Referencias normativas
1. GOST
30494-96. Edificios residenciales y públicos. Los parámetros del microclima en el local.
2. GOST
31168-2003. Los edificios son residenciales. Método para determinar el consumo específico de calor.
energía para calefacción.
3. MGSN 3.01-01. Edificios residenciales.
4. SNiP
23-01-99*. Climatología de la edificación.
5. SNiP 23-02-2003. térmico
protección de edificios.
6. SNiP
2.04.05-91*. Calefacción, ventilación y aire acondicionado.
7. SNiP
2.04.01-85*. Fontanería interior y alcantarillado de edificios.
8. SP 23-101-2004.
Diseño de protección térmica de edificios.
9. Norma ABOK-1-2004.
Edificios residenciales y públicos. Estándares de intercambio de aire.
Poder en el deporte
Es posible evaluar el trabajo usando energía no solo para máquinas, sino también para personas y animales. Por ejemplo, la potencia con la que un jugador de baloncesto lanza una pelota se calcula midiendo la fuerza que aplica a la pelota, la distancia que ha recorrido la pelota y el tiempo que se ha aplicado esa fuerza. Hay sitios web que te permiten calcular el trabajo y la potencia durante el ejercicio. El usuario selecciona el tipo de ejercicio, ingresa la altura, el peso, la duración del ejercicio, luego de lo cual el programa calcula la potencia. Por ejemplo, según una de estas calculadoras, la potencia de una persona de 170 centímetros de altura y 70 kilogramos de peso, que hizo 50 flexiones en 10 minutos, es de 39,5 vatios. Los atletas a veces usan dispositivos para medir la cantidad de energía que un músculo está trabajando durante el ejercicio. Esta información ayuda a determinar qué tan efectivo es el programa de ejercicios elegido.
Dinamómetros
Para medir la potencia, se utilizan dispositivos especiales: dinamómetros. También pueden medir el par y la fuerza. Los dinamómetros se utilizan en diversas industrias, desde la ingeniería hasta la medicina. Por ejemplo, se pueden utilizar para determinar la potencia del motor de un automóvil. Para medir la potencia de los automóviles, se utilizan varios tipos principales de dinamómetros. Para determinar la potencia del motor usando solo dinamómetros, es necesario quitar el motor del automóvil y conectarlo al dinamómetro. En otros dinamómetros, la fuerza de medición se transmite directamente desde la rueda del automóvil. En este caso, el motor del automóvil a través de la transmisión impulsa las ruedas que, a su vez, hacen girar los rodillos del dinamómetro, que mide la potencia del motor en diversas condiciones de la carretera.
Este dinamómetro mide el par y la potencia del tren motriz del vehículo.
Los dinamómetros también se utilizan en deportes y medicina. El tipo más común de dinamómetro para este propósito es el isocinético. Por lo general, se trata de un simulador deportivo con sensores conectados a una computadora. Estos sensores miden la fuerza y la potencia de todo el cuerpo o de grupos de músculos individuales. El dinamómetro se puede programar para dar señales y avisos si la potencia supera un cierto valor
Esto es especialmente importante para las personas con lesiones durante el período de rehabilitación, cuando es necesario no sobrecargar el cuerpo.
De acuerdo con algunas disposiciones de la teoría del deporte, el mayor desarrollo deportivo se produce bajo una carga determinada, individual para cada atleta. Si la carga no es lo suficientemente pesada, el atleta se acostumbra y no desarrolla sus habilidades. Si, por el contrario, es demasiado pesado, entonces los resultados se deterioran debido a la sobrecarga del cuerpo. La actividad física durante algunas actividades, como el ciclismo o la natación, depende de muchos factores ambientales, como las condiciones de la carretera o el viento. Tal carga es difícil de medir, pero puede averiguar con qué potencia el cuerpo contrarresta esta carga y luego cambiar el esquema de ejercicio, según la carga deseada.
Autor del artículo: Kateryna Yuri
Pérdida de calor a través de envolventes de edificios.
|
1) Calculamos la resistencia a la transferencia de calor de la pared dividiendo el espesor del material por su coeficiente de conductividad térmica. Por ejemplo, si la pared está construida con cerámica cálida de 0,5 m de espesor con una conductividad térmica de 0,16 W / (m × ° C), entonces dividimos 0,5 por 0,16: 0,5 m / 0,16 W/(m×°C) = 3,125 m2×°C/W Los coeficientes de conductividad térmica de los materiales de construcción se pueden encontrar aquí. |
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2) Calcular el área total de las paredes exteriores. Aquí hay un ejemplo simplificado de una casa cuadrada: (10 m ancho × 7 m alto × 4 lados) - (16 ventanas × 2,5 m2) = 280 m2 - 40 m2 = 240 m2 |
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3) Dividimos la unidad por la resistencia a la transferencia de calor, obteniendo así la pérdida de calor de un metro cuadrado de pared por un grado de diferencia de temperatura. 1 / 3,125 m2×°C/W = 0,32 W/m2×°C |
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4) Calcular la pérdida de calor de las paredes. Multiplicamos la pérdida de calor de un metro cuadrado de pared por el área de las paredes y por la diferencia de temperatura dentro y fuera de la casa. Por ejemplo, si hay +25 °C en el interior y -15 °C en el exterior, la diferencia es de 40 °C. 0,32 W/m2×°C × 240 m2 × 40 °C = 3072 W Este número es la pérdida de calor de las paredes. La pérdida de calor se mide en vatios, es decir, es la potencia de disipación de calor. |
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5) En kilovatios-hora es más conveniente entender el significado de pérdida de calor. Durante 1 hora a través de nuestras paredes con una diferencia de temperatura de 40°C, se pierde energía térmica: 3072 W × 1 h = 3,072 kWh Energía gastada en 24 horas: 3072 W × 24 h = 73,728 kWh |
22Pro GSOP hereResistencia a la transferencia de calor de la unidad de vidrio aislante
Unidades de potencia
La potencia se mide en julios por segundo o vatios. Junto con los vatios, también se utilizan caballos de fuerza. Antes de la invención de la máquina de vapor, la potencia de los motores no se medía y, en consecuencia, no había unidades de potencia generalmente aceptadas. Cuando la máquina de vapor comenzó a usarse en las minas, el ingeniero e inventor James Watt comenzó a mejorarla. Para demostrar que sus mejoras hicieron que la máquina de vapor fuera más productiva, comparó su potencia con la capacidad de trabajo de los caballos, ya que los caballos han sido utilizados por personas durante muchos años, y muchos podrían imaginar fácilmente cuánto trabajo puede hacer un caballo en un cierta cantidad de tiempo. Además, no todas las minas usaban máquinas de vapor. En aquellos en los que se utilizaron, Watt comparó la potencia de los modelos antiguo y nuevo de la máquina de vapor con la potencia de un caballo, es decir, con un caballo de fuerza. Watt determinó este valor experimentalmente, observando el trabajo de los caballos de tiro en el molino. Según sus medidas, un caballo de fuerza equivale a 746 vatios. Ahora se cree que esta cifra es exagerada y que el caballo no puede trabajar en este modo durante mucho tiempo, pero no cambiaron la unidad. La potencia se puede utilizar como una medida de la productividad, ya que el aumento de la potencia aumenta la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo. Mucha gente se dio cuenta de que era conveniente tener una unidad de potencia estandarizada, por lo que los caballos de fuerza se hicieron muy populares. Comenzó a usarse en la medición de potencia de otros dispositivos, especialmente vehículos. Aunque los vatios han existido durante casi tanto tiempo como los caballos de fuerza, los caballos de fuerza se usan más comúnmente en la industria automotriz, y es más claro para muchos compradores cuando la potencia del motor de un automóvil se incluye en esas unidades.
lámpara incandescente de 60 vatios
factores
¿Qué afecta el consumo anual de calor para calefacción?
Duración de la temporada de calefacción ().
Ésta, a su vez, viene determinada por las fechas en que la temperatura media diaria en la calle de los últimos cinco días cae por debajo (y sube por encima) de los 8 grados centígrados.
-
El grado de aislamiento térmico del edificio.
afecta en gran medida cuál será la tasa de energía térmica para él. Una fachada aislada puede reducir la necesidad de calor a la mitad en comparación con una pared hecha de losas de hormigón o ladrillos. -
factor de acristalamiento del edificio.
Incluso cuando se utilizan ventanas de doble acristalamiento de varias cámaras y pulverización de ahorro de energía, se pierde notablemente más calor a través de las ventanas que a través de las paredes. Cuanto mayor sea la parte de la fachada acristalada, mayor será la necesidad de calor. -
El grado de iluminación del edificio.
En un día soleado, una superficie orientada perpendicularmente a los rayos del sol puede absorber hasta un kilovatio de calor por metro cuadrado.
Potencia de los electrodomésticos
En los electrodomésticos se suele indicar la potencia. Algunas lámparas limitan la potencia de las bombillas que se pueden utilizar en ellas, por ejemplo, a no más de 60 vatios. Esto se debe a que las bombillas de mayor potencia generan mucho calor y el portalámparas puede dañarse. Y la lámpara en sí a una temperatura alta en la lámpara no durará mucho. Esto es principalmente un problema con las lámparas incandescentes. Las lámparas LED, fluorescentes y otras generalmente funcionan con un vataje más bajo con el mismo brillo y, si se usan en luminarias diseñadas para lámparas incandescentes, no hay problemas de vataje.
Cuanto mayor sea la potencia del aparato eléctrico, mayor será el consumo de energía y el coste de uso del aparato. Por lo tanto, los fabricantes mejoran constantemente los electrodomésticos y las lámparas. El flujo luminoso de las lámparas, medido en lúmenes, depende de la potencia, pero también del tipo de lámparas. Cuanto mayor es el flujo luminoso de la lámpara, más brillante se ve su luz. Para las personas, lo importante es el alto brillo, y no la energía consumida por la llama, por lo que recientemente las alternativas a las lámparas incandescentes se han vuelto cada vez más populares. A continuación se muestran ejemplos de tipos de lámparas, su potencia y el flujo luminoso que crean.
Cálculos
La teoría es la teoría, pero ¿cómo se calculan en la práctica los costes de calefacción de una casa de campo? ¿Es posible estimar los costos estimados sin sumergirse en el abismo de fórmulas complejas de ingeniería térmica?
Consumo de la cantidad necesaria de energía térmica.
La instrucción para calcular la cantidad aproximada de calor requerida es relativamente simple. La frase clave es una cantidad aproximada: en aras de simplificar los cálculos, sacrificamos la precisión, ignorando una serie de factores.
- El valor base de la cantidad de energía térmica es de 40 vatios por metro cúbico de volumen de cabaña.
- Al valor base se le suma 100 watts por cada ventana y 200 watts por cada puerta en las paredes exteriores.
Además, el valor obtenido se multiplica por un coeficiente, que se determina por la cantidad promedio de pérdida de calor a través del contorno exterior del edificio. Para los apartamentos en el centro de un edificio de apartamentos, se toma un coeficiente igual a uno: solo se notan pérdidas a través de la fachada. Tres de las cuatro paredes del contorno del apartamento lindan con habitaciones cálidas.
Para apartamentos de esquina y finales, se toma un coeficiente de 1.2 a 1.3, según el material de las paredes. Las razones son obvias: dos o incluso tres paredes se vuelven externas.
Finalmente, en una casa particular, la calle no solo está en el perímetro, sino también desde abajo y desde arriba. En este caso, se aplica un coeficiente de 1,5.
En una zona de clima frío, existen requisitos especiales para la calefacción.
Calculemos cuánto calor se necesita para una cabaña de 10x10x3 metros en la ciudad de Komsomolsk-on-Amur, Territorio de Khabarovsk.
El volumen del edificio es 10*10*3=300 m3.
Multiplicando el volumen por 40 watts/cubo dará 300*40=12000 watts.
Seis ventanas y una puerta son otros 6*100+200=800 vatios. 1200+800=12800.
Casa privada. Coeficiente 1.5. 12800*1,5=19200.
región de Jabárovsk. Multiplicamos la necesidad de calor por otra vez y media: 19200 * 1.5 = 28800. En total, en el pico de las heladas, necesitamos una caldera de aproximadamente 30 kilovatios.
Cálculo de los costos de calefacción
La forma más fácil es calcular el consumo de electricidad para calefacción: cuando se usa una caldera eléctrica, es exactamente igual al costo de la energía térmica. Con un consumo continuo de 30 kilovatios por hora, gastaremos 30 * 4 rublos (precio actual aproximado de un kilovatio-hora de electricidad) = 120 rublos.
Afortunadamente, la realidad no es tan espeluznante: como muestra la práctica, la demanda media de calor es aproximadamente la mitad de la calculada.
-
Leña - 0,4 kg / kW / h.
Por lo tanto, las normas aproximadas para el consumo de leña para calefacción en nuestro caso serán iguales a 30/2 (la potencia nominal, como recordamos, se puede dividir por la mitad) * 0.4 \u003d 6 kilogramos por hora. -
El consumo de lignito en términos de un kilovatio de calor es de 0,2 kg.
Las tasas de consumo de carbón para calefacción se calculan en nuestro caso como 30/2*0,2=3 kg/h.
El lignito es una fuente de calor relativamente económica.
- Para leña: 3 rublos (el costo de un kilogramo) * 720 (horas en un mes) * 6 (consumo por hora) \u003d 12960 rublos.
- Para carbón - 2 rublos * 720 * 3 = 4320 rublos (leer otros).
Determinación del caudal de aire infiltrante en edificios residenciales existentes en construcción hasta el año 2000
Construcción de edificios residenciales
2000 se caracterizan por la baja estanqueidad de las aberturas de las ventanas, como resultado de lo cual
el flujo de aire que se infiltra a través de estas aberturas bajo la acción de la gravedad
y la presión del viento a menudo excede la requerida para la ventilación. Consumo
aire infiltrado GRAMOinf, kg/h, en el edificio
se encuentra de acuerdo con la siguiente dependencia empírica*:
(4.1)
donde GRAMO.inf.kv - medio (según
edificio) la cantidad de infiltración a través de las ventanas de un apartamento, kg/h;
Acuadrados - el número de apartamentos en el edificio;
- lo mismo que en
fórmula ();
GRAMOinf.LLU - valor
infiltración en tnorte = -25 °С hasta
ventanas y puertas exteriores de los locales de la unidad salvaescaleras, atribuible a uno
suelo, kg/h Para edificios residenciales que no tengan escaleras, separados
transiciones al aire libre, GRAMOinf.LLU aceptado en
dependiendo del área de las ventanas de las unidades de escalera y ascensor FLLU, m2, una sola planta (Cuadro 4.1). Para edificios residenciales con
escaleras, separadas por pasajes externos, GRAMOinf.LLU aceptado en
dependiendo de la altura del edificio nortey características de resistencia
puertas de pasajes externos Sdven los rangos (0.5-2) ּ 10-3 Pa ּ h/kg2
(primer valor para puertas cerradas sin sellar) (Tabla 4.2);
* Este método para determinar la infiltración de aire en
edificio residencial fue desarrollado en MNIITEP basado en la generalización de una serie de cálculos de aire
modo en la computadora. Le permite determinar el caudal total de la infiltración
aire en todos los departamentos del edificio, teniendo en cuenta la despresurización de las ventanas de los pisos superiores
para garantizar la norma sanitaria de entrada en las salas de estar y teniendo en cuenta las peculiaridades
filtración de aire a través de ventanas y puertas en el conjunto de escaleras y ascensores. Método
publicado en la revista Water Supply and Sanitary Engineering, 1987, No. 9.
Tabla 4.2
|
norte |
9 |
12 |
16 |
22 |
|
GRAMOinf.LLU, kg/hora -en |
348-270 |
380-286 |
419-314 |
457-344 |
|
-en |
249-195 |
264-200 |
286-214 |
303-226 |
norte- el número de plantas del edificio, multiplicado por el número de secciones.
Infiltración media
a través de las ventanas de un apartamento GRAMOinf.kv determinado por
fórmula
GRAMOinf.kv = GRAMOpoca proximidadβfiβnorte,(4.2)
donde GRAMOcuarto cerrado - el valor medio de infiltración con ventanas cerradas para
un apartamento con Fca.rmsRy\u003d 74,6 kg / h (ver ejemplo de cálculo en). Valores GRAMOcuarto cerrado se muestra en la
pestaña. 4.3;
Fca.rms - promedio para
área de construcción de ventanas y puertas balconeras de un apartamento, m2;
Ry — resistencia a la penetración de aire de las ventanas según pruebas de campo,
m2ּh/kg, a ΔР = 10Pa;
βfi- coeficiente que depende del real para un edificio dado
valores Fca.rmsRy, definido
según la fórmula
(4.3)
Rnorte - coeficiente,
teniendo en cuenta el aumento de la infiltración a la tasa de ventilación de aire debido a
aberturas de ventilación, travesaños, etc. Determinado por la tabla. 4.4.
Tabla 4.3
|
numero de pisos |
Velocidad |
GRAMOcuarto cerrado, kg/h, en tnorte ºC |
||||||
|
-40 |
-30 |
-25 |
-15 |
-10 |
-5 |
5 |
||
|
5 |
126 |
110 |
102 |
86 |
78 |
69 |
60 |
51 |
|
3 |
168 |
149 |
143 |
124 |
115 |
108 |
98 |
91 |
|
5 |
198 |
185 |
176 |
160 |
152 |
145 |
137 |
129 |
|
7 |
246 |
231 |
222 |
207 |
203 |
196 |
189 |
183 |
|
9 |
157 |
137 |
127 |
108 |
97 |
86 |
75 |
64 |
|
3 |
198 |
180 |
170 |
150 |
141 |
130 |
121 |
111 |
|
5 |
227 |
209 |
199 |
183 |
174 |
165 |
156 |
147 |
|
7 |
262 |
248 |
240 |
224 |
216 |
208 |
200 |
192 |
|
12 |
167 |
148 |
138 |
115 |
104 |
94 |
80 |
69 |
|
3 |
214 |
194 |
185 |
165 |
154 |
143 |
132 |
121 |
|
5 |
240 |
221 |
213 |
193 |
183 |
174 |
165 |
155 |
|
7 |
274 |
259 |
251 |
236 |
226 |
216 |
207 |
199 |
|
16 |
180 |
159 |
150 |
125 |
113 |
102 |
88 |
74 |
|
3 |
232 |
210 |
197 |
176 |
165 |
157 |
146 |
136 |
|
5 |
253 |
235 |
227 |
206 |
198 |
183 |
178 |
169 |
|
7 |
290 |
278 |
270 |
249 |
242 |
233 |
224 |
215 |
|
22 |
192 |
168 |
158 |
134 |
122 |
108 |
95 |
79 |
|
3 |
249 |
228 |
216 |
194 |
181 |
169 |
156 |
143 |
|
5 |
267 |
247 |
238 |
216 |
208 |
198 |
187 |
178 |
|
7 |
298 |
283 |
276 |
256 |
248 |
239 |
229 |
219 |
|
Velocidad del viento, m/s |
βnorte en |
||||||
|
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
2 |
|
|
1,02 |
1,05 |
1,11 |
1,22 |
1,35 |
1,5 |
2 |
|
|
Más |
1 |
1 |
1,05 |
1,15 |
1,3 |
1,5 |
2 |
Notas:
1) para > 2 tomar βnorte = 2;
2) al regular con corrección según
valor de la temperatura del aire interior Gcuarto cerradoaceptar
en ausencia de viento
Cantidad mínima requerida de infiltración
en apartamentos, incluyendo la norma sanitaria de suministro de aire para salas de estar y
la cantidad de aire que ingresa a través de las ventanas cerradas en la cocina, kg / h, está determinada por la fórmula:
(4.4)
donde Fw.sr. - promedio para
edificio superficie habitable de un apartamento, m2;
GRAMOcuarto cerrado, βfi, Fca.rms, es lo mismo que en
fórmula ();
Fok.av.cocina- promedio para
área de la ventana del edificio en una cocina, m2.
Coeficiente Av,
teniendo en cuenta la infiltración de aire adicional en los apartamentos en comparación con
el intercambio de aire requerido en ellos, se calcula mediante la fórmula (4.5) y se sustituye en la fórmula ():
(4.5)
