אזכור נורמטיבי
1. GOST
30494-96. בניינים למגורים ולציבור. הפרמטרים של מיקרו אקלים בחצרים.
2. GOST
31168-2003. מבנים הם מגורים. שיטה לקביעת הצריכה הספציפית של חום
אנרגיה לחימום.
3. MGSN 3.01-01. בנייני מגורים.
4. SNiP
23-01-99*. בניית קלימטולוגיה.
5. SNiP 23-02-2003. תֶרמִי
מיגון מבנים.
6. SNiP
2.04.05-91*. חימום, אוורור ומיזוג אוויר.
7. SNiP
2.04.01-85*. אינסטלציה פנימית וביוב של מבנים.
8. SP 23-101-2004.
עיצוב הגנה תרמית של מבנים.
9. תקן ABOK-1-2004.
בניינים למגורים ולציבור. תקני חילופי אוויר.
כוח בספורט
ניתן להעריך עבודה באמצעות כוח לא רק עבור מכונות, אלא גם עבור אנשים ובעלי חיים. לדוגמה, הכוח שבו שחקן כדורסל זורק כדור מחושב על ידי מדידת הכוח שהיא מפעילה על הכדור, המרחק שהכדור עבר, והזמן שבו הכוח הופעל. ישנם אתרים המאפשרים לחשב עבודה והספק בזמן פעילות גופנית. המשתמש בוחר את סוג התרגיל, מזין את הגובה, המשקל, משך התרגיל, ולאחר מכן התוכנית מחשבת את ההספק. לדוגמה, לפי אחד מהמחשבונים הללו, הספק של אדם בגובה של 170 סנטימטר ומשקל של 70 קילוגרם, שעשה 50 שכיבות סמיכה ב-10 דקות, הוא 39.5 וואט. ספורטאים משתמשים לפעמים במכשירים כדי למדוד את כמות הכוח ששריר עובד במהלך האימון. מידע זה עוזר לקבוע עד כמה יעילה תוכנית האימונים שבחרת.
דינמומטרים
למדידת הספק משתמשים במכשירים מיוחדים - דינמומטרים. הם יכולים גם למדוד מומנט וכוח. דינמומטרים משמשים בתעשיות שונות, מהנדסה ועד רפואה. לדוגמה, הם יכולים לשמש כדי לקבוע את הכוח של מנוע מכונית. כדי למדוד את כוחן של מכוניות, משתמשים במספר סוגים עיקריים של דינמומטרים. על מנת לקבוע את עוצמת המנוע באמצעות דינמומטרים בלבד, יש צורך להוציא את המנוע מהמכונית ולחברו לדינמומטר. בדינמומטרים אחרים, הכוח למדידה מועבר ישירות מגלגל המכונית. במקרה זה, מנוע המכונית דרך תיבת ההילוכים מניע את הגלגלים, אשר בתורם מסובבים את גלילי הדינמומטר, המודד את כוחו של המנוע בתנאי כביש שונים.
דינמומטר זה מודד את המומנט וכן את הספק של מערכת ההנעה של הרכב.
דינמומטרים משמשים גם בספורט וברפואה. הסוג הנפוץ ביותר של דינמומטר למטרה זו הוא איזוקנטי. לרוב מדובר בסימולטור ספורט עם חיישנים המחוברים למחשב. חיישנים אלו מודדים את הכוח והעוצמה של הגוף כולו או קבוצות שרירים בודדות. ניתן לתכנת את הדינמומטר לתת אותות ואזהרות אם ההספק חורג מערך מסוים
הדבר חשוב במיוחד עבור אנשים עם פציעות בתקופת השיקום, כאשר יש צורך לא להעמיס על הגוף.
על פי כמה הוראות של תורת הספורט, התפתחות הספורט הגדולה ביותר מתרחשת תחת עומס מסוים, אינדיבידואלי עבור כל ספורטאי. אם העומס אינו כבד מספיק, הספורטאי מתרגל אליו ואינו מפתח את יכולותיו. אם, להיפך, זה כבד מדי, אז התוצאות מתדרדרות עקב עומס יתר של הגוף. פעילות גופנית במהלך פעילויות מסוימות, כגון רכיבה על אופניים או שחייה, תלויה בגורמים סביבתיים רבים, כגון תנאי הדרך או הרוח. קשה למדוד עומס כזה, אך ניתן לברר באיזה כוח הגוף סותר את העומס הזה, ולאחר מכן לשנות את ערכת התרגיל, בהתאם לעומס הרצוי.
מחברת המאמר: קתרינה יורי
איבוד חום דרך מעטפות בניין
|
1) אנו מחשבים את ההתנגדות להעברת חום של הקיר על ידי חלוקת עובי החומר במקדם המוליכות התרמית שלו. לדוגמה, אם הקיר בנוי מקרמיקה חמה בעובי 0.5 מ' עם מוליכות תרמית של 0.16 W / (m × ° C), אז נחלק 0.5 על 0.16: 0.5 מ' / 0.16 W/(m×°C) = 3.125 m2×°C/W מקדמי מוליכות תרמית של חומרי בניין ניתן למצוא כאן. |
|
2) חשב את השטח הכולל של הקירות החיצוניים. הנה דוגמה פשוטה של בית מרובע: (10 מ' רוחב × 7 מ' גובה × 4 צדדים) - (16 חלונות × 2.5 מ"ר) = 280 מ"ר - 40 מ"ר = 240 מ"ר |
|
3) אנו מחלקים את היחידה בהתנגדות להעברת חום, ובכך נקבל איבוד חום ממ"ר אחד של הקיר לכל הפרש טמפרטורה אחת. 1 / 3.125 m2×°C/W = 0.32 W/m2×°C |
|
4) חשב את איבוד החום של הקירות. נכפיל את איבוד החום ממ"ר אחד של הקיר בשטח הקירות ובהפרש הטמפרטורה בתוך הבית ומחוצה לו. לדוגמה, אם +25°C בפנים ו-15°C בחוץ, אז ההבדל הוא 40°C. 0.32 W / m2×°C × 240 m2 × 40 °C = 3072 W מספר זה הוא איבוד החום של הקירות. איבוד חום נמדד בוואטים, כלומר. הוא כוח פיזור החום. |
|
5) בקילו-ואט-שעה יותר נוח להבין את המשמעות של איבוד חום. במשך שעה אחת דרך הקירות שלנו עם הפרש טמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס, אנרגיה תרמית אובדת: 3072 W × 1 שעה = 3.072 קוט"ש אנרגיה שהושקעה ב-24 שעות: 3072 W × 24 שעות = 73.728 קילוואט |
22Pro GSOP כאן התנגדות להעברת חום של יחידת זכוכית מבודדת
יחידות כוח
הספק נמדד בג'אול לשנייה, או וואט. יחד עם וואט, נעשה שימוש גם בכוח סוס. לפני המצאת מנוע הקיטור לא נמדד כוחם של המנועים, ובהתאם לכך לא היו יחידות כוח מקובלות. כשהחל להשתמש במנוע הקיטור במכרות, המהנדס והממציא ג'יימס וואט החל לשפר אותו. על מנת להוכיח שהשיפורים שלו הפכו את מנוע הקיטור ליותר פרודוקטיבי, הוא השווה את כוחו ליכולת העבודה של סוסים, שכן סוסים שימשו אנשים במשך שנים רבות, ורבים יכלו בקלות לדמיין כמה עבודה סוס יכול לעשות ב כמות מסוימת של זמן. בנוסף, לא כל המכרות השתמשו במנועי קיטור. באלה שבהם נעשה שימוש, השווה וואט את הכוח של הדגמים הישנים והחדשים של מנוע הקיטור עם הספק של סוס אחד, כלומר עם כוח סוס אחד. וואט קבע ערך זה בניסוי, תוך התבוננות בעבודתם של סוסי גיוס במפעל. לפי המדידות שלו, כוח סוס אחד הוא 746 וואט. כעת מאמינים שהנתון הזה מוגזם, והסוס לא יכול לעבוד במצב זה במשך זמן רב, אבל הם לא שינו את היחידה. ניתן להשתמש בכוח כמדד לפרודוקטיביות, שכן הגדלת הספק מגדילה את כמות העבודה הנעשית ליחידת זמן. אנשים רבים הבינו שזה נוח להחזיק יחידת כוח סטנדרטית, ולכן כוח סוס הפך לפופולרי מאוד. זה החל לשמש למדידת הספק של מכשירים אחרים, במיוחד כלי רכב. למרות שוואטים קיימים כמעט כמו כוח סוס, כוח סוס נמצא בשימוש נפוץ יותר בתעשיית הרכב, וזה ברור יותר לקונים רבים כאשר הספק המנוע של מכונית רשום ביחידות אלו.
מנורת ליבון 60 וואט
גורמים
מה משפיע על צריכת החום השנתית לחימום?
משך עונת החימום ().
זה, בתורו, נקבע לפי התאריכים שבהם הטמפרטורה היומית הממוצעת ברחוב בחמשת הימים האחרונים יורדת מתחת (ועולה מעל) 8 מעלות צלזיוס.
-
מידת הבידוד התרמי של הבניין
משפיע מאוד על קצב ההספק התרמי עבורו. חזית מבודדת יכולה להפחית את הצורך בחום בחצי בהשוואה לקיר עשוי לוחות בטון או לבנים. -
יחס זיגוג בניין.
גם כאשר משתמשים בחלונות בעלי זיגוג כפול רב-תאיים ובריסוס חסכוני באנרגיה, יותר חום הולך לאיבוד דרך החלונות מאשר דרך הקירות. ככל שחלק גדול יותר של החזית מזוגג, כך גדל הצורך בחום. -
מידת הארה של המבנה.
ביום שטוף שמש, משטח בכיוון מאונך לקרני השמש יכול לספוג עד קילוואט חום למ"ר.
כוח של מכשירי חשמל ביתיים
למכשירי חשמל ביתיים יש בדרך כלל דירוג הספק. חלק מהמנורות מגבילות את עוצמת הנורות שניתן להשתמש בהן, למשל, לא יותר מ-60 וואט. הסיבה לכך היא שנורות בהספק גבוה יותר מייצרות חום רב ומחזיק הנורה עלול להינזק. והמנורה עצמה בטמפרטורה גבוהה במנורה לא תחזיק מעמד זמן רב. זו בעיקר בעיה עם מנורות ליבון. מנורות לד, פלורסנט ואחרות פועלות בדרך כלל בהספק נמוך יותר באותה בהירות ואם משתמשים בגופי תאורה המיועדים למנורות ליבון אין בעיות בהספק.
ככל שההספק של המכשיר החשמלי גדול יותר, כך צריכת האנרגיה גבוהה יותר ועלות השימוש במכשיר. לכן, היצרנים משפרים כל הזמן מכשירי חשמל ומנורות. שטף האור של מנורות, הנמדד בלומנס, תלוי בהספק, אך גם בסוג המנורות. ככל ששטף האור של המנורה גדול יותר, כך האור שלה נראה בהיר יותר. עבור אנשים, הבהירות הגבוהה היא שחשובה, ולא הכוח הנצרך על ידי הלמה, ולכן לאחרונה החלופות למנורות ליבון הפכו פופולריות יותר ויותר. להלן דוגמאות לסוגי מנורות, עוצמתן ושטף האור שהן יוצרות.
חישובים
תיאוריה היא תיאוריה, אבל איך מחושבות בפועל עלויות החימום של בית כפרי? האם ניתן להעריך את העלויות המוערכות מבלי לצלול לתהום של נוסחאות הנדסת חום מורכבות?
צריכת הכמות הנדרשת של אנרגיה תרמית
ההוראה לחישוב כמות החום המשוערת הנדרשת פשוטה יחסית. ביטוי המפתח הוא כמות משוערת: למען פישוט החישובים, אנו מקריבים את הדיוק, תוך התעלמות ממספר גורמים.
- הערך הבסיסי של כמות האנרגיה התרמית הוא 40 וואט למטר מעוקב של נפח קוטג'.
- לערך הבסיס מתווספים 100 וואט לכל חלון ו-200 וואט לכל דלת בקירות החיצוניים.
יתר על כן, הערך המתקבל מוכפל במקדם, אשר נקבע על ידי הכמות הממוצעת של איבוד החום דרך קו המתאר החיצוני של הבניין. עבור דירות במרכז בניין דירות, נלקח מקדם השווה לאחד: רק הפסדים דרך החזית ניכרים. שלושה מתוך ארבעת הקירות של קו המתאר של הדירה גובלים בחדרים חמים.
עבור דירות פינתיות וקצה נלקח מקדם של 1.2 - 1.3, בהתאם לחומר הקירות. הסיבות ברורות: שניים או אפילו שלושה קירות הופכים חיצוניים.
לבסוף, בבית פרטי, הרחוב הוא לא רק לאורך ההיקף, אלא גם מלמטה ולמעלה. במקרה זה, מקדם של 1.5 מוחל.
באזור אקלים קר, יש דרישות מיוחדות לחימום.
בואו לחשב כמה חום צריך לקוטג' בגודל 10x10x3 מטר בעיר קומסומולסק-על-עמור, טריטוריית חברובסק.
נפח המבנה 10*10*3=300 מ"ק.
הכפלת הנפח ב-40 וואט/קובייה תיתן 300*40=12000 וואט.
שישה חלונות ודלת אחת זה עוד 6*100+200=800 וואט. 1200+800=12800.
בית פרטי. מקדם 1.5. 12800*1.5=19200.
אזור חברובסק. אנחנו מכפילים את הצורך בחום בעוד פעם וחצי: 19200 * 1.5 = 28800. בסך הכל - בשיא הכפור, אנחנו צריכים בערך דוד 30 קילוואט.
חישוב עלויות חימום
הדרך הקלה ביותר היא לחשב את צריכת החשמל לחימום: בעת שימוש בדוד חשמלי, זה שווה בדיוק לעלות הכוח התרמי. עם צריכה רציפה של 30 קילוואט לשעה, נוציא 30 * 4 רובל (מחיר נוכחי משוער של קילוואט-שעה של חשמל) = 120 רובל.
למרבה המזל, המציאות לא כל כך מסויטת: כפי שמראה בפועל, הדרישה הממוצעת לחום היא בערך חצי מהמחושב.
-
עצי הסקה - 0.4 ק"ג / קילוואט / שעה.
לפיכך, השיעורים המשוערים של צריכת עצי הסקה לחימום במקרה שלנו יהיו שווים ל-30/2 (ניתן לחלק את ההספק המדורג, כזכור, לחצי) * 0.4 \u003d 6 קילוגרם לשעה. -
צריכת הפחם החום במונחים של קילוואט חום היא 0.2 ק"ג.
שיעורי הצריכה של פחם לחימום מחושבים במקרה שלנו כ-30/2*0.2=3 ק"ג לשעה.
פחם חום הוא מקור חום זול יחסית.
- עבור עצי הסקה - 3 רובל (עלות קילוגרם) * 720 (שעות בחודש) * 6 (צריכה שעתית) \u003d 12960 רובל.
- עבור פחם - 2 רובל * 720 * 3 = 4320 רובל (קרא אחרים).
קביעת זרימת האוויר המסתנן במבני מגורים קיימים בבנייה עד שנת 2000
הקמה של בניין מגורים
2000 מאופיינים באטימות נמוכה של פתחי החלונות, כתוצאה מכך
זרימת האוויר החודר דרך הפתחים הללו תחת פעולת הכבידה
ולחץ הרוח עולה לעתים קרובות על זה הנדרש לאוורור. צְרִיכָה
אוויר חודר גאינפ, ק"ג/שעה, בבניין
נמצא על פי התלות האמפירית הבאה*:
(4.1)
איפה ג.אינפ.kv - בינוני (לפי
בניין) כמות ההסתננות דרך חלונות דירה אחת, ק"ג/שעה;
למ"ר - מספר הדירות בבניין;
- אותו דבר כמו ב
נוסחה ();
גאינפ.LLU - ערך
הסתננות ב-tנ = -25 מעלות צלזיוס דרך
חלונות ודלתות חיצוניות בחצרים של יחידת מעלית המדרגות, המיוחסים לאחד
רצפה, ק"ג/שעה למבני מגורים שאין בהם גרמי מדרגות, מופרדים
מעברים בחוץ, גאינפ.LLU התקבל ב
בהתאם לאזור החלונות של יחידות המדרגות והמעלית וLLU, מ"ר, קומה אחת (טבלה 4.1). לבנייני מגורים עם
חדרי מדרגות, מופרדים על ידי מעברים חיצוניים, גאינפ.LLU התקבל ב
בהתאם לגובה הבניין נומאפייני התנגדות
דלתות של מעברים חיצוניים סdvבטווחים (0.5-2)ּ10-3 פאה/ק"ג2
(ערך ראשון לדלתות סגורות לא אטומות) (טבלה 4.2);
* שיטה זו לקביעת חדירת אוויר ל
בניין מגורים פותח ב-MNIITEP בהתבסס על הכללה של סדרה של חישובים של אוויר
מצב במחשב. זה מאפשר לך לקבוע את קצב הזרימה הכולל של המסתנן
אוויר בכל דירות הבניין, תוך התחשבות בהפחתת הלחץ של חלונות הקומות העליונות
כדי להבטיח את הנורמה הסניטרית של זרימה לחדרי מגורים ולוקחים בחשבון את המוזרויות
חדירת אוויר דרך חלונות ודלתות במכלול גרם המדרגות והמעלית. שיטה
פורסם בכתב העת Water Supply and Sanitary Engineering, 1987, מס' 9.
טבלה 4.2
|
נ |
9 |
12 |
16 |
22 |
|
גאינפ.LLU, ק"ג/שעה -בְּ |
348-270 |
380-286 |
419-314 |
457-344 |
|
-בְּ |
249-195 |
264-200 |
286-214 |
303-226 |
נ- מספר הקומות בבניין, כפול מספר החתכים.
הסתננות ממוצעת
דרך חלונות דירה אחת גאינפ.kv נקבע על ידי
נוּסחָה
גאינפ.kv = גמגורים קרוביםβfiβנ,(4.2)
איפה גרבע קרוב - הערך הממוצע של הסתננות עם חלונות סגורים עבור
דירה אחת עם וca.rmsרו\u003d 74.6 ק"ג לשעה (ראה דוגמה לחישוב ב). ערכים גרבע קרוב מוצג ב
לשונית. 4.3;
וca.rms - ממוצע עבור
שטח בניין של חלונות ודלתות מרפסת של דירה אחת, מ"ר;
רו - עמידות בפני חדירת אוויר של חלונות לפי בדיקות שטח,
m2ּשעה/ק"ג, ב-ΔР = 10Pa;
βfi- מקדם תלוי בפועל עבור בניין נתון
ערכים Fca.rmsרו, מוגדר
לפי הנוסחה
(4.3)
רנ - מקדם,
תוך התחשבות בעליית החדירה לקצב האוורור של האוויר עקב
פתיחת פתחי אוורור, טרנסומים וכו'. נקבע לפי הטבלה. 4.4.
טבלה 4.3
|
מספר קומות |
מְהִירוּת |
גרבע קרוב, ק"ג/שעה, בשעה tנ מעלות צלזיוס |
||||||
|
-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 |
|
מהירות הרוח, m/s |
βנ בְּ- |
||||||
|
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 |
|
|
יותר |
1 |
1 |
1,05 |
1,15 |
1,3 |
1,5 |
2 |
הערות:
1) עבור > 2 קח βנ = 2;
2) כשמסדירים עם תיקון לפי
ערך טמפרטורת אוויר פנימית Gרבע קרובלְקַבֵּל
בהיעדר רוח
כמות מינימום הנדרשת של הסתננות
בדירות, כולל הנורמה הסניטרית של אספקת אוויר לחדרי מגורים ו
כמות האוויר הנכנסת דרך החלונות הסגורים במטבח, ק"ג/שעה, נקבעת על ידי הנוסחה:
(4.4)
איפה וw.sr. - ממוצע עבור
שטח מגורים בבניין של דירה אחת, מ"ר;
גרבע קרוב, βfi, וca.rms, זהה לזה ב
נוסחה ();
וok.av.kitchen- ממוצע עבור
שטח חלון בניין במטבח אחד, מ"ר.
מְקַדֵם לv,
תוך התחשבות חדירת אוויר נוספת בדירות לעומת
חילוף האוויר הנדרש בהם, מחושב לפי הנוסחה (4.5) ומוחלף בנוסחה ():
(4.5)
