Tesislerde ısı kaybını hesaplama metodolojisi ve uygulama prosedürü (bkz. SP 50.13330.2012) Termal koruma binalar, nokta 5).
Ev, kapalı yapılar (duvarlar, tavanlar, pencereler, çatı, temel), havalandırma ve kanalizasyon yoluyla ısıyı kaybeder. Ana ısı kayıpları kapalı yapılardan meydana gelir - tüm ısı kayıplarının% 60-90'ı.
Her durumda, ısıtılan odada bulunan tüm kapalı yapılar için ısı kaybı dikkate alınmalıdır.
Bu durumda, bitişik odalardaki sıcaklık ile sıcaklıkları arasındaki fark 3 santigrat dereceyi geçmiyorsa, iç yapılarda meydana gelen ısı kayıplarını hesaba katmak gerekli değildir.
Bina kabuğundan ısı kaybı
Binalardaki ısı kayıpları esas olarak aşağıdakilere bağlıdır:
1 Ev içi ve dışarısı sıcaklık farklılıkları (fark ne kadar büyükse kayıplar da o kadar fazla olur),
2 Duvarların, pencerelerin, kapıların, kaplamaların, zeminlerin (odanın sözde kapalı yapıları) ısı yalıtım özellikleri.
Kapalı yapılar genellikle yapı olarak homojen değildir. Ve genellikle birkaç katmandan oluşurlar. Örnek: kabuk duvar = sıva + kabuk + dış dekorasyon. Bu tasarım aynı zamanda kapalı hava boşlukları da içerebilir (örneğin: tuğla veya blokların içindeki boşluklar). Yukarıdaki malzemeler birbirinden farklı termal özelliklere sahiptir. Yapısal bir katmanın ana özelliği, ısı transfer direnci R'dir.
Q, kaybedilen ısı miktarıdır metrekareçevreleyen yüzey (genellikle W/m2 cinsinden ölçülür)
ΔT, hesaplanan odanın içindeki sıcaklık ile dış hava sıcaklığı arasındaki farktır (hesaplanan binanın bulunduğu iklim bölgesi için beş günlük en düşük sıcaklık °C).
Temel olarak odaların iç sıcaklığı alınır. Yaşam alanları 22 oC. Konut dışı 18 oC. Su arıtma alanları 33 °C.
Çok katmanlı bir yapı söz konusu olduğunda yapının katmanlarının dirençleri toplanır.
δ - katman kalınlığı, m;
λ, kapalı yapıların çalışma koşulları dikkate alınarak inşaat katmanı malzemesinin hesaplanan ısı iletkenlik katsayısıdır, W / (m2 oC).
Hesaplama için gereken temel verileri sıraladık.
Dolayısıyla, bina kabuğundaki ısı kayıplarını hesaplamak için şunlara ihtiyacımız var:
1. Yapıların ısı transfer direnci (yapı çok katmanlı ise Σ R katmanları)
2. Sıcaklık arasındaki fark yerleşim odası ve dışarıda (en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığı °C'dir.) ΔT
3. Çit alanları F (ayrı ayrı duvarlar, pencereler, kapılar, tavan, zemin)
4. Binanın ana yönlere göre yönlendirilmesi de faydalıdır.
Bir çitin ısı kaybını hesaplamak için formül şöyle görünür:
Qlimit=(ΔT / Rolim)* Folim * n *(1+∑b)
Qlim - kapalı yapılardan ısı kaybı, W
Rogr – ısı transfer direnci, m2°C/W; (Birkaç katman varsa o zaman ∑ Rogr katmanları)
Fogr – kapalı yapının alanı, m;
n, kapalı yapı ile dış hava arasındaki temas katsayısıdır.
| Duvar kaplama | Katsayı n |
| 1. Dış duvarlar ve kaplamalar (dışarıdan havalandırılanlar dahil), çatı katı zeminleri (parça malzemelerden yapılmış çatı kaplamaları ile) ve garaj yolları; Kuzey inşaat-iklim bölgesinde soğuk (kapalı duvarlar olmadan) yer altı tavanları | |
| 2. Dış havayla iletişim kuran soğuk bodrum katlarının üzerindeki tavanlar; çatı katları (çatılı rulo malzemeleri); Kuzey inşaat-iklim bölgesinde soğuk (kapalı duvarlarla) yer altı ve soğuk zeminlerin üzerindeki tavanlar | 0,9 |
| 3. Duvarlarda hafif açıklıklar bulunan, ısıtılmayan bodrum katlarının tavanları | 0,75 |
| 4. Zemin seviyesinin üzerinde bulunan, duvarlarda ışık açıklıkları olmayan, ısıtılmamış bodrum katları üzerindeki tavanlar | 0,6 |
| 5. Zemin seviyesinin altında bulunan ısıtılmamış teknik yer altı tavanları | 0,4 |
Her kapalı yapının ısı kaybı ayrı ayrı hesaplanır. Tüm odanın kapalı yapılarından kaynaklanan ısı kaybının miktarı, odanın her kapalı yapısından kaynaklanan ısı kayıplarının toplamı olacaktır.
Zeminlerden ısı kaybının hesaplanması
Zeminde yalıtımsız zemin
Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli ısı transfer direnci için basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir. Yapı malzemeleri.
Hesaba katıldığında teorik temel ve zemin kattaki ısı kaybını hesaplamak için kullanılan metodoloji oldukça uzun zaman önce geliştirildi (yani büyük bir tasarım marjıyla), bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtım malzemelerinin ve ısıl iletkenlik ve ısı transfer katsayıları zemin kaplamaları iyi bilinmektedir ve zeminden ısı kaybını hesaplamak için başka hiçbir fiziksel özelliğe gerek yoktur. Isıl özelliklerine göre, zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız ve yapısal olarak zemindeki ve kirişlerdeki zeminlere ayrılır.
Zemindeki yalıtılmamış zeminden kaynaklanan ısı kaybının hesaplanması, bina kabuğundan kaynaklanan ısı kaybının değerlendirilmesine yönelik genel formüle dayanmaktadır:
Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;
A– kapalı yapının toplam alanı, m2;
tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;
β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;
N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;
Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.
Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.
Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.
Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir ve 'den başlayarak numaralandırılır. dış duvar bina. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi
Toprak tabanlı gömme odalar durumunda: hesaplamalarda duvar yüzeyine bitişik birinci bölgenin alanı iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.
Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Gömme odaların dış duvarlarının sıcaklık bölgelerinin hesaplanması, yukarıda verilenlere benzer formüller kullanılarak gerçekleştirilir.
Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve tasarımının ısıl iletkenliği 1,2 W/(m°C)'den daha az olan malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).
Zemin ve tavandaki ısı kaybını hesaplamak için aşağıdaki veriler gerekli olacaktır:
- evin boyutları 6 x 6 metredir.
- Zeminler - kenarlı tahtalar, dil ve oluk 32 mm kalınlığında, 0,01 m kalınlığında sunta kaplı, yalıtımlı mineral yün izolasyonu 0,05 m kalınlık Evin altında sebze ve konserve depolamak için yer altı alanı bulunmaktadır. Kışın yeraltındaki sıcaklık ortalama +8°C'dir.
- Tavan - tavanlar ahşap panellerden yapılmıştır, tavanlar çatı katında mineral yün izolasyonlu, katman kalınlığı 0,15 metre, buhar geçirmez bir katmanla yalıtılmıştır. Tavan arası alanı yalıtılmamış.
Zeminden ısı kaybının hesaplanması
R levhalar =B/K=0,032 m/0,15 W/mK =0,21 m²x°C/W, burada B malzemenin kalınlığı, K ise ısıl iletkenlik katsayısıdır.
R sunta =B/K=0,01m/0,15W/mK=0,07m²x°C/W
R yalıtım =B/K=0,05 m/0,039 W/mK=1,28 m²x°C/W
Zeminin toplam değeri R =0,21+0,07+1,28=1,56 m²x°C/W
Kışın yeraltı sıcaklığının sürekli +8°C civarında olduğu dikkate alınırsa, ısı kaybını hesaplamak için gereken dT 22-8 = 14 derecedir. Artık zemindeki ısı kaybını hesaplamak için tüm verilere sahibiz:
Q katı = SxdT/R=36 m²x14 derece/1,56 m²x°C/W=323,07 Wh (0,32 kWh)
Tavandan ısı kaybının hesaplanması
Tavan alanı kat ile aynı S tavan = 36 m2
Tavanın ısıl direncini hesaplarken dikkate almayız ahşap panolar, Çünkü birbirleriyle sıkı bir bağlantıları yoktur ve ısı yalıtkanı görevi görmezler. Bu nedenle tavanın ısıl direnci:
R tavan = R yalıtım = yalıtım kalınlığı 0,15 m/yalıtımın ısıl iletkenliği 0,039 W/mK=3,84 m²x°C/W
Tavandan ısı kaybını hesaplıyoruz:
Tavan Q =SхdT/R=36 m²х52 derece/3,84 m²х°С/W=487,5 Wh (0,49 kWh)
Bir dereceye kadar zeminde bulunan binaların termal hesaplamalarının özü, atmosferik "soğuk" un termal rejimleri üzerindeki etkisinin belirlenmesine veya daha kesin olarak, belirli bir toprağın belirli bir odayı atmosferikten ne ölçüde yalıttığına bağlıdır. sıcaklık etkileri. Çünkü Toprağın ısı yalıtım özellikleri de şunlara bağlıdır: çok sayıda faktörler nedeniyle 4 bölgeli teknik benimsendi. Toprak tabakası ne kadar kalın olursa, ısı yalıtım özelliklerinin de o kadar yüksek olacağı (atmosferin etkisi daha büyük ölçüde azalır) şeklindeki basit varsayıma dayanmaktadır. Atmosfere en kısa mesafe (dikey veya yatay olarak) 4 bölgeye ayrılmıştır; bunlardan 3'ünün genişliği (yerdeki zemin ise) veya derinliği (yerdeki duvar ise) 2 metredir ve dördüncüsü bu özelliklere sonsuza eşittir. 4 bölgenin her birine, şu prensibe göre kendi kalıcı ısı yalıtım özellikleri atanmıştır: bölge ne kadar uzaktaysa (seri numarası ne kadar yüksekse), atmosferin etkisi o kadar az olur. Resmileştirilmiş yaklaşımı atlayarak, odadaki belirli bir nokta atmosferden ne kadar uzaktaysa (2 m'lik bir oranla), o kadar basit bir sonuca varabiliriz. uygun koşullar(atmosferin etkisi açısından) yer alacaktır.
Böylece zeminde duvar olması şartıyla koşullu bölgelerin sayımı duvar boyunca zemin seviyesinden başlar. Zemin duvarı yoksa ilk bölge dış duvara en yakın zemin şeridi olacaktır. Daha sonra, her biri 2 metre genişliğinde olan 2. ve 3. bölgeler numaralandırılır. Kalan bölge bölge 4'tür.
Bölgenin duvarda başlayıp yerde bitebileceğini dikkate almak önemlidir. Bu durumda hesaplama yaparken özellikle dikkatli olmalısınız.
Zemin yalıtılmamışsa, yalıtılmamış zeminin bölgelere göre ısı transfer direnci değerleri şuna eşittir:
bölge 1 - R n.p. =2,1 m2*S/W
bölge 2 - R n.p. =4,3 m2*S/W
bölge 3 - R n.p. =8,6 m2*S/W
bölge 4 - R n.p. =14,2 m2*S/W
Yalıtımlı zeminlerin ısı transfer direncini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:
— yalıtılmamış zeminin her bölgesinin ısı transfer direnci, m2*S/W;
- yalıtım kalınlığı, m;
- Yalıtımın ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m*C);
Tipik olarak, diğer bina kaplamalarının (dış duvarlar, pencere ve kapı açıklıkları) benzer göstergelerine kıyasla zeminin ısı kaybının önemsiz olduğu varsayılır ve ısıtma sistemlerinin basitleştirilmiş bir biçimde hesaplanmasında dikkate alınır. Bu tür hesaplamaların temeli, çeşitli yapı malzemelerinin ısı transfer direncine ilişkin basitleştirilmiş bir muhasebe ve düzeltme katsayıları sistemidir.
Zemin katın ısı kaybını hesaplamak için teorik gerekçe ve metodolojinin oldukça uzun zaman önce (yani büyük bir tasarım marjıyla) geliştirildiğini dikkate alırsak, bu ampirik yaklaşımların pratik uygulanabilirliği hakkında güvenle konuşabiliriz. modern koşullar. Çeşitli yapı malzemelerinin, yalıtımın ve zemin kaplamalarının ısı iletkenliği ve ısı transfer katsayıları iyi bilinmektedir ve zeminden ısı kaybını hesaplamak için diğer fiziksel özellikler gerekli değildir. Isıl özelliklerine göre, zeminler genellikle yalıtımlı ve yalıtımsız ve yapısal olarak zemindeki ve kirişlerdeki zeminlere ayrılır.
Zemindeki yalıtılmamış zeminden kaynaklanan ısı kaybının hesaplanması, bina kabuğundan kaynaklanan ısı kaybının değerlendirilmesine yönelik genel formüle dayanmaktadır:
Nerede Q– ana ve ek ısı kayıpları, W;
A– kapalı yapının toplam alanı, m2;
tв , tн– iç ve dış hava sıcaklığı, °C;
β - ek ısı kayıplarının toplam içindeki payı;
N- değeri kapalı yapının konumuna göre belirlenen düzeltme faktörü;
Ro– ısı transfer direnci, m2 °C/W.
Homojen tek katmanlı zemin kaplaması durumunda, ısı transfer direnci Ro'nun, zemindeki yalıtımsız zemin malzemesinin ısı transfer katsayısı ile ters orantılı olduğuna dikkat edin.
Yalıtımsız bir zeminden ısı kaybını hesaplarken, (1+ β) n = 1 değerinin verildiği basitleştirilmiş bir yaklaşım kullanılır. Zeminden ısı kaybı genellikle ısı transfer alanının imar edilmesiyle gerçekleştirilir. Bunun nedeni tavanın altındaki toprağın sıcaklık alanlarının doğal heterojenliğidir.
Yalıtımsız bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı, numaralandırması binanın dış duvarından başlayan her iki metrelik bölge için ayrı ayrı belirlenir. Her bölgedeki zemin sıcaklığının sabit olduğu göz önüne alındığında, genellikle 2 m genişliğinde toplam dört şerit dikkate alınır. Dördüncü bölge, ilk üç şerit sınırları içindeki yalıtılmamış zeminin tüm yüzeyini içerir. Isı transfer direnci varsayılmaktadır: 1. bölge için R1=2,1; 2. R2=4.3 için; üçüncü ve dördüncü için sırasıyla R3=8,6, R4=14,2 m2*оС/W.
Şekil 1. Isı kaybını hesaplarken zemin yüzeyinin zeminde ve bitişik girintili duvarlarda imar edilmesi
Toprak tabanlı gömme odalar durumunda: hesaplamalarda duvar yüzeyine bitişik birinci bölgenin alanı iki kez dikkate alınır. Zeminin ısı kaybı, binanın bitişik dikey kapalı yapılarındaki ısı kaybıyla toplandığı için bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur.
Zeminden ısı kaybının hesaplanması her bölge için ayrı ayrı yapılır ve elde edilen sonuçlar özetlenir ve bina tasarımının ısı mühendisliği gerekçesi için kullanılır. Gömme odaların dış duvarlarının sıcaklık bölgelerinin hesaplanması, yukarıda verilenlere benzer formüller kullanılarak gerçekleştirilir.
Yalıtılmış bir zeminden kaynaklanan ısı kaybı hesaplamalarında (ve tasarımının ısıl iletkenliği 1,2 W/(m°C)'den daha az olan malzeme katmanları içeriyorsa bu şekilde kabul edilir), yalıtımlı olmayan bir zeminin ısı transfer direncinin değeri. Zemindeki yalıtımlı zemin her durumda yalıtım katmanının ısı transfer direnciyle artar:
Rу.с = δу.с / λу.с,
Nerede δу.с– yalıtım katmanının kalınlığı, m; λу.с– yalıtım katmanı malzemesinin ısıl iletkenliği, W/(m °C).
