ایجاد شرایط راحت برای زندگی یا کار وظیفه اصلی ساخت و ساز است. بخش قابل توجهی از خاک کشور ما در عرض های جغرافیایی شمالی با آب و هوای سرد قرار دارد. بنابراین، حفظ دمای راحت در ساختمان ها همیشه مهم است. با رشد تعرفه های انرژی، کاهش مصرف انرژی برای گرمایش به چشم می خورد.
ویژگی های اقلیمی
انتخاب ساختار دیوار و سقف در درجه اول به شرایط آب و هوایی منطقه ساخت و ساز بستگی دارد. برای تعیین آنها لازم است به SP131.13330.2012 «اقلیم شناسی ساختمانی» مراجعه شود. مقادیر زیر در محاسبات استفاده می شود:
- دمای سردترین دوره پنج روزه با امنیت 0.92، نشان داده شده با Tn؛
- میانگین درجه حرارت، نشان داده شده با Tot;
- دوره، نشان داده شده با ZOT.
در مثال مورمانسک، مقادیر دارای مقادیر زیر هستند:
- Тн=-30 درجه;
- Tot=-3.4 درجه;
- ZOT=275 روز.
علاوه بر این، لازم است دمای طراحی را در داخل تلویزیون اتاق تنظیم کنید، مطابق با GOST 30494-2011 تعیین می شود. برای مسکن، می توانید تلویزیون=20 درجه بگیرید.
برای انجام محاسبات مهندسی حرارتی سازه های محصور، مقدار GSOP (درجه روز دوره گرمایش) را از قبل محاسبه کنید:
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT.در مثال ما، GSOP=(20 - (-3، 4)) x 275=6435.
شاخص های کلیدی
برای انتخاب درست مصالح پوشش ساختمان، باید مشخص شود که چه ویژگی های حرارتی باید داشته باشند. توانایی یک ماده برای هدایت گرما با هدایت حرارتی آن مشخص می شود که با حرف یونانی l (لامبدا) مشخص می شود و با W / (m x deg.) اندازه گیری می شود. توانایی یک سازه برای حفظ گرما با مقاومت آن در برابر انتقال حرارت R مشخص می شود و برابر است با نسبت ضخامت به هدایت حرارتی: R=d/l.
اگر ساختار از چند لایه تشکیل شده باشد، مقاومت برای هر لایه محاسبه می شود و سپس خلاصه می شود.
مقاومت انتقال حرارت شاخص اصلی ساخت و ساز در فضای باز است. مقدار آن باید از مقدار استاندارد بیشتر باشد. هنگام انجام محاسبات مهندسی حرارتی پوشش ساختمان، باید ترکیب توجیه اقتصادی دیوارها و سقف را تعیین کنیم.
مقادیر هدایت حرارتی
کیفیت عایقدر درجه اول توسط هدایت حرارتی تعیین می شود. هر ماده گواهی شده تحت آزمایشات آزمایشگاهی قرار می گیرد که در نتیجه این مقدار برای شرایط عملیاتی "A" یا "B" تعیین می شود. برای کشور ما، اکثر مناطق با شرایط عملیاتی "B" مطابقت دارند. هنگام انجام محاسبات مهندسی حرارتی سازه های محصور یک خانه، باید از این مقدار استفاده شود. مقادیر هدایت حرارتی بر روی برچسب یا در گذرنامه مواد نشان داده شده است، اما اگر آنها در دسترس نیستند، می توانید از مقادیر مرجع از کد عمل استفاده کنید. مقادیر محبوب ترین مواد در زیر ذکر شده است:
- آجرکاری معمولی - 0.81 W (m x deg.).
- آجرچینی سیلیکات - 0.87 W (m x deg.).
- بتن گازی و فوم (تراکم 800) - 0.37 W (m x deg.).
- چوب نرم - 0.18 W (m x deg.).
- استایروفوم اکسترود شده - 0.032 W (m x deg.).
- تخته های پشم معدنی (تراکم 180) - 0.048 وات (m x deg.).
مقدار منظم مقاومت انتقال حرارت
مقدار محاسبه شده مقاومت انتقال حرارت نباید کمتر از مقدار پایه باشد. ارزش پایه مطابق جدول 3 SP50.13330.2012 "حفاظت حرارتی ساختمان ها" تعیین می شود. جدول ضرایب محاسبه مقادیر پایه مقاومت انتقال حرارت را برای تمام سازه های محصور و انواع ساختمان ها تعریف می کند. در ادامه محاسبات ترموتکنیکی آغاز شده سازه های محصور، نمونه ای از محاسبات را می توان به صورت زیر ارائه کرد:
- Rsten=0.00035x6435 + 1.4=3.65 (m x deg/W).
- Rpokr=0، 0005x6435 +2، 2=5، 41 (m x deg/W).
- Rchard=0.00045x6435 + 1.9=4.79 (m x deg/W).
- Rockna=0.00005x6435 + 0.3=0.62 (m x deg/W).
محاسبه حرارتی ساختار محصور خارجی برای تمام سازه هایی که کانتور "گرم" را می بندند - کف روی زمین یا کف زیرزمین فنی، دیوارهای بیرونی (از جمله پنجره ها و درها)، ترکیبی انجام می شود. پوشش یا کف اتاق زیر شیروانی گرم نشده. همچنین اگر اختلاف دما در اتاق های مجاور بیش از 8 درجه باشد، محاسبه باید برای سازه های داخلی انجام شود.
محاسبه حرارتی دیوارها
اکثر دیوارها و سقف ها چند لایه و در طراحی ناهمگن هستند. محاسبات مهندسی حرارتی سازه های محصور سازه چند لایه به شرح زیر است:
اگر دیوار آجری را در نظر بگیریم، ساختار زیر را به دست می آوریم:
- لایه بیرونی گچ به ضخامت 3 سانتی متر، هدایت حرارتی 0.93 W (m x deg.)؛
- آجر رسی جامد 64 سانتی متر، هدایت حرارتی 0.81 W (m x deg.);
- لایه داخلی گچ به ضخامت 3 سانتی متر، هدایت حرارتی 0.93 W (m x deg.).
فرمول محاسبه مهندسی حرارتی سازه های محصور به شرح زیر است:
R=0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=0.85 (m x deg/W).
مقدار حاصل به طور قابل توجهی کمتر از مقدار مقاومت پایه تعیین شده قبلی استانتقال حرارت دیوارهای یک ساختمان مسکونی در مورمانسک 3، 65 (m x deg / W). دیوار الزامات نظارتی را برآورده نمی کند و نیاز به عایق بندی دارد. برای عایق کاری دیوار، از تخته های پشم معدنی با ضخامت 150 میلی متر و رسانایی حرارتی 0.048 W (m x deg.) استفاده می کنیم.
پس از انتخاب سیستم عایق، لازم است یک محاسبه حرارتی تأیید سازه های محصور انجام شود. یک محاسبه مثال در زیر نشان داده شده است:
R=0.15/0.048 + 0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=3.97 (m x deg/W).
مقدار محاسبه شده بیشتر از مقدار پایه است - 3.65 (m x deg / W)، دیوار عایق مطابق با الزامات استانداردها است.
محاسبه همپوشانی ها و پوشش های ترکیبی به طور مشابه انجام می شود.
محاسبه مهندسی حرارت طبقات در تماس با زمین
اغلب در خانه های شخصی یا ساختمان های عمومی، کف طبقات اول را روی زمین می سازند. مقاومت در برابر انتقال حرارت چنین طبقاتی استاندارد نیست، اما حداقل طراحی طبقات نباید اجازه دهد که شبنم از بین برود. محاسبه سازه های در تماس با زمین به شرح زیر انجام می شود: طبقات به نوارها (مناطق) به عرض 2 متر تقسیم می شوند که از مرز بیرونی شروع می شود. حداکثر سه منطقه از این قبیل اختصاص داده شده است، منطقه باقی مانده متعلق به منطقه چهارم است. اگر طراحی کف عایق موثری را فراهم نکند، مقاومت انتقال حرارت مناطق به صورت زیر در نظر گرفته می شود:
- 1 منطقه - 2, 1 (m x deg/W);
- 2 منطقه - 4, 3 (m x deg/W);
- 3 منطقه - 8, 6 (m x deg/W);
- منطقه 4 - 14، 3 (m x deg/W).
به راحتی می توان فهمید که هر چه کف از دیوار بیرونی دورتر باشد، مقاومت آن در برابر انتقال حرارت بیشتر می شود. بنابراین، آنها اغلب به گرم کردن محیط کف محدود می شوند. در عین حال، مقاومت انتقال حرارت ساختار عایق شده به مقاومت انتقال حرارت منطقه اضافه می شود. نمونه ای از محاسبه طبقات روی زمین در زیر در نظر گرفته خواهد شد. بیایید مساحت کف را 10×10، برابر با 100 متر مربع در نظر بگیریم.
- مساحت 1 منطقه 64 متر مربع خواهد بود.
- مساحت منطقه 2 32 متر مربع خواهد بود.
- مساحت منطقه 3 4 متر مربع خواهد بود.
متوسط مقاومت انتقال حرارت کف روی زمین:R کف=100 / (64/2، 1 + 32/4، 3 + 4/8، 6)=2.6 (m x deg/ سه شنبه).
پس از تکمیل عایق بندی محیط کف با صفحه فوم پلی استایرن به ضخامت 5 سانتی متر، نواری به عرض 1 متر، مقدار متوسط مقاومت انتقال حرارت را به دست می آوریم:
Рpol=100 / (32/2، 1 + 32/(2، 1+0، 05/0، 032) + 32/4، 3 + 4/8، 6)=4، 09 (m x deg/W).
لازم به ذکر است که نه تنها طبقات به این روش محاسبه می شوند، بلکه سازه های دیوار در تماس با زمین (دیوارهای یک طبقه فرورفته، زیرزمین گرم) نیز محاسبه می شوند.
محاسبه حرارتی دربها
مقدار پایه مقاومت انتقال حرارت درب های ورودی تا حدودی متفاوت محاسبه می شود. برای محاسبه ابتدا باید مقاومت انتقال حرارت دیوار را با توجه به معیار بهداشتی (عدم ریزش) محاسبه کنید.شبنم): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
در اینجا ДТн - اختلاف دما بین سطح داخلی دیوار و دمای هوا در اتاق، طبق آیین نامه قوانین تعیین می شود و برای مسکن 4.0 است.
av - انتقال حرارت ضریب سطح داخلی دیوار با توجه به سرمایه گذاری مشترک 8، 7 است.
برای طراحی درب انتخابی، لازم است یک محاسبات ترموتکنیکی تأیید سازه های محصور انجام شود. مثال محاسبه درب ورودی:
Rdv=0.6 x (20-(-30))/(4 x 8.7)=0.86 (m x deg/W).
این ارزش طراحی مربوط به درب عایق شده با تخته پشم معدنی به ضخامت 5 سانتی متر است.
شرایط پیچیده
محاسبات دیوارها، کف ها یا پوشش ها برای بررسی الزامات عنصر به عنصر مقررات انجام می شود. مجموعه قوانین همچنین یک نیاز کامل را ایجاد می کند که کیفیت عایق بندی تمام سازه های محصور را به طور کلی مشخص می کند. این مقدار "ویژگی محافظ حرارتی خاص" نامیده می شود. هیچ یک از محاسبات ترموتکنیکی سازه های محصور نمی تواند بدون تأیید آن انجام دهد. نمونه ای از محاسبه JV در زیر نشان داده شده است.
| نام طرح | مربع | R | A/R |
| دیوارها | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| پوشش | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| سقف زیرزمین | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| ویندوز | 15 | 0, 62 | 24، 19 |
| Doors | 2 | 0, 8 | 2، 5 |
| مبلغ | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0.35، که کمتر از مقدار نرمال شده 0.52 است. در این حالت، مساحت و حجم برای خانه ای به ابعاد 10 x 10 x 2.5 متر گرفته می شود. انتقال حرارت مقاومت ها برابر با مقادیر پایه هستند.
مقدار نرمال شده مطابق با سرمایه گذاری مشترک، بسته به حجم گرم خانه تعیین می شود.
علاوه بر نیاز پیچیده، برای تهیه گذرنامه انرژی، آنها همچنین محاسبات مهندسی حرارتی سازه های محصور را انجام می دهند، نمونه ای از گذرنامه در پیوست به SP50.13330.2012 آمده است.
ضریب یکنواختی
همه محاسبات بالا برای ساختارهای همگن قابل اجرا هستند. که در عمل بسیار نادر است. برای در نظر گرفتن ناهمگنی هایی که مقاومت در برابر انتقال حرارت را کاهش می دهند، یک ضریب تصحیح برای یکنواختی حرارتی، r، معرفی شده است. این تغییر در مقاومت انتقال حرارت ایجاد شده توسط بازشوهای پنجره و در، گوشه‌های خارجی، اجزای ناهمگن (به عنوان مثال، لنگه‌ها، تیرها، تسمه‌های تقویت‌کننده)، پل‌های سرد و غیره را در نظر می‌گیرد.
محاسبه این ضریب کاملاً پیچیده است، بنابراین در یک فرم ساده شده، می توانید از مقادیر تقریبی منابع مرجع استفاده کنید. به عنوان مثال، برای آجرکاری - 0.9، پانل های سه لایه - 0.7.
عایق موثر
هنگام انتخاب یک سیستم عایق خانگی، به راحتی می توان مطمئن شد که برآورده کردن الزامات حفاظت حرارتی مدرن بدون استفاده از عایق موثر تقریبا غیرممکن است. بنابراین، اگر از آجر سفالی سنتی استفاده می کنید، به سنگ تراشی به ضخامت چندین متر نیاز خواهید داشت که از نظر اقتصادی امکان پذیر نیست. در عین حال، هدایت حرارتی کم عایق مدرن مبتنی بر پلی استایرن منبسط شده یا پشم سنگ به شما این امکان را می دهد که خود را به ضخامت های 10-20 سانتی متر محدود کنید.
برای مثال، برای دستیابی به مقدار مقاومت انتقال حرارت پایه 3.65 (m x deg/W)، به: نیاز دارید:
- دیوار آجری با ضخامت 3 متر؛
- ریختن بلوک های فوم بتن 1، 4 متر؛
- عایق پشم معدنی 0.18 متر.
