ظرفیت حرارتی ویژه ساختمان. نحوه محاسبه ظرفیت گرمایی یک اتاق محاسبه برای چیست

وابستگی دمای خانه به ظرفیت گرمایی دیوارها که در حفظ میکروکلیمای خانه نقش دارند، چقدر است. واقعیت این است که در بیشتر موارد با مواد عایق حرارتی مواجه هستیم که تنها از اتلاف حرارت در خانه جلوگیری می کنند، انتقال حرارت از خانه به خیابان را به تاخیر می اندازند. اما ویژگی های اکثر بخاری ها نمی تواند مشکل ظرفیت گرمایی دیوارها را حل کند، آنها نمی توانند انباشته شوند گرمای مادون قرمزبا تلاش به سمت بیرون، در اینجا باید دو مشکل را حل کنید و گرما را ذخیره و جمع کنید. چگونه مشکل را حل کنیم - دکوراسیون داخلی صفحه DSP ذخیره کننده انرژی حرارتی ما است. شما به من بگویید، شما پیدا کرده اید که چه چیزی را جمع آوری کنید، بیایید بشماریم، دیوارها و کف را اضافه کنیم، متر مکعب مواد CSP را محاسبه کنیم 10 متر * 12 متر * 2.8 متر = 2.64 متر / کف مکعب، سقف + 4 متر / مکعب دیوار + یک دیوار میانی در وسط خانه وجود دارد، فقط می تواند گرما را جمع کند (عایق Ecowool بهتر از ورمیکولیت است) 12 متر * 2.8 متر * 0.20 متر = 6.7 متر / مکعب. در مجموع 13 متر / مکعب از مواد مصرف کننده گرما در سراسر خانه شما پراکنده شده است. پس از 1 ماه، خانه یک منبع گرما به دست می آورد، که اجازه می دهد تا از افت دمای هوا در هنگام خاموش شدن گرما، تهویه جلوگیری شود. به عنوان عالی کار می کند خانه معمولیبا طراحی کلاسیک دیوارها از نظر ظرفیت حرارتی، اما دارای یکسری مزایا است، اول اینکه دیوارها هوا را خنک نمی کنند و اختلاف دمای هوا و سطح از 2 درجه بیشتر نمی شود.

از آن طرف برویم، از تمرین در ساختمان تولیدی که با 5-6 سانتی متر "استایرکس" عایق شده است، چراغ به مدت 2 روز خاموش شد. دما به 5-10 درجه دیوار، کف، سقف کاهش می یابد، گرمای انباشته شده را به خوبی به هوا می دهد، آب به هیچ وجه یخ نمی زند. یک مزیت بزرگ پس از روشن کردن برق، گرما در 3 ساعت پمپ می شود و در 23-25 ​​گرم در 6-8 ساعت به 18 می رسد. این تجربه عملکرد یک ساختمان قاب است، چیزی برای اضافه کردن و کم کردن وجود ندارد. بیایید به شکستن افسانه های مربوط به معایب ادامه دهیم ساخت قاب... بیایید در مورد ظرفیت گرمایی یک ساختمان صحبت کنیم. آنچه می خواهم روشن کنم، در اینجا نمونه ای از یک خانه 10 * 12 با مساحت مفید 106 متر مربع برای گرم کردن یک خانه است، طبق طرح های استاندارد محاسبه مصرف گرما، 10 متر مربع در ساعت طول می کشد. این موضوع منوط به عایق بندی محیط ساختمان R-2-3 است. شما هر نوع گرمایی را 12 کیلو ولت در ساعت ساطع می کنید، در خانه های آجری عایق نگهدارنده گرما در خارج از ساختمان یا وسط دیوار قرار دارد، بنابراین برای گرم کردن هوا ابتدا باید تمام پوشش های ساختمان (دیوارها) را گرم کنیم. ، کف، سقف). به محض اینکه گرما تمام اجسام را کاملاً اشباع کرد (گرم کرد)، شروع به گرم کردن هوا خواهیم کرد. برای حفظ دمای 25 گرم ما نیاز به افزایش قدرت، یا دوره های عملکرد ساطع کننده حرارت داریم. نتیجه می گیریم که سازه های گرما فشرده (دیوارهای ساخته شده از آجر، بتن) نیاز دارند بیشترکیلو وات در ساعت انرژی برای حفظ سطح ثابت گرما در خانه. خانه های اسکلت، همانطور که شمردیم، دارای یک "انباشتگر حرارتی 13 متری بر مکعب" هستند که از نظر ظرفیت گرمایی 10 برابر کمتر از دیوارهای آجری و فوم بتونی است، اما این مقدار برای خنک شدن یکنواخت و تا حد امکان کافی است. خانه در صورت فورس ماژور (تصادف، شکستن سیم، و غیره و غیره).

من نتیجه دوم را می‌گیرم، برای حفظ دمای دیوارها و هزینه کردن خانه‌های ساخته شده از مواد گرما، نیازی به دوبار مصرف بیش از حد انرژی حرارتی نمی‌دانم. با تکیه بر این مورد، "هرچه ممکن است باشد"، "فورس ماژور" فرود می‌آید و ما به دیوارهایی با ظرفیت گرما نیاز داریم که نگذارند خانه در 1 روز خنک شود، احمقانه بر این "واقعیت ظرفیت گرمایی" تکیه می‌کند. اینطور نیست، ممکن است مراقبت از قبل و برای خرید 25-30 تن روبل آسان تر باشد ژنراتور دیزلیبرای 5 کیلو ولت در ساعت، که با هیچ کس دیگری در یک خانه خصوصی تداخل نداشته است. و هنگامی که "این دردسر" رخ می دهد، بروید و جعبه پاندورا را روشن کنید و نیروی حیات بخش گرما در اتاق های شما می چرخد ​​و خانه را از یک سرمای جهانی نجات می دهد. همانطور که تمرین نشان داده است، نتایج توصیف شده در بالا ثابت کرده است که یک خانه قاب 1.5-2 برابر کمتر گرما مصرف می کند، این یک معجزه نیست، فقط مطابق با SNIPA R از 3-3.75. شما می توانید با خیال راحت یک خانه قاب را به مدت 5 کیلو ولت در ساعت در دمای 23-25 ​​گرم در حالت "نگهداری" نگه دارید، یعنی در صورت افت حالت دمای تنظیم شده، ترموستات ولتاژ بخاری ها را روشن می کند. عملیات بسیار برنامه جالبمی توان از این واقعیت ناشی شد که خانه عملاً گرما را از دست نمی دهد ، هنگامی که در خانه نیستید دما را روی 15 درجه تنظیم می کنید و دو ساعت قبل از ورود ترموستات تا 25 گرم می گیرد - این صرفه جویی قابل توجهی است. تکرار می کنم در 5 متر مربع در ساعت، حتی اگر می توانید یک منطقه 91-100 متر مربع / متر در تمام زمستان گرم کنید - این یک واقعیت است. من چهار سال است که یک ساختمان را سه برابر سردتر (از نظر مقاومت در برابر حرارت) نگه می دارم. بخاری های مادون قرمز... یک خانه آجری با مساحت 91-100 متر مربع در ساعت به 10-14 متر مربع در ساعت و با بار ثابت نیاز دارد. این همه کار می کند، بنابراین برای گرم کردن خیابان و سازه های تن دیوار خانه های آجری این راه من نیست، من همانطور که در بالا توضیح داده شد عمل می کنم، می خواهم یک دیزل ژنراتور راه اندازی کنم، یا می توانید حداقل یک روز صبر کنید. ساختمان تا دمای بحرانی خنک شود - نتیجه گیری کنید.

اطلاعات زیر از منبع اینترنتی ارسال شده است.

حقایق:
اتلاف حرارت در ساختمان‌های مسکونی معمولی و سایر ساختمان‌ها به سه دلیل اصلی رخ می‌دهد:
- به دلیل هدایت گرما از طریق دیوارها، سقف ها و کف، و همچنین به دلیل (اما به میزان بسیار کمتر) تابش و همرفت.

به دلیل رسانایی حرارتی و به میزان کمتری توسط تابش و همرفت از طریق پنجره ها و سایر شیشه ها.

با همرفت و سرریز هوا از طریق عناصر پوشش خارجی ساختمان که معمولاً از طریق پنجره ها، درها و درهای باز رخ می دهد. سوراخ های تهویه(اجباری یا طبیعی) یا با نفوذ، یعنی. نفوذ هوا از طریق شکاف های موجود در پوشش ساختمان، به عنوان مثال، در امتداد محیط قاب در و پنجره.

بسته به اینکه ساختمان عایق خوبی داشته باشد یا خیر، تعداد پنجره های زیاد یا کم، عبور هوا از داخل آن وجود داشته باشد یا خیر، هر کدام (!) از این سه عامل 20 ... 50 درصد از کل را تشکیل می دهند. اتلاف حرارت ساختمان

فرض کنید تلفات حرارتی در ساختمان به یک اندازه ناشی از سه عامل فوق است. این به صورت گرافیکی با یک نمودار دایره ای که به 3 قسمت مساوی تقسیم شده است نشان داده شده است. اگر هر کدام از اینها قطعات جزءبه نصف کاهش می یابد، سپس مجموع تلفات حرارتی تنها 1/6 کاهش می یابد. این نشان می دهد که هر سه عامل باید به طور مساوی در نظر گرفته شوند، بدون اینکه یکی یا دیگری برجسته شود.

یافتن فرصت هایی برای کاهش اتلاف گرما و مصرف انرژی برای گرمایش باید با نظارت بر پارامترهای مشخص کننده رژیم حرارتی مورد نیاز همراه باشد:

• دمای هوا؛

• میانگین دمای سطوح داخلی نرده ها؛

• سرعت هوا و رطوبت نسبی.

بدیهیات:
1. تولید گرما هزینه دارد و نیاز به منابع دارد.
2. مقدار شار گرما متناسب با اختلاف دمایی بین منبع گرما و جسم یا اتاقی است که گرما وارد آن می شود و جهت شار گرما همیشه (!) از یک سطح گرم به یک سطح سرد است.
3. تلاش اصلی صرف افزایش مقاومت در برابر جریان تلفات حرارتی می شود
4. گرما به سه طریق انتقال می یابد: همرفت، تابش (تابش) و رسانش گرما، و همرفت و رسانش گرما به عنوان پدیده های فیزیکی به طور همزمان آشکار می شوند.
5. گرما به طور پیوسته توسط تابش از اجسام گرمتر به اجسام سردتر به نسبت تفاوت در دمای آنها و فاصله بین آنها منتقل می شود.
6. از بین سه حالت اصلی انتقال حرارت، تشعشع سخت ترین کمیت در ساختمان ها است. (!)
7. اتلاف حرارت ساختمانهای مسکونی معمولی و سایر ساختمانها به سه دلیل/جهت اصلی (بسیار تقریبی: تلفات از طریق حصارهای خارجی، پنجره ها / درها و با تهویه / نفوذ) رخ می دهد، هر یک از این سه عامل 20 ... 50% را تشکیل می دهند. از مجموع تلفات حرارتی ساختمان، و تقریبا غیرممکن است که آنها را مستقل از یکدیگر در نظر بگیریم.
8. با کاهش سهم سایر عوامل اتلاف حرارت، نفوذ هوای بیرون درصد فزاینده ای از کل عوامل را به خود اختصاص می دهد.
9. خود شخص با تشعشع (به طور ناچیز - همچنین با هدایت حرارتی) سازه های ساختمانی سردتر و وسایل داخلی و همچنین هوای اتاق ها (از طریق همرفت) "گرم می شود".
10. افزایش سرعت هوا باعث افزایش ضریب انتقال حرارت همرفتی می شود. رطوبت نسبیهوای داخل خانه بر اتلاف حرارت ساختمان ها تأثیر می گذارد، به عنوان مثال. با مقدار ظرفیت گرمایی ویژه هوا، که هر چه بیشتر باشد، رطوبت آن بیشتر می شود.
11. افزایش دما در سطوح داخلی سازه های ساختمانی از نظر کاهش تلفات حرارتی و نیز مطلوب است. راحتی حرارتی، که با این شرط بیان می شود: "دیوارهای گرم، هوای سرد».
12. هنگام ارزیابی آسایش حرارتی، دمای هوای داخلی به طور مستقیم به دمای سطح داخلی سازه ها بستگی دارد. همراه با دمای داخلی، دمای کل اتاق را تعیین می کند. برای ساختمان های مسکونی، دمای کل باید 38 درجه سانتیگراد ... و غیره ...

سوال پیچیده":

و منطقی است که با این ظرفیت گرمایی دیوارها / طبقات "مانند یک گونی نوشته شده" "عجله" کنیم، اگر حتی در بهترین حالت بتوانیم انتظار داشته باشیم (از لحاظ نظری) "برش" / اتلاف گرما را حداکثر 15 کاهش دهیم. -30 درصد؟!

"نه، نشده!!!" - من بدون تردید پاسخ خواهم داد.
"چرا؟" - با تعجب می پرسی ...
و تابوت به سادگی باز می شود - ما همه چیز را یاد نگرفتیم !!!

جزمات:
از این گذشته، هنوز دلایل دیگری برای از دست دادن گرما وجود دارد (پنجره ها / درها + هوا / تهویه) - و ظرفیت گرمایی / اینرسی حرارتی مستقیماً بر آنها تأثیر نمی گذارد -> و در محاسبه نهایی، این دلایل می تواند 60-80٪ کاهش یابد. !
شاید هنوز منطقی باشد که با رها کردن دیوارهای سنگی در هزینه صرفه جویی کنیم و از وجوه آزاد شده برای استفاده از پنجره ها / درها و واحدهای تهویه کم مصرف استفاده کنیم؟ بیایید فکر کنیم... به بیان تصویری، گرما مانند خاک رس نرم شده در دست شماست: مشت خود را گره می کنید - خاک رس از میان انگشتان شما بیرون می رود، سعی می کنید شکاف های بین انگشتان خود را از یک طرف حذف کنید - و در جای دیگر بیرون می آید. => شما حرکت گرما را به بیرون با هدایت حرارتی مسدود خواهید کرد، و آن، "چیز بدی"، تلاش می کند تا با تشعشع و/یا همرفت در امتداد "جاده های کنارگذر"، از طریق همان "هیچکس علاقه مند نیست" شسته شود. مثلاً در هوا ...

و در نهایت، مهم ترین - تولید گرما هزینه دارد و به منابع نیاز دارد!

چرا چنین گرمای نه ارزانی را در داخل مدار حرارتی یک خانه سنگی تولید و "رانده" می کنیم؟ - پس از همه، بیشتر آن در ساختارهای محصور کپسوله می شود، پراکنده می شود (دیر یا زود، به طوری که عایق حرارتی خارجینه یک دارو) در محیط خارجیو برای "بازیابی" در دسترس نخواهد بود؟! بالاخره به خودی خود خانه سنگیبه عنوان یک انباشته کننده حرارت، راندمان بسیار کمتری (حداقل چندین برابر) نسبت به دستگاه های گرمایشی تخصصی (مثلاً همان کوره های آجری، دیوارهای ترومب، انباشته کننده های حرارتی شن و ماسه) کمتر است.
برای انجام این کار، آیا ارزش نصب یک سیستم گرمایشی با ظرفیت افزایش یافته (در مقایسه با یک خانه قاب مشابه) و سپس پرداخت اضافی برای گرمایش دارد؟ آیا خانه را گرم می کنیم تا او سرد نشود؟ ... اما در مورد شخص و نیازهای او چطور؟

نتیجه-> یک دیوار سنگی سرد فقط می تواند اجسامی را با دمای پایین تر "با تشعشع" گرم کند! علاوه بر این، به نظر می رسد که سهم شیر از گرمای انباشته شده در سازه های گرما فشرده صرف ... تبادل حرارت همرفتی با هوای داخلی می شود. خانه سنگی را می توان ترتیب داد تهویه طبیعی- از این رو، تامین هوادمای پایینی دارد - انرژی گرمایی برای گرم کردن آن صرف می شود!

اما دیوار یک خانه سنگی نمی تواند انسان را گرم کند - قوانین فیزیک: دمای بدن یک فرد 36.6 درجه است و سطح داخلی دیوار در شرایط عادی فقط 18 است! -> یعنی یک دیوار جاذب گرما (سقف، کف) مانند یک "خون آشام انرژی" است که گرما را از شما خارج می کند (عمدتاً توسط تشعشع، تا حدی کمتر از طریق همرفت و هدایت گرما).

بنابراین، استفاده منطقی (!) از ظرفیت گرمایی فقط در موارد خاص (اجاق گاز، شومینه، کف و دیوار گرم، دیوارهای ترومبوس، کلکتورهای خورشیدی، باتری های حرارتی و غیره) و / یا در خانه های خاص ("خورشیدی"، "غیرفعال"، و غیره) که مخصوصاً برای گرفتن گرمای خورشیدی (یعنی رایگان !!!) طراحی شده اند.

علاوه بر این، "سوال برای پر کردن": سپس چگونه می توان حقایق مستند متعدد را توضیح داد که پس از خاموش کردن گرمایش در یک خانه قاب، حتی در یخبندان شدید، دما در 1-2 روز بیش از 2-5 درجه کاهش نمی یابد، در حالی که خانه سنگی "در چند ساعت یخ می زند؟ (یعنی چرا یک خانه فریمی در چند ساعت با خاموش شدن گرمایش یخ نمی زند، بدون اینکه ذخایر زیادی از گرما در سازه های ساختمان داشته باشد؟)
از این گذشته ، هیچ عنصر گرما فشرده در آن وجود ندارد - دلیل این پارادوکس چیست؟

من معتقدم چندین توضیح برای این وجود دارد، اما یکی از دلایل اصلی این است که ظرفیت حرارتی داخلی ساختمان حداقل است و پس از خاموش کردن گرمایش بیشترگرمای موجود در داخل مدار حرارتی ساختمان "بیهوده" از یک فرد "گرم"، هوای گرم و گرمایش گرم و لوازم خانگی(رادیاتورها، اجاق‌ها، لامپ‌های برقی، توری اواپراتورهای یخچال، تلویزیون و غیره) عمیقاً در سازه‌های ساختمان هستند، اما در داخل ساختمان باقی می‌مانند (در نهایت، دیوارهای قاب گرما را جمع نمی‌کنند).
البته، اتلاف گرما رخ می دهد، اما می توان آنها را به حداقل رساند (مانند مثال بالا)، اول از همه، با از بین بردن پیش نویس ها، بستن محکم درها، کرکره ها و پرده های روی پنجره ها (در صورت وجود).
علاوه بر این، فراموش نکنید که خود شخص گرما ساطع می کند (116 وات در دمای اتاق، با ضربه سرد، اتلاف گرما افزایش می یابد - در درجه اول به دلیل تابش). بنابراین، با اضافه کردن چند دستگاه ضعیف "گرمایش" (همان شمع ها - بالاخره ما هم برق نداریم)، ​​می توانید تا حدودی اتلاف گرما را جبران کنید ("مهم ترین چیز، پسر، تا صبح نگه دارید" - و سپس کمک خواهد آمد ... به شکل گرمای خورشید یا یک بغل کنده برای شومینه که از انبار آورده شده است). در چنین شرایطی دمای سطح داخلی دیوار قابو با آن دمای کل اتاق (با یک معاینه طولانی مدت) بالاتر از یک خانه سنگی، بسیار طولانی تر باقی می ماند و ناراحتی حرارتی نیز دیرتر به وجود می آید.
واضح است که در این مورد مشکل تجدید هوا بوجود می آید که تا حد زیادی به راه حل ساختاری و برنامه ریزی خانه بستگی دارد (ما در مورد مساحت / حجم به ازای هر 1 نفر و طرح باز یا جدا شده محل صحبت می کنیم).
در یک خانه سنگی در وضعیت مشابه، بخشی از گرمای انباشته شده در سازه های ساختمانی گرما فشرده در واقع به داخل محوطه رها می شود - اما این روند فقط چند ساعت طول می کشد ... در حالی که بیشتر، همانطور که من معتقدم، با این وجود از طریق تابش، هدایت حرارتی و همرفت در محیط خارجی پراکنده می شود.
«... گرمایش خاموش در شب باعث صرفه جویی در مصرف سوخت می شود. با این حال، بعید است که هزینه منابع انرژی از این مقدار کاهش یابد، زیرا در صبح باید هوا و دیوارهای اتاق خواب که در طول شب خنک شده اند گرم شود، که منجر به مصرف گرمای اضافی می شود.

در خانه هایی که دارای سازه هایی با ظرفیت گرمایی کم هستند، اگر گرمایش در شب خاموش شود، می توان مقدار کمی در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. در خانه هایی با عناصر ساختاری گرما فشرده، به سختی توصیه می شود که دما را در شب کاهش دهید، زیرا سنگ تراشی چند تنی اتلاف گرما را جبران می کند. در صبح، او گرمایی را که از دست داده بود دوباره پر می کند. بنابراین ارزش کاهش دما در شب را ندارد ... "(" Dom "مجله شماره 1 ، 2007 ، ص 37).

ما از فیزیک به یاد داریم که گرما می روددر مقابل سرما، و سطح بیرونی دیوار، حتی با عایق تحت تأثیر یخبندان و باد، سریعتر از سطح داخلی سرد می شود و گرما را به اتاق ها، اشیاء، هوا می دهد (از طریق تشعشعات در "خط دید" و همرفت / هدایت حرارتی - زمانی که اجسام و هوا زیر دمای دیوار خنک می شوند).

بنابراین برای کسانی که امیدوار بودند با تشعشعات یک دیوار سنگی "مانند اجاق گاز روسی" گرم شوند (به هر حال، در آنجا، به معنای در دیوار، انرژی زیادی ذخیره می شود!)، پیشنهاد می کنم که فوراً " نظرشان عوض شود» و شروع به کشیدن شلوارهای پشمی ضخیم می کنند و در کمد به دنبال کت پوست گوسفند پدربزرگشان می گردند! - تا زمانی که یک شخص زنده است، این اوست که دیوار / سقف / کف را با تابش گرم می کند (به میزان کمتری همرفت و هدایت گرما) اما نه آیه!

یعنی صحبت از " دیوارهای گرم"، ما در مورد گرمایش به این صورت صحبت نمی کنیم، بلکه فقط (و درک این مهم است!) در مورد کاهش اتلاف حرارت انسان صحبت می کنیم.

علاوه بر این، بر خلاف یک دیوار قاب، یک دیوار سنگی، حداقل گرمای ساطع شده توسط شخص و شمع های ما، و همچنین ذخیره شده در وسایل داخلی یا دریافت شده در یک روز کوتاه زمستانی به صورت تابش خورشیدی، "بلع می شود و متوجه نمی شود" - اما چگونه دیگر، آنقدر گرما فشرده است و دوست دارد ده ها و صدها کیلوژول گرما را "برای استفاده در آینده" ذخیره کند ... و سپس ... این گرما در جایی "در عمق دیوار / سقف وجود دارد" در حال راه رفتن است» - احتمالاً برخی از مشکلات آن را حل می کند! واقعاً "خودخواه خون آشام پر انرژی» .
بنابراین، ناراحتی حرارتی در یک خانه سنگی معمولاً زودتر اتفاق می افتد، حتی زمانی که دمای هوای داخلی با قاب یکسان باشد! - زیرا دیوار "سردتر" است و دائماً تمام گرما را از اتاق و مردم "پمپ می کند".

نتیجه گیری:
هنگامی که گرمایش خاموش می شود، یک خانه سنگی شروع به انتشار بخشی از گرمای انباشته شده در سازه های ساختمان می کند - در اینجا واقعاً نسبت به یک قاب مزیت دارد. بنابراین به طور طبیعیمیانگین دمای داخلی خانه با توان ثابت ادغام شده است وسایل گرمایشی- افزایش تلفات حرارتی در شب با انتقال حرارت از دیوار/سقف سنگی جبران می شود.
با این حال، این فرآیند تنها چند ساعت طول می کشد (به سرعت پذیرفته شد، به سرعت داده شد)، و خانه خود کامل ترین ذخیره کننده گرما نیست. شما نباید به دیوارهای داخلی "گرم" نیز تکیه کنید - آنها در هوا آویزان نیستند، بنابراین، آنها با نرده های خارجی سردتر (دیوارها / سقف / سقف / فونداسیون) ارتباط سازنده دارند -> بنابراین گرما در آنجا جریان می یابد. به دلیل رسانایی حرارتی سنگ + تبادل حرارتی همرفتی و تابشی با هوا و وسایل داخلی.
پس از آن، سازه سنگی با هر ساعت / روز شروع به تبدیل شدن به یک "فریزر" می کند و بی رحمانه گرمای کمی را که از گرمایش کمکی (در صورت وجود)، روشنایی / دستگاه های خانگی (در صورت وجود برق) و همچنین خارج می شود، خارج می کند. مستقیماً از بدن انسان یا از طریق پنجره های خورشید ==> بنابراین زنده ماندن در چنین ساختمانی در حالی که منتظر بازسازی گرمایش هستید بسیار دشوار است. علاوه بر این، چندین روز طول می کشد و هزینه سوخت افزایش می یابد (در نهایت، دیوارها / سقف های گرما فشرده با انرژی حرارتی ذخیره می شوند - و آنها بسیار حریص هستند)) برای بازسازی دمای معمولی.
یک خانه قاب دارای ذخایر خاصی از گرما در دیوارها / سقف ها نیست، با این حال، گرما اینرسی کمتری دارد و "گرما" را ذخیره نمی کند. بنابراین، گرمایش کمکی و سایر دستگاه‌ها + خورشید می‌توانند راحتی حرارتی کاملاً قابل قبولی را فراهم کنند و حالت معمول را بازگردانند. رژیم دماتا چند ساعت دیگر امکان پذیر خواهد بود. به ویژه مهم است که دیوارهای چنین خانه ای در شرایط مشابه گرمتر از دیوارهای سنگی باقی بمانند. ساختارهای قاب چندان مشتاق پمپاژ گرما از یک فرد "گرم" نخواهند بود، بنابراین، از دست دادن گرمای بدن توسط تابش به میزان قابل توجهی کمتر خواهد بود. و همه اینها برای پول کمتر ...
به بیان تصویری، یک خانه سنگی یک دونده سریع (از نظر هزینه های مالی در حین ساخت و بهره برداری) است، می تواند به طور موثر نوسانات دمای شبانه را هموار کند، و یک خانه اسکلت یک اقامتگاه بی تکلف است که قادر به اجرا (عملکرد) است. سرعت متوسط ​​بسیار طولانی تر، در حالی که دارای "انعطاف پذیری گرمایش" خاصی است.

پس: به کجا رسیدیم؟ این ظرفیت حرارتی کم خانه قاب است که خانه نه تنها اجازه می دهد تا از یک سیستم گرمایش یکپارچه استفاده کند، بلکه هزینه های گرمایش را 2-3 برابر کاهش می دهد. و این مهم است ...

احتمالا یکی از مهمترین مولفه های یک اقامت راحت در یک خانه دمای مطلوب است. در این مقاله با نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و عملکرد حرارتی ایده آل یک ساختمان آشنا می شوید.

قوانین برای محاسبه ظرفیت گرمایی یک اتاق

طبق هنجار، دمای اتاق در زمستان به طور متوسط ​​باید حداقل 18 درجه باشد (در اتاق های گوشه حداقل 20 درجه). برای گرم کردن اتاق عمدتا از رادیاتورهای مقطعی، پانلی و لوله ای استفاده می شود. برای دستگاه های گرمایش استاندارد، به عنوان یک قاعده، فشار از 6 تا 15 اتمسفر (در ساختمان های بالای 16 طبقه) تنظیم می شود. هنگام انتخاب رادیاتور، باید به قدرت حرارتی و فشار عملکرد آن نگاه دقیق تری داشته باشید.

توان مورد نیاز برای گرم کردن اتاق به صورت زیر محاسبه می شود: مساحت اتاق (متر مربع) را در حدود 0.1 وات ضرب کنید. در صورت در دسترس بودن پنجره های دو جداره خوبدر داخل خانه، از مقداری که به دست آمد، 10-20 درصد کم کنید. خوب، اگر اتاق گوشه است، باید 25 درصد اضافه کنید. تلفات برق رادیاتور نصب شده در زیر پنجره تقریباً 10 درصد است.

با یک جعبه بدون عایق، باتری حدود 15-20 درصد گرمای خود را از دست می دهد. برای یک بخش از رادیاتور، انتقال حرارت را می توان با مشاور فروش یا در وب سایت سازنده بررسی کرد.

البته میزان گرمای ساطع شده از دستگاه گرمایش نه تنها تحت تأثیر کار فعلی مایع خنک کننده، بلکه تحت تأثیر مقدار آب ورودی نیز قرار دارد. V سیستم مشترکگرمایش، می توان از گردش طبیعی آب و اجباری استفاده کرد (برای این کار باید علاوه بر نصب پمپ گردش خون). این نیز باید در هنگام محاسبه در نظر گرفته شود. به لطف این پمپ، آب (حامل گرما) به طور مساوی در سراسر سیستم توزیع می شود (دمای بالا و پایین رادیاتور یکسان است).

فرمول توان حرارتی و گزینه های دیگر برای محاسبه رژیم حرارتی یک اتاق

اگر محاسبات دقیق تری مورد نیاز است، باید از فرمول توان حرارتی استفاده کنید. بسته به هدف مستقیم اتاق، رژیم حرارتی آن می تواند ثابت و متغیر باشد. یک رژیم حرارتی ثابت محل در تمام ساعات شبانه روز در ساختمان های اداری، مسکونی و صنعتی حفظ می شود. هنگام تعیین بار گرمایش، تعادل حرارتی فردی هر اتاق در نظر گرفته می شود. در این صورت لازم است که هر سیستم گرمایشی اتلاف حرارت را جبران کند.

عمومی قدرت حرارتیبرای سیستم گرمایش، بر حسب وات، با فرمول قابل تعیین است:

Qt.m. = شمشیربازی + Qin - Qb

که در آن:

شمشیربازی - اتلاف حرارت از ساختارهای محصور (وات) است.
شین. - تلفات حرارتی ناشی از گرمایش هوای نفوذی است که از پنجره ها، شکاف ها، دروازه ها و غیره وارد می شود. (وات)؛
Qb. - گرمای ورودی از منابع خانگی (W).

Taploss سازه های محصور، (وات)، را می توان با فرمول تعیین کرد:

قلیم. = Fnk (tв - tн) (1 +)

که در آن:

اف - مساحت کل حصار (متر مربع) است.
n - ضریب مکان در ساختار بیرونی حصار نسبت به هوای بیرون است.
ک - یک ضریب انتقال حرارت ویژه در حصار است.
تلویزیون - دمای کل هوا در اتاق است.
tн - دمای هوای بیرون است.

اتلاف حرارت اضافی معرفی شده: = 1 + 4 + 5 + 2 + 3

در این مورد: 1 - اتلاف گرما در رابطه با نقاط اصلی معرفی شده است:

• شمال = 0.1 - 1،
• شرق = 0.1 - W،
• جنوب شرقی = 0.05 - 1 = 0.05 جنوبی،
• Yug-Zap = 0 - 1 = 0 2 - اتلاف حرارت اضافی برای تهویه اتاق، در صورت وجود دو یا چند دیوار خارجی.

در محل زندگی تلویزیون 2 درجه اضافه کنید، در دیگران - 2 (0.05)، اما 3 - اتلاف حرارت اضافی در دمای طراحی وارد شده هوای بیرون. برای طبقات گرم نشده (در طبقات اول) در tн = - 40 درجه با نرخ 0.05. 4 - اتلاف حرارت اضافی برای گرمایش ویژه سرما از طریق هوا از طریق درها به بیرون. 5 - اضافی برای ارتفاع اتاق. برای هر متر بعدی بیش از چهار، 0.02 گرفته می شود، اما نه بیشتر از 0.15.

البته، هنگام محاسبه ظرفیت گرمایی، باید در نظر بگیرید که برخی از افراد باید با سرمای زمستان در اتاق مقابله کنند، در حالی که برخی دیگر باید با گرمای شدید کنار بیایند، همه اینها به دلیل اشتباهات در محاسبات و طراحی است.

اطمینان از آن مهم است دستگاه های اضافیتنظیم باتری ها (شیرهای ترموستاتیک).

در واقع نظرات کاملاً متضاد به شرح زیر است:
- نظر مبتنی بر فرآیندهای فیزیکی واقعی، قوانین. هدایت حرارتی قطعا یک کیفیت مفید است.
- نظر افراد درگیر در فرآیند تولید، فروش و ساخت و ساز با استفاده از مواد با هدایت حرارتی ضعیف. از اینجاست که مزخرفات «از دیدگاه فیزیک» و «ناپایداری سینوسی» رشد می کند.
تنها فرآیندی که در آن ظرفیت گرمایی وضعیت را بدتر می کند گرم شدن سریع محل است. اما در اینجا نیز "طرفداران" قاب های پشم معدنی و "کانادایی" حیله گر هستند: معمولاً ارقام گرمایش کل ساختار ارائه می شود. مانند یک خانه ساخته شده از چوب در X ساعت گرم می شود و از پشم معدنی ده برابر سریعتر می شود. اما زمانی که لایه داخلی کوچکی از دیوارها و سقف گرم می شود، دمای اتاق راحت خواهد بود. و نیازی به صبر کردن برای گرم شدن کل ساختار نیست.
حرکت کن داچا. به نوعی برای ورود آخر هفته به داخل دوره سردسال بهتر است اگر زودتر گرم شود. یعنی ظرفیت گرما زیاد است - به ضرر. اما آیا از ویلا فقط در فصل سرد استفاده می شود؟ در تابستان؟
و در تابستان گرم است. و خانه ای با ظرفیت گرمایی ضعیف در خنک نگه داشتن بسیار بدتر است. تغییر فاز قاب، عایق بندی شده با نوعی بازالت، حداقل است. و در چنین خانه ای بدون کولر نمی توان گرما را شکست داد. و در خانه ای با ظرفیت گرمایی خوب، تهویه مطبوع اصلاً ضروری نیست.
حالا در مورد این که «هزینه گرمایش را هم می پردازید». دوره معینی را با دمای ثابت در نظر بگیرید. دما در روز بیشتر و در شب کمتر است. در خانه ای با ظرفیت گرمایی کم چه اتفاقی می افتد؟ دمای داخلی نیز با دامنه نسبتاً زیادی "راه می رود". برای اینکه راحت بماند، باید تنظیم شود.
1. دستی. در عین حال، شرایطی که گرمای اضافی در خانه تولید می شود اجتناب ناپذیر است:
- با افزایش دمای بیرون، اختلاف دما کاهش می یابد، گرما با سرعت زیاد از دیوارها خارج می شود و بخاری تا زمانی که تنظیم آن را تغییر دهید، به همان میزان تولید می کند. گرما و در نتیجه سوخت بیشتری مصرف می شود.
- در شب کاهش دما در فضای باز وجود دارد. و برای اینکه در نیمه شب از خواب بیدار نشوید، باید تنظیم را با حاشیه انجام دهید، در غیر این صورت گرمای بخاری تا صبح کافی نخواهد بود.
2. نوعی ACS. اما شما باید برای آن هزینه کنید. برای تنظیم کننده، برای دستگاه های اجراییو سنسورهایی برای سیم کشی این دستگاه ها.
و اکنون خانه ای با ظرفیت گرمایی خوب می گیریم. حتی با گرم کردن اجاق گاز، دمای خانه راحت باقی می ماند.
در چنین خانه ای تنظیم نگهداری رژیم حرارتی بسیار آسان تر است. از جمله در حالت خودکار.
علاوه بر این، برعکس فقط توسط کسانی تأیید می شود که در یک تجارت مرتبط با موادی هستند که فقط می دانند چگونه عایق کاری کنند (پشم معدنی، پلی استایرن و غیره).

کاملاً درست است که این مزخرف است.
برای اینکه بی اساس نباشم، نمودارهایی را درج می کنم که نشان می دهد پشم معدنی 200 میلی متری و درختان کاج چگونه به گرمای خیابان در تابستان واکنش نشان می دهند.

* هدایت حرارتی قطعاً یک کیفیت مفید است.
خیلی قانع کننده!

* از اینجاست که مزخرفات مربوط به "از دیدگاه فیزیک" و "ناپایداری سینوسی" رشد می کند.

سرد! و نه کمتر قانع کننده!

* حتی با گرم کردن اجاق گاز، دمای خانه راحت باقی می ماند.

باز هم "برهان" شایسته.البته ما شما را باور داریم! اینجا، در انجمن، هیچ کس تا به حال نشنیده و در خانه ای با اجاق گاز زندگی نکرده است.

* در چنین خانه ای تنظیم حفظ رژیم حرارتی بسیار آسان تر است. از جمله در حالت خودکار. *

همه چیز به همان اندازه قانع کننده است.

* کاملاً درست است که این مزخرف است.

عالی، همه را اینجا ساختی و همه چیز را مرتب کردی.

ظرفیت گرمایی اجسام توانایی جذب مقدار معینی از گرما در هنگام گرم شدن یا انتشار در هنگام سرد شدن است. ظرفیت گرمایی یک جسم عبارت است از نسبت بینهایت کوچک گرمای دریافتی بدن به افزایش متناظر در دمای آن. این مقدار بر حسب J/K اندازه گیری می شود. برای استفاده عملی، از گرمای ویژه استفاده می شود. گرمای ویژه ظرفیت گرمایی است که به مقدار واحد یک ماده اطلاق می شود. مقدار این ماده به نوبه خود را می توان بر حسب متر مکعب، کیلوگرم یا مول اندازه گیری کرد. بسته به اینکه ظرفیت حرارتی به کدام واحد کمی تعلق دارد، ظرفیت حرارتی حجمی، جرمی و مولی را تشخیص می دهند. در ساخت و ساز، بعید است که ما با اندازه گیری های مولی روبرو شویم، بنابراین ظرفیت گرمایی مولی را به فیزیکدانان واگذار می کنم.

گرمای مخصوص جرم (که با حرف C نشان داده می شود) که به سادگی گرمای مخصوص نیز نامیده می شود، مقدار گرمایی است که باید به یک واحد جرم یک ماده برسد تا آن را در واحد دما گرم کند. در SI با ژول بر کیلوگرم بر کلوین - J / (kg · K) اندازه گیری می شود.

ظرفیت گرمایی حجمی (C`) مقدار گرمایی است که باید به ترتیب به یک واحد حجم یک ماده وارد شود تا آن را در واحد دما گرم کند. در SI بر حسب ژول بر متر مکعب بر کلوین J/m اندازه گیری می شود³ ·به). در کتاب های مرجع ساخت و ساز، معمولاً ظرفیت گرمایی ویژه جرم آورده شده است - و ما آن را در نظر خواهیم گرفت.

مقدار گرمای ویژه تحت تأثیر دمای ماده، فشار و سایر پارامترهای ترمودینامیکی است. با افزایش دمای یک ماده، گرمای ویژه آن، به طور معمول، افزایش می یابد، اما برخی از مواد دارای منحنی کاملا غیر خطی از این وابستگی هستند. به عنوان مثال، با افزایش دما از 0 درجه سانتیگراد به 37 درجه سانتیگراد، ظرفیت گرمایی ویژه آب کاهش می یابد و پس از 37 درجه سانتیگراد به 100 درجه سانتیگراد افزایش می یابد (تصویر سمت چپ را ببینید). علاوه بر این، گرمای ویژه بستگی به نحوه تغییر پارامترهای ترمودینامیکی ماده (فشار، حجم و غیره) دارد. برای مثال، گرمای ویژه در فشار ثابت و در حجم ثابت متفاوت است.

فرمول محاسبه ظرفیت گرمایی ویژه: С = Q / (m مقادیر ظرفیت حرارتی بسیاری از مصالح ساختمانی در جدول زیر ارائه شده است.

برای تجسم، من همچنین رابطه بین رسانایی حرارتی و ظرفیت گرمایی برخی از مارتیاها و همچنین وابستگی ظرفیت گرمایی و چگالی را ارائه خواهم کرد:

این ویژگی مواد در عمل به ما چه می دهد؟

در ساخت دیوارهای مقاوم در برابر حرارت از مصالح گرما گیر استفاده می شود. این برای خانه هایی با اهمیت است گرمایش متناوبمثلا اجاق گاز مواد جاذب گرما و دیوارها از آنها گرما را به خوبی جمع می کنند. در طول عملیات سیستم گرمایش (کوره) ذخیره می شود و به تدریج پس از خاموش شدن سیستم گرمایش داده می شود، در نتیجه اجازه می دهد تا دمای راحت در طول روز حفظ شود. هرچه بتوان گرمای بیشتری را در یک ساختار جاذب گرما ذخیره کرد، دمای اتاق پایدارتر خواهد بود. جالب است بدانید که آجر و بتن، سنتی در ساخت و ساز مسکن، ظرفیت گرمایی به طور قابل توجهی کمتری نسبت به مثلاً پلی استایرن منبسط شده دارند و ecowool سه (!) برابر بیشتر از بتن جذب گرما می شود. با این حال، جرم بیهوده در فرمول ظرفیت گرمایی دخالت ندارد. این توده عظیم بتن یا آجر است که در مقایسه با همان ecowool امکان انباشته شدن مقادیر قابل توجهی گرما در دیوارهای سنگی خانه ها و هموارسازی نوسانات دمایی روزانه را فراهم می کند. و دقیقاً جرم ناچیز عایق در خانه های قاب، با وجود ظرفیت گرمایی بالاتر، است که نقطه ضعفتمام فناوری های وایرفریم

برای حل مشکل توصیف شده، باتری های عظیم گرما در خانه های قاب نصب می شوند - عناصر ساختاریداشتن جرم بالا با ظرفیت گرمایی به اندازه کافی بالا. این می تواند نوعی دیوارهای آجری داخلی، اجاق گاز یا شومینه عظیم، پیچ های بتنی باشد. مبلمان در خانه نیز یک انباشته کننده گرما خوب است، زیرا تخته سه لا، نئوپان و هر چوبی می توانند تقریباً سه برابر بیشتر از یک آجر به ازای هر کیلوگرم وزن گرما ذخیره کنند. نقطه ضعف این روش این است که انباشتگر حرارتی باید در مرحله طراحی خانه قاب طراحی شود. با توجه به وزن بسیار زیاد آن، لازم است که فونداسیون را از قبل طراحی کنید تا تصور کنید که چگونه این شی در فضای داخلی ادغام می شود. شایان ذکر است که جرم هنوز تنها معیار نیست، باید دقیقاً هر دو ویژگی را ارزیابی کرد: جرم و ظرفیت گرما. حتی طلا، با وزن باورنکردنی زیر 20 تن در متر مکعب، به عنوان یک انباشته کننده حرارت، تنها 23 درصد بهتر از یک مکعب بتنی با وزن 2.5 تن عمل می کند.

اما بهترین ماده برای انباشتگر حرارتی، بتن یا حتی آجر نیست! مس، برنز و آهن خوب هستند، اما خیلی سنگین هستند. اب! آب دارای ظرفیت گرمایی عظیمی است که بالاترین میزان در بین مواد موجود است. گازهای هلیوم (5190 J / (kg K) و هیدروژن (14300 J / (kg K)) دارای ظرفیت گرمایی حتی بالاتری هستند، اما استفاده از آنها کمی مشکل است.

من مقدار انرژی گرمایی ذخیره شده را در 1 متر مکعب و 1 تن ماده در ΔT = 1 درجه سانتی گراد محاسبه کردم. Q = C m ΔT

همانطور که از نمایش گرافیکی داده ها پیداست، هیچ ماده ای نمی تواند از نظر میزان گرمای ذخیره شده با آب رقابت کند! برای ذخیره 1 مگا ژول گرما، به 240 لیتر آب یا تقریباً 8 تن طلا نیاز داریم! آب 2.6 برابر بیشتر از آجر گرما جمع می کند (برای همان حجم). در عمل، این بدان معنی است که بهتر است از ظروف حاوی آب به عنوان یک ذخیره کننده گرما بسیار کارآمد استفاده کنید. اجرای کف آب گرم نیز به بهبود پایداری رژیم دما کمک می کند.

با این حال، این ملاحظات برای دماهای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد قابل اعمال است. پس از جوشاندن، آب به حالت فاز متفاوتی می رود و ظرفیت گرمایی خود را به شدت تغییر می دهد.

تمرینات ریاضی

برای محاسبه اتلاف گرما و سیستم گرمایش خانه آینده خود از یک متخصص استفاده کردم نرم افزاربرای محاسبه عناصر سیستم های مهندسی"VALTEC" از یک LLC خاص "Vesta-Trading". برنامه VALTEC.PRG به صورت عمومی در دسترس است و امکان محاسبه رادیاتور آب گرم، گرمایش از کف و دیوار، تعیین نیاز حرارتی محل، هزینه های مورد نیاز سرما، آب گرم، حجم فاضلاب، برای به دست آوردن محاسبات هیدرولیکی شبکه های داخلی تامین گرما و آب تاسیسات. بنابراین، با استفاده از این برنامه رایگان فوق العاده، تلفات حرارتی خانه خود را با مساحت 152 محاسبه کردم متر مربعکمی کمتر از 5 کیلو وات انرژی حرارتی را تشکیل می دهد. 120 کیلووات ساعت یا 432 مگاژول گرما در روز آزاد می شود. اگر فرض کنیم که من از یک انباشتگر حرارتی آب استفاده کنم که با مقداری منبع حرارتی، یک بار در روز تا 85 درجه سانتیگراد گرم می شود و به تدریج به سیستم گرما می دهد. گرمایش از کفتا دمای 25 درجه سانتی گراد (ΔT = 60 درجه سانتی گراد)، سپس برای انباشت 432 مگا ژول گرما به ظرفیت m = Q / (C · ΔT)، 432 / (4.184 · 60) = 1.7 m³ نیاز دارم.

و چه اتفاقی می افتد اگر من مثلاً یک اجاق آجری در خانه نصب کنم. آجری به وزن 1 تن که در آتشدان تا دمای 500 درجه سانتیگراد گرم می شود، اتلاف گرمای خانه من در طول روز را به طور کامل جبران می کند. در این حالت حجم آجر حدود 0.5 متر مکعب خواهد بود.

یکی از ویژگی های پروژه من در خانه (به طور کلی، چیز خاصی نیست) گرم کردن با کف آب گرم است. لوله خنک کننده در یک لایه بتن 7 سانتی متری در زیر کل سطح کف (152 متر مربع) گذاشته می شود - این 10.64 متر مربع بتن است! تحت پوشش بتن برنامه ریزی شده است کف چوبیروی تیرهایی با 25 سانتی متر عایق پلی استایرن منبسط شده - می توان گفت که از طریق چنین کیک عایق، 1 متر مربع از کف حدود 4 وات گرما را از دست می دهد که البته می توان با خیال راحت از آن غافل شد. ظرفیت گرمایی کف چقدر خواهد بود؟ در دمای خنک کننده 27 درجه سانتیگراد بتن ریزی 580 مگا ژول گرما را جذب می کند که معادل 161 کیلووات ساعت انرژی است و بیشتر از نیاز روزانه به گرما را پوشش می دهد. به عبارت دیگر، در زمستان در -20 درجه سانتیگراد (در چنین دماهایی بود که اتلاف گرما در خانه محاسبه شد) باید هر دو روز یک بار کف را تا 27 درجه سانتیگراد گرم کنم و اگر گرمای آب اضافی نصب کنید. باتری برای 1000 لیتر، سپس حتی دو بار در هفته دیگ کار خواهد کرد!

این همان چیزی است که ظرفیت گرمایی در یک بررسی بسیار سطحی است.

جذب گرما

ضریب جذب گرما (به انگلیسی U-value) نشان دهنده توانایی یک ماده برای درک گرما زمانی است که دمای سطح آن در نوسان است، یا به عبارت دیگر، این ضریب S توانایی یک سطح ماده با مساحت را نشان می دهد. 1 متر مربع برای جذب گرما به مدت 1 ثانیه در اختلاف دمای 1 درجه سانتیگراد. چگونه می توان این را از زندگی روزمره? اگر همزمان هر دو دست را روی دو سطح بتن و فوم که دمای یکسانی دارند بمالید، اولین مورد سردتر تلقی می شود - آزمایشی از درس های فیزیک مدرسه. این احساس ناشی از این واقعیت است که سطح بتن به شدت گرما را از دست می گیرد (جذب می کند) نسبت به فوم، زیرا بتن ضریب جذب حرارت بالاتری دارد (بتن = 18 W / (m2 ° C)، Seps = 0.41 W. / (m2 ° C))، با وجود این واقعیت که ظرفیت گرمایی ویژه فوم یک و نیم برابر بیشتر از بتن است.

مقدار ضریب جذب حرارتی S مواد با دوره نوسان شار حرارتی 24 ساعتبا رسانایی گرمایی λ، W / (m · K)، گرمای ویژه c، J / (kg · K) و چگالی مواد ρ، kg / m³ متناسب است و با دوره نوسانات حرارتی T، c نسبت معکوس دارد. (فرمول سمت چپ). اما در عمل ساخت و ساز از فرمول هایی استفاده می شود که تأثیر نسبت جرم رطوبت در مواد و شرایط آب و هوایی عملیات را در نظر می گیرد. برای اینکه شما را با اطلاعات غیر ضروری شلوغ نکنیم، پیشنهاد می کنم از داده های جدولی محاسبه شده از قبل استفاده کنید SNiP II-3-79 "مهندسی حرارت ساختمان"... من جالب ترین ها را در یک بشقاب کوچک جمع آوری کرده ام.

مواد عایق حرارتراندمان بالا (ضریب هدایت حرارتی کمتر) دارای ضریب جذب حرارت بسیار پایین است، به عنوان مثال. هنگامی که دمای سطح تغییر می کند، گرمای کمتری از بین می رود و بنابراین به طور فعال برای جداسازی سازه ها و دستگاه هایی با شرایط عملیاتی به شدت متغیر استفاده می شود.

نوسانات دما در سطح بیرونی مواد نیز به نوبه خود باعث نوسانات دما در خود ماده می شود و به تدریج در ضخامت مواد محو می شوند.

در طول فرآیند ساخت و ساز، من هنوز در مورد جذب حرارت مواد از هیچ سازنده نشنیده ام - ممکن است تصور شود که این نوعی تئوری است و نه چندان پارامتر مهم... با این حال، این مورد نیست - جذب حرارت مواد داخلی، مانند کف، به طور مستقیم بر احساس راحتی تأثیر می گذارد. آیا می توانید به راحتی با پای برهنه روی زمین راه بروید یا باید در تمام طول سال دمپایی بپوشید؟ برای طبقات، استانداردهایی برای ضریب محدود کننده جذب گرما وجود دارد. مقدار استاندارد جذب حرارتی پوشش برای کف ساختمان های مسکونی، بیمارستان ها، درمانگاه ها، درمانگاه ها، آموزش عمومی و مدارس کودکان، مهدکودک ها - حداکثر 12 وات / (m2- ° С). برای طبقات ساختمان های عمومی، به استثنای موارد فوق، ساختمان های کمکی و اماکن شرکت های صنعتی، مناطق با مشاغل دائمی در ساختمان های صنعتی گرم که نور کار فیزیکی(رده I) - بیش از 14 وات / (m2- ° С)؛ برای کف اتاق های گرم ساختمان های صنعتی، که در آن کار فیزیکی با شدت متوسط ​​انجام می شود (رده II) - حداکثر 17 وات / (m2- ° C).

شاخص جذب گرما استاندارد نیست: در اتاق هایی با دمای سطح کف بالاتر از 23 درجه سانتیگراد. در گرم شده اماکن صنعتیجایی که کار فیزیکی سنگین انجام می شود (رده III). در ساختمان های صنعتی، در صورتی که سطوح کف محل کار دائمی گذاشته شود تخته های چوبییا تشک های عایق حرارتی؛ v ساختمان های عمومی، که بهره برداری از آنها با حضور مداوم مردم در آنها (سالن موزه ها و نمایشگاه ها، سرسرای تئاتر و سینما و ...) همراه نیست.

اینرسی حرارتی

اینرسی حرارتی توانایی ساختار محصور برای مقاومت در برابر تغییرات میدان دما تحت تأثیرات حرارتی متفاوت است. تعداد امواج نوسانات دما را که در ضخامت حصار قرار دارند (مراطف) تعیین می کند.

پارامتر جذب حرارت به طور جدایی ناپذیری با اینرسی حرارتی مواد مرتبط است. در شکلی که عبور امواج دما در ضخامت ماده را نشان می دهد، می توانید طول موج را با l ببینید. تعداد چنین امواجی که در ضخامت حصار قرار دارند، نشانگر اینرسی حرارتی حصار است. مقدار عددی این شاخص دارد نام "انبوه حصار"و با D نشان داده می شود. برای یک محفظه همگن برابر است با حاصلضرب مقاومت حرارتی آن R با ضریب جذب حرارت ماده S: D = RS.

D یک کمیت بدون بعد است. در محفظه با D = 8.5، حدود یک موج کامل دما وجود دارد. زمانی که D< 8,5 в ограждении распологается неполная волна (т.е. запаздывание колебаний на внутренней поверхности по отношению к колебаниям на наружней поверхности менее одного периода; при Т=24 часа запаздывание менее суток), а при D >8.5 - بیش از یک موج دمایی در ضخامت قرار دارد.

برای نرده های چند لایه، جرم آن به عنوان مجموع انبوه لایه های جداگانه تعریف می شود:

D = R1S1 + R2S2 + .... RnSn، که در آن

R1، R2، Rn - مقاومت حرارتی لایه‌های جداگانه،

S1، S2، Sn - محاسبه ضرایب جذب حرارتی مواد لایه های جداگانه ساختار.

حصار در نظر گرفته می شود:

بدون اینرسی زمانی که D< 1,5;

"نور" در D از 1.5 تا 4.

"جرم متوسط" در D از 4 تا 7؛

"Massive" در D> 7.

مقایسه "انبوه" D حصار ساخته شده از مثلاً 20 سانتی متر پلی استایرن منبسط شده PSB-25 و آجر رسی جالب است:

D eps = R (0.2 / 0.035) * S (0.41) = 2.34 (یک ضربه سرد در بیرون دمای داخل را در حدود 6.6 ساعت تحت تأثیر قرار می دهد)

آجر D = R (0.2 / 0.7) * S (9.2) = 2.63 (یک ضربه سرد در بیرون دمای داخل را در حدود 7.5 ساعت تحت تأثیر قرار می دهد)

ما می بینیم که آجرکاری تنها 12٪ "جرم" تر از پلی استایرن است! نتیجه جالبی است، اما باید توجه داشت که در واقعیت معمولاً از عایق فوم نازک تری استفاده می شود (پانل استاندارد SIP 15 سانتی متر EPS است) و دیوارهای ضخیم تر از آجر ساخته می شوند. بنابراین، با ضخامت دیوار آجری 60 سانتی متر، پارامتر D = 7.9 و این در حال حاضر یک ساختار "عظیم" به تمام معناهای این اصطلاح است، یک موج دما از طریق چنین دیواری حدود 22 ساعت عبور می کند.

اینرسی حرارتی مطمئناً یک پدیده عجیب است، اما چگونه هنگام انتخاب بخاری آن را در نظر بگیریم؟ می‌توانیم فرآیند فیزیکی موج گرما را تصور کنیم که از عایق ما عبور می‌کند، اما اگر به دمای سطح داخلی (Tse)، دامنه آن (A) و تلفات حرارتی (Q) نگاه کنیم، تا حدودی نامشخص می‌شود که چگونه این پارامتر ( د) می تواند برای انتخاب تأثیر بگذارد. برای مثال، ضخامت 30 سانتی متر را در نظر بگیرید:

دیوار آجری D = 3.35، A = 2 ° C، Tse = 15 ° C، Q = 31;

پلی استایرن منبسط D = 3.2، A = 0.1 درجه سانتیگراد، Tse = 19.7 درجه سانتیگراد Q = 2.4;

بدیهی است که با اینرسی حرارتی تقریباً برابر، فوم به طور قابل توجهی گرمتر می شود! با این حال، اینرسی حرارتی به اصطلاح پایداری حرارتی ساختمان ها را تحت تاثیر قرار می دهد. مطابق با " مهندسی حرارت ساختمان"هنگام محاسبه مقاومت های مورد نیاز در برابر انتقال حرارت، دمای تخمینی زمستان هوای بیرون دقیقاً به اینرسی حرارتی بستگی دارد! هر چه اینرسی حرارتی بیشتر باشد، تغییر ناگهانی دمای هوای بیرون تاثیر کمتری بر پایداری دمای داخل خواهد داشت. این وابستگی به شکل زیر است:

دی<=1,5: Расчётная зимняя температура tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 98%;

1.5 < D < 4: tн равна температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 92%;

4 < D < 7: tн равна средней температуре наиболее холодных ТРЁХ суток;

D> 7: tn برابر با میانگین دمای سردترین پنج روز با پوشش 92 درصد است.

به اندازه کافی عجیب، اما در همان سند هیچ وجود ندارد دمای میانگیندر سردترین سه روز، اما در SNiP 23-01-99 یک مورد وجود دارد "دمای سردترین دوره پنج روزه 98٪ است، فکر می کنم بتوان از آن برای محاسبه استفاده کرد. صفحه سمت چپ ( مثل همیشه، در اسناد مغایرت وجود دارد). بگذارید با یک مثال توضیح دهم:

ما در برست در حال ساخت یک خانه فریمی هستیم و آن را با 15 سانتی متر پشم معدنی عایق می کنیم. اینرسی حرارتی سازه D = 1.3. به این معنی که در تمام محاسبات دمای هوای بیرون باید 31- درجه سانتیگراد در نظر گرفته شود.

ما در برست خانه ای از بتن هوادهی به ضخامت 30 سانتی متر می سازیم D = 3.9. اکنون می توان محاسبات دما را برای -25 درجه سانتیگراد انجام داد.

بالاخره خانه ای در برست از چوب پوشچا به قطر 30 سانتی متر در برست می سازیم D = 9.13. اینرسی آن امکان تولید را فراهم می کند محاسبات حرارتیبرای دمای کمتر از -21 درجه سانتیگراد.

دیوارهای عظیم جاذب گرما در تابستان به دلیل اختلاف دمای روزانه می توانند به عنوان یک تنظیم کننده غیرفعال دما در اتاق ها عمل کنند. دیوارهایی که در طول شب خنک می شوند، هوای گرمی را که در روز از خیابان می آید خنک می کنند و بالعکس. چنین تنظیمی زمانی مفید است که میانگین دمای هوای روزانه برای یک فرد راحت باشد. اما اگر در شب خیلی خنک نباشد و در روز خیلی گرم باشد، در یک خانه سنگی نمی توان بدون کولر انجام داد.در زمستان، دیوارهای بیرونی عظیم به عنوان تنظیم کننده آب و هوا کاملاً بی فایده هستند. در زمستان روز و شب سرد است. اگر خانه به طور مداوم گرم نمی شود، اما به طور دوره ای، به عنوان مثال، با چوب، یک اجاق سنگی عظیم به عنوان یک ذخیره کننده گرما مورد نیاز است، نه دیوارهای بیرونی آجری. برای اینکه دیوارهای بیرونی در زمستان تبدیل به ذخیره کننده حرارت شوند، باید از بیرون به خوبی عایق بندی شوند! اما پس از آن در تابستان این دیوارها دیگر نمی توانند به سرعت یک شبه خنک شوند. این همان خانه قاب با عایق است، اما با یک ذخیره کننده حرارت داخلی.

برای تجسم فرآیندهای حرارتی که در ضخامت یک ماده همگن اتفاق می‌افتند، یک فلش درایو تعاملی ساختم که در آن می‌توانید دمای ورودی و خروجی را تغییر دهید، ضخامت ماده را در محدوده‌های مشخصی تغییر دهید و (از لیست کوچکی از موارد) انتخاب کنید. جالب ترین از دیدگاه من) خود مواد. بخشی از ریاضیات در درایو فلش بر اساس فرمول های SNiP II-3-79 "مهندسی گرمای ساختمان" است و ممکن است به دلیل داده های بسیار متنوع در مورد ویژگی های همان ماده، در مورد نیازهای مختلف ریزاقلیم، کمی با نمونه های دیگر من متفاوت باشد. از منبع به منبع (SNiPs، KTP)، و حتی با محاسبات در هر کتابچه راهنما به دلیل گرد کردن دلخواه هم در کتابچه ها و هم از طرف من =) همه محاسبات، به اصطلاح، برای اهداف اطلاعاتی هستند.

افزایش مداوم هزینه های گرمایش مسکن ما را به فکر انتخاب فناوری ساخت و ساز با بالاترین شاخص های بهره وری انرژی می اندازد. ساخت خانه های کم مصرف امروزه یک هوی و هوس نیست، بلکه یک نیاز فوری است که در قانون در قانون فدرال RF برای № 261-ФЗ "در مورد صرفه جویی در انرژی".

اثربخشی ساختار دیوار یک ساختمان مسکونی به طور مستقیم به شاخص های تلفات حرارتی بستگی دارد که از طریق عناصر مختلف پوشش ساختمان رخ می دهد. از طریق دیواره های بیرونی است که بیشتر گرما از بین می رود. به همین دلیل است که هدایت حرارتی آنها به طور جدی بر آب و هوای داخلی تأثیر می گذارد. هیچ فایده ای برای صحبت در مورد موثر وجود ندارد سازه های دیواریبدون در نظر گرفتن شاخص های هدایت حرارتی. دیوار می تواند ضخیم، مستحکم و گران باشد، اما به هیچ وجه به صرفه نیست.

یک سوال طبیعی پیش می آید که کدام خانه گرمتر است یا بهتر است بگوییم کدام یک از مواد رایج در کشور ما گرما را بهتر حفظ می کند؟ مقایسه ساده ضرایب انتقال حرارت در این مورد کاملاً صحیح نیست. اول از همه، توانایی حفظ گرما توسط ساختار محصور خارجی، به عنوان یک سیستم واحد، باید ارزیابی شود.

خانه های روستایی را در نظر بگیرید که با استفاده از فناوری های مختلف ساخته شده اند انواع متفاوتدیوارها، و ببینید کدام خانه دارد کوچکترین ضررحرارت.

در ساخت و ساز مسکن کم متراژ، انواع خانه های زیر رایج ترین هستند:

• سنگ
• چوبی
• قاب

هر یک از این گزینه ها چندین زیرگونه دارد که پارامترهای آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. برای به دست آوردن پاسخ عینی به این سوال که کدام خانه گرمتر است، فقط مقایسه می کنیم بهترین نمونه هایکی یکی از لیست

ویژگی های هدایت حرارتی
مصالح ساختمانی محبوب

خانه های آجری

خانه آجری خانه ای قابل اعتماد و بادوام است و در بین همشهریان ما محبوب است. استحکام و مقاومت آن در برابر عوامل نامطلوب محیطی به دلیل چگالی بالای مواد است.

دیوارهای آجریگرما را به خوبی حفظ می کند، اما همچنان به گرمایش دائمی محل نیاز دارد. در غیر این صورت، در زمستان، آجر رطوبت را جذب می کند و زیر وزن سنگ تراشی شروع به فروپاشی می کند. اگر مدت زمان طولانییک خانه آجری را بدون گرم کردن نگه دارید، حدود سه روز باید تا دمای معمولی گرم شود.

معایب ساختمان های آجری:

• انتقال حرارت بالا و نیاز به عایق حرارتی اضافی. بدون لایه عایق، ضخامت دیوار آجری که بتواند گرما را حفظ کند باید حداقل 1.5 متر باشد.
• عدم امکان استفاده دوره ای (فصلی) از ساختمان. دیوارهای آجری گرما و رطوبت را به خوبی جذب می کنند. در فصل سرما گرم شدن کامل خانه حداقل سه روز طول می کشد و حداقل یک ماه طول می کشد تا رطوبت اضافی کاملا از بین برود.
• اتصال ضخیم سیمان و ماسه که آجرکاری را در کنار هم نگه می دارد، سه برابر بیشتر از آجر هدایت حرارتی دارد. بر این اساس، از دست دادن گرما از طریق اتصالات بنایی حتی بیشتر از خود آجر است.

فن آوری خانه گرمآجر نیاز دارد عایق اضافیبا خارج ازدیوارها با صفحات عایق

خانه های ساخته شده از چوب

فضای راحت در خانه ای که از چوب ساخته شده است سریعتر ایجاد می شود. این ماده عملا خنک یا گرم نمی شود، بنابراین دمای داخل خانه به سرعت تثبیت می شود. با ضخامت کافی دیوارها، چنین خانه هایی نیازی به عایق بندی ندارند، زیرا خود درخت می تواند به عنوان عایق حرارتی عمل کند.

با این حال، به منظور خانه چوبیگرم بود، ضخامت دیوارهای بیرونی از چوب جامد باید بیش از 40 سانتی متر، از چوب چسبانده شده 35-40 سانتی متر، و از کنده های گرد بیش از 50 سانتی متر باشد. هزینه ساخت چنین مسکن بسیار زیاد است. باقی می ماند که یا نیازهای مدرن را نادیده بگیریم و خانه ای بسازیم، به عنوان مثال، از میله ای با حداقل ضخامت 20-22 سانتی متر یا از سیاهه های مربوط به قطر 24-28 سانتی متر (در حالی که درک می کنیم که هزینه های گرمایش بسیار بالا خواهد بود، به ویژه اگر گاز اصلی در خانه وجود ندارد)، یا دیوارهای یک خانه چوبی هنوز باید عایق بندی شوند.

برای افرادی که راحتی و مصلحت را در اولویت قرار می دهند، بهتر است به فکر عایق کاری خانه چوبی باشند. سپس درخت یک میکروکلید بهینه در خانه ایجاد می کند و عایق باعث صرفه جویی در گرمایش می شود. در مقایسه با آجر، تلفات حرارتی یک خانه چوبی بسیار کمتر است. اما با این حال، برای اینکه یک خانه چوبی گرم نیز مقرون به صرفه باشد، نیاز به عایق حرارتی اضافی دارد.

خانه های قاب

با توجه به ویژگی های آن تکنولوژی قابساخت و ساز بسیار بهتر از یک خانه آجری یا چوبی به نظر می رسد و نیازی به عایق اضافی ندارد. اگر در منطقه آب و هوایی که در آن ساخت و ساز برنامه ریزی شده است خانه روستایی، در زمستان دمای پایین وجود دارد، پس فناوری قاب ایده آل ترین گزینه است.

فناوری ساخت خانه قاب به معنای لایه ای از عایق حرارتی در داخل دیوارها است که به شما امکان می دهد از محل در برابر سرمای بیرون محافظت کنید. مزیت بزرگ ساخت خانه اسکلت، در مقایسه با خانه های چوبی یا آجری، راندمان انرژی بالا با ضخامت دیوار بسیار کم است.

این فناوری امکان ساخت اشیایی را می دهد که از نظر هدف عملکردی کاملاً متفاوت هستند:

خانه های چارچوبی برای زندگی فصلی.
به عنوان مثال، تخته های قاب پانل، خانه های ساخته شده از پانل های عایق خود نگهدارنده و سایر گزینه های "اقتصادی" که عمدتا استفاده می شود
مثل کلبه های تابستانی

گرم خانه های قاببرای اقامت دائم.
به عنوان مثال، ساختمان ها در پایه یکپارچه، با عایق دیوار حداقل 200 میلی متر، با تاسیسات داخلی.

ساختمان های قاب سه بعدی نه تنها گرم ترین خانه های قاب برای اقامت دائم هستند، بلکه در بهره وری انرژی نیز پیشرو هستند. در این مورد، نظرات بسیاری از کارشناسان مطابقت دارد: قاب سه بعدی دارای توانایی استثنایی در حفظ گرما است، دارای پارامترهای "خانه غیرفعال" است و برای استفاده در سراسر کشور به عنوان مسکن کارآمد در مصرف انرژی توصیه می شود.