둘러싸는 구조물의 열 공학 계산 : 계산 및 설계의 한 예. 둘러싸는 구조물의 열 엔지니어링 계산식

편안한 생활 조건을 조성하거나일은 건설의 최우선 과제입니다. 우리나라의 영토 중 상당 부분은 추운 기후의 북반구 위도에 있습니다. 따라서 건물 내에서 쾌적한 온도를 유지하는 것은 항상 국지적입니다. 에너지에 대한 관세가 커짐에 따라 난방을위한 에너지 소비가 감소합니다.

기후 특성

벽과 지붕의 건설은 이전에 결정됩니다.건축 지역의 기후 조건에서만 가능합니다. 그들의 정의를 위해서는 SP131.13330.2012 "건설 기후"를 참조 할 필요가있다. 다음 값이 계산에 사용됩니다.

가장 추운 5 일간의 온도는 Tn으로 표시되는 0.92이다.
평균 온도는 Thoth로 표시됩니다.
기간은 ZOT로 표시됩니다.

무르만스크의 예를 들어, 값은 다음과 같은 의미를 갖는다 :

Тн = -30도;
= -3.4도;
ZOT = 275 일.

또한 TV 룸 내부에 설계 온도를 설정해야하며 GOST 30494-2011에 따라 결정됩니다. 주택의 경우 TV = 20도를 이용할 수 있습니다.

둘러싸는 구조물의 열 공학 계산을 수행하기 위해, GSOP (가열 기간의 학위 일)가 미리 계산됩니다.
GSOP = (TV-TOT) x ZOT.
위 예에서 GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435입니다.

주요 지표

올바른 재료 선택을 위해그들이 가지고 있어야하는 열 특성을 결정하는 것이 필요합니다. 물질이 열을 전도하는 능력은 그리스어 l (람다)로 표시되고 W / (mx deg.)로 측정 된 열전도도를 특징으로합니다. 구조가 열을 보유하는 능력은 열 전달 R에 대한 저항에 의해 특징 지어지며 열 전도율에 대한 두께 대 R = d / l의 비율과 같습니다.

구조가 여러 개의 레이어로 구성되어있는 경우 각 레이어에 대한 저항이 계산되어 합산됩니다.

열 전달에 대한 내성이 주요외부 구조의 지시자. 그 가치는 규범 적 가치를 초과해야한다. 건물 외벽의 열 엔지니어링 계산을 수행 할 때 우리는 경제적으로 정당화 된 벽과 지붕의 구성을 결정해야합니다.

열전도율 값

단열재의 품질은 첫 번째 단계에서 결정됩니다.열전도도를 바꾸십시오. 인증 된 각 재료는 실험실 테스트를 거치며 그 결과이 값은 작동 조건 "A"또는 "B"에 대해 결정됩니다. 우리나라의 경우 대부분의 지역이 "B"의 운영 조건과 일치합니다. 주택의 둘러싸는 구조물에 대한 열 공학 계산을 수행 할 때이 값을 사용해야합니다. 열전도도 값은 라벨 또는 재료 여권에 표시되어 있지만 사용할 수없는 경우 실습 강령의 참조 값을 사용할 수 있습니다. 가장 많이 사용되는 자료의 값은 다음과 같습니다.

일반 벽돌의 벽돌 - 0.81 W (m °).
실리카 벽돌로 만든 벽돌 - 0,87 W (m °).
가스 및 포말 콘크리트 (밀도 800) - 0.37W (mx도).
침엽수 종의 나무는 0.18 W (mx 학위)입니다.
압출 폴리스티렌 폼 - 0.032 W (mx도).
미네랄 울 플레이트 (밀도 180) - 0.048 W (mx도).

열전달에 대한 저항의 표준 값

열전달에 대한 저항의 계산 된 값은기본 값보다 작아야합니다. 기준치는 표 3 SP50.13330.2012 "건물의 열 보호"에 따라 결정됩니다. 이 표는 모든 둘러싸는 구조물과 건물 유형의 열전달에 대한 저항의 기본 값을 계산하기위한 계수를 정의합니다. 둘러싸는 디자인의 시작된 teplotehnichesky 계산을 계속해서, 계산의 예는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다 :

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

외장의 열 광학적 계산건설은 바닥이나 바닥의 바닥, 외부 벽 (창문 포함), 가열되지 않은 다락방의 결합 된 덮음 또는 중첩과 같은 "따뜻한"회로를 닫는 모든 구조물에 대해 수행됩니다. 또한 인접 방의 온도 차이가 8도 이상인 경우 내부 구조에 대한 계산을 수행해야합니다.

벽의 열 가공

대부분의 벽과 천장은 구조가 다층적이고 이질적입니다. 다층 구조의 둘러싸는 구조의 열 기계적 계산은 다음과 같습니다 :
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
여기서 n은 n 번째 레이어의 매개 변수입니다.

벽돌로 된 벽을 고려하면 다음과 같은 구조가됩니다.

석고 3cm 두께의 외부 층, 열전도도 0.93W (mx 학위);
고체 점토 벽돌로 만든 벽돌로 만든 벽돌 64cm, 열전도도 0.81 W (mx 학위);
석고 두께 3cm, 열전도율 0.93W (m × deg)의 내부 층.

둘러싸는 구조의 열 엔지니어링 계산식은 다음과 같습니다.

R = 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 0.85 (m × deg / W)이다.

얻은 값은 훨씬 작습니다.Murmansk 3.65 (mx deg / W)에있는 주거용 건물의 벽에서 열전달에 대한 저항의 기본 값을 일찍 결정했습니다. 벽은 규제 요구 사항을 충족시키지 못하기 때문에 절연해야합니다. 우리는 150 mm 두께의 미네랄 울 보드와 0.048 W (mx 학위)의 열 전도성을 사용하여 벽을 따뜻하게합니다.

단열 시스템을 선택했다면, 둘러싸는 구조물의 검증 열 엔지니어링 계산을 수행 할 필요가 있습니다. 계산 예는 다음과 같습니다.

R = 0.15 / 0.048 + 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 3.97 (m × deg / W).

계산 된 값은 기본 값 인 3.65 (mx deg / W)보다 큽니다. 단열 된 벽은 규범의 요구 사항을 충족합니다.

겹침 및 중첩 코팅의 계산은 비슷한 방식으로 수행됩니다.

지면과 접촉하는 바닥의 열 계산

종종 개인 주택 또는 공공 건물에서1 층의 바닥은 땅에 만들어집니다. 그러한 층의 열 전달에 대한 내성은 표준화되지 않았지만, 적어도 층의 건축은 이슬의 낙하를 허용하지 않아야한다. 지상과 접촉하는 구조물의 계산은 다음과 같이 수행됩니다. 바닥은 외부 경계에서 시작하여 2m 폭의 스트립 (구역)으로 나뉩니다. 이러한 구역은 3 개까지 할당되고, 나머지 구역은 4 번째 구역에 속합니다. 바닥 구조가 효과적인 절연을 제공하지 않으면, 구역의 열 전달에 대한 저항은 다음과 같이 채택됩니다.

1 구역 - 2.1 (m ° / W);
2 구역 - 4,3 (m ° / W);
3 구역 - 8.6 (m ° / W);
4 구역 - 14.3 (m ° / W).

바닥 면적이 더 넓어지는 것을 쉽게 볼 수 있습니다.외벽에서부터 멀어 질수록 내열성이 높아집니다. 따라서 종종 바닥의 둘레의 단열에만 국한됩니다. 이 경우, 절연 구조물의 열전달에 대한 저항이 구역의 열전달 저항에 추가됩니다.
바닥의 열 전달에 대한 저항 계산둘러싸는 구조물의 일반적인 열 공학 계산에 포함시킬 필요가있다. 바닥에서 바닥을 계산하는 예가 아래에서 고려됩니다. 우리는 10 x 10, 100 sq.m과 같은 바닥 면적을 취합니다.

1 구역의 면적은 64 평방 미터입니다.
면적 2 구역은 32 평방 미터입니다.
3 구역의 면적은 4 평방 미터입니다.

지상 바닥의 열 전달에 대한 평균 저항 값 :
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m ° / W).

두께가 5cm, 폭이 1m 인 스트립 폴리스티렌 판으로 바닥 둘레의 단열을 완료 한 후 열전달 저항의 평균값을 구합니다.

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

이 방법으로 바닥을 계산할뿐만 아니라 바닥과 접촉하는 벽의 구조 (움푹 들어간 바닥의 벽, 따뜻한 지하층)도 중요합니다.

문 열 공학

약간 다른 기준 값이 계산됩니다.입구 문의 열 전달에 대한 저항. 이를 계산하려면 먼저 위생 및 위생 기준 (비 낙하 이슬)에 따라 벽의 열 전달에 대한 저항을 계산해야합니다.
Рст = (Тв - Тн) / (ДТнх ав).

여기서 DTN - 벽의 내부 표면과 실내의 공기 온도 사이의 온도 차이는 표준 규약에 의해 결정되며 주택은 4.0입니다.
av는 조인트 벤처에 따라 벽의 내부 표면의 열 전달 계수이며, 이는 8.7입니다.
출입문의 기본 값은 0.6 x Pst와 같습니다.

선택한 문 설계의 경우, 둘러싸는 구조물의 검증 열 엔지니어링 계산을 수행해야합니다. 입구 문 계산 예 :

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

이것은 문에 해당하는 계산 된 값으로 5cm 두께의 미네랄 양모 슬래브로 단열되어 있으며 열전달 저항은 R = 0.05 / 0.048 = 1.04 (m × deg / W)로 계산 된 값보다 큽니다.

포괄적 인 요구 사항

벽, 천장 또는 코팅의 계산이 수행됩니다.표준의 요소 요구 사항을 확인합니다. 규칙 세트는 또한 일반적으로 모든 둘러싸는 구조물의 단열 품질을 특성화하는 완전한 요구 사항을 설정합니다. 이 값을 "비열 차폐 특성"이라고합니다. 검증이 없으면 외장 구조물의 열 엔지니어링 계산이 완료되지 않습니다. SP에 대한 계산 예는 다음과 같습니다.

지정	지역	R	A / R
벽	83	3,65	22,73
코팅	100	5,41	18,48
지하 겹침	100	4,79	20,87
Windows	15	0,62	24,19
문	2	0,8	2,5
금액			88,77

Kob = 88.77 / 250 = 0.35이며, 이는 0.52의 정규화 된 값보다 작다. 이 경우, 면적과 부피는 10 x 10 x 2.5 m 인 주택에 적용됩니다. 열 전달에 대한 저항은 기본 값과 동일합니다.

표준화 된 값은 집안의 난방 된 양에 따라 JV에 따라 결정됩니다.

복잡한 요구 사항 외에도 둘러싸인 구조물의 열 엔지니어링 계산은 에너지 여권을 컴파일하는데도 사용됩니다. 여권 발급의 예는 SP50.13330.2012의 첨부 파일에 나와 있습니다.

동질성 계수

위의 모든 계산은 다음에 적용됩니다.균질 구조. 실제로는 매우 드뭅니다. 열전달에 대한 저항을 감소시키는 비균질성을 고려하기 위해 열 엔지니어링 균일 성의 보정 계수 r이 도입됩니다. 창문 및 문 개구부, 외부 모서리, 불균일 한 개재물 (예 : 조개, 보, 보강 벨트), 차가운 교량, 열교환 기 등으로 인해 발생하는 열 전달에 대한 저항 변화를 고려합니다.

이 계수의 계산은 다소 복잡합니다.따라서 단순화 된 형태로 참조 문헌의 근사값을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, brickwork - 0,9, 3 층 패널 - 0,7.

효과적인 절연

집 단열 시스템을 선택하면 쉽게 볼 수 있습니다.효과적인 단열재를 사용하지 않고 열 보호에 대한 현대 요구 사항을 충족시키는 것은 사실상 불가능합니다. 따라서 전통적인 점토 벽돌을 사용하면 몇 미터 두께의 벽돌이 필요합니다. 경제적으로 비실용적입니다. 동시에 팽창 된 폴리스티렌 또는 암면에 기반을 둔 현대식 히터의 낮은 열전도도는 우리 자신을 10-20cm의 두께로 제한 할 수있게 해줍니다.

예를 들어, 3.65 (m × deg / W)의 기본 열전달 저항을 얻으려면 다음이 필요합니다.