Қоршау конструкцияларының термотехникалық есептелуі: есептеу және жобалау мысалдары. Қоршау конструкцияларын жылу есептеу техникасын есептеу формуласы

Тұру немесе жұмыс істеу үшін қолайлы жағдайлар жасау - құрылыстың басты міндеті. Біздің еліміздің аумағының едәуір бөлігі суық климаты бар солтүстік ендікке жатады. Сондықтан ғимараттарда қолайлы температураны сақтау әрқашан өзекті болып табылады. Энергияға арналған тарифтердің өсуімен жылу энергиясын тұтынудың төмендеуі алдын-ала келеді.

Климаттық сипаттамалары

Қабырғалар мен төбелердің құрылысын таңдау, ең алдымен құрылыс алаңының климаттық жағдайларына байланысты. Оларды анықтау үшін «Құрылыс климатологиясы» SP131.13330-ға сілтеме жасау керек. Есептеулерде келесі мәндер қолданылады:

• Ең суық бес күндік температураның температурасы Tn-да көрсетілген 0,92;
• Орташа температураны Thoth белгілейді;
• Ұзақтығы ZOT арқылы белгіленеді.

Мурманск мысалында құндылықтар келесідей:

• Тн = -30 градус;
• Бұл = -3,4 градус;
• ZOT = 275 күн.

Бұдан басқа, теледидардың ішіндегі конструкторлық температураны орнату керек, ол ГОСТ 30494-2011 сәйкес анықталады. Тұрғын үй үшін теледидарды = 20 градус қабылдай аласыз.

Қоршау конструкцияларының жылу есептемесін есептеу үшін GSOP (жылу беру кезеңінің дәрежесі) алдын ала есептеледі:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
Біздің мысалда GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Негізгі индикаторлар

Қоршау конструкцияларының материалдарын дұрыс таңдау үшін олардың қандай жылу сипаттамалары болуы керек екенін анықтау қажет. Заттың жылу өткізетін қабілеті оның жылу өткізгіштігімен сипатталады, грек әрпімен (lambda) белгіленеді және W / (mx дәрежесінде) өлшенеді. Құрылғының жылуды сақтап қалу қабілеті жылу беру R кедергісімен сипатталады және қалыңдықтан жылу өткізгіштікке қатынасына тең: R = d / l.

Құрылым бірнеше қабаттан тұратын жағдайда, қарсылық әр қабат үшін есептеліп, содан кейін жинақталады.

Сыртқы дизайнның негізгі көрсеткіші жылу тасымалына төтеп беру. Оның мәні нормативтік мәннен артық болуы керек. Құрылыс конвертінің жылу есептемесін есептеу кезінде қабырғалардың және шатырдың экономикалық негізделген құрамын анықтау керек.

Жылу өткізгіштік мәндері

Жылу оқшаулаудың сапасы негізінен жылу өткізгіштікпен анықталады. Әрбір сертификатталған материал зертханалық сынақтардан өтеді, соның салдарынан бұл мән «А» немесе «В» пайдалану шарттарында анықталады. Біздің еліміз үшін көптеген өңірлер «В» жұмыс жағдайына жауап береді. Үйдің корпустық конструкцияларының жылу есептемесін есептеуін орындау үшін бұл мән пайдаланылуы керек. Жылу өткізгіштік мәндері жапсырмада немесе материалдың паспортында көрсетілген, бірақ олар болмаған жағдайда Практика кодексінен анықтамалық мәндер пайдаланылуы мүмкін. Ең танымал материалдардың құндылықтары төменде берілген:

• Кәдімгі кірпіштен жасалған тас - 0,81 Вт (м × градус).
• Силикат кірпіштен жасалған масса - 0,87 Вт (м х градус).
• Газ және көбік бетоны (тығыздығы 800) - 0,37 Вт (м х градус).
• Іңілген түрлердің ағаштары - 0,18 Вт (мкм).
• Экструдталған полистирол көбік - 0,032 Вт (мх дәрежесі).
• Минералды жүн пластиналары (тығыздығы 180) - 0.048 Вт (мх дәрежесі).

Тепловозға төзімділіктің нормативтік мәні

Тепловизорға төзімділіктің есептік мәні базалық мәннен кем болмауы керек. Негіздемелік мәні SP50.13330.2012 «Ғимараттардың жылу қорғауы» 3 кестесіне сәйкес анықталған. Кесте барлық корпустық конструкциялар мен ғимараттардың жылу беруіне қарсы тұрудың негізгі мәндерін есептеу коэффициенттерін анықтайды. Қоршау конструкцияларының басталуын бастадық теплоходтық есептеулерді жалғастыра отырып, есептеудің мысалы келесідей:

• Rsten = 0.00035x6435 + 1.4 = 3.65 (мкг / гт).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (м х градус / Вт).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (м х градус / Вт).
• Рокка = 0.00005x6435 + 0.3 = 0.62 ( мкг / гт).

«Жылу» схемасын жабатын барлық құрылымдарға - жердегі еденге немесе жер асты қабатын жабуға, сыртқы қабырғаларға (терезелер мен есіктерді қоса), аралас жабынды немесе жылытылмаған шатырдың үстінен жабысуды термотехникалық есептеу жүргізіледі. Сондай-ақ, іргелес бөлмелердегі температура айырмасы 8 градустан асса, ішкі құрылымдар үшін есептеу жүргізілуі тиіс.

Қабырғалардың жылу техникасы

Көптеген қабырғалар мен төбелер көп қабатты және олардың құрылысында гетерогенді. Көп қабатты құрылыстың қоршау құрылымдарын термотехникалық есептеу мынадай:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
Мұнда n - n қабатының параметрлері.

Егер кірпіштен сыланған қабырғаны қарастыратын болсақ, келесі құрылысты аламыз:

• 3 см қалыңдықтағы сыртқы қабат, жылу өткізгіштік 0.93 Вт (мх дәрежесі);
• Қатты кірпіштен жасалған кірпіштен 64 см, жылу өткізгіштігі 0.81 Вт (мх дәрежесі);
• Ішкі қабаттағы сылақтың қалыңдығы 3 см, жылу өткізгіштік 0,93 W (м × градус).

Қоршау конструкцияларын жылу есептеу техникасын есептеу формуласы келесідей:

R = 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 0.85 (м × г / гт).

Алынған баға Мурманск ауданында 3,65 (мкг / литр) тұрғын үй ғимараттарының қабырғаларында жылу берілуіне төзімділікке бұрын анықталған бастапқы мәннен айтарлықтай төмен. Қабырға реттеу талаптарын қанағаттандырмайды және оқшауланған болуы керек. Қабырғаларды жылытатын 150 мм қалыңдыктағы минералды жүнді және жылу өткізгіштігін 0.048 Вт (mx дәреже) қолданамыз.

Жылу оқшаулағыш жүйесін таңдай отырып, корпустың конструкцияларын тексерудің жылу есептеу техникасын есептеу қажет. Есептеу мысалы төменде берілген:

R = 0.15 / 0.048 + 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 3.97 (мкг / гт).

Алынған есептік мән базалық мәннен үлкен - 3.65 (мкг / гт), оқшауланған қабырға нормалардың талаптарына жауап береді.

Қаптамалар мен қабаттасқан жабындарды есептеу ұқсас түрде жүзеге асырылады.

Жермен байланыста едендерді термотехникалық есептеу

Жиі жеке үйлерде немесе қоғамдық ғимараттарда бірінші қабаттардың едендері жер үстінде жасалады. Мұндай қабаттардың жылу тасымалына төзімділігі қалыпқа келтірілмеген, бірақ кем дегенде қабаттардың құрылысы шөгудің төмендеуіне жол бермеуі керек. Жермен байланыстағы конструкцияларды есептеу келесідей түрде жүзеге асырылады: едендер сыртқы шекарасынан бастап ені 2 метрлік жолақтарға (аймақтарға) бөлінген. Мұндай аймақтар үшке бөлінеді, ал қалған аймақ төртінші аймаққа жатады. Егер еден құрылысы тиімді оқшаулауды қамтамасыз етпесе, аймақтардың жылу беруіне төзімділік келесі түрде қабылданады:

• 1 аймақ - 2.1 (м х градус / Вт);
• 2 аймақ - 4,3 (м х градус / Вт);
• 3 аймақ - 8,6 (м х градус / Вт);
• 4 аймақ - 14,3 (м х градус / Вт).

Еденнің сыртқы қабырғасынан одан әрі қарай жылу тасымалына төзімділігі соғұрлым жоғары екенін көруге болады. Сондықтан көбінесе қабаттың периметрін оқшаулаумен шектеледі. Сонымен қатар, оқшауланған құрылымның жылу беруіне кедергі аймақтың жылу берілуіне төзімділікке қосылады.
Еденнің жылу тасымалына төзімділігін есептеу жабық конструкциялардың жалпы жылулық инженерлік есебіне енгізілуі тиіс. Жер үстіндегі едендерді есептеуге мысал төменде қарастырылады. Біз 100 шаршы метрге тең 10 х 10 алаңды алып жатырмыз.

• 1 аймақтың ауданы 64 шаршы метрді құрайды.
• Ауданның аумағы 32 шаршы метрді құрайды.
• 3 аймақ 4 шаршы метрді құрайды.

Еденнің жерге жылынуына төзімділігінің орташа мәні:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (м х градус / Вт).

Еденнің периметрін 5 см қалыңдығы 1 метр ені бар полистирол пластинасымен оқшаулауды аяқтағаннан кейін жылу тасымалына төзімділіктің орташа мәнін аламыз:

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (м х градус / Вт).

Бұл жерде қабаттар ғана емес, жермен (қабырғалардың қабырғалары, жылы жертөле) байланыста болған құрылымдар да есепке алынады.

Есіктерге жылу техникасы

Кіретін есіктердің жылу беруіне негіздік қарсылық бірнеше дәрежеде есептеледі. Есептеу үшін, алдымен санитарлық-гигиеналық критерийге (қабырғалы емес шу) сай қабырғаның жылу тасымалына төзімділігін есептеуге болады:
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Мұнда DTN - қабырғаның ішкі беті мен бөлмедегі ауаның температурасы арасындағы айырмашылық Стандарттар кодексінде, ал тұрғын үйде - 4,0.
Av - біріккен кәсіпорынға сәйкес, қабырғаның ішкі бетінің жылу коэффициенті 8.7.
Есіктің негізгі мәні 0,6 х Pst тең қабылданады.

Есіктің таңдалған дизайны үшін корпустың конструкцияларын тексерудің жылу есептегішін есептеу қажет. Кіру есіктерін есептеу мысалы:

Рдв = 0,6 х (20 - (-30)) / (4 х 8,7) = 0,86 (м х град / Вт).

Бұл 5 см қалыңдығы минералды мақта тақтамен оқшауланған есікке сәйкес келетін есептелетін мән, жылу тасымалына төзімділігі R = 0.05 / 0.048 = 1.04 (м × deg / W), бұл есептелетін мәннен үлкен.

Кешенді талаптар

Қабырғаларды, төбелерді немесе қаптамаларды есепке алу стандарттарға қойылатын негізгі талаптарды тексеру үшін жүргізіледі. Ереже жиынтығы тұтастай қоршау құрылымдарының оқшаулау сапасын сипаттайтын толық талапты белгілейді. Бұл мән «жылуды қорғайтын арнайы сипаттамалар» деп аталады. Тексерместен, корпустың конструкцияларын жылу есептемегенде аяқталды. СП бойынша есептеудің мысалы төменде келтірілген.

Белгілеу	Аудан	R.	A / R
Қабырғалары	83	3.65	22.73
Қаптау	100	5.41	18.48
Жертөлені төңкеру	100	4.79	20.87
Windows	15-ші	0.62	24.19
Есіктер	2	0.8	2.5
Сома			88.77

Kob = 88.77 / 250 = 0.35, бұл қалыпты мәні 0,52-ден аз. Бұл жағдайда ауданы мен көлемі 10 х 10 х 2,5 м өлшемді үймен қамтамасыз етіледі, жылу берудің төзімділігі базалық мәндерге тең.

Стандартталған құн үйдің жылытылған көлеміне байланысты БК-ға сәйкес анықталады.

Кешенді талаптан басқа, энергетикалық паспортты құрастыру үшін жабық конструкциялардың жылу есептегішін есептеу де пайдаланылады, паспортты беру үлгісі SP50.13330.2012 қосымшада келтірілген.

Біртектілік коэффициенті

Жоғарыда көрсетілген барлық есептер біртекті құрылымдарға қолданылады. Іс жүзінде бұл өте сирек. Тепловизорға төзімділікті азайтатын біртектіліктерді ескеру үшін термотехникалық біркелкіліктің түзету коэффициенті енгізілді. Терезе мен есіктің тесіктері, сыртқы бұрыштары, біркелкі емес қосындылар (мысалы, қытырлылар, сәулелер, күшейтетін белбеу), суық көпірлер,

Бұл коэффициентті есептеу өте күрделірек, сондықтан оңайлатылған нысанда анықтамалық әдебиеттерден жуық мәндерді қолдануға болады. Мысалы, кірпішке - 0,9, үш қабатты панельдер - 0,7.

Тиімді оқшаулау

Үйде жылыну жүйесін таңдап, тиімді оқшаулауды пайдаланбай жылу қорғауға арналған қазіргі заманғы талаптарды қанағаттандыру мүмкін емес екеніне көз жеткізу оңай. Мәселен, дәстүрлі балшықтан жасалған кірпішті қолдансаңыз, қалыңдығы бірнеше метр қашықтыққа қажет, бұл экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Сонымен қатар, кеңейтілген полистирол немесе тас жынысы негізінде қазіргі заманғы жылытқыштардың төмен жылу өткізгіштік қабілеті 10-20 см қалыңдықтармен шектелуге мүмкіндік береді.

Мысалы, негізгі кедергісі 3,65 (м × градус / Вт) жету үшін сізге қажет:

• 3 м қалыңдығы кірпіш қабырға;
• 1.4 м қышқылдық бетонды блоктардың таспасы;
• Минералды жүнді оқшаулау 0,18 м.