建物の熱計算を実行する方法

2階建ての建物の例での熱損失とその計算

さまざまな形状の建物の暖房費の比較。

それでは、たとえば、円形に断熱された2階建ての小さな家を考えてみましょう。この場合の壁の近くの熱伝達に対する抵抗係数（R）は、平均して3に等しくなります。厚さ約10cmの発泡体または発泡プラスチック製の断熱材がすでに主壁に取り付けられていることを考慮に入れて、仕上げの下に断熱材がないため、床では、このインジケーターはわずかに少なくなり、2.5になります素材。屋根裏については、屋根裏部屋がグラスウールやミネラルウールで断熱されているため、ここでは抵抗係数が4.5-5に達します。

特定の内部要素が温風の揮発と冷却の自然なプロセスにどれだけ耐えられるかを判断することに加えて、これがどのように発生するかを正確に判断する必要があります。いくつかのオプションが可能です：蒸発、放射または対流。それらに加えて、他の可能性がありますが、それらは私的な居住区には適用されません。同時に、家の熱損失を計算するとき、窓からの太陽光線が空気を数倍加熱するという事実のために、部屋の中の温度が時々上昇する可能性があることを考慮する必要はありません。度。このプロセスでは、家が基本的なポイントに対して特別な位置にあるという事実に焦点を当てる必要はありません。

熱損失がどれほど深刻かを判断するには、最も人口の多い部屋でこれらの指標を計算するだけで十分です。最も正確な計算は、次のことを前提としています。まず、部屋のすべての壁の総面積を計算する必要があります。次に、この量から、この部屋にある窓の面積を差し引いて、面積を考慮に入れる必要があります。屋根と床の\u200b\ u200bの、熱損失を計算します。これは、次の式を使用して実行できます。

dQ = S *（t内側-t外側）/ R

したがって、たとえば、壁の面積が200平方メートルの場合。メートル、室内温度-25ºС、路上-マイナス20ºСの場合、壁は1時間ごとに約3キロワットの熱を失います。同様に、他のすべてのコンポーネントの熱損失の計算が実行されます。その後、それらを合計するだけで、1つの窓がある部屋は1時間あたり約14キロワットの熱を失うことになります。したがって、このイベントは、特別な式に従って暖房システムを設置する前に実行されます。

1.3通気性の外壁の計算

特徴
計算された設計が示されています-図1および表1.1：

抵抗
囲い構造の通気性R_の 少なくとも
必要な空気透過抵抗R_v.tr、m2×h×Pa / kg、によって決定
式8.1[R_の≥R_v.tr]

推定
囲いの外面と内面の気圧差
構造Dp、Paは、式8.2によって決定する必要があります。 8.3

H = 6.2、
m_n\ u003d -24、°С、最も寒い5日間の平均気温
表4.3によるセキュリティ0.92。

v_cp=4.0,
m / s、表4.5に従って取得。

r_n—外気密度、kg /m³、次の式で決定：

と_n=+0.8
付録4によると、スキーム番号1

と_P=-0.6,
hで₁/ l
\ u003d 6.2 / 6 \u003d1.03およびb/l \ u003d 12/6 \ u003d 2、付録4、スキーム番号1による。

写真
2で決定するためのスキーム_n、と_Pイギリス_私

k_私= 0.536（補間によって決定）、表6によると、地形タイプの場合
「B」およびz=H =6.2m。

_規範\ u003d 0.5、kg /（m²h）、表8.1に従って取得します。

そう
Rのように_の=217.08≥R_v.tr=
41.96次に、壁の構造は8.1節を満たします。

1.4屋外での温度分布のプロット
壁

。設計点の気温 式28によって決定されます。

ここでτ_n
n番目の層の内面の温度です
柵、柵の内面からの層の数を数える、°С;

-合計
フェンスの最初の層の熱抵抗n-1、m²°C/W。

R-サーマル
均質な囲い構造の抵抗、および多層の層
構造R、m²°С/ W、
式5.5で決定する必要があります。_の —設計温度
技術の規範に従って受け入れられた内部空気、°С
設計（表4.1を参照）。_n —計算された冬
表4.3に従って、熱を考慮した外気温°C
囲い構造D（充填開口部を除く）の慣性
表5.2;

a_の は内面の熱伝達係数です
建物の外皮、W /（m²×°C）、
表5.4に従って取得。

2.
熱慣性を決定する:

計算
2.1節に記載されています。抵抗のための1階の床構造の計算
熱伝達（上記）：

3.
平均屋外温度を決定します:_n=-26°C-表によると
4.3「安全で最も寒い3日間の平均気温」
0,92»;_の\ u003d 18°C（表4.1）;_t\u003d2.07m²°С/W（2.1節を参照）。

a_の\ u003d 8.7、W /（m²×°С）、によると
表5.4;

.
フェンスの内面の温度を決定します（セクション1-1）。

;

.
セクション2-2で温度を決定します。

;

.
セクション3-3および4-4で温度を決定します。

.
セクション5-5で温度を決定します。

.
セクション6-6で温度を決定します。

.
屋外温度を決定します（チェック）：

.
温度変化のグラフを作成します。

写真
3温度分布グラフ（設計は図1および表1.1を参照）。

2.1階の床構造の熱技術計算

計算を実行するためのパラメーター

熱計算を実行するには、初期パラメータが必要です。

それらはいくつかの特性に依存します：

1. 建物の目的とその種類。
2. 基点への方向に対する垂直方向の囲み構造の方向。
3. 未来の家の地理的パラメータ。
4. 建物の容積、階数、面積。
5. ドアと窓の開口部のタイプと寸法データ。
6. 暖房の種類とその技術的パラメータ。
7. 永住者の数。
8. 垂直および水平の保護構造の材料。
9. 最上階の天井。
10. 給湯設備。
11. 換気のタイプ。

構造の他の設計上の特徴も計算で考慮されます。建物の外皮の通気性は、家の中の過度の冷却に寄与してはならず、要素の遮熱特性を低下させてはなりません。

壁の浸水も熱損失を引き起こし、さらにこれは湿気を伴い、建物の耐久性に悪影響を及ぼします。

計算の過程で、まず、建築材料の熱データが決定され、そこから構造の囲み要素が作成されます。さらに、減少した熱伝達抵抗とその標準値への準拠を決定する必要があります。

ミネラルウールを適切に固定する方法は？

ミネラルウールスラブはナイフで簡単に切ることができます。プレートはアンカーで壁に固定されており、プラスチックと金属の両方を使用できます。アンカーを取り付けるには、まず、壁にミネラルウールを貫通する穴を開ける必要があります。次に、キャップ付きのコアが詰まり、絶縁体を確実に押し下げます。

関連記事：アパート内の発泡プラスチックを使用した日曜大工の壁断熱材

すべての断熱材が取り付けられたらすぐに、その上に2番目の防水層で覆う必要があります。粗い面はミネラルウールと接触し、保護用の滑らかな面は外側にある必要があります。その後、40x50mmのビームが取り付けられます ファサードのさらなる仕上げのために.

ラジエーターの選択の特徴

部屋に熱を供給するための標準コンポーネントは、ラジエーター、パネル、床下暖房システム、対流式放熱器などです。暖房システムの最も一般的な部品はラジエーターです。

ヒートシンクは、放熱性の高い特殊な中空モジュラータイプの合金構造です。鋼、アルミニウム、鋳鉄、セラミック、その他の合金でできています。暖房用ラジエーターの動作原理は、「花びら」を介して冷却剤から部屋の空間にエネルギーを放射することになります。

アルミニウムとバイメタルの加熱ラジエーターが、巨大な鋳鉄製バッテリーに取って代わりました。製造の容易さ、高い熱放散、優れた構造と設計により、この製品は部屋の中で熱を放射するための人気のある普及したツールになっています。

部屋の暖房ラジエーターを計算するためのいくつかの方法があります。以下のメソッドのリストは、計算の精度が高い順に並べ替えられています。

計算オプション：

1. エリア別。 N =（S * 100）/ C、ここでNはセクションの数、Sは部屋の面積（m2）、Cはラジエーターの1つのセクションの熱伝達です（W、これらのパスポートまたは製品の証明書）、100 Wは、1 m2（経験値）を加熱するために必要な熱流の量です。疑問が生じます：部屋の天井の高さをどのように考慮に入れるか？
2. ボリューム別。 N =（S * H * 41）/ C、ここでN、S、Cは類似しています。 Hは部屋の高さ、41Wは1m3（経験値）を加熱するために必要な熱流の量です。
3. 係数による。 N =（100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7）/ C、ここでN、S、C、および100は類似しています。 k1-部屋の窓の二重窓のカメラの数を考慮に入れる、k2-壁の断熱、k3-窓の面積と\u200b\の面積の比率u200b部屋、k4-冬の最も寒い週の平均マイナス温度、k5-部屋の外壁の数（通りに「出て行く」）、k6-上から見た部屋のタイプ、k7-天井の高さ。

これは、セクション数を計算するための最も正確なオプションです。当然、小数計算の結果は常に次の整数に丸められます。

1熱計算を実行する一般的なシーケンス

1. で
   このマニュアルのパラグラフ4に従って
   に従って、建物の種類と条件を決定します
   カウントする必要があります R_約tr.

2. 定義R_約tr:

• の上
  式（5）、建物が計算される場合
  衛生的で衛生的で快適な
  条件;

• の上
  式（5a）と表。 2計算する必要がある場合
  省エネ条件に基づいて実施されます。

1. 作成する
   総抵抗方程式
   構造を1つで囲む
   式（4）では不明であり、
   彼の R_約tr.

2. 計算する
   断熱層の厚さが不明
   構造の全体的な厚さを決定します。
   そうすることで、典型的なことを考慮する必要があります
   外壁の厚さ：

• 厚さ
  レンガの壁は複数でなければなりません
  れんがサイズ（380、510、640、770 mm）;

• 厚さ
  外壁パネルが受け入れられます
  250、300または350 mm;

• 厚さ
  サンドイッチパネルが受け入れられます
  50、80または100mmに等しい。

エアギャップのない外部3層壁の計算例

必要なパラメータの計算を簡単にするために、壁熱計算機を使用できます。最終結果に影響を与える特定の基準を打ち込む必要があります。このプログラムは、目的の結果を得るために数式をすばやく、長く掘り下げることなく役立ちます。

上記の文書によると、選択した家の特定の指標を見つける必要があります。 1つ目は、集落の気候条件と部屋の気候を調べることです。次に、壁のレイヤーが計算されます。これらはすべて建物内にあります。これは、家で利用できる石膏層、乾式壁、断熱材も考慮に入れています。また、構造が作成される通気コンクリートまたはその他の材料の厚さ。

これらの各壁層の熱伝導率。インジケーターは、パッケージの各材料のメーカーによって示されます。その結果、プログラムは必要な式に従って必要な指標を計算します。

必要なパラメータの計算を簡単にするために、壁熱計算機を使用できます。

ボイラー出力と熱損失の計算。

必要なすべての指標を収集したら、計算に進みます。最終結果は、消費された熱の量を示し、ボイラーを選択する際のガイドになります。熱損失を計算するときは、次の2つの量が基準として使用されます。

1. 建物の外と内の温度差（ΔT）;
2. 家のオブジェクトの遮熱特性（R）;

熱消費量を決定するために、いくつかの材料の熱伝達抵抗の指標を理解しましょう

表1.壁の遮熱特性

壁の材質と厚さ	伝熱抵抗
れんが壁 3つのレンガの厚さ（79センチメートル） 厚さ2.5レンガ（67センチメートル） 2つのレンガの厚さ（54センチメートル） 1レンガの厚さ（25センチメートル）	0.592 0.502 0.405 0.187
ログキャビン Ø25 Ø20	0.550 0.440
ログキャビン 厚さ20cm。 厚さ10cm。	0.806 0.353
フレーム壁 （ボード+ミネラルウール+ボード）20cm。	0.703
発泡コンクリート壁 20cm 30cm	0.476 0.709
しっくい（2〜3 cm）	0.035
シーリング	1.43
木製の床	1.85
二重木製ドア	0.21

表のデータは、50°の温度差で示されています（通りでは-30°、部屋では+ 20°）

表2.ウィンドウの熱コスト

ウィンドウタイプ	RT	q。火/	Q. W
従来の二重窓	0.37	135	216
二重窓（ガラス厚4mm） 4-16-4 4-Ar16-4 4-16-4K 4-Ar16-4К	0.32 0.34 0.53 0.59	156 147 94 85	250 235 151 136
複層ガラス 4-6-4-6-4 4-Ar6-4-Ar6-4 4-6-4-6-4K 4-Ar6-4-Ar6-4К 4-8-4-8-4 4-Ar8-4-Ar8-4 4-8-4-8-4K 4-Ar8-4-Ar8-4K 4-10-4-10-4 4-Ar10-4-Ar10-4 4-10-4-10-4K 4-Ar10-4-Ar10-4К 4-12-4-12-4 4-Ar12-4-Ar12-4 4-12-4-12-4K 4-Ar12-4-Ar12-4К 4-16-4-16-4 4-Ar16-4-Ar16-4 4-16-4-16-4K 4-Ar16-4-Ar16-4К	0.42 0.44 0.53 0.60 0.45 0.47 0.55 0.67 0.47 0.49 0.58 0.65 0.49 0.52 0.61 0.68 0.52 0.55 0.65 0.72	119 114 94 83 111 106 91 81 106 102 86 77 102 96 82 73 96 91 77 69	190 182 151 133 178 170 146 131 170 163 138 123 163 154 131 117 154 146 123 111

RTは熱伝達抵抗です。

1. W / m^2-平方メートルあたりに消費される熱量。 m。窓;

偶数は空域をmmで示します。

Ar-二重窓の隙間はアルゴンで満たされています。

K-窓には外部熱コーティングが施されています。

材料の遮熱特性に関する利用可能な標準データがあり、温度差を決定しているので、熱損失を簡単に計算できます。例えば：

外側-20°C、内側+20°C。壁は直径25cmの丸太でできています。この場合

R=0.550°Сm2/W。熱消費量は40/0.550 = 73 W/m2に等しくなります

これで、熱源の選択を開始できます。ボイラーにはいくつかの種類があります。

• 電気ボイラー;
• ガスボイラー
• 固体および液体燃料ヒーター
• ハイブリッド（電気および固体燃料）

ボイラーを購入する前に、家の中で好ましい温度を維持するために必要な電力量を知っておく必要があります。これを判断する方法は2つあります。

1. 敷地の面積による電力の計算。

統計によると、10m2を加熱するには1kWの熱エネルギーが必要であると考えられています。この式は、天井の高さが2.8 m以下で、家が適度に断熱されている場合に適用されます。すべての部屋の面積を合計します。

W=S×Wsp/10であることがわかります。ここで、Wは発電機の電力、Sは建物の総面積、Wspは特定の電力であり、気候帯ごとに異なります。南部地域では0.7〜0.9 kW、中央地域では1〜1.5 kW、北部地域では1.5kW〜2kWです。中緯度に位置する150平方メートルの家のボイラーは18〜20kWの電力を持っている必要があるとしましょう。天井が標準の2.7mより高い場合、たとえば3m、この場合は3÷2.7×20 = 23（切り上げ）

1. 敷地容積による電力の計算。

このタイプの計算は、建築基準法を順守することによって実行できます。 SNiPでは、アパートの暖房能力の計算が規定されています。れんが造りの家の場合、1m3は34Wを占め、パネルハウスの場合は41Wを占めます。住宅の容積は、面積に天井の高さを掛けることによって決定されます。たとえば、アパートの面積は72平方メートル、天井の高さは2.8 mで、容積は201.6m3になります。したがって、れんが造りの家のアパートの場合、ボイラー電力はパネルハウスで6.85kWと8.26kWになります。次の場合に編集が可能です。

• 0.7で、1階上または1階下に暖房のないアパートがある場合。
• アパートが1階または最後の階にある場合は0.9。
• 修正は、1.1で1つの外壁、1.2で2つの外壁の存在下で行われます。

現在の暖房費を削減する方法

アパートのセントラルヒーティングのスキーム

住宅や熱供給のための共同サービスの料金が増え続けることを考えると、これらのコストを削減するという問題は、毎年ますます重要になっています。コスト削減の問題は、集中型システムの運用の詳細にあります。

暖房費を削減すると同時に、建物の暖房の適切なレベルを確保するにはどうすればよいですか？まず第一に、熱損失を減らすための通常の効果的な方法は地域暖房では機能しないことを学ぶ必要があります。それらの。家の正面が断熱されている場合、窓の構造は新しいものに交換されました-支払い額は同じままです。

暖房費を削減する唯一の方法は、個別に設置することです 積算熱量計。ただし、次の問題が発生する可能性があります。

• アパートの多数のサーマルライザー。現在、積算熱量計を設置するための平均コストは、18,000から25,000ルーブルの範囲です。個々のデバイスの暖房費を計算するには、各ライザーに設置する必要があります。
• メーター設置許可の取得が難しい。これを行うには、技術的条件を取得し、それに基づいて、デバイスの最適なモデルを選択する必要があります。
• 個別のメーターに応じて適時に熱供給の支払いを行うためには、定期的に確認のために送る必要があります。これを行うために、検証に合格したデバイスの解体とその後のインストールが実行されます。これには追加費用も伴います。

一般住宅用メーターの動作原理

しかし、これらの要因にもかかわらず、積算熱量計の設置は、最終的には熱供給サービスの支払いを大幅に削減することにつながります。家に複数のヒートライザーが各アパートを通過するスキームがある場合は、一般的なハウスメーターを設置できます。この場合、コスト削減はそれほど重要ではありません。

一般的な家のメーターに従って暖房の支払いを計算するとき、考慮されるのは受け取った熱の量ではなく、それとシステムのリターンパイプとの差です。これは、サービスの最終的なコストを形成するための最も受け入れられ、オープンな方法です。さらに、デバイスの最適なモデルを選択することにより、次の指標に従って家の暖房システムをさらに改善することができます。

• 外的要因（外気温）に応じて、建物で消費される熱エネルギーの量を制御する機能。
• 暖房の支払いを計算するための透過的な方法。ただし、この場合、合計金額は、各部屋に到達した熱エネルギーの量ではなく、その地域に応じて家のすべてのアパートに分配されます。

また、一般住宅メーターの維持管理は管理会社の代表者のみが行うことができます。ただし、居住者は、熱供給のための完了および未払いの光熱費の調整に必要なすべての報告を要求する権利を有します。

積算熱量計を設置することに加えて、家の暖房システムに含まれる冷却剤の加熱の程度を制御するために、最新の混合ユニットを設置する必要があります。

熱工学計算の例

第1気候地域（ロシア）、サブ地域1Bにある住宅を計算します。すべてのデータは、SNiP23-01-99の表1から取得されます。 0.92のセキュリティで5日間観測された最低気温は、tn=-22⁰Сです。

SNiPに従って、加熱期間（zop）は148日間続きます。路上での1日の平均気温での暖房期間中の平均気温は、8⁰--tot=-2.3⁰です。暖房シーズン中の外気温はtht=-4.4⁰です。

家の熱損失は、その設計の段階で最も重要な瞬間です。建築材料と断熱材の選択は、計算結果にも依存します。損失は​​ゼロではありませんが、可能な限り適切なものになるように努力する必要があります。

ミネラルウールを5cm厚の外断熱材として使用しました。彼女のKtの値は0.04W/ mxCです。家の窓の開口部の数は15個です。それぞれ2.5m²。

壁からの熱損失

まず、セラミック壁と断熱材の両方の熱抵抗を決定する必要があります。最初のケースでは、R1 \ u003d 0.5：0.16 \u003d3.125平方メートル。 m x C/W。 2番目に-R2\u003d 0.05：0.04 \u003d1.25平方メートル。 m x C/W。一般に、垂直の建物外皮の場合：R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 =4.375sq。 m x C/W。

熱損失は建物の外皮の面積に正比例するため、壁の面積を計算します：

A \ u003d 10 x 4 x 7-15 x2.5\u003d242.5m²

これで、壁を通過する熱損失を決定できます。

Qс\u003d（242.5：4.375）x（22-（-22））\u003d2438.9W。

水平方向の囲い構造による熱損失も同様の方法で計算されます。最後に、すべての結果が合計されます。

地下室がある場合は、外気ではなく土壌の温度が計算に含まれるため、基礎と床からの熱損失は少なくなります。

1階の床下の地下室が暖房されている場合、床が断熱されていない可能性があります。地下室の壁を断熱材で覆い、熱が地面に伝わらないようにすることをお勧めします。

換気による損失の決定

計算を簡単にするために、壁の厚さは考慮されていませんが、内部の空気の量を決定するだけです。

V \ u003d10x10x7\u003d700mᶾ。

空気交換率Kv=2の場合、熱損失は次のようになります。

Qv \ u003d（700 x 2）：3600）x 1.2047 x 1005 x（22-（-22））\u003d20776W。

Kv = 1の場合：

Qv \ u003d（700 x 1）：3600）x 1.2047 x 1005 x（22-（-22））\u003d10358W。

住宅の効率的な換気は、回転式およびプレート式熱交換器によって提供されます。前者の方が効率が高く、90％に達します。

パイプ直径の決定

加熱パイプの直径と厚さを最終的に決定するために、熱損失の問題について議論する必要があります。

最大量の熱は、壁を通り抜けて部屋から出ます-最大40％、窓を通り抜けて-15％、床を通り抜けて-10％、それ以外はすべて天井/屋根を通り抜けます。アパートは主に窓やバルコニーモジュールによる損失が特徴です

暖房付きの部屋での熱損失にはいくつかの種類があります。

1. パイプ内の流れの圧力損失。このパラメータは、パイプ内の特定の摩擦損失（製造元から提供されたもの）とパイプの全長の積に正比例します。しかし、現在のタスクを考えると、そのような損失は無視できます。
2. ローカルパイプ抵抗器の損失水頭-継手および機器内部の熱コスト。しかし、問題の条件、フィッティングベンドの数、およびラジエーターの数を考えると、このような損失は無視できます。
3. アパートの場所に基づく熱損失。別のタイプの熱コストがありますが、それは建物の他の部分と比較した部屋の場所に関連しています。家の真ん中にあり、他のアパートと一緒に左/右/上/下に隣接している普通のアパートの場合、側壁、天井、床からの熱損失はほぼ「0」に等しくなります。

あなたはアパートの前部-バルコニーと共通の部屋の中央の窓を通してのみ損失を考慮に入れることができます。しかし、この質問は、各ラジエーターに2〜3のセクションを追加することで終了します。

パイプ径の値は、クーラントの流量と暖房本管内の循環速度に応じて選択されます。

上記の情報を分析すると、暖房システム内の計算された温水の速度について、0.3〜0.7 m/sの水平位置でのパイプ壁に対する水粒子の移動の表形式の速度がわかっていることに注意してください。

ウィザードを支援するために、暖房システムの一般的な水力計算の計算を実行するためのいわゆるチェックリストを示します。

• ボイラー出力のデータ収集と計算。
• クーラントの量と速度。
• 熱損失とパイプの直径。

場合によっては、計算時に、計算​​された冷却剤の量をカバーするのに十分な大きさのパイプ直径を取得できることがあります。この問題は、ボイラー容量を増やすか、拡張タンクを追加することで解決できます。

私たちのウェブサイトには、暖房システムの計算に関する記事のブロックがあります。以下をお読みになることをお勧めします。

1. 暖房システムの熱計算：システムの負荷を正しく計算する方法
2. 給湯器の計算：式、規則、実装例
3. 建物の熱工学計算：計算を実行するための詳細と式+実際の例

トピックに関する結論と有用なビデオ

民家の暖房システムの簡単な計算は、次の概要に示されています。

建物の熱損失を計算するためのすべての微妙な方法と一般的に受け入れられている方法を以下に示します。

典型的な民家の熱漏れを計算するための別のオプション：

このビデオでは、家を暖房するためのエネルギーキャリアの循環の特徴について説明しています。

暖房システムの熱計算は本質的に個別であり、有能かつ正確に実行する必要があります。計算がより正確に行われるほど、カントリーハウスの所有者が運営中に過払いする必要が少なくなります。

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