo varža tampa lygi 1,13 m²° С / W, o šilumos srautas per sieną yra 18,48 W kvadratiniam metrui. Kurių bendras sienos plotas (išskyrus įstiklinimus) yra 105,2 m² bendras šilumos nuostolis per sienas yra 1,95 kWh. Tokiu atveju šilumos nuostoliai pro langus bus 1,05 kW.

Persidengimas ir stogas

Šilumos nuostolius per palėpės grindis taip pat galima apskaičiuoti internetinėje skaičiuoklėje, pasirinkus norimą uždarų konstrukcijų tipą. Dėl to grindų atsparumas šilumos perdavimui yra 0,66 m²° C / W, o šilumos nuostoliai yra 31,6 W kvadratiniam metrui, tai yra 2,7 kW nuo viso aptvertos konstrukcijos ploto.

Remiantis skaičiavimais, bendras šilumos nuostolis yra 7,2 kWh. Esant pakankamai žemai statybinių konstrukcijų kokybei, šis skaičius akivaizdžiai yra daug mažesnis nei tikrasis. Tiesą sakant, toks skaičiavimas yra idealizuotas, neatsižvelgiama į specialius koeficientus, oro srautą, šilumos perdavimo konvekcinį komponentą, nuostolius per ventiliaciją ir įėjimo duris. Tiesą sakant, dėl nekokybiškų langų montavimo, stogo apsaugos prie Mauerlat stokos apsaugos ir prastos sienų hidroizoliacijos nuo pamato, realūs šilumos nuostoliai gali būti 2 ar net 3 kartus didesni nei apskaičiuotieji. Nepaisant to, net pagrindiniai šilumos inžinerijos tyrimai padeda nustatyti, ar statomo namo konstrukcijos atitiks sanitarinius standartus bent jau pirmojo suderinimo metu..

Šilumos nuostoliai namuose

Galiausiai pateiksime vieną svarbią rekomendaciją: jei jūs tikrai norite gauti išsamų supratimą apie konkretaus pastato šiluminę fiziką, turite naudoti supratimą apie šioje apžvalgoje aprašytus principus ir specializuotą literatūrą. Pavyzdžiui, labai gera pagalba šiuo klausimu gali būti Elenos Malyavinos žinynas „Pastato šilumos nuostoliai“, kuriame labai išsamiai paaiškinamas šilumos inžinerijos procesų specifiškumas, pateikiamos nuorodos į reikiamus norminius dokumentus, taip pat skaičiavimų pavyzdžiai ir visa reikalinga informacinė informacija..

Panašūs įrašai:

1. Šešios šilumos nuostolių privačiame name priežastys Šiltas namas yra pagrindinė kiekvieno savininko užduotis. Tai nėra tik pinigų taupymas šildymui, tai sukuria jaukią, jaukią namo atmosferą. Kartu su svetaine Mūsų svetainė išsiaiškinkime, dėl kokių priežasčių namas gali prarasti...
2. Privataus namo rūsys: apdailos variantai su nuotraukų pavyzdžiais Apskritai, fasado negalima visiškai atskirti, naudojant vieną medžiagą, pavyzdžiui, plastikinę dailylentę, kuri yra populiari šiandien, arba apdailos plytą. Jei rūsys yra žemas, neišsikišęs, jam nereikia papildomos apsaugos nuo drėgmės, šis bendro...
3. Namų apžiūra naudojant šilumos atvaizdą: šilumos nuotėkio radimas Nustatant šilumos nuostolius namuose ir ieškant neefektyvios šilumos izoliacijos sričių, galite naudoti šilumos atvaizdą. Ne paslaptis, kad namo patalpų šildymo efektyvumas mažėja, o jo kaina žymiai padidėja, jei pastate prarandami šilumos...
4. Asmeninės savybės aprašyme su pavyzdžiais Puikiai parašytas gyvenimo aprašymas yra sėkmingo darbo paieškos rezultatas. Daugelis nežino, ką rašyti apie asmenines savybes, kaip išsiskirti iš pretendentų su tuo ir pasirodyti potencialiems darbdaviams iš geriausios pusės. Gyvenimo aprašyme...

Skaityti daugiau  Kaip tinkamai pjaustyti medieną