ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและเพดาน จำเป็นต้องมีข้อมูลต่อไปนี้:
- ขนาดตัวบ้าน 6 x 6 เมตร.
- พื้นเป็นไม้ขอบลิ้นและร่องหนา 32 มม. ปูด้วยแผ่นไม้อัดหนา 0.01 ม. หุ้มด้วยฉนวนขนแร่หนา 0.05 ม. ใต้บ้านมีพื้นที่ใต้ดินสำหรับเก็บผักและบรรจุกระป๋อง ในฤดูหนาว อุณหภูมิใต้ดินจะเฉลี่ย +8°C
- เพดาน - เพดานทำจากแผ่นไม้ เพดานด้านห้องใต้หลังคาหุ้มด้วยฉนวนขนแร่ ความหนาของชั้น 0.15 เมตร พร้อมชั้นกันซึมด้วยไอน้ำ พื้นที่ห้องใต้หลังคาไม่มีฉนวน
การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น
แผง R =B/K=0.032 ม./0.15 W/mK =0.21 ม.²x°C/W โดยที่ B คือความหนาของวัสดุ K คือสัมประสิทธิ์การนำความร้อน
แผ่นไม้อัด R =B/K=0.01ม./0.15W/mK=0.07m²x°C/W
ฉนวน R =B/K=0.05 ม./0.039 วัตต์/มK=1.28 ตร.ม.x°C/W
ค่ารวม R ของพื้น =0.21+0.07+1.28=1.56 ตรม.x°C/W
เมื่อพิจารณาว่าอุณหภูมิใต้ดินในฤดูหนาวอยู่ที่ประมาณ +8°C อย่างต่อเนื่อง ดังนั้น dT ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณการสูญเสียความร้อนคือ 22-8 = 14 องศา ตอนนี้เรามีข้อมูลทั้งหมดสำหรับคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นแล้ว:
ชั้น Q = SxdT/R=36 ตรม.x14 องศา/1.56 ตรม.x°C/W=323.07 Wh (0.32 กิโลวัตต์ชั่วโมง)
การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านเพดาน
พื้นที่ฝ้าเพดานเท่ากับพื้น S เพดาน = 36 ตร.ม
เมื่อคำนวณความต้านทานความร้อนของเพดานเราจะไม่คำนึงถึง กระดานไม้, เพราะ พวกเขาไม่มีการเชื่อมต่อที่แน่นแฟ้นและไม่ทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อน ดังนั้นความต้านทานความร้อนของเพดานคือ:
เพดาน R = ฉนวน R = ความหนาของฉนวน 0.15 ม./ค่าการนำความร้อนของฉนวน 0.039 W/mK=3.84 m²x°C/W
เราคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านเพดาน:
เพดาน Q =SхdT/R=36 ตร.ม.х52 องศา/3.84 ตร.ม.°С/W=487.5 Wh (0.49 kWh)
วิธีการคำนวณการสูญเสียความร้อนในสถานที่และขั้นตอนการดำเนินงาน (ดู SP 50.13330.2012 ป้องกันความร้อนอาคารจุดที่ 5)
บ้านสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างที่ปิดล้อม (ผนัง เพดาน หน้าต่าง หลังคา ฐานราก) การระบายอากาศ และการระบายน้ำทิ้ง การสูญเสียความร้อนหลักเกิดขึ้นผ่านโครงสร้างปิดล้อม - 60–90% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด
ไม่ว่าในกรณีใด จะต้องคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนสำหรับโครงสร้างปิดทั้งหมดที่มีอยู่ในห้องที่ให้ความร้อน
ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนที่เกิดขึ้นผ่านโครงสร้างภายในหากความแตกต่างของอุณหภูมิกับอุณหภูมิในห้องที่อยู่ติดกันไม่เกิน 3 องศาเซลเซียส
การสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร
สูญเสียความร้อนสถานที่ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ:
1 ความแตกต่างของอุณหภูมิในบ้านและนอกบ้าน (ยิ่งความแตกต่างมากเท่าใดการสูญเสียก็จะยิ่งสูงขึ้น)
2 คุณสมบัติฉนวนกันความร้อนของผนัง, หน้าต่าง, ประตู, สารเคลือบ, พื้น (ที่เรียกว่าโครงสร้างปิดล้อมของห้อง)
โดยทั่วไปโครงสร้างการปิดล้อมจะไม่เป็นเนื้อเดียวกันในโครงสร้าง และมักประกอบด้วยหลายชั้น ตัวอย่าง: ผนังเปลือก = ปูนปลาสเตอร์ + เปลือก + การตกแต่งภายนอก. การออกแบบนี้อาจรวมถึงการปิดด้วย ช่องว่างอากาศ(ตัวอย่าง: โพรงภายในอิฐหรือบล็อก) วัสดุข้างต้นมีลักษณะทางความร้อนที่แตกต่างกัน ลักษณะสำคัญของชั้นโครงสร้างคือความต้านทานการถ่ายเทความร้อน R
โดยที่ q คือปริมาณความร้อนที่สูญเสียไป ตารางเมตรพื้นผิวปิด (ปกติวัดเป็น W/ตร.ม.)
ΔT - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายในห้องคำนวณและ อุณหภูมิภายนอกอากาศ (อุณหภูมิในช่วงห้าวันที่หนาวที่สุด °C สำหรับเขตภูมิอากาศที่อาคารดังกล่าวตั้งอยู่)
โดยทั่วไปจะใช้อุณหภูมิภายในห้อง ที่อยู่อาศัย 22 oC ไม่ใช่ที่อยู่อาศัย 18 oC โซน ขั้นตอนการใช้น้ำ 33 องศาเซลเซียส
เมื่อพูดถึงโครงสร้างหลายชั้น ความต้านทานของชั้นของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น
δ - ความหนาของชั้น, m;
แลมคือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่คำนวณได้ของวัสดุของชั้นการก่อสร้างโดยคำนึงถึงสภาพการทำงานของโครงสร้างที่ปิดล้อม W / (m2 oC)
เราได้จัดเรียงข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการคำนวณแล้ว
ดังนั้น ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร เราจำเป็นต้องมี:
1. ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้าง (หากโครงสร้างเป็นแบบหลายชั้นแล้วจะมีชั้น Σ R)
2. ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิใน ห้องตั้งถิ่นฐานและภายนอก (อุณหภูมิในช่วงห้าวันที่หนาวที่สุดคือ °C) ∆T
3. บริเวณรั้ว F (แยกผนัง หน้าต่าง ประตู เพดาน พื้น)
4. การวางแนวของอาคารให้สัมพันธ์กับทิศทางหลักก็มีประโยชน์เช่นกัน
สูตรคำนวณการสูญเสียความร้อนของรั้วมีลักษณะดังนี้:
คิวลิมิต=(ΔT / โรลิม)* โฟลิม * n *(1+∑b)
Qlim - การสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างปิดล้อม W
Rogr – ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน, m2°C/W; (หากมีหลายชั้นแล้ว ∑ ชั้น Rogr)
Fogr – พื้นที่ของโครงสร้างปิด, m;
n คือค่าสัมประสิทธิ์การสัมผัสระหว่างโครงสร้างปิดล้อมกับอากาศภายนอก
| วอลลิ่ง | ค่าสัมประสิทธิ์ |
| 1. ผนังและวัสดุปูภายนอก (รวมทั้งผนังที่มีการระบายอากาศจากภายนอก) พื้นห้องใต้หลังคา (มีหลังคาทำด้วย วัสดุชิ้น) และเหนือข้อความ; เพดานเหนือความเย็น (ไม่มีกำแพงล้อมรอบ) ใต้ดินในเขตภูมิอากาศก่อสร้างภาคเหนือ | |
| 2. เพดานเหนือห้องใต้ดินเย็นที่สื่อสารกับอากาศภายนอก พื้นห้องใต้หลังคา (มีหลังคาทำจาก วัสดุม้วน); เพดานเหนือความเย็น (มีผนังปิด) ใต้ดิน และพื้นเย็น ในเขตภูมิอากาศก่อสร้างภาคเหนือ | 0,9 |
| 3. เพดานเหนือห้องใต้ดินที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนพร้อมช่องแสงที่ผนัง | 0,75 |
| 4. เพดานเหนือชั้นใต้ดินที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนโดยไม่มีช่องแสงในผนัง ซึ่งอยู่เหนือระดับพื้นดิน | 0,6 |
| 5. เพดานที่ไม่ได้รับความร้อน เทคนิคใต้ดินตั้งอยู่ต่ำกว่าระดับพื้นดิน | 0,4 |
การสูญเสียความร้อนของโครงสร้างปิดแต่ละส่วนจะคำนวณแยกกัน ปริมาณความร้อนที่สูญเสียผ่านโครงสร้างปิดของห้องทั้งหมดจะเท่ากับผลรวมของการสูญเสียความร้อนผ่านโครงสร้างปิดแต่ละชั้นของห้อง
การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น
พื้นไม่มีฉนวนบนพื้น
โดยทั่วไปแล้ว การสูญเสียความร้อนของพื้นเมื่อเปรียบเทียบกับตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันของขอบเขตอาคารอื่น ๆ (ผนังภายนอก ช่องหน้าต่างและประตู) ถือเป็นนิรนัยที่ถือว่าไม่มีนัยสำคัญและนำมาพิจารณาในการคำนวณระบบทำความร้อนในรูปแบบที่เรียบง่าย พื้นฐานสำหรับการคำนวณดังกล่าวคือระบบการบัญชีที่เรียบง่ายและค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขสำหรับความต้านทานการถ่ายเทความร้อนต่างๆ วัสดุก่อสร้าง.
หากเราคำนึงว่าเหตุผลทางทฤษฎีและวิธีการคำนวณการสูญเสียความร้อนของชั้นล่างได้รับการพัฒนามาเป็นเวลานานแล้ว (เช่น ด้วยระยะขอบการออกแบบขนาดใหญ่) เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการนำไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติของแนวทางเชิงประจักษ์เหล่านี้ได้อย่างปลอดภัย สภาพที่ทันสมัย. การนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุก่อสร้าง วัสดุฉนวนต่างๆ และ ปูพื้นเป็นที่รู้จักกันดี และไม่จำเป็นต้องมีลักษณะทางกายภาพอื่นใดในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น ตามลักษณะทางความร้อนพื้นมักจะแบ่งออกเป็นฉนวนและไม่หุ้มฉนวนและโครงสร้าง - พื้นบนพื้นดินและบนตง
การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นไม่มีฉนวนบนพื้นจะขึ้นอยู่กับ สูตรทั่วไปการประเมินการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร:
ที่ไหน ถาม– การสูญเสียความร้อนหลักและเพิ่มเติม, W;
ก– พื้นที่รวมของโครงสร้างปิดล้อม, ตร.ม.
ทีวี , ทีน– อุณหภูมิอากาศภายในและภายนอก °C;
β - ส่วนแบ่งการสูญเสียความร้อนเพิ่มเติมทั้งหมด
n – ปัจจัยการแก้ไขค่าที่กำหนดโดยตำแหน่งของโครงสร้างปิดล้อม
โร– ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน m2 °C/W
โปรดทราบว่าในกรณีของการปูพื้นชั้นเดียวที่เป็นเนื้อเดียวกัน ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน Ro จะเป็นสัดส่วนผกผันกับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของวัสดุพื้นที่ไม่หุ้มฉนวนบนพื้น
เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นที่ไม่มีฉนวนจะใช้วิธีการแบบง่ายซึ่งค่า (1+ β) n = 1 โดยปกติการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการโดยการแบ่งเขตพื้นที่การถ่ายเทความร้อน นี่เป็นเพราะความแตกต่างตามธรรมชาติของช่องอุณหภูมิของดินใต้เพดาน
การสูญเสียความร้อนจากพื้นไม่มีฉนวนจะถูกกำหนดแยกกันสำหรับแต่ละโซนความยาว 2 เมตร โดยเริ่มจากผนังด้านนอกของอาคาร โดยปกติจะคำนึงถึงแถบดังกล่าวทั้งหมดสี่แถบกว้าง 2 ม. โดยคำนึงถึงอุณหภูมิพื้นดินในแต่ละโซนให้คงที่ โซนที่สี่ประกอบด้วยพื้นผิวทั้งหมดของพื้นไม่มีฉนวนภายในขอบเขตของสามแถบแรก ถือว่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อน: สำหรับโซนที่ 1 R1=2.1; สำหรับ R2 ตัวที่ 2=4.3; ตามลำดับสำหรับ R3 และสี่ R3=8.6, R4=14.2 m2*оС/W ตามลำดับ
รูปที่ 1. การแบ่งเขตพื้นผิวบนพื้นและผนังปิดภาคเรียนที่อยู่ติดกันเมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อน
ในกรณีของห้องปิดภาคเรียนที่มีพื้นฐานดิน: พื้นที่ของโซนแรกที่อยู่ติดกับพื้นผิวผนังจะถูกนำมาพิจารณาสองครั้งในการคำนวณ สิ่งนี้ค่อนข้างเข้าใจได้ เนื่องจากการสูญเสียความร้อนของพื้นจะรวมเข้ากับการสูญเสียความร้อนในโครงสร้างปิดแนวตั้งที่อยู่ติดกันของอาคาร
การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะดำเนินการสำหรับแต่ละโซนแยกกัน และผลลัพธ์ที่ได้จะถูกสรุปและใช้สำหรับเหตุผลทางวิศวกรรมความร้อนของการออกแบบอาคาร การคำนวณโซนอุณหภูมิของผนังภายนอกของห้องแบบฝังจะดำเนินการโดยใช้สูตรที่คล้ายกับสูตรที่ให้ไว้ข้างต้น
ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นฉนวน (และพิจารณาเช่นนั้นหากการออกแบบประกอบด้วยชั้นของวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนน้อยกว่า 1.2 W/(m °C)) ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของวัสดุที่ไม่ พื้นฉนวนบนพื้นเพิ่มขึ้นในแต่ละกรณีโดยความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของชั้นฉนวน:
Rу.с = δу.с / лу.с,
ที่ไหน δу.с– ความหนาของชั้นฉนวน, m; лу.с– ค่าการนำความร้อนของวัสดุชั้นฉนวน, W/(m °C)
การถ่ายเทความร้อนผ่านสิ่งล้อมรอบของบ้านคือ กระบวนการที่ซับซ้อน. เพื่อคำนึงถึงความยากลำบากเหล่านี้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การวัดสถานที่เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนจะดำเนินการตามกฎบางประการซึ่งกำหนดให้พื้นที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงตามเงื่อนไข ด้านล่างนี้เป็นข้อกำหนดหลักของกฎเหล่านี้
กฎสำหรับการวัดพื้นที่ของโครงสร้างปิดล้อม: ก - ส่วนของอาคารที่มีพื้นห้องใต้หลังคา; b - ส่วนของอาคารที่มีการคลุมแบบรวม ค - แผนผังอาคาร 1 ชั้นเหนือชั้นใต้ดิน 2 ชั้นบนตง; 3 - พื้นบนพื้น;
พื้นที่ของหน้าต่าง ประตู และช่องเปิดอื่น ๆ วัดจากช่องเปิดของการก่อสร้างที่เล็กที่สุด
พื้นที่เพดาน (pt) และพื้น (pl) (ยกเว้นพื้นบนพื้น) วัดระหว่างแกนของผนังภายในกับพื้นผิวด้านในของผนังภายนอก
ขนาดของผนังภายนอกจะถูกนำมาในแนวนอนตามแนวเส้นรอบวงด้านนอกระหว่างแกนของผนังภายในและมุมด้านนอกของผนังและความสูง - ในทุกชั้นยกเว้นด้านล่าง: จากระดับของพื้นสำเร็จรูปถึงพื้นของ ชั้นถัดไป บน ชั้นบนสุดด้านบนของผนังด้านนอกตรงกับด้านบนของฝาครอบหรือ พื้นห้องใต้หลังคา. ที่ชั้นล่างขึ้นอยู่กับการออกแบบพื้น: ก) จากพื้นผิวด้านในของพื้นตามแนวพื้นดิน; ข) จากพื้นผิวการเตรียมโครงสร้างพื้นบนตง c) จากขอบด้านล่างของเพดานเหนือใต้ดินหรือห้องใต้ดินที่ไม่ได้รับเครื่องทำความร้อน
เมื่อพิจารณาการสูญเสียความร้อนผ่าน ผนังภายในพื้นที่ของพวกเขาวัดตามเส้นรอบวงภายใน การสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกภายในของห้องสามารถละเว้นได้ หากอุณหภูมิอากาศในห้องเหล่านี้แตกต่างกันคือ 3 °C หรือน้อยกว่า
การแยกพื้นผิวพื้น (a) และส่วนที่ปิดภาคเรียนของผนังภายนอก (b) ออกเป็นโซนการออกแบบ I-IV
การถ่ายเทความร้อนจากห้องผ่านโครงสร้างของพื้นหรือผนังและความหนาของดินที่สัมผัสกันนั้นอยู่ภายใต้กฎหมายที่ซับซ้อน ในการคำนวณความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างที่ตั้งอยู่บนพื้นดินจะใช้วิธีการแบบง่าย พื้นผิวของพื้นและผนัง (โดยที่พื้นถือเป็นส่วนต่อเนื่องของผนัง) จะถูกแบ่งตามพื้นเป็นแถบกว้าง 2 เมตร ขนานกับทางแยกของผนังด้านนอกและพื้นผิวดิน
โซนจะนับตามแนวผนังจากระดับพื้นดิน และหากไม่มีผนังบนพื้น โซน I จะเป็นแถบพื้นที่ใกล้ที่สุด ผนังภายนอก. แถบสองแถบถัดไปจะมีหมายเลข II และ III และส่วนที่เหลือของพื้นจะเป็นโซน IV นอกจากนี้ โซนหนึ่งสามารถเริ่มต้นบนผนังและต่อบนพื้นได้
พื้นหรือผนังที่ไม่มีชั้นฉนวนที่ทำจากวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนน้อยกว่า 1.2 W/(m °C) เรียกว่าไม่มีฉนวน ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของพื้นดังกล่าวมักจะแสดงด้วย R np, m 2 °C/W สำหรับแต่ละโซนของพื้นไม่มีฉนวนจะมีค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนมาตรฐาน:
- โซน I - RI = 2.1 ม. 2 °C/W;
- โซน II - RII = 4.3 ม. 2 °C/W;
- โซน III - RIII = 8.6 ม. 2 °C/W;
- โซน IV - RIV = 14.2 ม. 2 °C/W.
หากโครงสร้างของพื้นที่บนพื้นมีชั้นฉนวน เรียกว่าฉนวน และความต้านทานการถ่ายเทความร้อน R หน่วย m 2 °C/W ถูกกำหนดโดยสูตร:
R ขึ้น = R np + R us1 + R us2 ... + R usn
โดยที่ R np คือ ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของโซนที่พิจารณาของพื้นไม่หุ้มฉนวน m 2 °C/W;
R us - ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของชั้นฉนวน, m 2 °C/W;
สำหรับพื้นบนตง ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน Rl คือ m 2 °C/W คำนวณโดยใช้สูตร
สาระสำคัญของการคำนวณความร้อนของสถานที่ในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่งที่ตั้งอยู่ในพื้นดินลงมาเพื่อกำหนดอิทธิพลของ "ความเย็น" ในชั้นบรรยากาศต่อระบอบการระบายความร้อนหรืออย่างแม่นยำมากขึ้นว่าดินบางห้องจะป้องกันห้องที่กำหนดจากบรรยากาศในระดับใด ผลกระทบของอุณหภูมิ เพราะ คุณสมบัติของฉนวนความร้อนดินขึ้นอยู่กับปัจจัยมากเกินไปจึงนำเทคนิค 4 โซนมาใช้ ขึ้นอยู่กับสมมติฐานง่ายๆที่ว่ายิ่งชั้นดินหนาขึ้นเท่าใดคุณสมบัติของฉนวนความร้อนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น (อิทธิพลของบรรยากาศจะลดลงในระดับที่มากขึ้น) ระยะทางที่สั้นที่สุด (แนวตั้งหรือแนวนอน) สู่บรรยากาศ แบ่งออกเป็น 4 โซน โดย 3 โซนมีความกว้าง (หากเป็นพื้นบนพื้นดิน) หรือความลึก (หากเป็นผนังบนพื้น) 2 เมตร และ อันที่สี่มีลักษณะเหล่านี้เท่ากับอนันต์ แต่ละโซนทั้ง 4 ถูกกำหนดคุณสมบัติของฉนวนความร้อนถาวรของตัวเองตามหลักการ - ยิ่งโซนไกลออกไป (ยิ่งมีขนาดใหญ่ หมายเลขซีเรียล) ยิ่งอิทธิพลของบรรยากาศน้อยลง หากละเว้นแนวทางที่เป็นทางการ เราสามารถสรุปง่ายๆ ได้ว่ายิ่งจุดใดจุดหนึ่งในห้องอยู่ห่างจากบรรยากาศ (โดยมีหลายหลาก 2 ม.) ยิ่งมากเท่านั้น เงื่อนไขที่ดี(จากมุมมองของอิทธิพลของบรรยากาศ) ก็จะตั้งอยู่
ดังนั้นการนับโซนตามเงื่อนไขจึงเริ่มตามแนวผนังจากระดับพื้นดินโดยมีเงื่อนไขว่ามีผนังตามแนวพื้นดิน หากไม่มีผนังพื้น โซนแรกจะเป็นแถบพื้นใกล้กับผนังด้านนอกมากที่สุด ต่อไปจะมีหมายเลขโซน 2 และ 3 กว้าง 2 เมตร โซนที่เหลือคือโซน 4
สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าโซนสามารถเริ่มต้นที่ผนังและสิ้นสุดที่พื้นได้ ในกรณีนี้ คุณควรระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อทำการคำนวณ
หากพื้นไม่มีฉนวน ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของพื้นไม่หุ้มฉนวนตามโซนจะเท่ากับ:
โซน 1 - R n.p. =2.1 ตร.ม*ส/ว
โซน 2 - R n.p. =4.3 ตร.ม*ส/ว
โซน 3 - R n.p. =8.6 ตร.ม*ส/ว
โซน 4 - R n.p. =14.2 ตร.ม*ส/ว
คุณสามารถใช้ในการคำนวณความต้านทานการถ่ายเทความร้อนสำหรับพื้นฉนวน สูตรต่อไปนี้:
— ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของแต่ละโซนของพื้นไม่หุ้มฉนวน ตร.ม.*ส/วัตต์
— ความหนาของฉนวน, m;
— สัมประสิทธิ์การนำความร้อนของฉนวน W/(m*C)
แม้ว่าการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นของอาคารอุตสาหกรรม การบริหาร และที่อยู่อาศัยชั้นเดียวส่วนใหญ่แทบจะไม่เกิน 15% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด และด้วยการเพิ่มจำนวนชั้นในบางครั้งก็ไม่ถึง 5% ความสำคัญ การตัดสินใจที่ถูกต้องงาน...
การพิจารณาการสูญเสียความร้อนจากอากาศของชั้นหนึ่งหรือชั้นใต้ดินลงสู่พื้นดินจะไม่สูญเสียความเกี่ยวข้อง
บทความนี้กล่าวถึงสองตัวเลือกในการแก้ปัญหาที่อยู่ในชื่อเรื่อง บทสรุปอยู่ท้ายบทความ
เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อน คุณควรแยกแยะระหว่างแนวคิดของ "อาคาร" และ "ห้อง" เสมอ
เมื่อทำการคำนวณทั้งอาคาร เป้าหมายคือการค้นหากำลังของแหล่งกำเนิดและระบบจ่ายความร้อนทั้งหมด
เมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนของแต่ละห้องในอาคาร ปัญหาในการกำหนดกำลังและจำนวนอุปกรณ์ระบายความร้อน (แบตเตอรี่ คอนเวคเตอร์ ฯลฯ) ที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งในแต่ละห้องเฉพาะเพื่อรักษาอุณหภูมิอากาศภายในที่กำหนดจะได้รับการแก้ไข .
อากาศในอาคารได้รับความร้อนจากการรับพลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ แหล่งจ่ายความร้อนภายนอกผ่านระบบทำความร้อน และจากแหล่งภายในที่หลากหลาย - จากคน สัตว์ อุปกรณ์สำนักงาน เครื่องใช้ในครัวเรือน,โคมไฟส่องสว่าง,ระบบจ่ายน้ำร้อน
อากาศภายในอาคารเย็นลงเนื่องจากการสูญเสียพลังงานความร้อนผ่านเปลือกอาคาร ซึ่งมีคุณลักษณะความต้านทานความร้อนที่วัดเป็น m 2 °C/W:
ร = Σ (δ ฉัน /λ ฉัน )
δ ฉัน– ความหนาของชั้นวัสดุของโครงสร้างปิดล้อม มีหน่วยเป็นเมตร
λ ฉัน– สัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุในหน่วย W/(m °C)
ปกป้องบ้านจาก สภาพแวดล้อมภายนอกเพดาน (พื้น) ของชั้นบน ผนังภายนอก หน้าต่าง ประตู ประตู และพื้นชั้นล่าง (อาจเป็นห้องใต้ดิน)
สภาพแวดล้อมภายนอกนั้น อากาศภายนอกและดิน
การคำนวณการสูญเสียความร้อนจากอาคารจะดำเนินการที่อุณหภูมิอากาศภายนอกที่คำนวณได้ในช่วงห้าวันที่หนาวที่สุดของปีในพื้นที่ที่สร้างสิ่งอำนวยความสะดวก (หรือจะถูกสร้างขึ้น)!
แต่แน่นอนว่าไม่มีใครห้ามไม่ให้คุณคำนวณในช่วงเวลาอื่นของปี
การคำนวณในเอ็กเซลการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังที่อยู่ติดกับพื้นดินตามวิธีโซนที่ยอมรับโดยทั่วไป V.D. มาชินสกี้.
อุณหภูมิของดินใต้อาคารขึ้นอยู่กับการนำความร้อนและความจุความร้อนของดินเป็นหลักและอุณหภูมิอากาศโดยรอบในพื้นที่ตลอดทั้งปี เนื่องจากอุณหภูมิอากาศภายนอกมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่แตกต่างกัน เขตภูมิอากาศดังนั้นดินจึงมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันในช่วงเวลาต่างๆ ของปี และมีระดับความลึกต่างกันในพื้นที่ต่างๆ
เพื่อให้การแก้ปัญหาง่ายขึ้น งานที่ยากลำบากเพื่อตรวจสอบการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังห้องใต้ดินลงสู่พื้นได้ใช้เทคนิคการแบ่งพื้นที่โครงสร้างปิดล้อมออกเป็น 4 โซนอย่างประสบความสำเร็จมานานกว่า 80 ปี
แต่ละโซนจากทั้งสี่โซนมีความต้านทานการถ่ายเทความร้อนคงที่ของตัวเองในหน่วย m 2 °C/W:
ร 1 =2.1 ร 2 =4.3 ร 3 =8.6 ร 4 =14.2
โซน 1 เป็นแถบบนพื้น (ในกรณีที่ไม่มีดินใต้อาคารลึก) กว้าง 2 เมตร วัดจากพื้นผิวด้านในของผนังภายนอกตลอดแนวเส้นรอบวง หรือ (กรณีใต้ดินหรือชั้นใต้ดิน) ก แถบที่มีความกว้างเท่ากันวัดจากด้านล่าง พื้นผิวภายในผนังภายนอกจากขอบพื้นดิน
โซน 2 และ 3 ก็มีความกว้าง 2 เมตรเช่นกัน และตั้งอยู่ด้านหลังโซน 1 ใกล้กับศูนย์กลางของอาคาร
โซน 4 ครอบครองพื้นที่ส่วนกลางที่เหลือทั้งหมด
ในรูปที่แสดงด้านล่าง โซน 1 ตั้งอยู่บนผนังห้องใต้ดินทั้งหมด โซน 2 อยู่บนผนังบางส่วนและบนพื้นบางส่วน โซน 3 และ 4 ตั้งอยู่บนพื้นห้องใต้ดินทั้งหมด
หากอาคารแคบ โซน 4 และ 3 (และบางครั้ง 2) ก็อาจไม่มีอยู่จริง
สี่เหลี่ยม เพศโซน 1 ที่มุมจะถูกนำมาพิจารณาสองครั้งในการคำนวณ!
หากทั้งโซน 1 ตั้งอยู่ ผนังแนวตั้งจากนั้นพื้นที่จะถูกคำนวณตามความเป็นจริงโดยไม่มีการบวกใดๆ
หากส่วนหนึ่งของโซน 1 อยู่บนผนังและส่วนหนึ่งอยู่บนพื้น จะนับเฉพาะส่วนมุมของพื้นสองครั้ง
หากทั้งโซน 1 ตั้งอยู่บนพื้น พื้นที่ที่คำนวณได้ควรเพิ่มขึ้นในการคำนวณ 2 × 2 x 4 = 16 ม. 2 (สำหรับบ้านที่มีผังสี่เหลี่ยมผืนผ้า เช่น มีสี่มุม)
หากไม่ได้ฝังโครงสร้างลงดินก็หมายความว่า ชม =0.
ด้านล่างนี้เป็นภาพหน้าจอของโปรแกรมสำหรับคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังแบบฝังใน Excel สำหรับอาคารทรงสี่เหลี่ยม.
พื้นที่โซน เอฟ 1 , เอฟ 2 , เอฟ 3 , เอฟ 4 คำนวณตามกฎของเรขาคณิตธรรมดา งานยุ่งยากและต้องร่างภาพบ่อยครั้ง โปรแกรมนี้ช่วยลดความยุ่งยากในการแก้ปัญหานี้อย่างมาก
การสูญเสียความร้อนรวมของดินโดยรอบถูกกำหนดโดยสูตรเป็นกิโลวัตต์:
คิว Σ =((เอฟ 1 + เอฟ1у )/ ร 1 + เอฟ 2 / ร 2 + เอฟ 3 / ร 3 + เอฟ 4 / ร 4 )*(t VR -t NR )/1000
ผู้ใช้จะต้องกรอกค่าในตาราง Excel เพียง 5 บรรทัดแรกและอ่านผลลัพธ์ด้านล่าง
เพื่อกำหนดการสูญเสียความร้อนลงสู่พื้นดิน สถานที่พื้นที่โซน จะต้องนับด้วยตนเองแล้วนำไปแทนสูตรข้างบนนี้
ภาพหน้าจอต่อไปนี้แสดงการคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังแบบฝังใน Excel สำหรับห้องใต้ดินด้านล่างขวา (ตามภาพ).
ปริมาณความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นในแต่ละห้องจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่สูญเสียลงสู่พื้นทั้งอาคาร!
รูปด้านล่างแสดงไดอะแกรมอย่างง่าย การออกแบบมาตรฐานพื้นและผนัง
พื้นและผนังถือว่าไม่มีฉนวนหากค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของวัสดุ ( λ ฉัน) ซึ่งประกอบด้วยมากกว่า 1.2 W/(m °C)
หากพื้นและ/หรือผนังเป็นฉนวน นั่นคือ มีชั้นต่างๆ ด้วย λ <1,2 W/(m °C) จากนั้นคำนวณความต้านทานสำหรับแต่ละโซนแยกกันโดยใช้สูตร:
รฉนวนกันความร้อนฉัน = รฉนวนฉัน + Σ (δ เจ /λ เจ )
ที่นี่ δ เจ– ความหนาของชั้นฉนวน หน่วยเป็นเมตร
สำหรับพื้นบนตง ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนจะถูกคำนวณสำหรับแต่ละโซนด้วย แต่ใช้สูตรที่แตกต่างกัน:
รบนตงฉัน =1,18*(รฉนวนฉัน + Σ (δ เจ /λ เจ ) )
การคำนวณการสูญเสียความร้อนในนางสาว เอ็กเซลผ่านพื้นและผนังที่อยู่ติดกับพื้นดินตามวิธีการของศาสตราจารย์ เอ.จี. ซอตนิโควา
เทคนิคที่น่าสนใจมากสำหรับอาคารที่ฝังอยู่ในพื้นดินได้อธิบายไว้ในบทความเรื่อง “การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ของการสูญเสียความร้อนในส่วนใต้ดินของอาคาร” บทความนี้ตีพิมพ์ในปี 2010 ในนิตยสาร ABOK ฉบับที่ 8 ในส่วน “ชมรมสนทนา”
ผู้ที่ต้องการเข้าใจความหมายของสิ่งที่เขียนไว้ด้านล่างควรศึกษาข้อความข้างต้นก่อน
เอ.จี. Sotnikov ซึ่งอาศัยข้อสรุปและประสบการณ์ของนักวิทยาศาสตร์รุ่นก่อนคนอื่นเป็นหลักเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่พยายามขยับเข็มในหัวข้อที่สร้างความกังวลให้กับวิศวกรทำความร้อนหลายคนในรอบเกือบ 100 ปี ฉันประทับใจมากกับแนวทางของเขาจากมุมมองของวิศวกรรมความร้อนขั้นพื้นฐาน แต่ความยากลำบากในการประเมินอุณหภูมิของดินและค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนอย่างถูกต้องหากไม่มีงานสำรวจที่เหมาะสม ค่อนข้างทำให้วิธีการของ A.G. เปลี่ยนไป Sotnikov เข้าสู่ระนาบเชิงทฤษฎี โดยถอยห่างจากการคำนวณเชิงปฏิบัติ แม้ว่าในขณะเดียวกันก็ยังคงใช้วิธีแบบโซนของ V.D. Machinsky ทุกคนเชื่อผลลัพธ์อย่างสุ่มสี่สุ่มห้าและเมื่อเข้าใจความหมายทางกายภาพทั่วไปของการเกิดขึ้นของพวกเขาก็ไม่สามารถมั่นใจในค่าตัวเลขที่ได้รับได้อย่างแน่นอน
วิธีการของ Professor A.G. มีความหมายว่าอย่างไร? ซอตนิโควา? เขาแนะนำว่าการสูญเสียความร้อนทั้งหมดผ่านพื้นของอาคารที่ถูกฝังไว้จะ "ไหล" ลึกเข้าไปในดาวเคราะห์ และการสูญเสียความร้อนทั้งหมดผ่านผนังที่สัมผัสกับพื้นจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวและ "ละลาย" ในอากาศโดยรอบในที่สุด
สิ่งนี้ดูเหมือนจริงบางส่วน (โดยไม่มีเหตุผลทางคณิตศาสตร์) ถ้ามีความลึกของพื้นชั้นล่างเพียงพอ แต่ถ้าความลึกน้อยกว่า 1.5...2.0 เมตร ก็เกิดความสงสัยเกี่ยวกับความถูกต้องของสมมุติฐาน...
แม้จะมีการวิพากษ์วิจารณ์ทั้งหมดในย่อหน้าก่อนหน้านี้ แต่การพัฒนาอัลกอริทึมของศาสตราจารย์ A.G. Sotnikova ดูเหมือนจะมีแนวโน้มมาก
ลองคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นในอาคารเดียวกันในตัวอย่างก่อนหน้านี้ใน Excel
เราบันทึกขนาดของชั้นใต้ดินของอาคารและอุณหภูมิอากาศที่คำนวณได้ในบล็อกข้อมูลต้นทาง
ต่อไปคุณจะต้องกรอกลักษณะของดิน ตัวอย่างเช่น ลองนำดินทรายมาใส่ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนและอุณหภูมิที่ระดับความลึก 2.5 เมตรในเดือนมกราคมลงในข้อมูลเริ่มต้น คุณสามารถดูอุณหภูมิและการนำความร้อนของดินสำหรับพื้นที่ของคุณได้บนอินเทอร์เน็ต
ผนังและพื้นจะเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก ( แล =1.7 W/(m°C)) ความหนา 300 มม. ( δ =0,3 m) มีความต้านทานความร้อน ร = δ / แล =0.176ม. 2 °C/วัตต์
และสุดท้ายเราก็เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวด้านในของพื้นและผนังในข้อมูลเริ่มต้นและบนพื้นผิวด้านนอกของดินที่สัมผัสกับอากาศภายนอก
โปรแกรมทำการคำนวณใน Excel โดยใช้สูตรด้านล่าง
พื้นที่ชั้น:
ฟ พล =บี*เอ
พื้นที่ผนัง:
F เซนต์ =2*ชม. *(บี + ก )
ความหนาตามเงื่อนไขของชั้นดินหลังผนัง:
δ การแปลง = ฉ(ชม. / ชม )
ความต้านทานความร้อนของดินใต้พื้น:
ร 17 =(1/(4*γ กรัม )*(π / เอฟกรุณา ) 0,5
การสูญเสียความร้อนผ่านพื้น:
ถามกรุณา = เอฟกรุณา *(ทีวี — ทีกรัม )/(ร 17 + รกรุณา +1/α ใน )
ความต้านทานความร้อนของดินหลังผนัง:
ร 27 = δ การแปลง /เล gr
การสูญเสียความร้อนผ่านผนัง:
ถามเซนต์ = เอฟเซนต์ *(ทีวี — ทีn )/(1/α n +ร 27 + รเซนต์ +1/α ใน )
การสูญเสียความร้อนรวมลงสู่พื้นดิน:
ถาม Σ = ถามกรุณา + ถามเซนต์
ความเห็นและข้อสรุป
การสูญเสียความร้อนของอาคารผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นดินซึ่งได้มาโดยใช้วิธีการที่แตกต่างกันสองวิธี มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ตามอัลกอริทึมของ A.G. ความหมายของซอตนิคอฟ ถาม Σ =16,146 kW ซึ่งมากกว่าค่าเกือบ 5 เท่าตามอัลกอริธึม "โซน" ที่ยอมรับโดยทั่วไป - ถาม Σ =3,353 กิโลวัตต์!
ความจริงก็คือความต้านทานความร้อนของดินลดลงระหว่างผนังฝังกับอากาศภายนอก ร 27 =0,122 m 2 °C/W มีขนาดเล็กอย่างเห็นได้ชัดและไม่น่าจะสอดคล้องกับความเป็นจริง ซึ่งหมายความว่าความหนาของดินตามเงื่อนไข δ การแปลงไม่ได้กำหนดไว้ค่อนข้างถูกต้อง!
นอกจากนี้ผนังคอนกรีตเสริมเหล็ก "เปลือย" ที่ฉันเลือกในตัวอย่างก็เป็นตัวเลือกที่ไม่สมจริงอย่างสิ้นเชิงในยุคของเรา
ผู้อ่านบทความโดย A.G. Sotnikova จะพบข้อผิดพลาดจำนวนหนึ่งซึ่งส่วนใหญ่ไม่ใช่ข้อผิดพลาดของผู้เขียน แต่เป็นข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการพิมพ์ จากนั้นในสูตร (3) ปัจจัย 2 จะปรากฏขึ้น λ แล้วหายไปในภายหลัง ในตัวอย่างเมื่อคำนวณ ร 17 ไม่มีป้ายแบ่งหลังหน่วย ในตัวอย่างเดียวกันเมื่อคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านผนังส่วนใต้ดินของอาคารด้วยเหตุผลบางประการสูตรจึงหารพื้นที่ด้วย 2 แต่จะไม่หารเมื่อบันทึกค่า... สิ่งเหล่านี้ไม่มีฉนวนอะไร ผนังและพื้นในตัวอย่างด้วย รเซนต์ = รกรุณา =2 ม.2 °C/วัตต์? ความหนาควรมีอย่างน้อย 2.4 ม.! และถ้าผนังและพื้นเป็นฉนวน การเปรียบเทียบการสูญเสียความร้อนเหล่านี้กับตัวเลือกในการคำนวณตามโซนสำหรับพื้นไม่มีฉนวนดูเหมือนจะไม่ถูกต้อง
ร 27 = δ การแปลง /(2*แลรก)=เค(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
เกี่ยวกับคำถามเกี่ยวกับการมีอยู่ของตัวคูณ 2 แลมกรัมได้ถูกกล่าวไว้ข้างต้นแล้ว
ผมแบ่งอินทิกรัลทรงรีที่สมบูรณ์ออกจากกัน ผลปรากฎว่ากราฟในบทความแสดงฟังก์ชันที่ แลมกรัม =1:
δ การแปลง = (½) *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
แต่ในทางคณิตศาสตร์มันควรจะถูกต้อง:
δ การแปลง = 2 *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
หรือถ้าตัวคูณคือ 2 แลมกรัมไม่ต้องการ:
δ การแปลง = 1 *ถึง(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
ซึ่งหมายความว่ากราฟสำหรับการพิจารณา δ การแปลงให้ค่าผิดพลาดที่ประเมินต่ำไป 2 หรือ 4 เท่า...
ปรากฎว่าทุกคนไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากต้อง "นับ" หรือ "กำหนด" การสูญเสียความร้อนผ่านพื้นและผนังลงสู่พื้นต่อโซนต่อไป? ไม่มีวิธีการอื่นใดที่คุ้มค่าถูกคิดค้นขึ้นใน 80 ปี หรือคิดขึ้นมาแต่ยังทำไม่เสร็จ!
ฉันขอเชิญชวนผู้อ่านบล็อกให้ทดสอบทั้งตัวเลือกการคำนวณในโครงการจริงและนำเสนอผลลัพธ์ในความคิดเห็นเพื่อเปรียบเทียบและวิเคราะห์
ทุกสิ่งที่กล่าวไว้ในส่วนสุดท้ายของบทความนี้เป็นเพียงความคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ได้อ้างว่าเป็นความจริงขั้นสุดท้าย ฉันยินดีที่จะได้ยินความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญในหัวข้อนี้ในความคิดเห็น ฉันอยากจะเข้าใจอัลกอริทึมของ A.G. อย่างถ่องแท้ Sotnikov เนื่องจากจริงๆ แล้วมีเหตุผลทางอุณหฟิสิกส์ที่เข้มงวดมากกว่าวิธีที่ยอมรับโดยทั่วไป
ฉันขอ ด้วยความเคารพ ผลงานของผู้เขียนดาวน์โหลดไฟล์พร้อมโปรแกรมคำนวณ หลังจากสมัครรับบทความประกาศแล้ว!
ป.ล. (02/25/2016)
เกือบหนึ่งปีหลังจากเขียนบทความ เราก็สามารถจัดการกับคำถามที่กล่าวข้างต้นได้
ประการแรกคือโปรแกรมคำนวณการสูญเสียความร้อนใน Excel โดยใช้วิธี A.G. Sotnikova เชื่อว่าทุกอย่างถูกต้อง - ตามสูตรของ A.I. เปโควิช!
ประการที่สอง สูตร (3) จากบทความของ A.G. ซึ่งทำให้ฉันสับสนในการให้เหตุผล Sotnikova ไม่ควรมีลักษณะเช่นนี้:
ร 27 = δ การแปลง /(2*แลรก)=เค(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
ในบทความโดย A.G. Sotnikova ไม่ใช่รายการที่ถูกต้อง! แต่แล้วกราฟก็ถูกสร้างขึ้นและตัวอย่างก็คำนวณโดยใช้สูตรที่ถูกต้อง!!!
ควรจะเป็นไปตามนี้ตาม A.I. Pekhovich (หน้า 110 งานเพิ่มเติมในย่อหน้าที่ 27):
ร 27 = δ การแปลง /เล gr=1/(2*แล gr )*K(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
δ การแปลง =ร27 *แลรก =(½)*K(เพราะ((ชม. / ชม )*(π/2)))/K(บาป((ชม. / ชม )*(π/2)))
