Oletame, et soovisite eramaja küttesüsteemi jaoks vajaliku katla, radiaatorid ja torud korjata. Ülesanne number 1 - kütte soojuskoormuse arvutamine, teisisõnu hoone soojuse kogutarbimise määramiseks vajaliku sisetemperatuuri saavutamiseks. Teeme ettepaneku uurida 3 arvutusmeetodit - tulemuste keerukus ja täpsus erinevad.
Koormuse määramise meetodid
Esiteks selgitame selle mõiste tähendust. Soojuskoormus on küttesüsteemi poolt soojustatud summaarne soojushulk ruumide soojendamiseks standardtemperatuurini kõige külmemal perioodil. Väärtus arvutatakse energiaühikutes - kilovattides, kilokalorites (harvem - kilodžaulides) ja see on esitatud valemites ladina tähega Q.
Teades eramaja kütmise koormust üldiselt ja eriti iga ruumi vajadust, pole raske valida veesüsteemi boilerit, kütteseadmeid ja akusid. Kuidas seda parameetrit arvutada:
- Kui lae kõrgus ei ulatu 3 m-ni, tehakse suurendatud arvutus vastavalt köetavate ruumide pindalale.
- Kui lae kõrgus on 3 m või rohkem, arvestatakse soojuse tarbimist ruumide mahu järgi.
- Soojuskadude määramine väliste tarade abil ja ventilatsiooniõhu soojendamise maksumus SNiP järgi.
Märge. Viimastel aastatel on mitmesuguste Interneti-ressursside lehtedel asuvad veebikalkulaatorid omandanud laialdase populaarsuse. Nende abiga on soojusenergia koguse määramine kiire ja ei vaja täiendavaid juhiseid. Miinus - tuleb kontrollida tulemuste usaldusväärsust, sest programme kirjutavad inimesed, kes pole soojusenergeetikud.
Kaks esimest arvutusmeetodit põhinevad konkreetsete soojuslike karakteristikute rakendamisel kuumutatud ala või hoone mahu suhtes. Algoritm on lihtne, seda kasutatakse kõikjal, kuid see annab väga ligikaudseid tulemusi ega arvesta suvila soojustusastet.
SNiP andmetel on SNiP järgi soojusenergia tarbimist palju keerulisem arvutada. Peate koguma palju võrdlusandmeid ja tegema arvutusi, kuid lõplikud numbrid kajastavad tegelikku pilti 95% täpsusega. Püüame metoodikat lihtsustada ja muuta küttekoormuse arvutamine võimalikult arusaadavaks.
Näiteks 100-korruselise ühekorruselise maja projekt
Kõigi soojusenergia koguse määramise meetodite selgeks selgitamiseks soovitame võtta näitena ühekorruselise maja, mille kogupindala on 100 ruutu (vastavalt välisele mõõtmisele), nagu on näidatud joonisel. Loetleme hoone tehnilised omadused:
- ehituspiirkond - parasvöötme riba (Minsk, Moskva);
- välise piirdeaia paksus on 38 cm, materjal on silikaattellis;
- välisseinte isolatsioon - polüstüreen paksusega 100 mm, tihedus - 25 kg / m³;
- põrandad - maapinnal betoon, keldrit pole;
- kattuvad - külma pööningu küljest isoleeritud raudbetoonplaadid 10 cm polüstüreeniga;
- aknad - tavaline metall-plastik 2 klaasil, suurus - 1500 x 1570 mm (h);
- esiuks on metallist 100 x 200 cm, seestpoolt isoleeritud pressitud polüstüreenvahuga.
Suvilal on sisemised vaheseinad pooltellises (12 cm), katlaruum asub eraldi hoones. Tubade pindala on näidatud joonisel, lagede kõrgus võetakse sõltuvalt selgitatud arvutusmeetodist - 2,8 või 3 m.
Soojuse tarbimise arvutame kvadratuuri järgi
Küttekoormuse ligikaudse hinnangu saamiseks kasutatakse tavaliselt kõige lihtsamat soojusarvutust: hoone pindala võetakse vastavalt välisele mõõtmisele ja korrutatakse 100 vattiga. Sellest tulenevalt on 100 m² suvila soojuse tarbimine 10 000 W või 10 kW.Tulemus võimaldab teil valida katla, mille ohutegur on 1,2-1,3, sel juhul võetakse seadme võimsus võrdseks 12,5 kW.
Soovitame teha täpsemaid arvutusi, võttes arvesse ruumide asukohta, akende arvu ja arenduspiirkonda. Seega, kuni 3 m lagedega on soovitatav kasutada järgmist valemit:
Arvutamine toimub iga ruumi kohta eraldi, seejärel tulemused summeeritakse ja korrutatakse piirkondliku koefitsiendiga. Valemi märke selgitus:
- Q on soovitud koormus, W;
- Spom - ruumi kvadratuur, m²;
- q on ruumi pindalaga seotud spetsiifiliste soojusomaduste näitaja, W / m²;
- k - koefitsient elukoha piirkonna kliimat arvesse võttes.
Viiteks. Kui eramaja asub parasvöötmes, võetakse koefitsient k võrdseks ühega. Lõunapoolsetes piirkondades kasutatakse k = 0,7, põhjapoolsetes piirkondades kasutatakse väärtusi 1,5–2.
Kogu kvadratuuri indikaatori ligikaudne arvutus q = 100 W / m². Selle lähenemisviisi puhul ei võeta arvesse ruumide asukohta ja valgustusavade erinevat arvu. Suvila sees olev koridor kaotab palju vähem soojust kui nurgaga magamistuba, millel on sama ala aknad. Soovitame võtta spetsiifilise soojusomaduse q väärtus järgmiselt:
- ühe välisseina ja akna (või uksega) ruumide jaoks = = 100 W / m²;
- ühe valgusavaga nurgatoad - 120 W / m²;
- sama kahe aknaga - 130 W / m².
Kuidas q väärtust valida, on põrandaplaanil selgelt näidatud. Meie näite puhul näeb arvutus välja järgmine:
Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.
Nagu näete, andsid täpsustatud arvutused teistsuguse tulemuse - tegelikult kulub konkreetse maja kütmiseks 100 m² 1 kW soojusenergiale rohkem. Joonisel võetakse arvesse soojusenergia tarbimist välisõhu soojendamiseks, mis tungib läbi avade ja seinte koju (sissetung).
Soojuskoormuse arvutamine ruumide mahu järgi
Kui põranda ja lae vaheline kaugus ulatub 3 meetrini või rohkem, ei saa eelmist arvutusvõimalust kasutada - tulemus on vale. Sellistel juhtudel loetakse küttekoormus konkreetseteks summaarseteks soojuse tarbimise indikaatoriteks ruutmahu 1 m³ kohta.
Valem ja arvutusalgoritm jäävad samaks, ainult piirkonna parameeter S muutub ruumalaks - V:
Sellest lähtuvalt võetakse veel üks spetsiifilise tarbimise q indikaator, viidates iga ruumi mahule:
- hoone sees või ühe välisseina ja aknaga ruum - 35 W / m³;
- ühe aknaga nurgatuba - 40 W / m³;
- sama kahe valgusavaga - 45 W / m³.
Märge. Piirkondlikke koefitsiente k suurendatakse ja vähendatakse k rakendatakse valemis muutusteta.
Nüüd määrame näiteks oma suvila kütmise koormuse, võttes lae kõrguseks 3 m:
Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W ≈ 11,2 kW.
On märgatav, et küttesüsteemi nõutav soojusvõimsus kasvas eelmise arvutamisega võrreldes 200 vatti. Kui võtta ruumide kõrgus 2,7–2,8 m ja arvutada energiakulu kuupmahu kaudu, siis on arvud umbes samad. See tähendab, et meetod on üsna kasutatav mis tahes kõrgusega ruumide soojuskao integreeritud arvutamisel.
Arvutusalgoritm vastavalt SNiP-le
See meetod on kõigist olemasolevatest kõige täpsem. Kui kasutate meie juhiseid ja teostate arvutuse õigesti, võite olla tulemuses 100% kindel ja kütteseadmeid rahulikult valida. Protseduur näeb välja järgmine:
- Mõõda välisseinte, põrandate ja lagede kvadratuur igas toas eraldi. Määrake akende ja välisuste pindala.
- Arvutage soojuskaod kõigis välistarades.
- Uurige soojusenergia tarbimist, mida kasutatakse ventilatsiooni (infiltratsiooni) õhu soojendamiseks.
- Pange tulemused kokku ja saage reaalne soojuskoormuse näitaja.
Oluline punkt. Kahekorruselises suvilas ei arvestata sisemiste lagedega, kuna need ei piirdu keskkonnaga.
Soojuskadude arvutamise olemus on suhteliselt lihtne: peate välja selgitama, kui palju energiat igat tüüpi hoonekonstruktsioon kaotab, kuna aknad, seinad ja põrandad on valmistatud erinevatest materjalidest. Välisseinte kvadratuuri määramisel lahutage klaasitud avade pindala - viimased võimaldavad suuremat soojusvoogu ja seetõttu vaadeldakse neid eraldi.
Tubade laiuse mõõtmisel lisage sellele pool sisemise vaheseina paksusest ja hõivake välimine nurk, nagu näidatud skeemil. Eesmärk on arvestada välise tara täieliku kvadratuuriga, kaotades soojust kogu pinna ulatuses.
Me määrame seinte ja katuste soojuskadu
Sama tüüpi ehitist (näiteks seina) läbiva soojusvoo arvutamise valem on järgmine:
Märkimist dešifreerige:
- soojuskao summa ühe tara kaudu, milleks määrasime Qi, W;
- A - seina ruut ruumis, m²;
- tv - mugav temperatuur ruumis, tavaliselt +22 ° С;
- tн - tänavaõhu minimaalne temperatuur, mis kestab 5 kõige külmemat talvepäeva (võtke oma piirkonna tegelik väärtus);
- R on välimise tara paksuse vastupidavus soojusülekandele, m² ° C / W.
Üks ebakindel parameeter jääb ülaltoodud loendisse - R. Selle väärtus sõltub seinakonstruktsiooni materjalist ja tara paksusest. Soojusülekande takistuse arvutamiseks toimige järgmiselt:
- Määrake välisseina kandeosa paksus ja eraldi isolatsioonikiht. Valemites sisalduvat tähte - δ arvestatakse meetrites.
- Uurige võrdlustabelitest konstruktsioonimaterjalide soojusjuhtivuse koefitsiendid λ ja mõõtühik on W / (mºС).
- Asendage valemis leitud väärtused ükshaaval:
- Määratlege iga seinakihi R eraldi, lisage tulemused ja kasutage siis esimeses valemis.
Korrake arvutusi eraldi sama ruumi akende, seinte ja lagede kohta, seejärel liikuge järgmisse ruumi. Põranda soojuskadusid vaadeldakse eraldi, nagu allpool kirjeldatud.
Näpunäide. Erinevate materjalide õiged soojusjuhtivuse koefitsiendid on toodud normatiivdokumentatsioonis. Venemaa jaoks on see eeskirjade koodeks SP 50.13330.2012, Ukraina jaoks - DBN V.2.6–31 ~ 2006. Tähelepanu! Arvutustes kasutage töötingimuste jaoks veerus "B" ette nähtud väärtust λ.
Arvutusnäide meie ühekorruselise maja elutoa jaoks (lae kõrgus 3 m):
- Välisseinte pindala koos akendega: (5,04 + 4,04) x 3 = 27,24 m². Akende ruudu suurus on 1,5 x 1,57 x 2 = 4,71 m². Netiaedade pindala: 27,24 - 4,71 = 22,53 m².
- Silikaattellise müüritise soojusjuhtivus λ on 0,87 W / (m º C), vaht 25 kg / m³ - 0,044 W / (m º C). Paksus on vastavalt 0,38 ja 0,1 m, arvestame soojusülekandetakistust: R = 0,38 / 0,87 + 0,1 / 0,044 = 2,71 m² ° C / W.
- Välistemperatuur - miinus 25 ° С, elutuppa - pluss 22 ° С. Erinevus on 25 + 22 = 47 ° C.
- Soojuskao määrame elutoa seinte kaudu: Q = 1 / 2,71 x 47 x 22,53 = 391 vatti.
Samuti arvestatakse soojusvoogu läbi akende ja põrandate. Läbipaistvate konstruktsioonide soojapidavust näitab tavaliselt tootja, paksusega 22 cm raudbetoonpõrandate omadused on toodud normatiiv- või teatmeteostes:
- Soojustatud põranda R = 0,22 / 2,04 + 0,1 / 0,044 = 2,38 m² ° C / W, soojuskaod läbi katuse on 1 / 2,38 x 47 x 5,04 x 4,04 = 402 W.
- Kaod läbi aknaavade: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.
Elutoa (va põrandad) kogu soojuskadu on 391 + 402 + 70,8 = 863,8 vatti. Sarnased arvutused tehakse ka ülejäänud ruumide osas, tulemused võetakse kokku.
Pange tähele: hoone sisene koridor ei puutu kokku väliskestaga ja kaotab soojust ainult läbi katuse ja põrandate. Milliseid tarasid tuleks arvutusmetoodikas arvestada, vaata videot.
Põranda jagamine tsoonideks
Maapinnal põrandate kaotatud soojushulga väljaselgitamiseks jagatakse hoone plaanil 2 m laiusteks tsoonideks, nagu on näidatud diagrammil. Esimene riba algab hoone konstruktsiooni välispinnalt.
Arvutusalgoritm on järgmine:
- Esitage suvila plaan ja jagage see 2 m laiusteks ribadeks. Tsoonide maksimaalne arv on 4.
- Arvutage põranda pindala, mis langeb igas tsoonis eraldi, jättes tähelepanuta sisemised vaheseinad. Pange tähele: nurkade kvadratuuri arvestatakse kaks korda (joonisel varjutatud).
- Kasutades arvutusvalemit (anname selle uuesti mugavuse huvides), määrake soojuskaod kõigis piirkondades, tehke arvud kokku.
- I tsooni soojusülekandetakistus R on 2,1 m² ° C / W, II - 4,3, III - 8,6, ülejäänud põrand - 14,2 m² ° C / W.
Märge. Kui me räägime soojendatud keldrist, siis esimene riba asub seina maa-aluses osas, alustades maapinnast.
Mineraalvilla või vahtpolüstüreeniga soojustatud põrandad arvutatakse identselt, ainult R fikseeritud väärtustele lisandub isolatsioonikihi soojustakistus, mis määratakse valemiga δ / λ.
Arvutusnäide maamaja elutoas:
- I tsooni kvadratuur on (5,04 + 4,04) x 2 = 18,16 m², krunt II - 3,04 x 2 = 6,08 m². Ülejäänud tsoonid ei sisene elutuppa.
- 1. tsooni energiatarbimine on 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, teise jaoks - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W.
- Läbi elutoa põrandate voolav soojushulk on 406,4 + 66,5 = 473 vatti.
Nüüd on kogu ruumis soojuskadu lihtne maha lüüa: 863,8 + 473 = 1336,8 W, ümardatud - 1,34 kW.
Ventilatsiooni õhkküte
Valdaval osal eramajadest ja korteritest on loomulik ventilatsioon. Tänavaõhk tungib läbi akende ja uste nateteksi, samuti sissepuhkeõhuavad. Sissetulevat külma massi soojendab küttesüsteem, kulutades täiendavat energiat. Kuidas teada saada nende kahjude suurust:
- Kuna infiltratsiooni arvutamine on liiga keeruline, võimaldavad regulatiivdokumendid eraldada 3 m³ õhku tunnis iga korpuse ruutmeetri kohta. Sissepuhkeõhu koguhulka L peetakse lihtsaks: ruumi kvadratuur korrutatakse 3-ga.
- L on ruumala ja vaja on õhuvoolu massi m. Saate teada, korrutades tabelist võetud gaasi tihedusega.
- Õhumass m asendatakse koolifüüsika kursuse valemis, mis võimaldab kindlaks teha kulutatud energia koguse.
Arvutame vajaliku soojushulga pika kannatusega elutoa näitel, mille pindala on 15,75 m². Sissevoolu maht L = 15,75 x 3 = 47,25 m³ / h, mass - 47,25 x 1,422 = 67,2 kg / h. Eeldades, et õhu soojusmaht (tähistatud tähega C) on võrdne 0,28 W / (kg ºС), leiame energiatarbimise: Qvent = 0,28 x 67,2 x 47 = 884 W. Nagu näete, on joonis üsna muljetavaldav, mistõttu tuleb õhumasside kuumutamisel arvestada.
Hoone soojuskao lõplik arvutus pluss ventilatsiooni soojuse kulu arvutatakse kõigi eelnevalt saadud tulemuste liitmise teel. Eelkõige annab elutoa soojendamise koormus joonis 0,88 + 1,34 = 2,22 kW. Samamoodi arvutatakse suvila kõik toad, energiakulude lõpuks lisandub üks number.
Lõpparveldus
Kui teie aju pole veel valemite 😊 rohkuse tõttu keema hakanud, siis on kindlasti huvitav näha tulemust kogu ühekorruselises majas. Eelmistes näidetes tegime põhitöö ära, jääb üle vaid minna läbi teiste ruumide ja välja selgitada hoone kogu väliskesta soojuskaod. Leitud töötlemata andmed:
- seinte soojapidavus - 2,71, aknad - 0,32, põrandad - 2,38 m² ° С / W;
- lae kõrgus - 3 m;
- Pressitud polüstüreenvahuga isoleeritud esiukse R on 0,65 m² ° C / W;
- sisetemperatuur - 22, väline - miinus 25 ° С.
Arvestuste lihtsustamiseks teeme ettepaneku luua Exelis tabel, seejärel sisestame sinna vahe- ja lõpptulemused.
Arvutuste lõpus ja tabeli täitmisel saadi järgmised ruumide soojusenergia tarbimise väärtused:
- elutuba - 2,22 kW;
- köök - 2,536 kW;
- esik - 745 W;
- koridor - 586 W;
- vannituba - 676 W;
- magamistuba - 2,22 kW;
- laste - 2,536 kW.
100 m² suuruse eramaja küttesüsteemi kogukoormus oli 11,518 W, ümardatud - 11,6 kW.On tähelepanuväärne, et tulemus erineb ligikaudsetest arvutusmeetoditest sõna otseses mõttes 5%.
Kuidas kasutada arvutuste tulemusi
Teades hoone soojusvajadust, saab majaomanik:
- vali selgelt suvila kütmiseks soojusenergia seadmete võimsus;
- vali radiaatorite soovitud sektsioonide arv;
- määrake isolatsiooni vajalik paksus ja teostage hoone soojusisolatsioon;
- välja selgitada jahutusvedeliku voolukiirus süsteemi mis tahes osas ja vajadusel viia läbi torujuhtmete hüdrauliline arvutus;
- Uurige välja keskmine päevane ja kuine soojuse tarbimine.
Viimane lõik pakub erilist huvi. Leidsime soojuskoormuse väärtuse 1 tunniga, kuid selle saab pikemaks ajaks ümber arvutada ja arvutada hinnangulise kütusekulu - gaasi, küttepuude või pelletite.