חישוב הנדסת חום של מבנים עטופים

חישוב הנדסי תרמית

מערכות חימום נועדו לפצות על אובדן חום דרך מעטפות בניין: קירות חיצוניים, רצפות, תקרות. בעת ביצוע חישוב הנדסת חום, נלקחים בחשבון הגורמים הבאים:

1. טמפרטורה ולחות שנתית ממוצעת של האוויר החיצוני בהתאם לאזור האקלים;
2. כיוון ועוצמת הרוחות;
3. עובי מבני בנייה חיצוניים ומקדם מוליכות תרמית של החומר;
4. זמינות של פתחי חלונות ודלתות, מאפייני זיגוג;
5. נוכחותם של עליות גג ומרתפים עבור הקומה הראשונה והעליונה.

ניתן לבחור נכון את מכשירי הנדסת החום הסופיים רק אם כל הפרמטרים המפורטים נלקחים בחשבון במלואם. בעת ביצוע חישובים, עדיף להפריז מעט את האינדיקטורים, אחרת היעדר כוח תרמי עלול להוביל לצורך לבצע מחדש את המערכת כולה כולה.

בעת חישוב חישובי הנדסה תרמית, האינדיקטורים תלויים יותר.

אפשר לבחור את המכשירים הדרושים לתכנית חימום זו, בפרט, רדיאטורים, על פי תוצאות חישוב הנדסת חום. בהתאם ל-SNiP 41-01-2003 "חימום ואוורור", ההספק הספציפי המומלץ לחצרים למגורים הוא מ-100 W לכל 1 מ"ר. שטח כולל עם גובה תקרה של לא יותר מ-3000 מ"מ. ערך זה מתוקן על ידי מקדמים מיוחדים.

איך הכי טוב לקחת בחשבון את כל הגורמים לחישוב מדויק של הכוח הנדרש של מכשירי חימום? יש לציין כי נוכחות של חלונות אחד או שניים בחדר מגבירה את איבוד החום ב-20-30%.

אם הם ממוקמים בצפון או בצד הסוער, ניתן להגדיל את התיקון בבטחה בעוד 10%.

חָשׁוּב! רדיאטורים נועדו לפצות על אובדן חום ויש לחשב את הפרמטרים שלהם עם מרווח מסוים

1 הרצף הכללי של ביצוע חישוב תרמי

1. V
   בהתאם לסעיף 4 במדריך זה
   לקבוע את סוג המבנה והתנאים, לפי
   שצריך לספור ר_Otr.

2. לְהַגדִיר
   ר_Otr:

• עַל
  נוסחה (5), אם הבניין מחושב
  לסניטריים והיגייניים ונוחים
  תנאים;

• עַל
  נוסחה (5א) וטבלה. 2 אם החישוב צריך
  להתנהל על בסיס תנאי חיסכון באנרגיה.

1. לְהַלחִין
   משוואת התנגדות כוללת
   סוגר מבנה עם אחד
   לא ידוע לפי נוסחה (4) והשוואה
   שֶׁלוֹ ר_Otr.

2. לחשב
   עובי לא ידוע של שכבת הבידוד
   ולקבוע את העובי הכללי של המבנה.
   בעשותו כן, יש צורך לקחת בחשבון טיפוסי
   עובי דופן חיצונית:

• עוֹבִי
  קירות לבנים צריכים להיות מרובים
  גודל לבנים (380, 510, 640, 770 מ"מ);

• עוֹבִי
  לוחות קירות חיצוניים מתקבלים
  250, 300 או 350 מ"מ;

• עוֹבִי
  לוחות סנדוויץ' מתקבלים
  שווה ל-50, 80 או 100 מ"מ.

חישוב מחליפי חום ושיטות שונות להרכבת מאזן החום

בעת חישוב מחליפי חום, ניתן להשתמש בשיטות פנימיות וחיצוניות להרכבת מאזן החום. השיטה הפנימית משתמשת ביכולות חום. השיטה החיצונית משתמשת בערכים של אנטלפיות ספציפיות.

כאשר משתמשים בשיטה הפנימית, עומס החום מחושב באמצעות נוסחאות שונות, בהתאם לאופי תהליכי חילופי החום.

אם העברת חום מתרחשת ללא כל טרנספורמציה כימית ופאזית, ובהתאם, ללא שחרור או ספיגה של חום.

בהתאם לכך, עומס החום מחושב על ידי הנוסחה

אם במהלך תהליך חילופי החום מתרחש עיבוי אדי או נוזל מתאדה, מתרחשות תגובות כימיות כלשהן, אזי צורה אחרת משמשת לחישוב מאזן החום.

כאשר משתמשים בשיטה החיצונית, חישוב מאזן החום מבוסס על כך שכמות שווה של חום נכנסת ויוצאת ממחליף החום ליחידת זמן כלשהי.
אם השיטה הפנימית משתמשת בנתונים על תהליכי חילופי חום ביחידה עצמה, אזי השיטה החיצונית משתמשת בנתונים מאינדיקטורים חיצוניים.

כדי לחשב את מאזן החום בשיטה החיצונית, משתמשים בנוסחה
.

ב-Q1 הכוונה לכמות החום שנכנסת ליחידה ויוצאת ממנה ליחידת זמן.
בכך הכוונה לאנתלפיה של חומרים הנכנסים ויוצאים מהמצרף.

ניתן גם לחשב את הפרש האנתלפיה על מנת לקבוע את כמות החום שהועברה בין מדיות שונות. לשם כך משתמשים בנוסחה.

אם התרחשו טרנספורמציות כימיות או פאזה במהלך העברת החום, נעשה שימוש בנוסחה.

דרישות טכניות למכשירי הנדסת חום

כיצד לבחור רדיאטורים מפלדה או אלומיניום המתאימים ביותר לתנאים מסוימים. דרישות טכניות כלליות למכשירי חימום נקבעות על ידי GOST 31311-2005. מסמך זה קובע את המושגים הבסיסיים ואת האינדיקטורים הנומינליים שלהם. טמפרטורת נוזל הקירור המקסימלית עבור מכשירי מים היא 70 מעלות צלזיוס בקצב זרימה של לפחות 60 ק"ג לדקה ולחץ של 1 אטמוספירה.

כאשר קונים רדיאטור, חשוב ללמוד את התיעוד הטכני שלו. את התשובה לשאלה אילו מכשירים לבחור עבור מערכות חימום, ובפרט רדיאטורים, ניתן לקבל לאחר עיון מדוקדק של התיעוד הטכני שלה.

בדיקות דרכון מתבצעות אצל היצרן, שתוצאותיהן משתקפות בפרסומי המידע הרשמיים של היצרן

את התשובה לשאלה אילו מכשירים לבחור עבור מערכות חימום, ובפרט רדיאטורים, ניתן לקבל לאחר עיון מדוקדק של התיעוד הטכני שלה. בדיקות דרכון מתבצעות אצל היצרן, שתוצאותיהן משתקפות בפרסומי המידע הרשמיים של היצרן.

המלצות לגבי התקנים הטובים ביותר עבור מערכות חימום ספציפיות יכולות להינתן על ידי עובדים של ארגונים מבצעים. לנוכחות של ציפוי חיצוני עמיד בחום יש לא רק ערך דקורטיבי, אלא גם מגן על חלקי מתכת מפני קורוזיה. דרישות האיכות לציפויים כאלה נקבעות בהתאם לתקנים של רשויות הפיקוח הסניטריים וחייבות לעמוד בדרישות GOST 9.032-74 (מחלקה לא נמוכה מ- IV).

חָשׁוּב! הציוד של מערכות חימום לבניין לא צריך להיות בעל פינות וקצוות חדים שעלולים לפגוע באדם אם מטפלים בו ברשלנות. יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לנושא זה בבחירת ציוד לבתי ספר, גנים ובתי חולים.

קביעת עובי בידוד הקיר

קביעת עובי מעטפת הבניין. נתונים ראשוניים:

1. אזור בנייה - Sredny
2. ייעוד הבניין - מגורים.
3. סוג בנייה - תלת שכבתי.
4. לחות בחדר סטנדרטי - 60%.
5. טמפרטורת האוויר הפנימי היא 18 מעלות צלזיוס.

מספר שכבה	שם השכבה	עוֹבִי
1	טִיחַ	0,02
2	בנייה (קלחת)	איקס
3	בידוד (פוליסטירן)	0,03
4	טִיחַ	0,02

2 הליך חישוב.

אני מבצע את החישוב בהתאם ל-SNiP II-3-79 * "תקני עיצוב. הנדסת חום בנייה"

א) אני קובע את ההתנגדות התרמית הנדרשת R_{o(tr) לפי הנוסחה:}

ר_{o(tr)=n(tv-tn)/(Δtn*αv) , כאשר n הוא המקדם שנבחר תוך התחשבות במיקום המשטח החיצוני של המבנה התוחם ביחס לאוויר החיצוני.}

n=1

tn הוא t החורף המחושב של אוויר בחוץ, נלקח בהתאם לסעיף 2.3 של SNiPa "הנדסת חימום בנייה".

אני מקבל בתנאי 4

אני קובע ש-tн עבור מצב נתון נלקח כטמפרטורה המחושבת של היום הראשון הקר ביותר: tн=t_{x(3) ; טx(1)=-20°C; טx(5)=-15°С.}

ט_{x(3)=(tx(1) + tx(5))/2=(-20+(-15))/2=-18°C; tn=-18°С.}

Δtn הוא ההפרש הסטנדרטי בין אוויר בדיל לבין פני השטח של המבנה התוחם, Δtn=6°C לפי הטבלה. 2

αv - מקדם העברת חום של המשטח הפנימי של מבנה הגדר

αv=8.7 W/m2°C (על פי טבלה 4)

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

ב) קבע את ר_O=1/αv+R₁+R₂+R₃+1/αn, כאשר αn הוא גורם העברת החום, עבור תנאי החורף של המשטח החיצוני הסוגר. αн=23 W/m2°С לפי הטבלה. 6#שכבה

	שם החומר	מספר פריט	ρ, ק"ג/מ"ק	σ, מ	λ	ס
1	טיט חול סיד	73	1600	0,02	0,7	8,69
2	כותלים	98	1600	0,39	1,16	12,77
3	קלקר	144	40	איקס	0,06	0,86
4	טיט מורכב	72	1700	0,02	0,70	8,95

כדי למלא את הטבלה, אני קובע את תנאי ההפעלה של המבנה הסוגר, בהתאם לאזורי הלחות והמשטר הרטוב במקום.

1 משטר הלחות של המקום תקין לפי הטבלה. אחד

2 אזור לחות - יבש

אני קובע את תנאי ההפעלה ← א

ר₁₌σ₁/λ₁\u003d 0.02 / 0.7 \u003d 0.0286 (m2 ° C / W)

ר₂=σ₂/λ₂=0,39/1,16= 0,3362

ר₃=σ₃/λ₃ =X/0.06 (m2°C/W)

ר₄=σ₄/λ₄ \u003d 0.02 / 0.7 \u003d 0.0286 (m2 ° C / W)

ר_O=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

אני מקבל את ר_O= ר_{o(tr)=0.689m2°C/W}

0.689=0.518+X/0.06

איקס_tr\u003d (0.689-0.518) * 0.06 \u003d 0.010 (מ')

אני מקבל באופן בונה את σ_{1(f)=0.050 מ'}

ר_{1(φ)= σ1(f)/ λ1=0.050/0.060=0.833 (m2°C/W)}

3 אני קובע את האינרציה של מעטפת הבניין (מאסיביות).

D=R₁*ס₁+ ר₂*ס₂+ ר₃*ס₃=0,029*8,69+0,3362*12,77+0,833*0,86+0,0286*8,95 = 5,52

מסקנה: המבנה התוחם של הקיר עשוי מאבן גיר ρ = 2000 ק"ג/מ"ק, עובי 0.390 מ', מבודד בפלסטיק מוקצף בעובי 0.050 מ' המבטיח את תנאי הטמפרטורה והלחות הרגילים של המקום ועומד בדרישות התברואתיות וההיגייניות עבורם .

סיווג ציוד למערכות חימום

רדיאטורים מפלדה הם הנפוצים ביותר ויש להם מחיר סביר.

על מנת לבחור את מכשירי החימום האיכותיים הנכונים, עליכם לקבל מושג בעניין זה. ענף הבנייה מציע מגוון רחב של ציוד חימום. העברת חום ממכשירים לסביבה מתרחשת עקב קרינה והסעה.

ישנם מספר סוגי ציוד המשמשים במערכות חימום שונות. איך בוחרים רדיאטורים איכותיים? סיווג הציוד מתבצע על פי קריטריונים שונים, לרבות חומרים המשמשים בייצור, עיצוב, שיטת התקנה ומאפיינים נוספים.

יועצי מכירות מקצועיים מסופרמרקטים בניין יעזרו לענות על השאלה אילו מכשירי חימום טובים יותר. הנפוצים ביותר הם מכשירי הנדסת חום מפלדה, המאופיינים בעלות נמוכה יחסית ובמאפייני חוזק מקובלים.

הם מיוצרים בהתאם לדרישות של GOST 19904-90.

סוללות עשויות פרופיל אלומיניום שחול או יציקה הוכיחו את עצמן היטב. הטכנולוגיה של הייצור שלהם נקבעת על ידי GOST 8617-81. עובי הדופן המינימלי חייב להיות לפחות מילימטר וחצי. יש לקחת זאת בחשבון בעת ​​בחירת ציוד לחימום חלל.

בשעות הפנאי

חישוב תרמוטכני של מערכות חימום

הצורך בחישוב הנדסי תרמי של מערכות חימום (כמו גם אלמנטים ומבנים אחרים) מתעורר במקרה של שיפוץ גדול ומודרניזציה של מבנים.

הרלוונטיות של ביצוע עבודות כאלה במתקנים עלתה בשנים האחרונות עקב הבלאי הגבוה של מבנים שנבנו עוד בשנות ברית המועצות. מערכות החימום בהן הצטיידו בניינים לפני עשר שנים, ועדיין מאובזרות, מתוכננות כך שהן אינן מאפשרות פיזור יעיל של החום בין הקומות לבין אלמנטים בודדים של מערכות בתוך המבנה.

במילים פשוטות, בחלקים מסוימים של מערכת החימום, ניתן להפיץ יותר מדי חום, בעוד שבאחרים לא מספיק. כתוצאה מכך, חלק מהדירות זוכות להיצע יתר, המאפשר לדיירים לגור בחלונות פתוחים גם בחורף. ולהיפך - חלק מהדירות קופאות כי הן לא מקבלות מספיק חום.

כדי לבטל את החסרונות הללו יאפשר הנדסה תרמית והדמיה תרמית של המבנים של מבנים ומבנים http://www.disso.spb.ru/?item=9.

בשלב הראשון מתבצעות מדידות - מבוצע סקר ומומחים-מהנדסים מקבלים משהו כמו המפה הזו. הוא מציג אזורים עם תנאים תרמיים שונים של מבנים ומאפשר לך לתקן את הליקויים הקיימים.

השלב הבא הוא ביצוע חישוב הנדסי חום, המאפשר לפתור את נושא פיזור החום האחיד בבית. כל מתקן מטפל במשימה זו בצורה שונה. במקרים מסוימים, יש צורך לבודד את הבית - לנהל נדן עם בידוד. במקרים אחרים, יש צורך באיזון מערכות חימום, מודרניזציה של מערכות הנדסיות קיימות מ-ITP.

סקר תרמי יגלה ליקויי חימום ויצביע למהנדסים ולמתכננים אילו אלמנטים מבניים דורשים חישוב מחדש. בעתיד, המודרניזציה מתבצעת באמצעות טכנולוגיות מודרניות וציוד חימום מודרני.

צפיות: 787

תאריך: 25 בפברואר, 2014

בעת בחירת רדיאטורים, כדאי לשקול את כל הגורמים המשפיעים עליהם.

שמירה על משטר טמפרטורה ולחות נוחים במגורים או בחצרים אחרים בתנאי האקלים של ארצנו היא בלתי אפשרית ללא מערכות חימום. התוכניות הנפוצות ביותר עם נוזל קירור ביניים, שיכול להיות מרוכז ואוטונומי כאחד.

המכשירים הסופיים במערכות כאלה הם מכשירי חימום המבצעים תהליכי חילופי חום במקום.

השאלה: איך לבחור רדיאטורים לחימום, תוך התחשבות בכל הגורמים, היא די מסובכת ודורשת התייחסות מפורטת.

2 דוגמה 1

לחשב
עובי הקיר החיצוני של בניין מגורים,
ממוקם בעיר טופקי, קמרובו
אזורים.

א.
נתונים ראשוניים

1. מְשׁוֹעָר
   הטמפרטורה של חמשת הקרים ביותר
   ימים

ט_נ=
-39 оС
(טבלה 1 או נספח 1 למדריך זה);

1. בינוני
   טמפרטורת תקופת החימום
   ט_מ.לפר.=
   -8.2 מעלות צלזיוס
   (ראה שם);

2. מֶשֶׁך
   תקופת חימום ז_מ.לפר.=
   235 ימים (שם);

3. מְשׁוֹעָר
   טמפרטורת אוויר פנימית ט_v=
   +20 оС,

קרוב משפחה
לחות אוויר פנימית φ=
55%

(ס"מ.
נספח 2 למדריך זה);

1. לחות
   מצב חדר - רגיל (טבלה 1
   );

2. אֵזוֹר
   לחות - יבש (כ-1 *);

3. תנאים
   מבצע - א' (אפליקציה 2).

אורז.
2. סקיצת עיצוב קיר

שולחן
7. תרמו טכני
מאפייני החומר (עַל
adj. 3*, בכפוף למבצע א)

שֵׁם
חוֹמֶרγ,
ק"ג/מ"ק
adj.3*
δ,
Mλ,
W/(מ' מעלות צלזיוס),
adj.3*,

m2 °C/W
1.	מלט-חול פִּתָרוֹן	1800	0,02	0,76	0,026
2.	לְבֵנָה חלול קרמי על חול צמנט פִּתָרוֹן	1400	0,12	0,52	0,23

שֵׁם
חוֹמֶרγ,
ק"ג/מ"ק
adj.3* δ,
Mλ,
W/(מ' מעלות צלזיוס),
adj.3*,

m2 °C/W
3.	צלחות צמר מינרלי על סינטטי כּוֹרֵך	50	δ3	0,052	δ3/0,052
4.	לְבֵנָה חלול קרמי על חול צמנט פִּתָרוֹן	1400	0,38	0,52	0,73
5.	חול סיד פִּתָרוֹן	1600	0,015	0,7	0,021

ב.
הליך חישוב

1.
בהתאם לסעיף 4.1. ו-4.2 חובה
התנגדות להעברת חום של נתון
מבנים צריכים להיקבע מהתנאים
חיסכון באנרגיה בהתאם
ימי מעלות חימום
לפי הנוסחה (5א):

GSOP
= (ט_v—
ט_מ.לפר.)ז_מ.לפר.

GSOP
= (20-(-8,2))·235 = 6627.

.
התנגדות נדרשת (מופחתת).
העברת חום מתנאי חיסכון באנרגיה
נקבע על ידי אינטרפולציה לפי הטבלה. 2 (או
לשונית. 1ב)

ר_Otr=
3.72 (מ"ר
oC/W).

.
התנגדות תרמית מוחלטת
המבנה התוחם נקבע על ידי
נוסחה (3):

;

איפה
α_v=
8.7 W/(m2 °C)
(טבלה 4*, ראה גם טבלה 4 של המדריך);

α_נ=
23 W/(m2 °C)
(טבלה 6*, ראה גם טבלה 5 של המדריך).

ר_oר_Otr

ר_O
=
1/8,7 + 0,026 + 0,23 + δ₃/0,052
+ 0,73 + 0,021 + 1/23 = 3,72

δ₃=
0.13 (מ')

.
תוך התחשבות בעובי המודולרי של הלבנה
בַּנָאוּת לְקַבֵּל
עובי בידוד צמר מינרלי
לוחות שווים ל-0.14 מ'.
ואז העובי הכולל של הקירות החיצוניים ללא
החשבון לשכבות הגמר יהיה 0.64 מ'
(2.5 לבנים).

בואו לבזבז
חישוב אימות של התרמית הכוללת
התנגדות מבנית:

ר_O
=
1/8,7 + 0,026 + 0,23 + 0,14/0,052 + 0,73 + 0,021 + 1/23 =3,85

ר_O
=
3,85 > ר_Otr
=
3,72

סיכום:
עיצוב מקובל של קירות חיצוניים
עומד בדרישות התרמיות.