خلق ظروف مريحة للعيش أو العمل هو المهمة الأساسية للبناء. يقع جزء كبير من أراضي بلدنا في خطوط العرض الشمالية بمناخ بارد. لذلك ، من المهم دائمًا الحفاظ على درجة حرارة مريحة في المباني. مع نمو تعريفات الطاقة ، يأتي الحد من استهلاك الطاقة للتدفئة في المقدمة.
الخصائص المناخية
يعتمد اختيار هيكل الجدار والسقف بشكل أساسي على الظروف المناخية لمنطقة البناء. لتحديدها ، من الضروري الرجوع إلى SP131.13330.2012 "علم مناخ البناء". تستخدم الكميات التالية في الحسابات:
- درجة حرارة أبرد فترة خمسة أيام مع أمان 0.92 ، يُرمز إليها بـ Tn ؛
- متوسط درجة الحرارة ، المشار إليها بواسطة Tot ؛
- المدة ، المشار إليها بواسطة ZOT.
في مثال مورمانسك ، تحتوي القيم على القيم التالية:
- Тн=-30 درجة ؛
- Tot=-3.4 درجة ؛
- ZOT=275 يومًا.
بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري ضبط درجة حرارة التصميم داخل تلفزيون الغرفة ، ويتم تحديدها وفقًا لـ GOST 30494-2011. بالنسبة للسكن يمكنك أخذ TV=20 درجة
لإجراء حساب هندسي حراري للهياكل المرفقة ، احسب مسبقًا قيمة GSOP (درجة اليوم من فترة التسخين):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. في مثالنا GSOP=(20 - (-3، 4)) × 275=6435.
المؤشرات الرئيسية
من أجل الاختيار الصحيح لمواد غلاف المبنى ، من الضروري تحديد الخصائص الحرارية التي يجب أن تتمتع بها. تتميز قدرة المادة على توصيل الحرارة بموصليةها الحرارية ، ويُشار إليها بالحرف اليوناني l (lambda) ويتم قياسها بـ W / (m x deg.). تتميز قدرة الهيكل على الاحتفاظ بالحرارة بمقاومته لانتقال الحرارة R وتساوي نسبة السُمك إلى التوصيل الحراري: R=d / l.
إذا كان الهيكل يتكون من عدة طبقات ، يتم حساب المقاومة لكل طبقة ثم يتم تلخيصها.
مقاومة نقل الحرارة هي المؤشر الرئيسي للبناء الخارجي. يجب أن تتجاوز قيمتها القيمة القياسية. عند إجراء حساب هندسة حرارية لغلاف المبنى ، يجب أن نحدد التركيب الاقتصادي المبرر للجدران والسقف.
قيم التوصيل الحراري
جودة العزلتحدد في المقام الأول من خلال التوصيل الحراري. تخضع كل مادة معتمدة لاختبارات معملية ، ونتيجة لذلك يتم تحديد هذه القيمة لظروف التشغيل "أ" أو "ب". بالنسبة لبلدنا ، تتوافق معظم المناطق مع ظروف التشغيل "ب". عند إجراء حساب هندسة حرارية للهياكل المرفقة للمنزل ، يجب استخدام هذه القيمة. يشار إلى قيم التوصيل الحراري على الملصق أو في جواز السفر المادي ، ولكن إذا لم تكن متوفرة ، فيمكنك استخدام القيم المرجعية من مدونة الممارسات. يتم سرد قيم المواد الأكثر شيوعًا أدناه:
- أعمال الطوب العادية - 0.81 واط (م × درجة).
- طوب السليكات البناء - 0.87 واط (م × درجة).
- الخرسانة الغازية والرغوية (كثافة 800) - 0.37 واط (م × درجة).
- خشب لين - 0.18 واط (م × درجة).
- ستايروفوم مقذوف - 0.032 وات (م × درجة).
- ألواح الصوف المعدني (كثافة 180) - 0.048 واط (م × درجة).
القيمة العادية لمقاومة انتقال الحرارة
يجب ألا تقل القيمة المحسوبة لمقاومة انتقال الحرارة عن القيمة الأساسية. يتم تحديد القيمة الأساسية وفقًا للجدول 3 SP50.13330.2012 "الحماية الحرارية للمباني". يحدد الجدول معاملات حساب القيم الأساسية لمقاومة انتقال الحرارة لجميع الهياكل المغلقة وأنواع المباني. استمرارًا للحساب الحراري التقني الذي بدأ لهياكل التضمين ، يمكن تقديم مثال على الحساب على النحو التالي:
- Rsten=0.00035x6435 + 1.4=3.65 (م × درجة / ث).
- Rpokr=0 ، 0005х6435 +2، 2=5، 41 (م × درجة / ث)
- Rchard=0.00045x6435 + 1.9=4.79 (م × درجة / ث).
- Rockna=0.00005x6435 + 0.3=0.62 (م × درجة / ث).
يتم إجراء الحساب الحراري للهيكل الخارجي المحيط لجميع الهياكل التي تغلق الكفاف "الدافئ" - الأرضية على الأرض أو أرضية الأرضية الفنية تحت الأرض ، والجدران الخارجية (بما في ذلك النوافذ والأبواب) ، والجمع بين غطاء أو أرضية العلية غير مدفأة. أيضا ، يجب إجراء الحساب للهياكل الداخلية ، إذا كان فرق درجة الحرارة في الغرف المجاورة أكثر من 8 درجات.
الحساب الحراري للجدران
معظم الجدران والأسقف متعددة الطبقات وغير متجانسة في تصميمها. حساب الهندسة الحرارية لإرفاق الهياكل لهيكل متعدد الطبقات هو كما يلي:
إذا اعتبرنا جدارًا من الطوب الملصق ، نحصل على البناء التالي:
- الطبقة الخارجية من الجص بسمك 3 سم ، الموصلية الحرارية 0.93 واط (م × درجة) ؛
- حجارة صلبة من الطوب الطيني 64 سم ، الموصلية الحرارية 0.81 واط (م × درجة) ؛
- طبقة داخلية من الجبس بسمك 3 سم ، التوصيل الحراري 0.93 واط (م × درجة).
معادلة حساب الهندسة الحرارية للهياكل المرفقة هي كما يلي:
R=0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93=0.85 (م × درجة / ث).
القيمة الناتجة أقل بكثير من قيمة المقاومة الأساسية المحددة مسبقًانقل الحرارة لجدران مبنى سكني في مورمانسك 3 ، 65 (م × درجة / ث). لا يلبي الجدار المتطلبات التنظيمية ويحتاج إلى عزل. لعزل الجدران ، نستخدم ألواح الصوف المعدني بسمك 150 مم وموصلية حرارية 0.048 وات (م × درجة).
بعد اختيار نظام العزل ، من الضروري إجراء حساب حراري للتحقق من الهياكل المرفقة. يظهر مثال على الحساب أدناه:
R=0.15 / 0.048 + 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93=3.97 (م × درجة / واط).
القيمة المحسوبة التي تم الحصول عليها أكبر من القيمة الأساسية - 3.65 (م × درجة / واط) ، الجدار المعزول يلبي متطلبات المعايير.
يتم إجراء حساب التداخل والأغطية المركبة بالمثل.
حساب الهندسة الحرارية للأرضيات الملامسة للأرض
في كثير من الأحيان في المنازل الخاصة أو المباني العامة تكون طوابق الطوابق الأولى على الأرض. إن مقاومة انتقال الحرارة لمثل هذه الأرضيات ليست موحدة ، ولكن يجب ألا يسمح تصميم الأرضيات على الأقل بسقوط الندى. يتم حساب الهياكل الملامسة للأرض على النحو التالي: تنقسم الأرضيات إلى شرائح (مناطق) بعرض 2 متر ، بدءًا من الحد الخارجي. يتم تخصيص ما يصل إلى ثلاث مناطق ، تنتمي المنطقة المتبقية إلى المنطقة الرابعة. إذا كان تصميم الأرضية لا يوفر عزلًا فعالاً ، فإن مقاومة انتقال الحرارة للمناطق تؤخذ على النحو التالي:
- 1 منطقة - 2 ، 1 (م × درجة / ث) ؛
- 2 منطقة - 4 ، 3 (م × درجة / ث) ؛
- 3 منطقة - 8 ، 6 (م × درجة / ث) ؛
- 4 منطقة - 14 ، 3 (م × درجة / ث).
من السهل ملاحظة أنه كلما ابتعدت الأرضية عن الجدار الخارجي ، زادت مقاومتها لانتقال الحرارة. لذلك ، غالبًا ما يقتصرون على تدفئة محيط الأرضية. في الوقت نفسه ، تتم إضافة مقاومة انتقال الحرارة للهيكل المعزول إلى مقاومة انتقال الحرارة في المنطقة. سيتم النظر أدناه في مثال لحساب الطوابق على الأرض. لنأخذ مساحة الأرضية 10 × 10 أي ما يعادل 100 متر مربع
- مساحة المنطقة الواحدة 64 متر مربع
- مساحة المنطقة 2 ستكون 32 مترا مربعا
- مساحة المنطقة 3 4 أمتار مربعة
متوسط مقاومة انتقال الحرارة الأرضية على الأرض:الطابق الأرضي=100 / (64/2 ، 1 + 32/4 ، 3 + 4/8 ، 6)=2.6 (م × درجة / ثلاثاء)
بعد الانتهاء من عزل محيط الأرضية بصفيحة فوم بوليسترين بسمك 5 سم ، وشريط بعرض متر واحد ، نحصل على متوسط قيمة مقاومة انتقال الحرارة:
Рpol=100 / (32/2، 1 + 32 / (2، 1 + 0، 05/0، 032) + 32/4، 3 + 4/8، 6)=4، 09 (م س درجة / واط).
من المهم ملاحظة أنه لا يتم حساب الأرضيات بهذه الطريقة فقط ، ولكن أيضًا هياكل الجدران الملامسة للأرض (جدران الأرضية المريحة ، الطابق السفلي الدافئ).
الحساب الحراري للأبواب
يتم حساب القيمة الأساسية لمقاومة انتقال الحرارة لأبواب المدخل بشكل مختلف نوعًا ما. لحسابها ، ستحتاج أولاً إلى حساب مقاومة انتقال الحرارة للجدار وفقًا لمعايير الصرف الصحي (عدم الانهيار)الندى):Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
هنا ДТн - يتم تحديد فرق درجة الحرارة بين السطح الداخلي للجدار ودرجة حرارة الهواء في الغرفة وفقًا لمدونة القواعد والإسكان هو 4.0.
av - نقل الحرارة معامل السطح الداخلي للجدار ، وفقًا للمشروع المشترك هو 8 ، 7.يتم أخذ القيمة الأساسية للأبواب تساوي 0 ، 6xRst.
لتصميم الباب المحدد ، من الضروري إجراء حساب حراري للتحقق من الهياكل المرفقة. مثال على حساب باب المدخل:
Rdv=0.6 × (20 - (- 30)) / (4 × 8.7)=0.86 (م × درجة / ث).
تتوافق قيمة التصميم هذه مع باب معزول بلوح من الصوف المعدني بسمك 5 سم.
المتطلبات المعقدة
يتم إجراء حسابات الجدران أو الأرضيات أو الأغطية للتحقق من متطلبات اللوائح كل عنصر على حدة. تحدد مجموعة القواعد أيضًا مطلبًا كاملاً يميز جودة العزل لجميع الهياكل المرفقة ككل. تسمى هذه القيمة "خاصية الحماية الحرارية المحددة". لا يمكن لأي حساب حراري واحد للهياكل المرفقة الاستغناء عن التحقق منه. يظهر مثال على حساب JV أدناه.
| اسم التصميم | مربع | R | A / R |
| الجدران | 83 | 3، 65 | 22، 73 |
| تغطية | 100 | 5، 41 | 18، 48 |
| سقف الطابق السفلي | 100 | 4، 79 | 20 ، 87 |
| ويندوز | 15 | 0، 62 | 24، 19 |
| أبواب | 2 | 0، 8 | 2، 5 |
| المبلغ | 88، 77 |
Kob \u003d 88، 77/250 \u003d 0.35 ، وهو أقل من القيمة الطبيعية 0.52. في هذه الحالة ، يتم أخذ المساحة والحجم لمنزل بقياس 10 × 10 × 2.5 م. نقل الحرارة المقاومات تساوي القيم الأساسية.
يتم تحديد القيمة الطبيعية وفقًا للمشروع المشترك ، اعتمادًا على حجم المنزل الساخن.
بالإضافة إلى المتطلبات المعقدة ، لإعداد جواز سفر للطاقة ، يقومون أيضًا بإجراء حساب هندسة حرارية للهياكل المرفقة ، ويرد مثال على جواز السفر في ملحق SP50.13330.2012.
معامل التوحيد
جميع الحسابات المذكورة أعلاه قابلة للتطبيق على الهياكل المتجانسة. وهو أمر نادر جدًا في الممارسة. لمراعاة عدم التجانس الذي يقلل من مقاومة انتقال الحرارة ، يتم إدخال عامل تصحيح للتوحيد الحراري ، r. يأخذ في الاعتبار التغيير في مقاومة انتقال الحرارة الناتج عن فتحات النوافذ والأبواب ، والزوايا الخارجية ، والتضمينات غير المتجانسة (على سبيل المثال ، العتبات ، والعوارض ، وأحزمة التسليح) ، والجسور الباردة ، إلخ.
حساب هذا المعامل معقد للغاية ، لذلك في شكل مبسط ، يمكنك استخدام القيم التقريبية من الأدبيات المرجعية. على سبيل المثال ، لأعمال البناء بالطوب - 0.9 ، لوحات ثلاثية الطبقات - 0.7.
عزل فعال
عند اختيار نظام عزل منزلي ، من السهل التأكد من أنه يكاد يكون من المستحيل تلبية متطلبات الحماية الحرارية الحديثة دون استخدام العزل الفعال. لذلك ، إذا كنت تستخدم لبنة تقليدية من الطين ، فستحتاج إلى حجارة بسمك عدة أمتار ، وهو أمر غير ممكن اقتصاديًا. في الوقت نفسه ، تسمح لك الموصلية الحرارية المنخفضة للعزل الحديث المعتمد على البوليسترين الموسع أو الصوف الحجري بالحد من سماكة 10-20 سم.
على سبيل المثال ، لتحقيق قيمة مقاومة نقل الحرارة الأساسية 3.65 (م × درجة / وات) ، ستحتاج:
- 3m جدار من الطوب السميك ؛
- وضع كتل الخرسانة الرغوية 1 ، 4 م ؛
- عزل الصوف المعدني 0.18 م
