建築物的熱力計算：帶有示例和公式的分步指南

內容

在線熱工計算（計算器概覽）
5.1 執行熱計算的一般順序
影響總氮的因素
氣隙的影響
用於執行計算的參數
熱負荷概念
典型的牆壁設計
酒吧
膨脹粘土塊
氣塊
確定牆體保溫層的厚度
房屋通風造成的損失
計算所需的規範文件：
計算的初始數據：
根據房間容積計算熱功率
熱負荷的類型
季節性負荷
永久熱
乾熱
潛熱
室溫標準
計算建築物的規範化和特定隔熱特性

在線熱工計算（計算器概覽）

熱工計算可以在互聯網上在線完成。讓我們快速看一下如何使用它。

進入在線計算器的網站，第一步是選擇要進行計算的標準。我選擇了 2012 年的規則手冊，因為它是一個較新的文件。

接下來，您需要指定構建對象的區域。如果您所在的城市不可用，請選擇最近的大城市。之後，我們指出建築物和場所的類型。您很可能會計算住宅建築，但您可以選擇公共建築、行政建築、工業建築和其他建築。您需要選擇的最後一件事是封閉結構的類型（牆壁、天花板、塗層）。

如果您不知道如何更改它們，我們將計算出的平均溫度、相對濕度和熱均勻係數保持不變。

在計算選項中，設置除第一個之外的所有兩個複選框。

在表格中，我們從外部指示牆餅 - 我們選擇材料及其厚度。至此，其實整個計算就完成了。下表是計算結果。如果不滿足任何條件，我們會更改材料的厚度或材料本身，直到數據符合規範文件。

如果您想查看計算算法，請單擊站點頁面底部的“報告”按鈕。

5.1 執行熱計算的一般順序

在
根據本手冊第 4 段
確定建築物的類型和條件，根據
應該算什麼 R_關於tr.
定義
R_關於tr:

上
公式（5），如果計算建築物
衛生、衛生、舒適
條件;
上
公式（5a）和表格。 2 如果計算應該
根據節能條件進行。

撰寫
總電阻方程
封閉結構與一個
由公式（4）未知並且等價於
他的 R_關於tr.
計算
絕緣層厚度未知
並確定結構的整體厚度。
在這樣做時，有必要考慮到典型的
外壁厚度：

厚度
磚牆應該是倍數
磚塊尺寸（380、510、640、770 毫米）；
厚度
外牆板被接受
250、300 或 350 毫米；
厚度
夾芯板被接受
等於 50、80 或 100 毫米。

影響總氮的因素

隔熱 - 內部或外部 - 顯著減少熱量損失

熱量損失受多種因素影響：

基礎 - 絕緣版本在房子裡保留熱量，非絕緣版本允許高達 20%。
牆 - 多孔混凝土或木質混凝土的吞吐量比磚牆低得多。紅粘土磚比矽酸鹽磚更能保溫。隔板的厚度也很重要：65 厘米厚的磚牆和 25 厘米厚的泡沫混凝土具有相同程度的熱損失。
變暖 - 隔熱顯著改變了畫面。用聚氨酯泡沫進行外部絕緣 - 25 毫米厚的板材 - 在效率上與第二層 65 厘米厚的磚牆相同。內部軟木 - 70 毫米的板材 - 取代了 25 厘米的泡沫混凝土。專家們說，有效的加熱始於適當的絕緣，這並不是徒勞的。
屋頂傾斜結構和絕緣閣樓減少了損失。由鋼筋混凝土板製成的平屋頂可傳輸高達 15% 的熱量。
玻璃區——玻璃的導熱係數非常高。無論框架有多緊，熱量都會通過玻璃逸出。窗戶越多，面積越大，建築物的熱負荷就越高。
通風 - 熱量損失的程度取決於設備的性能和使用頻率。恢復系統可以讓您在一定程度上減少損失。
屋外和屋內的溫差——越大，負荷越高。
建築物內的熱量分佈 - 影響每個房間的性能。建築物內的房間涼爽較少：在計算中，這裡的舒適溫度被認為是+20 C。末端房間冷卻得更快——這裡的正常溫度是+22 C。在廚房裡，將空氣加熱到+18 C就足夠了，因為這裡還有許多其他熱源：爐子、烤箱、冰箱。

氣隙的影響

在三層砌體中使用礦棉、玻璃棉或其他平板保溫作為加熱器的情況下，需要在外砌體和保溫層之間安裝通風層。該層的厚度應至少為 10 毫米，最好為 20-40 毫米。有必要排空被冷凝水弄濕的絕緣層。

該空氣層不是封閉空間，因此，如果它存在於計算中，則有必要考慮 SP 23-101-2004 第 9.1.2 條的要求，即：

a) 位於氣隙和外表面之間的結構層（在我們的例子中，這是裝飾磚（besser））在熱力工程計算中不考慮；

b) 在結構面向外部空氣通風層的表面上，應取傳熱係數αext = 10.8 W/(m°C)。

用於執行計算的參數

要進行熱量計算，需要初始參數。

它們取決於許多特徵：

建築物的用途及其類型。
垂直封閉結構相對於基點方向的方向。
未來住宅的地理參數。
建築物的體積、層數、面積。
門窗洞口的類型和尺寸數據。
加熱類型及其技術參數。
常住人口數。
垂直和水平保護結構的材料。
頂樓天花板。
熱水設施。
通風類型。

計算中還考慮了結構的其他設計特徵。建築圍護結構的透氣性不應導致房屋內部過度冷卻並降低元件的隔熱特性。

牆壁的水漬也會導致熱量損失，此外，這會導致潮濕，這會對建築物的耐用性產生負面影響。

在計算過程中，首先確定建築材料的熱數據，從中製作結構的圍護元件。此外，還有待確定降低的傳熱阻力和是否符合其標準值。

另請閱讀：自己動手做化糞池，沒有抽水和異味：別墅的簡單解決方案

熱負荷概念

根據面積或體積，對每個房間分別進行熱損失計算

空間加熱是對熱量損失的補償。通過牆壁、地基、門窗，熱量逐漸被帶走。外部溫度越低，熱量傳遞到外部的速度越快。為了保持建築物內的舒適溫度，安裝了加熱器。它們的性能必須足夠高以彌補熱量損失。

熱負荷定義為建築物熱損失的總和，等於所需的加熱功率。在計算了房子的熱量損失量和方式後，他們將找出供暖系統的功率。總價值還不夠。一個有 1 個窗戶的房間比一個有 2 個窗戶和一個陽台的房間損失的熱量少，因此該指標是針對每個房間單獨計算的。

計算時，一定要考慮到天花板的高度。如果不超過3m，則按面積大小計算。如果高度為 3 到 4 m，則流量按體積計算。

典型的牆壁設計

我們將分析“餡餅”的各種材料和各種變體的選項，但對於初學者來說，值得一提的是當今最昂貴和極為罕見的選項——實心磚牆。對於秋明，壁厚應為770毫米或三塊磚。

酒吧

相比之下，一個相當流行的選擇是 200 毫米木材。從圖表和下表中可以明顯看出，住宅建築的一根梁是不夠的。問題仍然存在，用一張 50 毫米厚的礦棉絕緣外牆是否足夠？

材料名稱	寬度，米	λ₁, W/(m × °C)	R₁, m2×°С/W
軟木襯裡	0,01	0,15	0,01 / 0,15 = 0,066
空氣	0,02	—	—
Ecover 標準 50	0,05	0,04	0,05 / 0,04 = 1,25
松木樑	0,2	0,15	0,2 / 0,15 = 1,333

代入前面的公式，我們得到所需的絕緣厚度 δ_ut = 0.08 米 = 80 毫米。

因此，一層 50 毫米礦棉的絕緣是不夠的，有必要在兩層重疊的情況下絕緣。

適合切碎、圓柱、膠合和其他類型的木屋愛好者。您可以將可用的任何厚度的木牆替換為計算，並確保在寒冷時期沒有外部絕緣，您要么以相同的熱能成本凍結，要么在加熱上花費更多。不幸的是，奇蹟不會發生。

還值得注意的是原木之間的接縫不完美，這不可避免地導致熱量損失。在熱像儀的照片中，房子的一角是從裡面拍的。

膨脹粘土塊

下一個選項最近也很受歡迎，這是一個 400 毫米的膨脹粘土塊，帶有磚襯裡。找出此選項中需要多厚的絕緣層。

材料名稱	寬度，米	λ₁, W/(m × °C)	R₁, m2×°С/W
磚	0,12	0,87	0,12 / 0,87 = 0,138
空氣	0,02	—	—
Ecover 標準 50	0,05	0,04	0,05 / 0,04 = 1,25
膨脹粘土塊	0,4	0,45	0,4 / 0,45 = 0,889

代入前面的公式，我們得到所需的絕緣厚度 δ_ut = 0.094 米 = 94 毫米。

對於由具有磚面的膨脹粘土塊製成的砌體，需要 100 毫米厚的礦物絕緣材料。

氣塊

氣塊 400 毫米，採用“濕立面”技術進行絕緣和抹灰。由於該層的極小，外部石膏的尺寸不包括在計算中。此外，由於砌塊的幾何形狀正確，我們會將內部石膏層減少到 1 厘米。

材料名稱	寬度，米	λ₁, W/(m × °C)	R₁, m2×°С/W
Ecover 標準 50	0,05	0,04	0,05 / 0,04 = 1,25
Porevit BP-400 (D500)	0,4	0,12	0,4 / 0,12 = 3,3
石膏	0,01	0,87	0,01 / 0,87 = 0,012

代入前面的公式，我們得到所需的絕緣厚度 δ_ut = 0.003 米 = 3 毫米。

這裡得出的結論是：厚度為 400 毫米的 Porevit 塊不需要與外部絕緣，外部和內部抹灰或飾面面板就足夠了。

確定牆體保溫層的厚度

確定建築圍護結構的厚度。初始數據：

建築面積 - 斯雷德尼
建築物的用途 - 住宅。
建築類型 - 三層。
標準房間濕度 - 60%。
內部空氣的溫度為 18°С。

層數	圖層名稱	厚度
1	石膏	0,02
2	砌體（大鍋）	X
3	絕緣（聚苯乙烯）	0,03
4	石膏	0,02

2 計算程序。

我按照 SNiP II-3-79 *“設計標準”進行計算。建築熱力工程”

A) I 確定所需的熱阻 R_{o(tr) 根據公式：}

R_{o(tr)=n(tv-tn)/(Δtn*αv)，其中n是考慮到封閉結構的外表面相對於外部空氣的位置而選擇的係數。}

n=1

tn 是根據 SNiPa《建築采暖工程》第 2.3 段計算得出的冬季室外空氣 t。

我有條件接受 4

我確定將給定條件下的 tн 作為最冷第一天的計算溫度：tн=t_{x(3) ;噸_{x(1)=-20°C；噸_{x(5)=-15°С。}}}

噸_{x(3)=(t_{x(1) + t_{x(5))/2=(-20+(-15))/2=-18°C； tn=-18°С。}}}

Δtn是錫空氣和建築圍護結構表面錫之間的標準差，根據表格，Δtn=6°C。 2

αv——圍欄結構內表面的傳熱係數

αv=8.7 W/m2°C（根據表4）

R_{o(tr)=n(tv-tn)/(Δtn*αv)=1*(18-(-18)/(6*8.7)=0.689(m2°C/W)}

B) 確定 R_關於=1/αv+R₁+R₂+R₃+1/αn ，其中 αn 是傳熱係數，適用於外封閉表面的冬季條件。根據表格，αн=23 W/m2°С。 6#層

	材料名稱	項目編號	ρ，公斤/立方米	σ, 米	λ	小號
1	石灰砂漿	73	1600	0,02	0,7	8,69
2	科特列茨	98	1600	0,39	1,16	12,77
3	聚苯乙烯泡沫塑料	144	40	X	0,06	0,86
4	複合砂漿	72	1700	0,02	0,70	8,95

為了填寫表格，我確定了封閉結構的運行條件，具體取決於場所內的濕度區域和潮濕狀態。

1 根據表格，該處所的濕度狀況是正常的。一

2 濕度區 - 乾燥

我確定操作條件→A

R₁₌σ₁/λ₁\u003d 0.02 / 0.7 \u003d 0.0286 (m2°C / W)

R₂=σ₂/λ₂=0,39/1,16= 0,3362

R₃=σ₃/λ₃=X/0.06 (m2°C/W)

R₄=σ₄/λ₄\u003d 0.02 / 0.7 \u003d 0.0286 (m2°C / W)

R_關於=1/αv+R₁+R₂+1/αn = 1/8.7+0.0286 + 0.3362+X/0.06 +0.0286+1/23 = 0.518+X/0.06

我接受 R_關於= R_{o(tr)=0.689m2°C/W}

0.689=0.518+X/0.06

X_tr\u003d (0.689-0.518) * 0.06 \u003d 0.010 (m)

我建設性地接受 σ_{1(f)=0.050 米}

R_{1(φ)= σ_{1(f)/λ₁=0.050/0.060=0.833 (m2°C/W)}}

3 我確定了建築圍護結構的慣性（質量）。

D=R₁*S₁+ R₂*S₂+ R₃*S₃=0,029*8,69+0,3362*12,77+0,833*0,86+0,0286*8,95 = 5,52

結論：牆體圍護結構採用石灰石ρ=2000kg/m3，厚0.390m，用0.050m厚的泡沫塑料保溫，保證了房舍的正常溫濕度條件，滿足房舍衛生衛生要求。 .

房屋通風造成的損失

在這種情況下，關鍵參數是空氣交換率。如果房子的牆壁是透氣的，這個值就等於 1。

另請閱讀：冰箱不結冰的原因：常見故障及解決方法

冷空氣進入雞舍是通過送風進行的。排氣通風有助於熱空氣逸出。通過通風換熱器-換熱器減少損失。它不允許熱量與流出的空氣一起逸出，它會加熱流入的氣流

有一個公式可以確定通過通風系統的熱量損失：

Qv \u003d (V x Kv: 3600) x P x C x dT

這裡的符號含義如下：

Qv——熱損失。
V 是房間的體積，單位為 mᶾ。
P 是空氣密度。它的值等於 1.2047 kg/mᶾ。
Kv——空氣交換的頻率。
C 是比熱容。它等於 1005 J / kg x C。

根據該計算的結果，可以確定加熱系統的熱發生器的功率。在功率值過高的情況下，帶有熱交換器的通風裝置可以成為一種解決方法。考慮幾個由不同材料製成的房屋的例子。

計算所需的規範文件：

SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012)。 “建築物的熱保護”。 2012年更新版。
SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012)。 “建築氣候學”。 2012年更新版。
SP 23-101-2004。《建築物熱防護設計》。
GOST 30494-2011 住宅和公共建築。室內小氣候參數。

計算的初始數據：

我們確定要建造房屋的氣候帶。我們打開 SNiP 23-01-99 *. “Construction climatology”，我們找到表 1。在這張表中，我們找到了我們的城市（或盡可能靠近施工現場的城市），例如，在村莊中進行施工位於穆羅姆市附近，我們將採取穆羅姆市的指標！來自第 5 列 - “最冷五天期間的氣溫，安全性為 0.92” - “-30°C”；
我們確定加熱期的持續時間 - 在 SNiP 23-01-99 * 中打開表 1 * 和第 11 列（室外平均每日溫度為 8°C），持續時間為 zht = 214 天；
我們確定加熱期間的平均室外溫度，為此，從同一個表 1 SNIP 23-01-99 *，選擇第 12 列中的值 - tht \u003d -4.0°С。
最佳室內溫度根據 GOST 30494-96 中的表 1-tint = 20°C；

然後，我們需要決定牆壁本身的設計。由於早期的房屋是用一種材料（磚、石頭等）建造的，所以牆壁非常厚實。但是，隨著科技的發展，人們有了導熱性非常好的新材料，這使得通過增加隔熱層從主體（承重材料）開始可以顯著降低牆體的厚度，從而出現了多層牆體。

多層牆中至少有三個主要層：

1層——承重牆——其目的是將荷載從上覆結構轉移到基礎上；
2層 - 隔熱 - 其目的是盡可能地保留房屋內部的熱量；
第三層——裝飾性和保護性——其目的是使房屋的立面美觀，同時保護絕緣層免受外部環境（雨、雪、風等）的影響；

對於我們的示例，考慮以下牆壁組成：

第一層 - 我們接受 400 毫米厚的加氣混凝土砌塊的承重牆（我們建設性地接受 - 考慮到地板梁將擱在上面的事實）；
第 2 層 - 我們從礦棉板開始，我們將通過熱工計算確定其厚度！
第 3 層 - 我們接受飾面矽酸鹽磚，層厚 120 毫米；
第 4 層 - 因為從內部我們的牆將覆蓋一層水泥砂漿灰泥，我們也將其包括在計算中並將其厚度設置為 20 毫米；

根據房間容積計算熱功率

這種確定供暖系統熱負荷的方法不如第一種方法通用，因為它旨在計算天花板高的房間，但它沒有考慮到天花板下的空氣總是比下部的空氣溫暖因此，熱損失量會因地區而異。

天花板超過標準的建築物或房間的供暖系統的熱量輸出是根據以下條件計算的：

Q=V*41W（34W），

其中 V 是房間的外部體積，單位為 m？，

41 W 是加熱一立方米標準建築物（在面板房屋中）所需的特定熱量。如果使用現代建築材料進行施工，則比熱損失指標通常包含在計算中，其值為 34 瓦。

在使用放大法計算建築物熱損失的第一種或第二種方法時，可以根據各種因素使用在一定程度上反映建築物熱損失的真實性和依賴性的修正係數。

玻璃類型：

三重包裝0.85，
雙1.0，
雙重綁定 1.27.

窗戶和入口門的存在分別使家裡的熱量損失增加了 100 瓦和 200 瓦。
外牆保溫特性及其透氣性：

現代保溫材料 0.85
標準（兩塊磚和絕緣）1.0，
保溫性能低或壁厚微不足道 1.27-1.35。

窗戶面積佔房間面積的百分比：10%-0.8、20%-0.9、30%-1.0、40%-1.1、50%-1.2。
根據所使用的樓板和屋頂結構的類型和特性，單個住宅建築的計算應使用大約 1.5 的修正係數。
估計冬季室外溫度（每個地區都有，由標準確定）：-10度0.7，-15度0.9，-20度1.10，-25度1.30，-35度1，5度。
熱損失也會隨著外牆數量的增加而增加，其關係如下：一堵牆 - 加上 10% 的熱量輸出。

但是，儘管如此，只有在對建築物進行了準確和完整的熱力計算之後，才能確定哪種方法能夠給出準確和真實的供暖設備熱功率結果。

熱負荷的類型

計算考慮了平均季節性溫度

熱負荷具有不同的性質。與牆的厚度、屋頂結構相關的熱損失有一定的恆定水平。有暫時的 - 溫度急劇下降，通風良好。整個熱負荷的計算也考慮到了這一點。

季節性負荷

所謂的與天氣有關的熱量損失。這些包括：

室外空氣溫度與室內溫度之間的差異；
風速和風向；
太陽輻射量 - 建築物的高日照和大量晴天，即使在冬天，房子也不會冷卻；
空氣濕度。

另請閱讀：將 RCD 連接到不接地的單相網絡的規則：最佳方案 + 工單

季節性負荷由可變的年度計劃和固定的每日計劃來區分。季節性熱負荷是供暖、通風和空調。前兩個物種被稱為冬季。

永久熱

工業製冷設備產生大量熱量

包括全年熱水供應和技術設備。後者對於工業企業來說很重要：蒸煮器、工業冰箱、蒸汽室會散發出大量的熱量。

在住宅建築中，熱水供應負荷與供暖負荷相當。該值在一年中變化不大，但根據一天中的時間和一周中的一天而變化很大。夏季，生活熱水的消耗量減少了 30%，因為冷水供應中的水溫比冬季高 12 度。在寒冷季節，熱水消耗量會增加，尤其是在周末。

乾熱

舒適模式由空氣溫度和濕度決定。這些參數是使用乾熱和潛熱的概念計算的。幹是用特殊的干溫度計測量的值。它受以下因素影響：

玻璃和門口；
冬季供暖的陽光和熱負荷；
不同溫度的房間之間的隔斷，空地上方的地板，閣樓下方的天花板；
牆壁和門上的裂縫、縫隙、縫隙；
加熱區域外的空氣管道和通風；
設備;
人們。

計算中不考慮混凝土基礎上的地板、地下牆壁。

潛熱

室內濕度升高室內溫度

這個參數決定了空氣的濕度。來源是：

設備 - 加熱空氣，降低濕度；
人是水分的來源；
氣流穿過牆壁的裂縫和縫隙。

室溫標準

在對系統參數進行任何計算之前，至少有必要了解預期結果的順序，並且還必須具有一些必須代入公式或由它們指導的表格值的標準化特徵。

通過使用這樣的常數進行參數計算，人們可以對系統所需的動態或常數參數的可靠性充滿信心。

對於各種用途的處所，有住宅和非住宅處所的溫度製度的參考標準。這些規範被載入所謂的 GOST。

對於供暖系統，這些全局參數之一是室溫，無論一年中的時期和環境條件如何，它都必須保持恆定。

根據衛生標準和規則的規定，相對於一年中的夏季和冬季，溫度存在差異。空調系統負責夏季房間的溫度狀態，本文詳細介紹了其計算原理。

但是冬天的室溫是由供暖系統提供的。因此，我們對冬季的溫度範圍及其偏差容差感興趣。

大多數監管文件規定了以下溫度範圍，使人在房間裡感到舒適。

對於不超過 100 平方米的辦公類型的非住宅樓宇：

22-24°C - 最佳空氣溫度；
1°C - 允許波動。

對於面積超過100平方米的辦公型場所，溫度為21-23°C。對於工業類型的非住宅場所，溫度範圍因場所的用途和既定的勞動保護標準而有很大差異。

每個人舒適的室溫是“自己的”。有人喜歡在房間裡很溫暖，有人喜歡在房間涼爽的時候感到舒適——這一切都很個性化

至於住宅樓宇：公寓、私人住宅、屋苑等，有一定的溫度範圍，可根據住戶的意願進行調整。

然而，對於公寓和房屋的特定場所，我們有：

20-22°С - 住宅，包括兒童，房間，公差 ± 2°С -
19-21°C——廚房、衛生間，公差±2°C；
24-26°С - 浴室、淋浴間、游泳池，公差±1°С；
16-18°С - 走廊、走廊、樓梯間、儲藏室，公差 +3°С

需要注意的是，還有幾個影響房間溫度的基本參數，在計算供暖系統時需要重點關注：濕度（40-60%）、空氣中氧氣和二氧化碳的濃度(250:1)、氣團運動速度(0.13-0.25 m/s)等。

計算建築物的規範化和特定隔熱特性

在進行計算之前，我們重點介紹監管文獻中的一些摘錄。

SP 50.13330.2012 第 5.1 條規定，建築物的隔熱外殼必須滿足以下要求：

降低單個外殼的熱傳遞阻力
結構不應小於歸一化值（逐元素
要求）。
建築物的特定隔熱特性不應超過
標準化值（複雜要求）。
圍護結構內表面的溫度應
不低於最低允許值（衛生衛生
要求）。
同時滿足建築熱防護要求
滿足條件 1,2 和 3。

SP 50.13330.2012 的第 5.5 條。建築物的特定隔熱特性的歸一化值，k(tr ⁄ vol)，W ⁄ (m³ × °С)，應根據建築物的受熱量和采暖期的度數天數取值建築面積按表 7 計算，考慮到
筆記。

表 7 建築物特定隔熱特性的歸一化值：

加熱體積建築物, Vot, m³	值k(tr ⁄ vol)，W ⁄ (m² × °C)，在 GSOP 值時，°C × 天 ⁄ 年
1000	3000	5000	8000	12000
150	1,206	0,892	0,708	0,541	0,321
300	0,957	0,708	0,562	0,429	0,326
600	0,759	0,562	0,446	0,341	0,259
1200	0,606	0,449	0,356	0,272	0,207
2500	0,486	0,360	0,286	0,218	0,166
6000	0,391	0,289	0,229	0,175	0,133
15 000	0,327	0,242	0,192	0,146	0,111
50 000	0,277	0,205	0,162	0,124	0,094
200 000	0,269	0,182	0,145	0,111	0,084