Örneklerle özel bir evin ısı kaybının hesaplanması

Evinizin ısıtma maliyetleri için dipsiz bir çukur haline gelmemesi için, ısı mühendisliği araştırmasının temel yönlerini ve hesaplama metodolojisini incelemenizi öneririz. Ön ısıl geçirgenlik ve nem birikimi hesaplaması olmadan, konut yapısının tüm özü kaybolur..

Isı mühendisliği süreçlerinin fiziği

Fiziğin farklı alanlarının, inceledikleri fenomeni tanımlamada birçok ortak noktası vardır. Bu nedenle ısı mühendisliği söz konusudur: Termodinamik sistemleri tanımlayan ilkeler, elektromanyetizma, hidrodinamik ve klasik mekaniğin temelleriyle açık bir şekilde rezonansa girer. Sonuçta, aynı dünyayı tarif etmekten bahsediyoruz, bu nedenle fiziksel süreç modellerinin birçok araştırma alanındaki bazı ortak özelliklerle karakterize edilmesi şaşırtıcı değil..

Termal olayların özünü anlamak kolaydır. Bir cismin sıcaklığı veya ısınma derecesi, bu cismi oluşturan temel parçacıkların titreşimlerinin yoğunluğunun bir ölçüsünden başka bir şey değildir. Açıktır ki, iki parçacık çarpıştığında, daha yüksek enerji seviyesine sahip olan, daha düşük enerjili parçacığa enerji aktaracaktır, ancak bunun tersi asla. Ancak, enerji değişiminin tek yolu bu değildir; iletim, termal radyasyon miktarı vasıtasıyla da mümkündür. Bu durumda, temel ilke zorunlu olarak korunur: Daha az ısıtılmış bir atom tarafından yayılan bir kuantum, enerjiyi daha sıcak bir temel parçacığa aktaramaz. Basitçe ondan yansır ve iz bırakmadan kaybolur veya enerjisini daha az enerjiyle başka bir atoma aktarır..

Termodinamik iyidir çünkü içinde gerçekleşen süreçler kesinlikle görseldir ve çeşitli modeller kisvesi altında yorumlanabilir. Önemli olan, enerji transferi yasası ve termodinamik denge gibi temel varsayımlara uymaktır. Yani fikriniz bu kurallara uyuyorsa, ısı mühendisliği hesaplamaları tekniğini baştan sona kolayca anlayacaksınız..

Isı transferine direnç kavramı

Bir malzemenin ısıyı aktarma kabiliyetine ısıl iletkenlik denir. Genel durumda, her zaman daha yüksektir, maddenin yoğunluğu ne kadar yüksekse ve yapısı kinetik salınımları aktarmaya o kadar iyi uyarlanmıştır..

Çeşitli yapı malzemelerinin enerji verimliliğinin karşılaştırılması

Isıl direnç, ısıl iletkenlikle ters orantılı bir miktardır. Her malzeme için bu özellik, yapıya, şekle ve bir dizi başka faktöre bağlı olarak benzersiz değerler alır. Örneğin, malzemelerin kalınlığındaki ve diğer ortamlarla temas ettikleri bölgedeki ısı transferinin etkinliği, özellikle malzemeler arasında farklı bir agrega durumunda en az bir minimum madde tabakası varsa farklılık gösterebilir. Termal direnç, niceliksel olarak, sıcaklık farkının ısı akış hızına bölünmesiyle ifade edilir:

R_t = (T₂ – T₁) / P

Nerede:

• R_t – sitenin ısıl direnci, K / W;
• T₂ – bölümün başlangıcındaki sıcaklık, K;
• T₁ – bölümün sonunun sıcaklığı, K;
• P – ısı akısı, W.

Isı kaybının hesaplanması bağlamında, ısıl direnç belirleyici bir rol oynar. Herhangi bir kapalı yapı, ısı akış yoluna düzlem paralel bir engel olarak gösterilebilir. Toplam ısıl direnci, her bir katmanın dirençlerinden oluşurken, tüm bölmeler, aslında bir bina olan mekansal bir yapıya eklenir..

R_t = l / (? S)

Nerede:

• R_t – devre bölümünün ısıl direnci, K / W;
• l, ısı devresi bölümünün uzunluğu, m;
• ? – malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı, W / (m · K);
• S – sitenin kesit alanı, m².

Isı kaybını etkileyen faktörler

Termal süreçler elektriksel süreçlerle iyi bir ilişki içindedir: Sıcaklık farkı voltajın rolünü üstlenir, ısı akışı akımın gücü olarak düşünülebilir, ancak direnç için kendi teriminizi icat etmenize bile gerek yoktur. Ayrıca ısı mühendisliğinde soğuk köprüler olarak görünen en az direnç kavramı da tamamen geçerlidir..

Rasgele bir malzemeyi kesit olarak ele alırsak, hem mikro hem de makro seviyelerde ısı akış yolunu oluşturmak oldukça kolaydır. İlk model olarak, teknolojik gereklilikle, keyfi bir bölümün çelik çubuklarıyla bağlantıların yapıldığı beton bir duvar alacağız. Çelik, ısıyı betondan biraz daha iyi iletir, bu nedenle üç ana ısı akısını ayırt edebiliriz:

• beton kalınlığı boyunca
• çelik çubuklardan
• çelik çubuklardan betona

Betondaki soğuk köprülerden ısı kaybı

Son ısı akışı modeli en ilginç olanıdır. Çelik çubuk daha hızlı ısındığı için duvarın dışına yakın iki malzeme arasında sıcaklık farkı olacaktır. Böylece çelik ısıyı dışarıya doğru “pompalamakla” kalmaz, aynı zamanda bitişik beton kütlelerinin ısıl iletkenliğini de arttırır..

Gözenekli ortamda termal işlemler benzer şekilde ilerler. Hemen hemen tüm yapı malzemeleri, aralarındaki boşluk hava ile dolu dallı bir katı madde ağından oluşur. Bu nedenle, ısının ana iletkeni katı, yoğun bir malzemedir, ancak karmaşık yapı nedeniyle, ısının yayıldığı yol enine kesitten daha büyük olur. Dolayısıyla, ısıl direnci belirleyen ikinci faktör, her bir katmanın ve bir bütün olarak çevreleyen yapının heterojenliğidir..

Dış duvar yalıtımı ile ısı kaybının azaltılması ve çiğlenme noktasının yalıtıma kaydırılması

Isıl iletkenliği etkileyen üçüncü faktör, gözeneklerde nem birikmesidir. Su, havanınkinden 20–25 kat daha düşük bir termal dirence sahiptir, bu nedenle gözenekleri doldurursa, malzemenin toplam termal iletkenliği, hiç gözenek olmamasına kıyasla daha da yüksek hale gelir. Su donduğunda durum daha da kötüleşir: termal iletkenlik 80 kata kadar artabilir. Nem kaynağı genellikle oda havası ve atmosferik yağıştır. Buna göre, bu fenomeni ele almanın üç ana yöntemi, duvarların harici su yalıtımı, buhar korumasının kullanılması ve mutlaka ısı kaybının tahmin edilmesine paralel olarak gerçekleştirilen nem birikiminin hesaplanmasıdır..

Farklılaştırılmış hesaplama şemaları

Bir binadaki ısı kaybı miktarını belirlemenin en basit yolu, binayı oluşturan yapılardaki ısı akışını toplamaktır. Bu teknik, çeşitli malzemelerin yapısındaki farklılığın yanı sıra, içlerinden ve bir düzlemin diğerine dayanma düğümlerindeki ısı akışının özgüllüğünü tamamen dikkate alır. Bu ikili yaklaşım, görevi büyük ölçüde basitleştirir, çünkü farklı kapalı yapılar, termal koruma sistemlerinin tasarımında önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Buna göre, ayrı bir çalışma ile ısı kaybı miktarını belirlemek daha kolaydır, çünkü bunun için çeşitli hesaplama yöntemleri vardır:

• Duvarlar için, ısı kaçakları niceliksel olarak toplam alanın sıcaklık farkının ısıl dirence oranı ile çarpımına eşittir. Bu durumda, bina yapılarının üfleme kapasitesinin yanı sıra gündüz ısınmalarını hesaba katmak için duvarların ana noktalara yönlendirilmesi dikkate alınmalıdır..
• Zeminler için teknik aynıdır, ancak bir tavan aralığının varlığını ve çalışma şeklini hesaba katar. Ayrıca oda sıcaklığı 3-5 ° C daha yüksek bir değer olarak alınır, hesaplanan nem oranı da% 5-10 artar..
• Zeminden ısı kaybı, binanın çevresi boyunca kayışları tanımlayarak bölgesel olarak hesaplanır. Bunun nedeni, zeminin altındaki toprağın sıcaklığının, temele göre bina merkezinde daha yüksek olmasıdır..
• Camdan geçen ısı akışı, pencerelerin pasaport verileriyle belirlenir, ayrıca pencerelerin duvarlara dayanma tipini ve eğimlerin derinliğini de hesaba katmanız gerekir..

Q = S (?T / R_t)

Nerede:

• Q – ısı kaybı, W;
• S – duvar alanı, m²;
• ?T – oda içi ve dışı sıcaklık farkı, ° С;
• R_t – ısı transferine direnç, m²° С / W.

Hesaplama örneği

Bir demo örneğine geçmeden önce son soruyu cevaplayalım: Karmaşık çok katmanlı yapıların integral ısıl direnci nasıl doğru bir şekilde hesaplanır? Modern inşaatta kullanılan pek çok tip taşıyıcı kaide ve yalıtım sistemi olmadığı için bu elbette manuel olarak da yapılabilir. Bununla birlikte, dekoratif kaplamaların, iç ve cephe sıvalarının varlığının yanı sıra tüm geçişlerin ve diğer faktörlerin etkisini hesaba katmak oldukça zordur; otomatik hesaplamaları kullanmak daha iyidir. Bu tür görevler için en iyi ağ kaynaklarından biri, ek olarak iklim koşullarına bağlı olarak bir çiğ noktası kayması diyagramı çizen smartcalc.ru’dur..

Örneğin, okuyucunun hesaplama için gerekli ilk veri setini yargılayabileceği açıklamayı inceledikten sonra keyfi bir yapıyı ele alalım. Leningrad bölgesinde 8,5×10 m boyutlarında ve 3,1 m tavan yüksekliğinde düzgün dikdörtgen şeklinde tek katlı bir ev bulunmaktadır. Evin zeminde, hava boşluğu olan kütükler üzerinde tahtalarla yalıtılmamış bir tabanı vardır, zemin yüksekliği, sahadaki zemin planlama işaretinden 0.15 m daha yüksektir. Duvar malzemesi – 30 mm kalınlığa kadar iç çimento-kireç sıva ile 42 cm kalınlığında cüruf monolit ve 50 mm kalınlığa kadar “kürk manto” tipi dış cüruf-çimento sıva. Toplam cam alanı – 9.5 m², pencere olarak ortalama 0.32 m ısıl dirence sahip bir ısı tasarrufu profilinde çift camlı bir ünite kullanılmıştır²° С / W. Üst üste binme ahşap kirişler üzerinde yapılır: alt kısım zona boyunca sıvanır, yüksek fırın cürufu ile doldurulur ve üstüne bir kil şapla kaplanır, tavanın üstünde soğuk tip bir tavan vardır. Isı kaybını hesaplamanın görevi, bir duvar termal koruma sisteminin oluşumudur..

Zemin

İlk adım, zeminden ısı kaybını belirlemektir. Toplam ısı çıkışındaki payları en küçük olduğundan ve aynı zamanda çok sayıda değişkene (toprak yoğunluğu ve türü, donma derinliği, temelin kütlesi vb.) Bağlı olarak, ısı kaybının hesaplanması, azaltılmış ısı transfer direnci kullanılarak basitleştirilmiş bir yönteme göre gerçekleştirilir. Binanın çevresi boyunca, dünyanın yüzeyi ile temas hattından başlayarak, 2 metre genişliğinde şeritleri çevreleyen dört bölge tanımlanmıştır. Bölgelerin her biri için, azaltılmış ısı transfer direncinin kendi değeri alınır. Bizim durumumuzda 74, 26 ve 1 m alana sahip üç bölge var.². Binanın alanından 16 m daha fazla olan bölgelerin alanlarının toplamı ile karıştırılmayın², bunun nedeni, ısı kaybının duvarlar boyunca olan bölümlere göre çok daha yüksek olduğu köşelerde birinci bölgenin kesişen şeritlerinin iki kez yeniden hesaplanmasıdır. 2.1, 4.3 ve 8.6 m ısı transfer direnç değerlerinin uygulanması²° С / W bir ila üç bölgeler için, her bölgedeki ısı akışını belirleriz: sırasıyla 1.23, 0.21 ve 0.05 kW.

Duvarlar

Arazi verilerini, duvarları oluşturan katmanların malzemeleri ve kalınlıklarını kullanarak yukarıda belirtilen smartcalc.ru hizmetinde uygun alanları doldurmanız gerekmektedir. Hesaplama sonuçlarına göre ısı transfer direnci 1,13 m’ye eşit çıkıyor.²° С / W ve duvardaki ısı akışı metrekare başına 18.48 W’tır. 105,2 m’lik toplam duvar alanı (cam hariç) ile² duvarlardaki toplam ısı kaybı 1,95 kWh’dir. Bu durumda pencerelerden ısı kaybı 1.05 kW olacaktır..

Örtüşme ve çatı

Çatı katındaki ısı kaybının hesaplanması, istenen kapalı yapı tipi seçilerek çevrimiçi hesap makinesinde de yapılabilir. Sonuç olarak, ısı transferine karşı zemin direnci 0,66 m’dir.²° С / W ve ısı kaybı metrekare başına 31,6 W, yani kapalı yapının tüm alanından 2,7 kW.

Hesaplamalara göre toplam toplam ısı kaybı 7,2 kWh’dir. Yeterince düşük kaliteli bina yapıları ile bu rakam açıkça gerçek olandan çok daha düşüktür. Aslında, böyle bir hesaplama idealleştirilmiştir, özel katsayıları, hava akışını, ısı transferinin konveksiyon bileşenini, havalandırma ve giriş kapılarındaki kayıpları hesaba katmaz. Aslında, pencerelerin kalitesiz montajı, çatının Mauerlat’a bitişiğindeki koruma eksikliği ve temelden duvarların zayıf su yalıtımı nedeniyle, gerçek ısı kayıpları hesaplananlardan 2 veya hatta 3 kat daha yüksek olabilir. Bununla birlikte, temel ısı mühendisliği çalışmaları bile, inşaat halindeki bir evin yapılarının en azından ilk yaklaşımda sıhhi standartları karşılayıp karşılamayacağını belirlemeye yardımcı olur..

Evde ısı kaybı

Son olarak, önemli bir tavsiyede bulunacağız: Belirli bir binanın termal fiziğini gerçekten tam olarak anlamak istiyorsanız, bu derlemede ve özel literatürde açıklanan ilkeleri anlamanız gerekir. Örneğin, Elena Malyavina’nın “Bir binanın ısı kaybı” referans kitabı, ısı mühendisliği süreçlerinin özelliklerinin detaylı bir şekilde açıklandığı, gerekli düzenleyici dokümanlara bağlantıların verildiği, hesaplama örneklerinin ve gerekli tüm referans bilgilerinin verildiği bu konuda çok iyi bir yardımcı olabilir..

Benzer kayıtlar:

1. Özel bir evde ısı kaybının altı nedeni Özel evlerde ısıyı kaybetmenizi önlemek için, en önemli sebepleri belirleyip önlem almak elzemdir. Bunun için; camlar ve kapıların etkin bir biçimde izolasyonu, ısının boş yerlerde toplanması, çatı ve döşeme sistemlerinin...
2. Ekaterina Skulkina tarafından kilo kaybının tarihi – her gün için bir menü içeren bir diyet, öncesi ve sonrası fotoğraflarla egzersiz ve sonuçlar Ekaterina Skulkına, kendisini kilo vermeye odaklamış feci bir menü, öncesi ve sonrası fotoğraflar ile egzersizler üzerine kurulu bir bireysel diyet programı oluşturdu. Bu program, belirli günler için özel menüler ve...
3. Örneklerle özgeçmişte kişisel özellikler Kişisel özellikler, özgeçmişin önemli bir parçasıdır. Özgeçmişinize eklenen kişisel özellikler size ayrıcalık sağlayabilir ve aradığınız işi almanıza yardımcı olabilir. Bu nedenle, özgeçmişinizin nasıl doldurulması gerektiğine ilişkin örnekler inceleyerek tamamlanması gereken...
4. Protein diyeti – 14 gün boyunca menü ve kilo kaybının sonuçları İnsanların vücutlarını çalıştırmaları ve sağlıklarını geliştirmeleri için önerilen protein diyeti, 14 günde kilo kaybını hızlandırır ve sağlıklı beslenmenin mantığını kolaylaştırır. Ayrıca, bu diyet sıkı bir egzersiz programıyla da desteklenebilir. Protein...

Daha fazla bilgi edinin  Sundurmanıza nasıl salıncak asılır