如何進行建築物的熱力計算

以二層建築為例的熱損失及其計算

不同形狀建築物的供暖成本比較。

所以，讓我們以一棟兩層樓的小房子為例，圍成一圈隔熱。在這種情況下，壁附近的熱傳遞阻力係數 (R) 將平均等於 3。考慮到由泡沫或泡沫塑料製成的隔熱材料，大約 10 厘米厚，已經附著在主牆上。在地板上，該指標會略低，為 2.5，因為整理下沒有隔熱材料材料。至於屋頂，由於閣樓是用玻璃棉或礦棉絕緣的，這裡的阻力係數達到 4.5-5。

除了確定某些內部元素抵抗暖空氣揮發和冷卻的自然過程的能力外，您還需要確定這是如何發生的。有幾種選擇：蒸發、輻射或對流。除了它們之外，還有其他可能性，但它們不適用於私人生活區。同時，在計算房屋的熱損失時，不必考慮室內的溫度會不時升高，因為透過窗戶的太陽光線會使空氣加熱幾倍。度。在這個過程中，沒有必要關注房子相對於基點處於某個特殊位置的事實。

為了確定熱損失的嚴重程度，在人口最多的房間計算這些指標就足夠了。最準確的計算假設如下。首先你需要計算房間裡所有牆壁的總面積，然後從這個數字中減去這個房間的窗戶的面積，並考慮到面積的屋頂和地板，計算熱損失。這可以使用以下公式完成：

dQ=S*(t 內 - t 外)/R

因此，例如，如果您的牆面積為 200 平方米。米，室內溫度 - 25ºС，在街道上 - 負 20ºС，那麼牆壁每小時將損失大約 3 千瓦的熱量。類似地，計算所有其他組件的熱損失。之後，只需將它們總結起來，您就會發現一個有 1 個窗戶的房間每小時會損失大約 14 千瓦的熱量。因此，此事件是根據特殊公式在安裝供暖系統之前進行的。

1.3 外牆透氣度計算

特徵
計算設計如圖 1 和表 1.1 所示：

反抗
圍護結構的透氣性 R_在 必須至少
要求的透氣阻力R_v.tr, m2×h×Pa/kg, 由下式確定
公式 8.1 [R_在≥R_v.tr]

估計的
外殼內外表面的氣壓差
結構 Dp、Pa 應由公式 8.2 確定； 8.3

H=6.2，
米_n\u003d -24，°С，為最冷五天期間的平均溫度
安全性 0.92 根據表 4.3；

v_cp=4.0,
m/s，按表 4.5 取；

r_n— 室外空氣密度，kg/m³，由公式確定：

和_n=+0.8
根據附錄 4，方案編號 1

和_磷=-0.6,
在 h₁/升
\u003d 6.2 / 6 \u003d 1.03 和 b / l \u003d 12/6 \u003d 2 根據附錄 4，方案編號 1；

圖片
2 確定方案_n，和_磷英國_一世

ķ_一世=0.536（由插值確定），根據表 6，對於地形類型
“B”和z=H=6.2m。

_規範\u003d 0.5，kg/(m²h)，我們按表8.1取。

所以
像R_在= 217.08≥R_v.tr=
41.96 則牆的建造滿足第 8.1 條。

1.4 繪製室外溫度分佈
牆

.設計點的氣溫 由公式 28 確定：

其中τ_n
是第 n 層內表面的溫度
圍欄，從圍欄內表面計算層數，°С;

- 總和
柵欄第一層的熱阻 n-1，m² °C / W。

R - 熱
同質封閉結構的電阻，以及多層的一層
結構 R, m² °С/W,
應由公式 5.5 確定；_在 — 設計溫度
內部空氣，°С，按照技術規範接受
設計（見表 4.1）；_n — 計算過的冬天
室外空氣溫度，°C，根據表 4.3 計算，考慮到熱
封閉結構的慣性 D（填充開口除外）根據
表 5.2；

一個_在 是內表面的傳熱係數
建築圍護結構，W/(m²×°C)，
按表 5.4 取。

2.
確定熱慣性:

計算
在第 2.1 節中給出 1 層樓板結構的阻力計算
傳熱（上）：

3.
確定室外平均溫度:_n=-26°C - 根據表格
4.3 為“有保障的最冷三天平均氣溫”
0,92»;_在\u003d 18°C（表 4.1）；_噸\u003d 2.07 m²°С/W（見第 2.1 條）；

一個_在\u003d 8.7，W / (m² × °С)，根據
表 5.4；

.
我們確定圍欄內表面的溫度（第 1-1 節）：

;

.
確定第 2-2 節中的溫度：

;

.
確定第 3-3 節和第 4-4 節中的溫度：

.
我們在第 5-5 節中確定溫度：

.
我們在第 6-6 節中確定溫度：

.
確定室外溫度（檢查）：

.
我們建立一個溫度變化圖：

圖片
3 溫度分佈圖（設計見圖 1 和表 1.1。）

2、1樓樓板結構熱工計算

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：

1. 建築物的用途及其類型。
2. 垂直封閉結構相對於基點方向的方向。
3. 未來住宅的地理參數。
4. 建築物的體積、層數、面積。
5. 門窗洞口的類型和尺寸數據。
6. 加熱類型及其技術參數。
7. 常住人口數。
8. 垂直和水平保護結構的材料。
9. 頂樓天花板。
10. 熱水設施。
11. 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。

如何正確固定礦棉？

礦棉板很容易用刀切割。這些板用錨釘固定在牆上，塑料和金屬都可以使用。要安裝錨，首先，您需要通過礦棉在牆上鑽一個通孔。接下來，帶蓋的芯被堵塞，可靠地壓下絕緣層。

相關文章：在公寓內用泡沫塑料自己動手做牆體絕緣

安裝完所有絕緣材料後，有必要在頂部用第二層防水材料覆蓋它。粗糙面應與礦棉接觸，而保護性光滑面應在外面。之後，安裝一個 40x50 毫米的梁 用於進一步修整立面.

選擇散熱器的特點

在房間內提供熱量的標準組件是散熱器、面板、地板采暖系統、對流器等。加熱系統中最常見的部件是散熱器。

散熱片是一種特殊的中空模塊式合金結構，具有高散熱性。它由鋼、鋁、鑄鐵、陶瓷和其他合金製成。暖氣片的工作原理被簡化為通過“花瓣”將冷卻劑的能量輻射到房間的空間中。

鋁和雙金屬加熱散熱器取代了巨大的鑄鐵電池。易於生產、高散熱、良好的結構和設計使該產品成為一種流行和廣泛的用於在房間內散熱的工具。

有幾種方法可以計算房間中的暖氣片。以下方法列表按計算精度的增加順序排序。

計算選項：

1. 按地區。 N = (S * 100) / C，其中N為截面數，S為房間的面積（m2），C為散熱器某一截面的傳熱量（W，取自產品的護照或證書），100 W 是加熱 1 m2 所需的熱量（經驗值）。問題來了：如何考慮房間天花板的高度？
2. 按體積。 N=(S*H*41)/C，其中N、S、C相似。 H 是房間的高度，41 W 是加熱 1 m3 所需的熱量（經驗值）。
3. 通過係數。 N=(100*S*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7)/C，其中N、S、C和100相似。 k1 - 考慮到房間窗戶的雙層玻璃窗中的攝像頭數量，k2 - 牆壁的隔熱，k3 - 窗戶面積與面積的比率\u200b\ u200b房間，k4 - 冬季最冷一周的平均負溫度，k5 - 房間外牆的數量（“出去”到街道上），k6 - 從上面看的房間類型，k7 - 天花板高度。

這是計算節數的最準確選項。自然，小數計算結果總是四捨五入到下一個整數。

1 執行熱計算的一般順序

1. 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.

2. 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。

1. 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.

2. 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。

計算無氣隙外三層牆的例子

為了更容易計算所需參數，您可以使用壁熱計算器。需要敲定影響最終結果的某些標準。該程序有助於快速獲得所需的結果，而無需長時間了解數學公式。

根據上述文件，需要找到所選房屋的具體指標。首先是了解住區的氣候條件，以及房間的氣候。接下來，計算牆壁的層數，所有這些都在建築物中。這還考慮了房屋中可用的石膏層、幹牆和絕緣材料。以及用於創建結構的加氣混凝土或其他材料的厚度。

這些壁層中的每一個的熱導率。指標由包裝上每種材料的製造商標明。因此，程序將根據必要的公式計算必要的指標。

為了更容易計算所需參數，您可以使用壁熱計算器。

鍋爐功率和熱損失的計算。

收集了所有必要的指標後，繼續計算。最終結果將顯示消耗的熱量並指導您選擇鍋爐。計算熱損失時，以2個量為基礎：

1. 建築物內外溫差（ΔT）；
2. 房屋物體的隔熱性能（R）；

確定熱耗，我們先來了解一些材料的傳熱阻指標

表 1 牆體的隔熱性能

牆體材料和厚度	傳熱阻力
磚牆 3 塊磚的厚度（79 厘米） 厚度2.5磚（67厘米） 2塊磚的厚度（54厘米） 1塊磚的厚度（25厘米）	0.592 0.502 0.405 0.187
木屋 Ø 25 Ø 20	0.550 0.440
木屋 厚度 20 厘米。 厚度 10 厘米。	0.806 0.353
框架牆 （板 + 礦棉 + 板）20 厘米。	0.703
泡沫混凝土牆 20厘米 30厘米	0.476 0.709
石膏（2-3 厘米）	0.035
天花板	1.43
木地板	1.85
雙木門	0.21

表中數據以50°的溫差表示（街上-30°，室內+20°）

表 2. 窗戶的熱成本

窗型	R噸	問。週二/	Q.W
傳統雙層玻璃窗	0.37	135	216
雙層玻璃窗（玻璃厚度 4 毫米） 4-16-4 4-Ar16-4 4-16-4K 4-Ar16-4К	0.32 0.34 0.53 0.59	156 147 94 85	250 235 151 136
雙層玻璃 4-6-4-6-4 4-Ar6-4-Ar6-4 4-6-4-6-4K 4-Ar6-4-Ar6-4K 4-8-4-8-4 4-Ar8-4-Ar8-4 4-8-4-8-4K 4-Ar8-4-Ar8-4К 4-10-4-10-4 4-Ar10-4-Ar10-4 4-10-4-10-4K 4-Ar10-4-Ar10-4К 4-12-4-12-4 4-Ar12-4-Ar12-4 4-12-4-12-4K 4-Ar12-4-Ar12-4K 4-16-4-16-4 4-Ar16-4-Ar16-4 4-16-4-16-4K 4-Ar16-4-Ar16-4К	0.42 0.44 0.53 0.60 0.45 0.47 0.55 0.67 0.47 0.49 0.58 0.65 0.49 0.52 0.61 0.68 0.52 0.55 0.65 0.72	119 114 94 83 111 106 91 81 106 102 86 77 102 96 82 73 96 91 77 69	190 182 151 133 178 170 146 131 170 163 138 123 163 154 131 117 154 146 123 111

RT 為傳熱阻力；

1. W / m ^ 2 - 每平方米消耗的熱量。 m. 窗戶；

偶數以毫米為單位表示空域；

Ar——雙層玻璃窗的縫隙用氬氣填充；

K - 窗戶有外部熱塗層。

有了材料隔熱性能的標準數據，並確定了溫差，就很容易計算熱損失。例如：

外部 - 20°C，內部 + 20°C。牆壁由直徑為 25 厘米的原木製成。在這種情況下

R = 0.550 °С m2/W。熱量消耗將等於 40/0.550=73 W/m2

現在您可以開始選擇熱源了。鍋爐有幾種類型：

• 電鍋爐；
• 燃氣鍋爐
• 固體和液體燃料加熱器
• 混合動力（電動和固體燃料）

在您購買鍋爐之前，您應該知道需要多少電力才能維持房屋內的適宜溫度。有兩種方法可以確定這一點：

1. 按房屋面積計算功率。

據統計，加熱10平方米需要1千瓦的熱能。該公式適用於天花板高度不超過 2.8 m 且房屋為中度保溫的情況。將所有房間的面積相加。

我們得到 W = S × Wsp / 10，其中 W 是熱發生器的功率，S 是建築物的總面積，Wsp 是比功率，每個氣候區都有所不同。南部地區為0.7-0.9千瓦，中部地區為1-1.5千瓦，北部為1.5至2千瓦。假設位於中緯度地區，面積為150平方米的房屋中的鍋爐應具有18-20千瓦的功率。如果天花板高於標準的2.7m，例如3m，在這種情況下3÷2.7×20=23（向上取整）

1. 通過房屋的體積計算功率。

這種類型的計算可以通過遵守建築規範來完成。在 SNiP 中，規定了公寓加熱功率的計算。對於磚房，1 m3 佔 34 W，而在板房中 - 41 W。房屋的體積是由面積乘以天花板的高度來確定的。例如，公寓面積為72平方米，天花板高度為2.8米，體積為201.6立方米。因此，對於磚房中的公寓，鍋爐功率將為 6.85 kW 和麵板房屋中的 8.26 kW。在以下情況下可以進行編輯：

• 0.7，當上下一層有不供暖的公寓時；
• 如果您的公寓位於一樓或最後一樓，則為 0.9；
• 在 1.1 處存在一個外牆的情況下進行校正，在 1.2 處有兩個。

如何降低當前的供暖成本

公寓樓集中供暖方案

鑑於住房和供熱公共服務的關稅不斷上漲，降低這些成本的問題每年都變得更加重要。降低成本的問題在於集中式系統的運行細節。

如何減少供暖費用，同時確保場所的適當供暖水平？首先，您需要了解減少熱量損失的常用有效方法不適用於區域供熱。那些。如果房子的外立面是隔熱的，窗戶結構就會被新的結構取代——付款金額將保持不變。

降低供暖成本的唯一方法是安裝個人 熱量表.但是，您可能會遇到以下問題：

• 公寓內有大量熱立管。目前，安裝供暖表的平均成本在 18 到 2.5 萬盧布之間。為了計算單個設備的加熱成本，它們必須安裝在每個立管上；
• 難以獲得安裝電錶的許可。為此，有必要獲得技術條件，並在此基礎上選擇設備的最佳型號；
• 為按單表及時支付供熱費用，需定期送檢。為此，將執行已通過驗證的設備的拆卸和後續安裝。這也需要額外的成本。

普通家用電錶的工作原理

但儘管存在這些因素，安裝熱量表最終將導致供熱服務費用大幅減少。如果房子有一個方案，每間公寓都有幾個熱立管，你可以安裝一個普通的房子電錶。在這種情況下，成本降低不會那麼顯著。

在按照普通住宅計量表計算供暖費用時，考慮的不是接收的熱量，而是它與系統回水管中的熱量之間的差異。這是形成服務最終成本的最可接受和最開放的方式。此外，通過選擇設備的最佳型號，您可以根據以下指標進一步改進家中的供暖系統：

• 能夠根據外部因素（街道溫度）控制建築物中消耗的熱能；
• 一種計算供暖費用的透明方式。但是，在這種情況下，總熱量會根據房屋的面積分配給房屋中的所有公寓，而不是根據進入每個房間的熱能量。

此外，只有管理公司的代表才能處理普通住宅電錶的維護和配置。但是，居民有權要求所有必要的報告，以核對已完成和應計的供熱公用事業賬單。

除了安裝熱量表外，還需要安裝現代混合裝置來控制房屋供暖系統中包含的冷卻劑的加熱程度。

熱力工程計算示例

我們計算了位於第一氣候區（俄羅斯）1B 分區的住宅建築。所有數據均取自 SNiP 23-01-99 的表 1。在安全性為 0.92 的情況下，連續五天觀察到的最冷溫度是 tn = -22⁰С。

根據 SNiP，加熱期 (zop) 持續 148 天。街道日平均氣溫下采暖期平均氣溫為8⁰ - tot = -2.3⁰。采暖季節室外溫度為 tht = -4.4⁰。

房屋的熱損失是其設計階段最重要的時刻。建築材料和保溫材料的選擇也取決於計算的結果。沒有零損失，但您需要努力確保它們盡可能方便。

礦物棉用作外部絕緣材料，厚度為 5 厘米。她的 Kt 值為 0.04 W / m x C。房子的窗戶開口數量為 15 個。每個 2.5 平方米。

通過牆壁散熱

首先，有必要確定陶瓷牆體和絕緣體的熱阻。第一種情況，R1 \u003d 0.5：0.16 \u003d 3.125平方米。米×C/W。在第二個 - R2 \u003d 0.05：0.04 \u003d 1.25平方米。米×C/W。一般來說，對於垂直的建築圍護結構：R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 sq。米×C/W。

由於熱損失與建築圍護結構的面積成正比，我們計算牆壁的面積：

A \u003d 10 x 4 x 7 - 15 x 2.5 \u003d 242.5 m²

現在您可以確定通過牆壁的熱量損失：

Qс \u003d (242.5: 4.375) x (22 - (-22)) \u003d 2438.9 W。

通過水平封閉結構的熱損失以類似的方式計算。最後，總結所有結果。

如果有地下室，那麼通過地基和地板的熱量損失會更少，因為計算中涉及的是土壤的溫度，而不是外部空氣的溫度。

如果一樓地板下的地下室有暖氣，地板可能沒有保溫。最好用絕緣材料包裹地下室的牆壁，這樣熱量就不會進入地下。

通過通風確定損失

為了簡化計算，他們不考慮牆壁的厚度，而只是確定內部的空氣量：

V \u003d 10x10x7 \u003d 700 mᶾ。

當空氣交換率 Kv = 2 時，熱損失為：

Qv \u003d (700 x 2): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) \u003d 20 776 W。

如果 Kv = 1：

Qv \u003d (700 x 1): 3600) x 1.2047 x 1005 x (22 - (-22)) \u003d 10 358 W。

住宅建築的有效通風由旋轉和板式熱交換器提供。前者的效率更高，達到90%。

管徑的測定

要最終確定加熱管的直徑和厚度，還有待討論熱損失的問題。

最大熱量通過牆壁離開房間 - 高達 40%，通過窗戶 - 15%，地板 - 10%，其他一切都通過天花板/屋頂。該公寓的特點是主要通過窗戶和陽台模塊造成損失。

在加熱的房間裡有幾種類型的熱損失：

1. 管道中的流動壓力損失。該參數與管道內的比摩擦損失（由製造商提供）和管道總長度的乘積成正比。但鑑於目前的任務，這種損失可以忽略不計。
2. 局部管道阻力的水頭損失 - 配件和內部設備的熱量成本。但考慮到問題的條件，少量的配件彎曲和散熱器的數量，這種損失可以忽略不計。
3. 熱量損失取決於公寓的位置。還有另一種類型的熱量成本，但它與房間相對於建築物其他部分的位置更相關。對於位於房屋中間並與其他公寓相鄰的左/右/上/下的普通公寓，通過側壁、天花板和地板的熱損失幾乎等於“0”。

您只能考慮通過公寓前部的損失 - 陽台和公共休息室的中央窗戶。但是這個問題可以通過在每個散熱器上添加 2-3 個部分來解決。

管徑的值是根據冷卻劑的流量和它在加熱總管中的循環速度來選擇的

分析以上信息，值得注意的是，對於供暖系統中熱水的計算速度，已知水粒子在水平位置相對於管壁運動的表格速度為0.3-0.7 m/s。

為了幫助嚮導，我們提供了所謂的清單，用於執行供暖系統典型水力計算的計算：

• 鍋爐功率的數據採集和計算；
• 冷卻液的體積和速度；
• 熱損失和管道直徑。

有時，在計算時，可以獲得足夠大的管徑來覆蓋計算出的冷卻液體積。這個問題可以通過增加鍋爐容量或增加一個額外的膨脹水箱來解決。

在我們的網站上有專門討論供暖系統計算的文章，我們建議您閱讀：

1. 供暖系統的熱力計算：如何正確計算系統負荷
2. 水加熱的計算：公式，規則，實施示例
3. 建築物的熱工計算：執行計算的細節和公式+實際示例

關於該主題的結論和有用的視頻

以下概述中介紹了私人住宅供暖系統的簡單計算：

計算建築物熱損失的所有細微之處和普遍接受的方法如下所示：

計算典型私人住宅熱洩漏的另一種選擇：

該視頻討論了用於家庭供暖的能量載體循環的特徵：

供暖系統的熱力計算本質上是個人的，它必須能夠勝任和準確地進行。計算得越準確，鄉間別墅的業主在運營期間多付的費用就越少。

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