Հատակի հաշվարկ ըստ գոտիների. Գետնի վրա տեղակայված հատակների ջերմատեխնիկական հաշվարկ. Excel-ում ջերմության կորստի հաշվարկը հատակի և գետնին հարող պատերի միջոցով՝ ըստ ընդհանուր ընդունված գոտիական մեթոդի V.D. Մաչինսկին
Տարածքներում ջերմության կորստի հաշվարկման մեթոդիկա և դրա իրականացման կարգը (տե՛ս SP 50.13330.2012 թ. Ջերմային պաշտպանությունշենքեր, կետ 5):
Տունը ջերմություն է կորցնում պարսպապատ կառույցների (պատեր, առաստաղներ, պատուհաններ, տանիք, հիմք), օդափոխության և կոյուղու միջոցով: Հիմնական ջերմային կորուստները տեղի են ունենում պարսպապատ կառույցների միջոցով՝ բոլոր ջերմային կորուստների 60–90%-ը։
Ամեն դեպքում, ջերմության կորուստը պետք է հաշվի առնել ջեռուցվող սենյակում առկա բոլոր փակ կառույցների համար:
Այս դեպքում անհրաժեշտ չէ հաշվի առնել ջերմային կորուստները, որոնք տեղի են ունենում միջոցով ներքին կառույցները, եթե դրանց ջերմաստիճանի և հարակից սենյակների ջերմաստիճանի տարբերությունը չի գերազանցում 3 աստիճան Ցելսիուսը։
Ջերմության կորուստ շենքերի ծրարների միջոցով
Տարածքում ջերմային կորուստները հիմնականում կախված են.
1 Ջերմաստիճանի տարբերություններ տանը և դրսում (որքան մեծ է տարբերությունը, այնքան մեծ են կորուստները),
2 Պատերի, պատուհանների, դռների, ծածկույթների, հատակների ջերմամեկուսիչ հատկությունները (այսպես կոչված՝ սենյակի պարսպապատ կառույցները):
Շրջապատող կառույցները, ընդհանուր առմամբ, կառուցվածքով միատարր չեն: Եվ դրանք սովորաբար բաղկացած են մի քանի շերտերից: Օրինակ՝ կեղևի պատ = գիպս + պատյան + արտաքին հարդարում. Այս դիզայնը կարող է ներառել նաև փակ օդային բացեր (օրինակ՝ խոռոչներ աղյուսների կամ բլոկների ներսում): Վերոնշյալ նյութերը ունեն ջերմային բնութագրեր, որոնք տարբերվում են միմյանցից: Կառուցվածքային շերտի հիմնական բնութագիրը նրա ջերմափոխանցման դիմադրությունն է R.
Որտեղ q կորցրած ջերմության քանակն է քառակուսի մետրփակ մակերես (սովորաբար չափվում է Վտ/քմ)
ΔT - ջերմաստիճանի տարբերությունը հաշվարկված սենյակի ներսում և արտաքին ջերմաստիճանըօդը (ամենացուրտ հնգօրյա շրջանի ջերմաստիճանը °C այն կլիմայական շրջանի համար, որտեղ գտնվում է տվյալ շենքը):
Հիմնականում սենյակների ներքին ջերմաստիճանը չափվում է։ Բնակելի թաղամաս 22 oC: Ոչ բնակելի 18 oC. Գոտիներ ջրի ընթացակարգեր 33 oC.
Երբ խոսքը վերաբերում է բազմաշերտ կառուցվածքին, կառուցվածքի շերտերի դիմադրությունները գումարվում են:
δ - շերտի հաստությունը, մ;
λ-ը շինարարական շերտի նյութի ջերմահաղորդականության հաշվարկված գործակիցն է՝ հաշվի առնելով պարիսպային կառույցների շահագործման պայմանները, W / (m2 oC):
Դե, մենք դասավորել ենք հաշվարկի համար պահանջվող հիմնական տվյալները:
Այսպիսով, շենքերի ծրարների միջոցով ջերմային կորուստները հաշվարկելու համար մեզ անհրաժեշտ է.
1. Կառույցների ջերմափոխանցման դիմադրություն (եթե կառուցվածքը բազմաշերտ է, ապա Σ R շերտեր)
2. Հաշվարկային սենյակի և դրսի ջերմաստիճանի տարբերությունը (ամենացուրտ հնգօրյա շրջանի ջերմաստիճանը °C): ΔT
3. Ցանկապատերի տարածքներ F (առանձին պատեր, պատուհաններ, դռներ, առաստաղ, հատակ)
4. Օգտակար է նաև շենքի կողմնորոշումը կարդինալ ուղղությունների նկատմամբ։
Ցանկապատով ջերմության կորստի հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է.
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - ջերմության կորուստ պարիսպային կառույցների միջոցով, Վ
Rogr – ջերմային փոխանցման դիմադրություն, m2°C/W; (Եթե կան մի քանի շերտեր, ապա ∑ Rogr շերտեր)
Մառախուղ - պարսպապատ կառուցվածքի տարածք, մ;
n-ը շրջապատող կառուցվածքի և արտաքին օդի շփման գործակիցն է:
| Պարսպապատում | Գործակից n |
| 1. Արտաքին պատեր և ծածկույթներ (ներառյալ արտաքին օդով օդափոխվողները), ձեղնահարկի հատակներ (տանիքով. կտոր նյութեր) և անցուղիների վրայից; Հյուսիսային շինարարական-կլիմայական գոտում սառը (առանց պատերի) ստորգետնյա առաստաղներ | |
| 2. Սառը նկուղների առաստաղներ, որոնք հաղորդակցվում են արտաքին օդի հետ; ձեղնահարկի հատակներ (տանիքով պատրաստված ռուլետային նյութեր); առաստաղներ ցուրտ (փակ պատերով) ստորգետնյա և սառը հատակներ հյուսիսային շինարարական-կլիմայական գոտում. | 0,9 |
| 3. Առաստաղներ չջեռուցվող նկուղների վրա՝ պատերի լույսի բացվածքներով | 0,75 |
| 4. Առաստաղներ չջեռուցվող նկուղների վրա, առանց պատերի լույսի բացվածքների, որոնք գտնվում են գետնի մակարդակից բարձր | 0,6 |
| 5. Առաստաղներ չտաքացվող տեխնիկական ընդհատակգտնվում է գետնի մակարդակից ցածր | 0,4 |
Յուրաքանչյուր պարիսպ կառույցի ջերմության կորուստը հաշվարկվում է առանձին: Ամբողջ սենյակի պարիսպների միջոցով ջերմության կորստի քանակը կլինի սենյակի յուրաքանչյուր պարսպող կառուցվածքի միջոցով ջերմության կորուստների գումարը:
Հատակների միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկ
Չմեկուսացված հատակը գետնին
Սովորաբար, հատակի ջերմության կորուստը համեմատած այլ շենքերի ծրարների (արտաքին պատեր, պատուհանների և դռների բացվածքներ) նմանատիպ ցուցանիշների հետ ապրիորի ենթադրվում է, որ աննշան է և հաշվի է առնվում ջեռուցման համակարգերի հաշվարկներում պարզեցված ձևով: Նման հաշվարկների հիմքը տարբեր ջերմային փոխանցման դիմադրության հաշվառման և ուղղիչ գործակիցների պարզեցված համակարգն է: Շինանյութեր.
Եթե հաշվի առնենք, որ առաջին հարկի ջերմության կորստի հաշվարկման տեսական հիմնավորումն ու մեթոդաբանությունը մշակվել է բավականին վաղուց (այսինքն՝ դիզայնի մեծ մարժանով), ապա կարելի է հանգիստ խոսել այս էմպիրիկ մոտեցումների գործնական կիրառելիության մասին։ ժամանակակից պայմաններ. Տարբեր շինանյութերի, ջերմամեկուսիչ նյութերի ջերմահաղորդականության և ջերմության փոխանցման գործակիցները և հատակի ծածկույթներլավ հայտնի են, և հատակի միջոցով ջերմության կորուստը հաշվարկելու համար այլ ֆիզիկական բնութագրեր չեն պահանջվում: Ըստ իրենց սեփական ջերմային բնութագրերըհատակները սովորաբար բաժանվում են մեկուսացված և ոչ մեկուսացված, կառուցվածքային առումով՝ հատակների և գերանների:
Գետնի վրա չմեկուսացված հատակի միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկը հիմնված է ընդհանուր բանաձեւշենքի ծրարի միջոցով ջերմության կորստի գնահատում.
Որտեղ Ք– հիմնական և լրացուցիչ ջերմային կորուստներ, W;
Ա- պարսպապատ կառույցի ընդհանուր մակերեսը, մ 2;
tв , tн- ներսի և դրսի օդի ջերմաստիճանը, °C;
β - հավելյալ ջերմային կորուստների մասնաբաժինը ընդհանուրում.
n– ուղղիչ գործակից, որի արժեքը որոշվում է պատող կառուցվածքի գտնվելու վայրով.
Ռո– ջերմային փոխանցման դիմադրություն, m2 °C/W:
Նկատի ունեցեք, որ միատարր միաշերտ հատակի ծածկույթի դեպքում ջերմափոխանցման դիմադրություն Ro-ը հակադարձ համեմատական է գետնի վրա չմեկուսացված հատակի նյութի ջերմափոխադրման գործակցին:
Չմեկուսացված հատակի միջոցով ջերմության կորուստը հաշվարկելիս օգտագործվում է պարզեցված մոտեցում, որի դեպքում (1+ β) n = 1 արժեքը: Հատակի միջով ջերմության կորուստը սովորաբար իրականացվում է ջերմափոխանակման տարածքի գոտիավորման միջոցով: Դա պայմանավորված է առաստաղի տակ գտնվող հողի ջերմաստիճանի դաշտերի բնական տարասեռությամբ:
Չմեկուսացված հատակից ջերմության կորուստը որոշվում է յուրաքանչյուր երկու մետրանոց գոտու համար առանձին՝ համարակալելով սկսած արտաքին պատըշինություն։ Սովորաբար հաշվի են առնվում 2 մ լայնությամբ չորս նման ժապավեններ՝ հաշվի առնելով յուրաքանչյուր գոտում հողի ջերմաստիճանը մշտական: Չորրորդ գոտին ներառում է չմեկուսացված հատակի ամբողջ մակերեսը առաջին երեք շերտերի սահմաններում: Ենթադրվում է ջերմափոխանցման դիմադրություն՝ 1-ին գոտու համար R1=2.1; 2-րդ R2=4.3-ի համար; համապատասխանաբար երրորդ և չորրորդ R3=8.6, R4=14.2 m2*оС/W:
Նկ.1. Ջերմության կորուստը հաշվարկելիս հատակի մակերեսի գոտիավորումը գետնին և հարակից փորված պատերին
Հողային հիմքի հատակով ներկառուցված սենյակների դեպքում հաշվարկներում երկու անգամ հաշվի է առնվում պատի մակերեսին հարող առաջին գոտու տարածքը: Սա միանգամայն հասկանալի է, քանի որ հատակի ջերմության կորուստն ամփոփվում է շենքի հարակից ուղղահայաց պարսպապատ կառույցների ջերմության կորստով:
Հատակի միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկն իրականացվում է յուրաքանչյուր գոտու համար առանձին, իսկ ստացված արդյունքներն ամփոփվում և օգտագործվում են շենքի նախագծի ջերմատեխնիկական հիմնավորման համար: Սենյակների արտաքին պատերի ջերմաստիճանի գոտիների հաշվարկն իրականացվում է վերը նշված բանաձևերի միջոցով:
Մեկուսացված հատակի միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկում (և այն համարվում է այդպիսին, եթե դրա դիզայնը պարունակում է 1,2 Վտ/(մ °C)-ից պակաս ջերմային հաղորդունակությամբ նյութի շերտեր), ոչ-ջերմային դիմադրության արժեքը. Գետնի վրա մեկուսացված հատակը յուրաքանչյուր դեպքում մեծանում է մեկուսիչ շերտի ջերմափոխադրման դիմադրությամբ.
Rу.с = ду.с / лу.с,
Որտեղ ду.с- մեկուսիչ շերտի հաստությունը, մ; лу.с– մեկուսիչ շերտի նյութի ջերմահաղորդականությունը, W/(m °C):
Հատակի և առաստաղի միջոցով ջերմության կորուստը հաշվարկելու համար կպահանջվեն հետևյալ տվյալները.
- տան չափսերը 6 x 6 մետր։
- Հատակները եզրային տախտակներ են, 32 մմ հաստությամբ լեզու և ակոս, ծածկված 0,01 մ հաստությամբ, մեկուսացված 0,05 մ հաստությամբ հանքային բուրդով Բանջարեղենի և պահածոյացման համար նախատեսված է ստորգետնյա տարածք: Ձմռանը ստորգետնյա ջերմաստիճանը միջինում +8°C է։
- Առաստաղ - առաստաղները փայտյա պանելներից են, առաստաղները ձեղնահարկի կողմից մեկուսացված են հանքային բուրդ մեկուսացմամբ, շերտի հաստությունը 0,15 մետր, գոլորշի-ջրամեկուսիչ շերտով։ Ձեղնահարկի տարածքչմեկուսացված:
Հատակի միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկ
R տախտակներ =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, որտեղ B-ն նյութի հաստությունն է, K-ը՝ ջերմահաղորդականության գործակիցը:
R chipboard =B/K=0.01m/0.15W/mK=0.07m²x°C/W
R մեկուսացում =B/K=0.05 m/0.039 W/mK=1.28 m²x°C/W
Հատակի ընդհանուր արժեքը =0,21+0,07+1,28=1,56 մ²x°C/W
Հաշվի առնելով, որ ստորգետնյա ջերմաստիճանը ձմռանը անընդհատ +8°C-ի սահմաններում է, ջերմության կորուստը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ դՏ-ն 22-8 = 14 աստիճան է։ Այժմ մենք ունենք բոլոր տվյալները հատակի միջոցով ջերմության կորուստը հաշվարկելու համար.
Q հատակ = SxdT/R=36 մ²x14 աստիճան/1,56 մ²x°C/Վտ=323,07 Վտժ (0,32 կՎտժ)
Առաստաղի միջոցով ջերմության կորստի հաշվարկ
Առաստաղի մակերեսը նույնն է, ինչ հատակի S առաստաղը = 36 մ 2
Առաստաղի ջերմային դիմադրությունը հաշվարկելիս մենք հաշվի չենք առնում փայտե տախտակներ, որովհետեւ դրանք միմյանց հետ ամուր կապ չունեն և որպես ջերմամեկուսիչ չեն գործում։ Հետևաբար, առաստաղի ջերմային դիմադրությունը հետևյալն է.
R առաստաղ = R մեկուսացում = մեկուսացման հաստություն 0,15 մ/մեկուսացման ջերմահաղորդություն 0,039 Վտ/մԿ=3,84 մ²x°C/Վտ
Մենք հաշվարկում ենք ջերմության կորուստը առաստաղի միջոցով.
Առաստաղ Q =SхdT/R=36 m²х52 աստիճան/3.84 m²х°С/W=487.5 Wh (0.49 կՎտժ)
Չնայած այն հանգամանքին, որ մեկ հարկանի արդյունաբերական, վարչական և բնակելի շենքերի հատակի միջոցով ջերմության կորուստը հազվադեպ է գերազանցում 15%-ը. ընդհանուր կորուստներըշոգին, իսկ երբ հարկերի թիվն ավելանում է, երբեմն դրանք չեն հասնում նույնիսկ 5%-ի, կարեւորությունը ճիշտ որոշումառաջադրանքներ...
Առաջին հարկի կամ նկուղի օդից գետնին ջերմության կորուստը որոշելը չի կորցնում իր արդիականությունը:
Այս հոդվածը քննարկում է վերնագրում դրված խնդրի լուծման երկու տարբերակ։ Եզրակացությունները՝ հոդվածի վերջում։
Ջերմության կորուստը հաշվարկելիս միշտ պետք է տարբերակել «շենք» և «սենյակ» հասկացությունները:
Ամբողջ շենքի համար հաշվարկներ կատարելիս նպատակն է գտնել աղբյուրի հզորությունը և ջերմամատակարարման ամբողջ համակարգը:
Յուրաքանչյուրի ջերմային կորուստները հաշվարկելիս առանձին սենյակշենքում, լուծված է յուրաքանչյուր կոնկրետ սենյակում տեղադրման համար անհրաժեշտ ջերմային սարքերի (մարտկոցներ, կոնվեկտորներ և այլն) հզորության և քանակի որոշման խնդիրը՝ օդի տվյալ ներքին ջերմաստիճանը պահպանելու համար։
Շենքի օդը տաքացվում է արևից ջերմային էներգիա ստանալով, արտաքին աղբյուրներըջերմամատակարարում ջեռուցման համակարգի միջոցով և տարբեր ներքին աղբյուրները- մարդկանցից, կենդանիներից, գրասենյակային սարքավորումներից, Կենցաղային տեխնիկա, լուսավորման լամպեր, տաք ջրամատակարարման համակարգեր։
Ներքին օդը սառչում է շենքի ծրարի միջով ջերմային էներգիայի կորուստների պատճառով, որոնք բնութագրվում են մ 2 °C/W չափված ջերմային դիմադրությամբ.
Ռ = Σ (δ ես /λ ես )
δ ես– պարսպապատ կառուցվածքի նյութի շերտի հաստությունը մետրերով.
λ ես– նյութի ջերմահաղորդականության գործակիցը W/(m °C):
Պաշտպանեք տունը արտաքին միջավայրառաստաղ (հատակ) վերին հարկ, արտաքին պատեր, պատուհաններ, դռներ, դարպասներ և ստորին հարկի հատակ (հնարավոր է նկուղ)։
Արտաքին միջավայրն է դրսի օդըև հող.
Շենքից ջերմության կորստի հաշվարկն իրականացվում է արտաքին օդի հաշվարկված ջերմաստիճանում տարվա ամենացուրտ հնգօրյա ժամանակահատվածում այն տարածքում, որտեղ կառուցվել է (կամ կկառուցվի) օբյեկտը:
Բայց, իհարկե, ոչ ոք ձեզ չի արգելում հաշվարկներ կատարել տարվա ցանկացած այլ եղանակի համար։
ՀաշվարկըExcelջերմության կորուստ հատակի և գետնին հարող պատերի միջոցով՝ ըստ ընդհանուր ընդունված գոտիական մեթոդի V.D. Մաչինսկին։
Շենքի տակ գտնվող հողի ջերմաստիճանը հիմնականում կախված է հենց հողի ջերմահաղորդականությունից և ջերմային հզորությունից և շրջակա միջավայրի օդի ջերմաստիճանից ամբողջ տարվա ընթացքում տարածքում: Քանի որ արտաքին օդի ջերմաստիճանը զգալիորեն տարբերվում է տարբեր կլիմայական գոտիներում, հողը նույնպես ունի տարբեր ջերմաստիճաններՎ տարբեր ժամանակաշրջաններտարիներ տարբեր խորություններում տարբեր ոլորտներում:
Լուծումը պարզեցնելու համար բարդ առաջադրանքՆկուղի հատակի և պատերի միջով գետնի մեջ ջերմության կորուստը որոշելու համար ավելի քան 80 տարի հաջողությամբ օգտագործվում է պարսպապատ կառույցների տարածքը 4 գոտիների բաժանելու տեխնիկան:
Չորս գոտիներից յուրաքանչյուրն ունի ջերմության փոխանցման իր ֆիքսված դիմադրությունը մ 2 °C/W.
R 1 = 2,1 R 2 = 4,3 R 3 = 8,6 R 4 = 14,2
1-ին գոտին հատակին (շենքի տակ հողի խորացման բացակայության դեպքում) 2 մետր լայնությամբ շերտ է, որը չափվում է արտաքին պատերի ներքին մակերեսից ողջ պարագծի երկայնքով կամ (ստորգետնյա կամ նկուղի դեպքում) նույն լայնությամբ շերտ՝ չափված դեպի ներքև ներքին մակերեսներարտաքին պատերը գետնի եզրից:
2-րդ և 3-րդ գոտիները նույնպես ունեն 2 մետր լայնություն և գտնվում են 1-ին գոտու հետևում՝ շենքի կենտրոնին ավելի մոտ:
4-րդ գոտին զբաղեցնում է ողջ մնացած կենտրոնական տարածքը։
Հենց ներքևում ներկայացված նկարում 1-ին գոտին ամբողջությամբ գտնվում է նկուղի պատերին, 2-րդ գոտին՝ մասամբ պատերին և մասամբ հատակին, 3 և 4 գոտիները ամբողջությամբ գտնվում են նկուղի հատակին:
Եթե շենքը նեղ է, ապա 4-րդ և 3-րդ (և երբեմն 2) գոտիները կարող են պարզապես գոյություն չունենալ:
Քառակուսի սեռԱնկյուններում 1-ին գոտին երկու անգամ հաշվի է առնվում հաշվարկում:
Եթե ամբողջ 1 գոտին գտնվում է ուղղահայաց պատեր, ապա մակերեսը հաշվարկվում է փաստացի առանց հավելագրումների։
Եթե 1-ին գոտու մի մասը պատերին է, իսկ մի մասը՝ հատակին, ապա երկու անգամ հաշվվում են միայն հատակի անկյունային մասերը։
Եթե ամբողջ 1 գոտին գտնվում է հատակին, ապա հաշվարկված տարածքը պետք է ավելացվի 2 × 2 x 4 = 16 մ 2-ով (ուղղանկյուն հատակագծով տան համար, այսինքն՝ չորս անկյուններով):
Եթե կառույցը թաղված չէ հողի մեջ, դա նշանակում է Հ =0.
Ստորև բերված է Excel-ում հատակի և փորված պատերի միջով ջերմության կորստի հաշվարկման ծրագրի սքրինշոթը ուղղանկյուն շենքերի համար.
Գոտի տարածքներ Ֆ 1 , Ֆ 2 , Ֆ 3 , Ֆ 4 հաշվարկվում են սովորական երկրաչափության կանոններով։ Առաջադրանքը ծանր է և պահանջում է հաճախակի ուրվագիծ: Ծրագիրը մեծապես հեշտացնում է այս խնդրի լուծումը։
Շրջապատող հողի ջերմության ընդհանուր կորուստը որոշվում է կՎտ բանաձևով.
Q Ս =((Ֆ 1 + Ֆ1ու )/ Ռ 1 + Ֆ 2 / Ռ 2 + Ֆ 3 / Ռ 3 + Ֆ 4 / Ռ 4 )*(t VR -t NR )/1000
Օգտագործողին անհրաժեշտ է միայն լրացնել Excel աղյուսակի առաջին 5 տողերը արժեքներով և կարդալ ստորև բերված արդյունքը:
Գետնին ջերմության կորուստները որոշելու համար տարածքըգոտի տարածքներ ստիպված կլինի ձեռքով հաշվելայնուհետև փոխարինեք վերը նշված բանաձևով:
Հետևյալ սքրինշոթը ցույց է տալիս, որպես օրինակ, Excel-ում հատակի և պատերի միջով ջերմության կորստի հաշվարկը ներքևի աջ (ինչպես պատկերված է նկարում) նկուղային սենյակի համար.
Յուրաքանչյուր սենյակի կողմից գետնի մեջ ջերմության կորստի քանակը հավասար է ամբողջ շենքի գետնի մեջ ջերմության ընդհանուր կորստի:
Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս պարզեցված դիագրամներ ստանդարտ նմուշներհատակներ և պատեր.
Հատակը և պատերը համարվում են չմեկուսացված, եթե նյութերի ջերմահաղորդականության գործակիցները ( λ ես) որոնցից կազմված են ավելի քան 1,2 Վտ/(մ °C):
Եթե հատակը և/կամ պատերը մեկուսացված են, այսինքն՝ պարունակում են շերտեր λ <1,2 W/(m °C), այնուհետև դիմադրությունը հաշվարկվում է յուրաքանչյուր գոտու համար առանձին՝ օգտագործելով բանաձևը.
Ռմեկուսացումես = Ռմեկուսացվածես + Σ (δ ժ /λ ժ )
Այստեղ δ ժ- մեկուսիչ շերտի հաստությունը մետրերով:
Հողերի վրա գտնվող հատակների համար ջերմության փոխանցման դիմադրությունը նույնպես հաշվարկվում է յուրաքանչյուր գոտու համար, բայց օգտագործելով տարբեր բանաձև.
Ռհեծանների վրաես =1,18*(Ռմեկուսացվածես + Σ (δ ժ /λ ժ ) )
Ջերմային կորուստների հաշվարկMS Excelհատակի և գետնին հարող պատերի միջոցով պրոֆեսոր Ա.Գ. Սոտնիկովա.
Հողի մեջ թաղված շենքերի համար շատ հետաքրքիր տեխնիկա նկարագրված է «Շենքերի ստորգետնյա հատվածում ջերմության կորստի ջերմաֆիզիկական հաշվարկը» հոդվածում։ Հոդվածը տպագրվել է 2010 թվականին ABOK ամսագրի թիվ 8 համարում «Քննարկման ակումբ» բաժնում։
Նրանք, ովքեր ցանկանում են հասկանալ ստորև գրվածի իմաստը, նախ պետք է ուսումնասիրեն վերը նշվածը։
Ա.Գ. Սոտնիկովը, հիմնականում հենվելով մյուս նախորդ գիտնականների եզրակացությունների և փորձի վրա, այն քչերից է, ով գրեթե 100 տարվա ընթացքում փորձել է ասեղը շարժել մի թեմայի շուրջ, որը անհանգստացնում է շատ ջեռուցման ինժեներների: Ես շատ տպավորված եմ նրա մոտեցումից՝ հիմնարար ջերմային ճարտարագիտության տեսանկյունից։ Բայց հողի ջերմաստիճանը և դրա ջերմահաղորդականության գործակիցը ճիշտ գնահատելու դժվարությունը համապատասխան հետազոտական աշխատանքների բացակայության դեպքում որոշակիորեն փոխում է A.G.-ի մեթոդաբանությունը: Սոտնիկովը տեսական հարթության մեջ՝ հեռանալով գործնական հաշվարկներից. Թեև միևնույն ժամանակ, շարունակելով հենվել Վ.Դ.-ի զոնալ մեթոդի վրա. Մաչինսկին, բոլորը պարզապես կուրորեն հավատում են արդյունքներին և, հասկանալով դրանց առաջացման ընդհանուր ֆիզիկական իմաստը, չեն կարող միանշանակ վստահ լինել ստացված թվային արժեքներին:
Ո՞րն է պրոֆեսոր Ա.Գ.-ի տեխնիկայի իմաստը: Սոտնիկովա. Նա առաջարկում է, որ թաղված շենքի հատակով ջերմության բոլոր կորուստները «գնում» են մոլորակի խորքերը, և գետնի հետ շփվող պատերի միջոցով ջերմության բոլոր կորուստները ի վերջո տեղափոխվում են մակերես և «լուծվում» շրջակա օդում:
Սա մասամբ ճիշտ է թվում (առանց մաթեմատիկական հիմնավորման), եթե կա ստորին հարկի հատակի բավարար խորություն, բայց եթե խորությունը 1,5...2,0 մետրից պակաս է, կասկածներ են առաջանում պոստուլատների ճիշտության վերաբերյալ...
Չնայած նախորդ պարբերություններում արված բոլոր քննադատություններին, դա պրոֆեսոր Ա.Գ.-ի ալգորիթմի մշակումն էր։ Սոտնիկովան շատ խոստումնալից է թվում։
Եկեք Excel-ում հաշվարկենք ջերմության կորուստը հատակի և պատերի միջով գետնին նույն շենքի համար, ինչպես նախորդ օրինակում:
Մենք գրանցում ենք շենքի նկուղի չափերը և օդի հաշվարկված ջերմաստիճանները աղբյուրի տվյալների բլոկում:
Հաջորդը, դուք պետք է լրացնեք հողի բնութագրերը: Որպես օրինակ՝ վերցնենք ավազոտ հողը և նախնական տվյալների մեջ մուտքագրենք դրա ջերմահաղորդականության գործակիցը և ջերմաստիճանը հունվարին 2,5 մետր խորության վրա: Ձեր տարածքի համար հողի ջերմաստիճանը և ջերմային հաղորդունակությունը կարելի է գտնել ինտերնետում:
Պատերը և հատակը կկառուցվեն երկաթբետոնից ( λ =1,7 W/(m°C)) հաստությունը 300 մմ ( δ =0,3 մ) ջերմային դիմադրությամբ Ռ = δ / λ =0.176մ 2 °C/W.
Եվ վերջապես, նախնական տվյալներին ավելացնում ենք ջերմության փոխանցման գործակիցների արժեքները հատակի և պատերի ներքին մակերեսների և արտաքին օդի հետ շփման մեջ գտնվող հողի արտաքին մակերեսի վրա:
Ծրագիրը հաշվարկներ է կատարում Excel-ում՝ օգտագործելով ստորև բերված բանաձևերը:
Հարկ մակերեսը:
F pl =Բ*Ա
Պատի տարածքը.
F st =2*հ *(Բ + Ա )
Պատերի հետևում գտնվող հողի շերտի պայմանական հաստությունը.
δ կոնվ = զ(հ / Հ )
Հատակի տակ գտնվող հողի ջերմային դիմադրությունը.
Ռ 17 =(1/(4*λ գր)*(π / Ֆpl ) 0,5
Ջերմության կորուստ հատակի միջոցով.
Քpl = Ֆpl *(տՎ — տգր )/(Ռ 17 + Ռpl +1/α in )
Պատերի հետևում գտնվող հողի ջերմային դիմադրությունը.
Ռ 27 = δ կոնվ /λ գր
Ջերմության կորուստ պատերի միջով.
Քսբ = Ֆսբ *(տՎ — տn )/(1/α n +Ռ 27 + Ռսբ +1/α in )
Ջերմության ընդհանուր կորուստը գետնին.
Ք Σ = Քpl + Քսբ
Մեկնաբանություններ և եզրակացություններ.
Շենքի ջերմության կորուստը հատակի և պատերի միջով գետնին, որը ստացվել է երկու տարբեր մեթոդների կիրառմամբ, զգալիորեն տարբերվում է: Ըստ ալգորիթմի A.G. Սոտնիկովի իմաստը Ք Σ =16,146 կՎտ, որը գրեթե 5 անգամ ավելի է արժեքից ըստ ընդհանուր ընդունված «զոնալ» ալգորիթմի. Ք Σ =3,353 KW!
Փաստն այն է, որ հողի կրճատված ջերմային դիմադրությունը թաղված պատերի և արտաքին օդի միջև Ռ 27 =0,122 m 2 °C/W ակնհայտորեն փոքր է և քիչ հավանական է, որ համապատասխանի իրականությանը: Սա նշանակում է, որ հողի պայմանական հաստությունը δ կոնվայնքան էլ ճիշտ չէ սահմանված!
Բացի այդ, «մերկ» երկաթբետոնե պատերը, որոնք ես ընտրեցի օրինակում, նույնպես լիովին անիրատեսական տարբերակ են մեր ժամանակների համար:
Հոդվածի ուշադիր ընթերցողը Ա.Գ. Սոտնիկովան կգտնի մի շարք սխալներ, ամենայն հավանականությամբ, ոչ թե հեղինակի, այլ նրանք, որոնք առաջացել են մուտքագրման ժամանակ: Այնուհետև (3) բանաձևում հայտնվում է գործոն 2-ը λ , ապա անհետանում է ավելի ուշ: Օրինակում հաշվարկելիս Ռ 17 միավորից հետո բաժանման նշան չկա: Նույն օրինակում շենքի ստորգետնյա հատվածի պատերի միջով ջերմության կորուստը հաշվարկելիս բանաձևում ինչ-ինչ պատճառներով տարածքը բաժանվում է 2-ի, բայց հետո արժեքները գրանցելիս չի բաժանվում... Ի՞նչ են սրանք չմեկուսացված. պատերը և հատակները օրինակում հետ Ռսբ = Ռpl =2 մ 2 °C/W? Նրանց հաստությունը պետք է լինի առնվազն 2,4 մ: Իսկ եթե պատերն ու հատակը մեկուսացված են, ապա այդ ջերմային կորուստները համեմատելը սխալ է թվում չմեկուսացված հատակի համար ըստ գոտիների հաշվարկման տարբերակի։
Ռ 27 = δ կոնվ /(2*λ գր)=K(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
2-ի բազմապատկիչի առկայության վերաբերյալ հարցին λ գրարդեն ասվել է վերևում.
Ամբողջական էլիպսային ինտեգրալները բաժանեցի իրար: Արդյունքում պարզվեց, որ հոդվածի գրաֆիկը ցույց է տալիս ֆունկցիան ժամը λ gr =1:
δ կոնվ = (½) *TO(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
Բայց մաթեմատիկորեն պետք է ճիշտ լինի.
δ կոնվ = 2 *TO(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
կամ, եթե բազմապատկիչը 2 է λ գրանհրաժեշտ չէ:
δ կոնվ = 1 *TO(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
Սա նշանակում է, որ գրաֆիկը որոշելու համար δ կոնվտալիս է սխալ արժեքներ, որոնք թերագնահատված են 2 կամ 4 անգամ...
Ստացվում է, որ բոլորն այլ ելք չունեն, քան շարունակել կամ «հաշվել», կամ «որոշել» ջերմության կորուստը հատակի և պատերի միջով գետնին առ գոտի: 80 տարվա ընթացքում ոչ մի այլ արժանի մեթոդ չի հորինվել։ Թե՞ նրանք դա եկան, բայց չվերջացրին:
Բլոգի ընթերցողներին հրավիրում եմ փորձարկել հաշվարկման երկու տարբերակներն իրական նախագծերում և արդյունքները ներկայացնել մեկնաբանություններում՝ համեմատության և վերլուծության համար:
Այն ամենը, ինչ ասվում է այս հոդվածի վերջին մասում, բացառապես հեղինակի կարծիքն է և չի հավակնում լինել վերջնական ճշմարտության: Ուրախ կլինեմ մեկնաբանություններում լսել այս թեմայի վերաբերյալ փորձագետների կարծիքները: Ես կցանկանայի լիովին հասկանալ A.G.-ի ալգորիթմը: Սոտնիկովը, քանի որ այն իրականում ունի ավելի խիստ ջերմաֆիզիկական հիմնավորում, քան ընդհանուր ընդունված մեթոդը։
աղաչում եմ հարգալից հեղինակային աշխատանք ներբեռնել ֆայլ հաշվարկային ծրագրերով հոդվածների հայտարարություններին բաժանորդագրվելուց հետո:
P.S. (25.02.2016)
Հոդվածը գրելուց գրեթե մեկ տարի անց մեզ հաջողվեց կարգավորել հենց վերևում բարձրացված հարցերը։
Նախ, Excel-ում ջերմության կորստի հաշվարկման ծրագիր A.G-ի մեթոդով: Սոտնիկովան կարծում է, որ ամեն ինչ ճիշտ է, ճիշտ A.I.-ի բանաձևերի համաձայն: Պեխովիչ։
Երկրորդ, բանաձև (3) Ա.Գ.-ի հոդվածից, որը շփոթություն մտցրեց իմ պատճառաբանության մեջ։ Սոտնիկովան չպետք է այսպիսի տեսք ունենա.
Ռ 27 = δ կոնվ /(2*λ գր)=K(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
Հոդվածում Ա.Գ. Սոտնիկովան ճիշտ գրառում չէ: Բայց հետո գրաֆիկը կառուցվեց, և օրինակը հաշվարկվեց ճիշտ բանաձևերով!!!
Այսպես պետք է լինի ըստ Ա.Ի. Պեխովիչ (էջ 110, 27-րդ կետի լրացուցիչ առաջադրանք).
Ռ 27 = δ կոնվ /λ գր=1/(2*λ գր)*K(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
δ կոնվ =Ռ27 *λ գր =(½)*K(cos((հ / Հ )*(π/2)))/Կ(մեղք((հ / Հ )*(π/2)))
Համաձայն SNiP 41-01-2003 շենքի հատակների հատակները, որոնք գտնվում են գետնին և հենարանների վրա, սահմանազատված են չորս գոտի-շերտերի 2 մ լայնությամբ արտաքին պատերին զուգահեռ (նկ. 2.1): Ջերմության կորուստը գետնին կամ ճարմանդների վրա գտնվող հատակների միջոցով հաշվարկելիս արտաքին պատերի անկյունին մոտ գտնվող հատակների մակերեսը ( I գոտում ) հաշվարկի մեջ մուտքագրվում է երկու անգամ (քառակուսի 2x2 մ):
Ջերմային փոխանցման դիմադրությունը պետք է որոշվի.
ա) գետնին չմեկուսացված հատակների և գետնի մակարդակից ներքև գտնվող պատերի համար, ջերմահաղորդականությամբ լ ³ 1,2 Վտ/(մ×°C) 2 մ լայնությամբ գոտիներում, արտաքին պատերին զուգահեռ, հաշվի առնելով. Ռ n.p. . , (մ 2 ×°C)/Վտ, հավասար է.
2.1 – I գոտու համար;
4.3 – II գոտու համար;
8.6 – III գոտու համար;
14.2 – IV գոտու համար (մնացած հատակի տարածքի համար);
բ) գետնի վրա մեկուսացված հատակների և գետնի մակարդակից ցածր գտնվող պատերի համար՝ ջերմահաղորդականությամբ լ.ս.< 1,2 Вт/(м×°С) утепляющего слоя толщиной d у.с. , м, принимая Ռ u.p. , (մ 2 ×°С)/Վտ, ըստ բանաձևի
գ) ջերմային դիմադրություն առանձին հատակի գոտիների ջերմության փոխանցմանը ճարմանդների վրա Ռ l, (m 2 × ° C) / W, որոշվում է բանաձեւերով.
I գոտի – 
;
II գոտի – 
;
III գոտի – 
;
IV գոտի – 
,
որտեղ , , , ոչ մեկուսացված հատակների առանձին գոտիների ջերմության փոխանցման ջերմային դիմադրության արժեքներն են, (մ 2 × ° C)/Վտ, համապատասխանաբար թվայինորեն հավասար 2,1; 4.3; 8.6; 14.2; - ջերմային դիմադրության արժեքների հանրագումարը հատակների մեկուսիչ շերտի ջերմային փոխանցման նկատմամբ, (մ 2 × ° C)/Վտ.
Արժեքը հաշվարկվում է արտահայտությամբ.
, (2.4)
ահա փակ օդային շերտերի ջերմային դիմադրությունը
(Աղյուսակ 2.1); δ d – տախտակների շերտի հաստությունը, մ; λ d – փայտանյութի ջերմահաղորդություն, W/(m °C):
Ջերմության կորուստ գետնի վրա գտնվող հատակի միջոցով, W:
, (2.5)
որտեղ , , , I, II, III, IV գոտիների տարածքներն են, համապատասխանաբար, m 2:
Ջերմության կորուստը հատակի միջով, որը գտնվում է հոդերի վրա, W:
, (2.6)
Օրինակ 2.2.
Նախնական տվյալներ.
- առաջին հարկ;
- արտաքին պատեր - երկու;
- հատակի կառուցում. բետոնե հատակներ ծածկված լինոլեումով;
– գնահատված ներքին օդի ջերմաստիճանը °C;
Հաշվարկի կարգը.
Բրինձ. 2.2. Թիվ 1 հյուրասենյակի հատակագծի հատակագծի և գտնվելու վայրի հատվածը
(օրինակ 2.2 և 2.3)
2. Թիվ 1 հյուրասենյակում տեղակայված են միայն առաջին և երկրորդ գոտու մի մասը։
I գոտի՝ 2.0´5.0 մ և 2.0´3.0 մ;
II գոտի՝ 1.0´3.0 մ.
3. Յուրաքանչյուր գոտու մակերեսները հավասար են.
4. Որոշեք յուրաքանչյուր գոտու ջերմության փոխանցման դիմադրությունը բանաձևով (2.2).
(մ 2 ×°C)/Վտ,
(մ 2 ×°C)/Վտ.
5. Օգտագործելով (2.5) բանաձևը, մենք որոշում ենք ջերմության կորուստը գետնի վրա գտնվող հատակի միջոցով.
Օրինակ 2.3.
Նախնական տվյալներ.
- հատակի կառուցում. փայտե հատակներ հենարանների վրա;
– արտաքին պատեր – երկու (նկ. 2.2);
- առաջին հարկ;
– շինարարական տարածք – Լիպեցկ;
– գնահատված ներքին օդի ջերմաստիճանը °C; °C.
Հաշվարկի կարգը.
1. Առաջին հարկի հատակագիծը գծում ենք մասշտաբով՝ նշելով հիմնական չափերը և հատակը բաժանում ենք չորս գոտի-շերտերի՝ արտաքին պատերին զուգահեռ 2 մ լայնությամբ։
2. Թիվ 1 հյուրասենյակում տեղակայված են միայն առաջին և երկրորդ գոտու մի մասը։
Մենք որոշում ենք յուրաքանչյուր գոտի-շերտի չափերը.
Գետնի վրա գտնվող հատակի միջոցով ջերմության կորուստը հաշվարկվում է ըստ գոտիների. Դրա համար հատակի մակերեսը բաժանված է 2 մ լայնությամբ շերտերի, արտաքին պատերին զուգահեռ: Արտաքին պատին ամենամոտ շերտը նշանակված է առաջին գոտի, հաջորդ երկու շերտերը երկրորդ և երրորդ գոտիներն են, իսկ հատակի մակերեսի մնացած մասը չորրորդ գոտին է:
Նկուղներում ջերմության կորուստը հաշվարկելիս այս դեպքում շերտի գոտիների բաժանումը կատարվում է գետնի մակարդակից պատերի ստորգետնյա մասի մակերևույթի երկայնքով և հատակի երկայնքով: Գոտիների պայմանական ջերմափոխանակման դիմադրություններն այս դեպքում ընդունվում և հաշվարկվում են այնպես, ինչպես մեկուսացված հատակի դեպքում մեկուսիչ շերտերի առկայության դեպքում, որոնք այս դեպքում պատի կառուցվածքի շերտերն են:
Ջերմային փոխանցման գործակիցը K, W/(m 2 ∙°C) գետնի վրա մեկուսացված հատակի յուրաքանչյուր գոտու համար որոշվում է բանաձևով.
որտեղ է գետնի վրա մեկուսացված հատակի ջերմային փոխանցման դիմադրությունը, m 2 ∙°C/W, հաշվարկված բանաձևով.
= + Σ , (2.2)
որտեղ է i-րդ գոտու չմեկուսացված հատակի ջերմային փոխանցման դիմադրությունը.
δ j – մեկուսիչ կառուցվածքի j-րդ շերտի հաստությունը;
λ j-ը նյութի ջերմահաղորդականության գործակիցն է, որից բաղկացած է շերտը:
Ոչ մեկուսացված հատակների բոլոր գոտիների համար կան ջերմափոխադրման դիմադրության տվյալներ, որոնք ընդունվում են ըստ.
2,15 մ 2 ∙°С/W – առաջին գոտու համար;
4,3 մ 2 ∙°С/W – երկրորդ գոտու համար;
8,6 մ 2 ∙°С/W – երրորդ գոտու համար;
14,2 մ 2 ∙°С/W – չորրորդ գոտու համար:
Այս նախագծում գետնի վրա հատակները ունեն 4 շերտ: Հատակի կառուցվածքը ներկայացված է Նկար 1.2-ում, պատի կառուցվածքը՝ Նկար 1.1-ում:
002 սենյակի օդափոխման խցիկի համար գետնին տեղակայված հատակների ջերմատեխնիկական հաշվարկի օրինակ.
1. Օդափոխման խցիկում գոտիների բաժանումը պայմանականորեն ներկայացված է Նկար 2.3-ում:
Նկար 2.3. Օդափոխման պալատի բաժանումը գոտիների
Նկարը ցույց է տալիս, որ երկրորդ գոտին ներառում է պատի մի մասը և հատակի մի մասը: Հետեւաբար, այս գոտու ջերմության փոխանցման դիմադրության գործակիցը հաշվարկվում է երկու անգամ:
2. Եկեք որոշենք գետնի վրա մեկուսացված հատակի ջերմափոխադրման դիմադրությունը, մ 2 ∙°C/W:
2,15 + 
= 4,04 մ 2 ∙°С/W,
4,3 + = 7,1 մ 2 ∙°С/W,
4,3 + 
= 7,49 մ 2 ∙°С/W,
8,6 + = 11,79 մ 2 ∙°С/W,
14,2 + = 17,39 մ 2 ∙°C/W:
