외장 구조물의 열역학적 계산 : 계산 및 설계의 예. 외장 구조물의 열 공학 계산 공식

생활이나 일 생활을위한 편안한 조건의 창조는 건설의 중요한 과제입니다. 우리나라의 영토 중 상당 부분은 추운 기후를 가진 북반구의 위도에 있습니다. 따라서 건물 내에서 쾌적한 온도를 유지하는 것은 항상 국지적입니다. 에너지에 대한 관세가 커지면서 난방을위한 에너지 소비가 감소합니다.

기후 특성

벽과 지붕의 건설 선택은 주로 건축 지역의 기후 조건에 달려 있습니다. 그들의 정의를 위해서는 SP131.13330.2012 "건설 기후"를 참조 할 필요가있다. 다음 값이 계산에 사용됩니다.

• 가장 추운 5 일간의 온도는 Tn으로 표시된 0.92이다.
• 평균 온도는 Thoth로 표시됩니다.
• 기간은 ZOT로 표시됩니다.

Murmansk의 예를 들어, 값은 다음과 같습니다.

• Тн = -30도;
• = -3.4도;
• ZOT = 275 일.

또한 TV 룸 내부에 설계 온도를 설정해야하며 GOST 30494-2011에 따라 결정됩니다. 주택의 경우 TV = 20도를 사용할 수 있습니다.

둘러싸는 구조물의 열 공학 계산을 수행하기 위해, GSOP (가열 기간의 학위 일)가 미리 계산됩니다.
GSOP = (TV-TOT) x ZOT.
이 예에서 GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435입니다.

주요 지표

둘러싸는 구조물 의 재료를 올바르게 선택하려면 열 특성이 무엇인지 결정해야합니다. 열을 전도하는 물질의 열 전도성은 그리스 문자 l (람다)로 표시되며 W / (mx 학위)로 측정됩니다. 구조물이 열을 유지하는 능력은 열 전달 R에 대한 저항에 의해 특징 지어지며 열 전도율에 대한 두께의 비 : R = d / l과 같습니다.

구조가 여러 개의 레이어로 구성되는 경우 저항이 각 레이어에 대해 계산 된 다음 합산됩니다.

열 전달에 대한 내성은 외부 설계의 주요 지표입니다. 그 가치는 규범 적 가치를 초과해야한다. 건물 외피의 열 엔지니어링 계산을 수행 할 때 우리는 경제적으로 정당화 된 벽과 지붕의 구성을 결정해야합니다.

열전도율 값

단열재의 품질은 주로 열전도율에 의해 결정됩니다. 인증 된 각 재료는 실험실 테스트를 거치며 그 결과이 값은 작동 조건 "A"또는 "B"에 대해 결정됩니다. 우리나라의 경우 대부분의 지역이 "B"의 운영 조건을 충족합니다. 주택의 둘러싸는 구조물에 대한 열 공학 계산을 수행 할 때이 값을 사용해야합니다. 열전도도 값은 라벨 또는 재료의 여권에 표시되어 있지만 사용할 수없는 경우 실습 강령의 참조 값을 사용할 수 있습니다. 가장 많이 사용되는 자료의 값은 다음과 같습니다.

• 일반 벽돌로 만든 벽돌 - 0.81 W (m × deg.).
• 규산염 벽돌로 만든 벽돌 - 0,87 W (m °).
• 가스 및 포말 콘크리트 (밀도 800) - 0.37W (m °).
• 침엽수 종의 나무는 0.18 W (mx 학위)입니다.
• 압출 폴리스티렌 폼 - 0.032 W (mx도).
• 미네랄 양모 슬라브 (밀도 180) - 0.048 W (m °).

열전달에 대한 저항의 규범 적 가치

열전달 저항의 계산 된 값은 기본 값보다 작아서는 안됩니다. 기준치는 표 3 SP50.13330.2012 "건물의 열 보호"에 따라 결정됩니다. 이 표는 모든 둘러싸는 구조물과 건물 유형의 열전달에 대한 저항의 기본 값을 계산하기위한 계수를 정의합니다. 둘러싸는 디자인의 시작된 teplotehnichesky 계산을 계속해서, 계산의 예는 다음과 같이 나타낼 수있다 :

• Rsten = 0.00035x6435 + 1.4 = 3.65 (mx deg / W).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m ° / W).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m ° / W).
• Rocka = 0.00005x6435 + 0.3 = 0.62 (mx deg / W).

외부 둘러싸는 구조의 열 기계적 계산은지면의 바닥이나 지하의 겹침, 창문과 문을 포함한 외벽, 비가 열 된 다락의 겹침 또는 겹침과 같은 "따뜻한"회로를 닫는 모든 구조물에 대해 수행됩니다. 또한, 인접한 방의 온도 차이가 8도 이상인 경우 내부 구조에 대한 계산을 수행해야합니다.

벽의 열 가공

대부분의 벽과 천장은 구조가 다층적이고 이질적입니다. 다층 구조의 둘러싸는 구조의 열 기계적 계산은 다음과 같습니다 :
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
여기서 n은 n 번째 레이어의 매개 변수입니다.

우리가 벽돌로 된 벽을 고려한다면, 우리는 다음과 같은 구조를 얻습니다 :

• 외면 3cm 두께, 열전도율 0.93W (mx도);
• 솔리드 점토 벽돌로 만든 벽돌, 64 cm, 열전도도 0.81 W (mx 학위);
• 내층 석고 두께 3cm, 열전도도 0.93W (m × deg).

둘러싸는 구조의 열 엔지니어링 계산식은 다음과 같습니다.

R = 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 0.85 (m × deg / W)이다.

얻은 값은 Murmansk 3.65 (mx deg / W)에있는 주거용 건물의 벽에서 열전달에 대한 저항의 이전에 결정된 기준선 값보다 현저히 낮습니다. 벽은 규제 요구 사항을 충족시키지 못하기 때문에 절연해야합니다. 우리는 150 mm 두께의 미네랄 울 보드 와 0.048 W (mx 학위)의 열 전도성을 사용하여 벽을 따뜻하게합니다.

단열 시스템을 선택했다면, 둘러싸는 구조물의 검증 열 엔지니어링 계산을 수행 할 필요가 있습니다. 계산 예는 다음과 같습니다.

R = 0.15 / 0.048 + 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 3.97 (m × deg / W).

계산 된 값은 기준값 인 3.65 (mx deg / W)보다 큽니다. 단열 된 벽은 규범의 요구 사항을 충족합니다.

중첩 및 중첩 코팅의 계산은 비슷한 방식으로 수행됩니다.

지면과 접촉하는 바닥의 열 기계적 계산

종종 개인 주택 또는 공공 건물에서 1 층의 바닥은 바닥에서 이루어집니다. 그러한 층의 열 전달에 대한 내성은 표준화되지 않았지만, 적어도 층의 구조는 이슬이 떨어지는 것을 허용해서는 안된다. 지상과 접촉하는 구조물의 계산은 다음과 같이 수행됩니다. 바닥은 외부 경계에서 시작하여 폭이 2m 인 띠 (구역)로 나뉩니다. 이러한 구역은 3 개까지 할당되고 나머지 구역은 4 번째 구역에 속합니다. 바닥 구조가 효과적인 절연을 제공하지 않으면, 구역의 열 전달에 대한 저항은 다음과 같이 채택됩니다.

• 1 구역 - 2.1 (m ° / W);
• 2 구역 - 4,3 (m ° / W);
• 3 구역 - 8.6 (m ° / W);
• 4 구역 - 14.3 (m ° / W).

바닥 면적이 외벽에서 멀어 질수록 열전달에 대한 저항이 높아짐을 쉽게 알 수 있습니다. 따라서 종종 바닥의 둘레의 단열에만 국한됩니다. 동시에, 절연 구조물의 열 전달에 대한 내성이 구역의 열 전달 저항에 추가됩니다.
바닥의 열 전달에 대한 저항 계산은 둘러싸는 구조물의 일반적인 열 공학 계산에 포함되어야합니다. 바닥에서 바닥을 계산하는 예가 아래에서 고려됩니다. 우리는 10 x 10, 100 sq.m과 같은 바닥 면적을 취합니다.

• 1 구역의 면적은 64 평방 미터입니다.
• 면적 2 구역은 32 평방 미터입니다.
• 구역 3 구역은 4 평방 미터입니다.

지면에서 바닥의 열 전달에 대한 저항의 평균값 :
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m ° / W).

두께가 5 cm, 폭이 1 m 인 폴리스티렌 판으로 바닥의 둘레를 단열시킨 후, 열전달 저항의 평균값을 구한다.

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m ° / W).

이 방법으로 바닥을 계산할뿐만 아니라 바닥과 접촉하는 벽의 구조 (움푹 들어간 바닥의 벽, 따뜻한 지하층)도 중요합니다.

문 열 개발

입구 문의 열 전달에 대한 기본 저항은 다소 다르게 계산됩니다. 이를 계산하려면 우선 위생 및 위생 기준 (비 낙하 이슬)에 따라 벽의 열 전달에 대한 저항을 계산해야합니다.
Рст = (Тв - Тн) / (ДТнх ав).

여기서 DTN - 벽의 내부 표면과 실내의 공기 온도 사이의 온도 차이는 표준 규약에 의해 결정되며 주택은 4.0입니다.
Av는 조인트 벤처에 따라 벽의 내부 표면의 열 전달 계수로 8.7입니다.
출입문의 기본 값은 0.6 x Pst와 같습니다.

선택한 문 설계의 경우, 둘러싸는 구조물의 열 엔지니어링 계산을 검증해야합니다. 입구 문 계산 예 :

Рдв = 0,6 (20 - (-30)) / (4 x 8,7) = 0,86 (m x grad / W).

이것은 5cm 두께의 미네랄 울 보드로 단열 된 문에 해당하는 계산 된 값입니다. 열 전달 저항은 계산 된 값보다 큰 R = 0.05 / 0.048 = 1.04 (m × deg / W)가됩니다.

포괄적 인 요구 사항

벽, 천장 또는 코팅 계산은 표준의 기본 요구 사항을 검증하기 위해 수행됩니다. 규칙 세트는 또한 일반적으로 모든 둘러싸는 구조물의 단열 품질을 특성화하는 완전한 요구 사항을 설정합니다. 이 값을 "비열 차폐 특성"이라고합니다. 검증이 없으면 외장 구조물의 열 엔지니어링 계산이 완료되지 않습니다. SP에 따른 계산의 예가 아래에 나와 있습니다.

Kob = 88.77 / 250 = 0.35이며, 이는 0.52의 정규화 된 값보다 작다. 이 경우, 면적과 부피는 10 x 10 x 2.5 m 인 주택에 적용됩니다. 열 전달에 대한 저항은 기본 값과 동일합니다.

표준화 된 값은 집안의 난방 된 양에 따라 JV에 따라 결정됩니다.

복잡한 요구 사항 외에도 둘러싸인 구조물의 열 엔지니어링 계산은 에너지 여권을 컴파일하는데도 사용됩니다. 여권 발급의 예는 SP50.13330.2012에 첨부되어 있습니다.

동질성 계수

위의 모든 계산은 균질 구조에 적용 할 수 있습니다. 실제로는 매우 드뭅니다. 열전달에 대한 저항을 감소시키는 비균질성을 고려하기 위해 열 엔지니어링 균일 성 -r의 보정 계수가 도입됩니다. 창문 및 문 구멍, 외부 모서리, 불균일 한 포함 물 (예 : 가로대, 보, 보강 벨트), 차가운 교량, 열교환 기 등으로 인해 발생하는 열 전달에 대한 저항 변화를 고려합니다.

이 계수의 계산은 다소 복잡하므로 단순화 된 형태로 참조 문헌의 근사값을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, brickwork - 0,9, 3 층 패널 - 0,7.

효과적인 절연

주택 보온 시스템을 선택하면 효과적인 단열재를 사용하지 않고도 열 보호에 대한 현대적인 요구 사항을 충족시키는 것이 실질적으로 불가능하다는 것을 쉽게 확인할 수 있습니다. 따라서 전통적인 점토 벽돌을 사용하면 몇 미터 두께의 벽돌이 필요합니다. 경제적으로 비실용적입니다. 동시에, 발포 폴리스티렌 또는 암면을 기반으로 한 현대 히터의 낮은 열전도도는 우리 자신을 10-20cm의 두께로 제한 할 수있게 해줍니다.

예를 들어 3.65 (m × deg / W)의 기본 저항 값을 얻으려면 다음이 필요합니다.

• 3 m 두께의 벽돌 벽;
• 1.4 m의 거품 콘크리트 블록의 벽돌;
• 미네랄 울 절연 0,18 m.