개인 주택의 난방 시스템을 위해 보일러, 라디에이터 및 파이프를 직접 집어 들고 싶다고 가정 해보십시오. 작업 번호 1-난방을위한 열 부하, 즉 건물을 쾌적한 실내 온도로 난방하는 데 필요한 총 열 소비량을 계산합니다. 결과의 복잡성과 정확성이 다른 3 가지 계산 방법을 연구 할 것을 제안합니다.
하중을 결정하는 방법
먼저 용어의 의미를 설명합니다. 열 부하는 가장 추운 기간에 건물을 표준 온도로 가열하기 위해 난방 시스템에서 소비하는 총 열량입니다. 값은 에너지 단위-킬로와트, 킬로 칼로리 (덜 자주-킬로 줄)로 계산되며 라틴 문자 Q로 수식에 표시됩니다.
일반적으로 개인 주택 난방에 대한 부하와 각 방의 필요성을 알면 전력 시스템의 보일러, 히터 및 배터리를 선택하는 것은 어렵지 않습니다. 이 매개 변수를 계산하는 방법 :
- 천장 높이가 3m에 도달하지 않으면 가열 된 방의 면적에 따라 확대 계산이 이루어집니다.
- 천장 높이가 3m 이상이면 건물의 부피에 따라 열 소비가 고려됩니다.
- SNiP에 따른 외부 펜싱 및 환기 공기 가열 비용을 통한 열 손실 측정.
노트. 최근에는 다양한 인터넷 리소스 페이지에있는 온라인 계산기가 널리 보급되었습니다. 그들의 도움으로 열 에너지의 양을 결정하는 것이 빠르며 추가 지침이 필요하지 않습니다. 빼기-열 엔지니어가 아닌 사람들이 프로그램을 작성하기 때문에 결과의 신뢰성을 확인해야합니다.
처음 두 계산 방법은 가열 된 면적 또는 건물의 부피와 관련하여 특정 열 특성을 적용한 것을 기반으로합니다. 이 알고리즘은 간단하고 어디에서나 사용되지만 매우 대략적인 결과를 제공하며 코티지의 단열 정도를 고려하지 않습니다.
SNiP에 따르면 SNiP에 따라 열 에너지 소비를 계산하는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 많은 참조 데이터를 수집하고 계산을 수행해야하지만 최종 수치에는 실제 그림이 95 %의 정확도로 반영됩니다. 우리는 방법론을 단순화하고 가능한 한 열 부하 계산을 이해할 수 있도록 노력할 것입니다.
예를 들어, 100m²의 단층 주택 프로젝트
열 에너지의 양을 결정하는 모든 방법을 명확하게 설명하기 위해 그림에 표시된 것처럼 총 외부 면적에 따라 총 면적이 100 제곱 인 단층 주택을 예로들 것을 제안합니다. 우리는 건물의 기술적 특성을 나열합니다.
- 건축 지역-온화한 기후의 스트립 (Minsk, Moscow);
- 외부 펜싱의 두께는 38cm이며, 재료는 규산염 벽돌입니다.
- 외벽 단열재-두께 100mm, 밀도-25kg / m³의 폴리스티렌;
- 바닥-바닥에 콘크리트, 지하실이 없습니다.
- 중첩-10cm 폴리스티렌으로 차가운 다락방 측면에서 절연 된 철근 콘크리트 슬래브;
- 창문-2 잔의 표준 금속 플라스틱, 크기-1500 x 1570 mm (h);
- 전면 도어는 100 x 200 cm 크기의 금속이며 내부에서 20 mm 압출 된 폴리스티렌 폼으로 절연되어 있습니다.
코티지는 반 벽돌 (12cm)의 내부 칸막이가 있으며 보일러 실은 별도의 건물에 있습니다. 방의 면적은 그림에 표시되어 있으며 천장의 높이는 설명 된 계산 방법에 따라 결정됩니다-2.8 또는 3m.
직각으로 열 소비량을 계산합니다
난방 부하의 대략적인 추정을 위해 가장 간단한 열 계산이 일반적으로 사용됩니다. 건물의 면적은 외부 측정에 따라 취해지고 100W를 곱합니다. 따라서 100m²의 코티지의 열 소비는 10,000W 또는 10kW입니다.결과적으로 안전 계수가 1.2-1.3 인 보일러를 선택할 수 있으며이 경우 장치의 전력은 12.5 kW와 같습니다.
방의 위치, 창문 수 및 개발 지역을 고려하여보다 정확한 계산을 수행하는 것이 좋습니다. 따라서 최대 3m의 천장에서는 다음 공식을 사용하는 것이 좋습니다.
각 방에 대해 계산이 개별적으로 수행 된 다음 결과를 합산하여 지역 계수로 곱합니다. 공식 표기법에 대한 설명 :
- Q는 원하는 하중 W입니다.
- Spom-방의 구적, m²;
- q는 실내 면적 W / m²와 관련된 특정 열 특성의 지표입니다.
- k-거주 지역의 기후를 고려한 계수.
참고로. 개인 주택이 온화한 지역에있는 경우 계수 k는 1과 같습니다. 남부 지역에서는 k = 0.7이고 북부 지역에서는 1.5-2의 값이 사용됩니다.
총 직각 표시기 q = 100 W / m²의 대략적인 계산. 이 방법은 방의 위치와 다른 수의 개구부를 고려하지 않습니다. 코티지 내부의 복도는 같은 지역의 창문이있는 코너 침실보다 훨씬 적은 열을 잃을 것입니다. 우리는 다음과 같이 특정 열 특성 q의 값을 취하는 것을 제안합니다.
- 하나의 외부 벽과 창문 (또는 문)이있는 방의 경우 q = 100 W / m²;
- 하나의 개구부가있는 코너 룸-120 W / m²;
- 두 개의 창과 동일-130 W / m².
q 값을 선택하는 방법은 평면도에 명확하게 표시되어 있습니다. 이 예에서 계산은 다음과 같습니다.
Q = (15.75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15.75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.
보시다시피, 정제 된 계산은 다른 결과를 낳았습니다. 사실 특정 주택 난방의 경우 1mW의 열 에너지에 100m²가 더 소비됩니다. 이 그림은 개구부와 벽을 통해 집으로 침투하는 실외 공기를 가열하기위한 열 소비량 (침투)을 고려합니다.
방의 부피에 의한 열부하 계산
바닥과 천장 사이의 거리가 3m 이상에 도달하면 이전 계산 옵션을 사용할 수 없습니다. 결과가 올바르지 않습니다. 이러한 경우, 난방 부하는 실내 부피의 1m³ 당 열 소비량의 특정 집계 지표에 따른 것으로 간주됩니다.
공식과 계산 알고리즘은 동일하게 유지되며 영역 매개 변수 S 만 볼륨-V로 변경됩니다.
따라서 각 방의 입방 용량과 관련하여 특정 소비량 q의 다른 지표가 취해집니다.
- 건물 내부 또는 하나의 외벽과 창문이있는 방-35 W / m³;
- 하나의 창문이있는 코너 룸-40 W / m³;
- 45 W / m³의 두 개의 개구부가 동일합니다.
노트. 지역 계수 k를 늘리거나 줄이면 수식에 변경없이 적용됩니다.
예를 들어, 우리는 천장 높이를 3m로 사용하여 오두막 난방에 대한 하중을 결정합니다.
Q = (47.25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47.25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182W ≈ 11.2kW.
난방 시스템의 필요한 열 출력은 이전 계산과 비교하여 200W 증가했습니다. 우리가 방의 높이를 2.7-2.8m로 가져 가면 입방 미터를 통한 에너지 소비를 계산하면 그 숫자는 거의 같습니다. 즉,이 방법은 모든 높이의 실내에서 열 손실을 통합 계산하는 데 매우 적합합니다.
SNiP에 따른 계산 알고리즘
이 방법은 기존의 모든 방법 중 가장 정확합니다. 당사의 지침을 사용하여 계산을 올바르게 수행하면 결과를 100 % 확신하고 가열 장비를 조용히 선택할 수 있습니다. 절차는 다음과 같습니다.
- 각 방에서 외부 벽, 바닥 및 천장의 직교를 별도로 측정합니다. 창문과 정문 영역을 결정하십시오.
- 모든 야외 울타리에서 열 손실을 계산하십시오.
- 환기 (침투) 공기를 가열하는 데 사용되는 열 에너지 소비량을 찾으십시오.
- 결과를 요약하고 열 부하의 실제 지표를 얻으십시오.
중요한 점. 2 층짜리 별장에서는 내부 천장이 환경과 경계를 이루지 않기 때문에 고려되지 않습니다.
열 손실 계산의 본질은 비교적 간단합니다. 창문, 벽 및 바닥이 다른 재료로 만들어져 있기 때문에 각 유형의 건물 구조가 손실하는 에너지 량을 알아야합니다. 외벽의 구적을 결정할 때 유약 개구부의 면적을 뺍니다. 후자는 더 큰 열 유속을 허용하므로 별도로 고려됩니다.
방의 너비를 측정 할 때 다이어그램에 표시된 것처럼 내부 파티션의 두께의 절반을 추가하고 외부 모서리를 캡처하십시오. 목표는 외부 펜스의 전체 구적을 고려하여 전체 표면에서 열을 잃는 것입니다.
우리는 벽과 지붕의 열 손실을 결정합니다
동일한 유형의 구조 (예 : 벽)를 통과하는 열유속을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
표기법을 해독하십시오.
- 우리가 Qi, W로 지정한 하나의 울타리를 통한 열 손실량;
- A-같은 방 내 벽의 제곱, m²;
- tv-실내의 편안한 온도, 보통 +22 ° С;
- tн-가장 추운 겨울 5 일 동안 지속되는 거리 공기의 최소 온도 (지역의 실제 가치를 취하십시오);
- R은 열 전달에 대한 외부 펜스 두께의 저항, m² ° C / W입니다.
하나의 불확실한 매개 변수는 위의 목록-R에 남아 있습니다. 그 값은 벽 구조의 재료와 울타리의 두께에 따라 다릅니다. 열전달 저항을 계산하려면 다음과 같이 진행하십시오.
- 외벽의지지 부분과 절연 층의 두께를 결정하십시오. 공식-δ의 문자는 미터 단위로 간주됩니다.
- 참고 표에서 구조 재료 λ의 열전도 계수를 확인하십시오. 측정 단위는 W / (m ºС)입니다.
- 수식에서 찾은 값을 하나씩 대체하십시오.
- 각 벽 레이어에 대해 R을 별도로 정의하고 결과를 추가 한 다음 첫 번째 공식에 사용하십시오.
같은 방에있는 창문, 벽 및 천장에 대해 별도로 계산을 반복 한 후 다음 방으로 넘어갑니다. 바닥을 통한 열 손실은 아래 설명과 같이 별도로 고려됩니다.
팁. 다양한 재료의 올바른 열전도 계수는 규범 문서에 나와 있습니다. 러시아의 경우이 규칙은 우크라이나의 규약 SP 50.13330.2012입니다-DBN V.2.6–31 ~ 2006. 주의! 계산시 "B"열에 규정 된 λ 값을 작동 조건으로 사용하십시오.
계산 예 1 층짜리 집의 거실 (천장 높이 3m) :
- 창문과 함께 외벽의 면적 : (5.04 + 4.04) x 3 = 27.24 m². 창의 제곱은 1.5 x 1.57 x 2 = 4.71 m²입니다. 순 펜싱 면적 : 27.24-4.71 = 22.53 m².
- 규산염 벽돌을 깔기위한 열전도도 λ는 0.87 W / (m º C), 거품은 25 kg / m ³-0.044 W / (m º C)입니다. 두께는 각각 0.38 및 0.1m이며, 우리는 열 전달 저항을 고려합니다 : R = 0.38 / 0.87 + 0.1 / 0.044 = 2.71 m² ° C / W.
- 외부 온도-마이너스 25 ° С, 거실 내부-플러스 22 ° С. 차이는 25 + 22 = 47 ° C입니다.
- 우리는 거실 벽을 통한 열 손실을 결정합니다 : Q = 1 / 2.71 x 47 x 22.53 = 391 와트.
마찬가지로 창문과 바닥을 통한 열 흐름이 고려됩니다. 반투명 구조의 열 저항은 일반적으로 제조업체에서 표시하며 22cm 두께의 철근 콘크리트 바닥의 특성은 규범 또는 참고 문헌에 나와 있습니다.
- 단열재 바닥의 R = 0.22 / 2.04 + 0.1 / 0.044 = 2.38 m² ° C / W, 지붕을 통한 열 손실은 1/238 x 47 x 5.04 x 4.04 = 402W입니다.
- 창 개구부를 통한 손실 : Q = 0.32 x 47 x71 = 70.8W.
거실 (바닥 제외)의 총 열 손실은 391 + 402 + 70.8 = 863.8 와트입니다. 나머지 방에 대해서도 비슷한 계산이 수행되고 결과가 요약됩니다.
참고 : 건물 내부의 복도는 외부 셸과 접촉하지 않으며 지붕과 바닥을 통해서만 열이 손실됩니다. 계산 방법론에서 고려해야 할 울타리는 비디오를 참조하십시오.
층을 구역으로 나누기
지상에서 바닥으로 인해 손실되는 열량을 알아보기 위해 다이어그램에 표시된 것처럼 건물은 평면도에서 2m 너비의 구역으로 나뉩니다. 첫 번째 스트립은 건물 구조의 외부 표면에서 시작합니다.
계산 알고리즘은 다음과 같습니다.
- 코티지 계획의 개요를 2m 폭의 스트립으로 나누십시오. 최대 구역 수는 4입니다.
- 각 구역에서 별도로 떨어지는 바닥 면적을 계산하여 내부 파티션을 무시하십시오. 참고 사항 : 모서리의 구적은 두 번 계산됩니다 (그림에서 음영 처리).
- 편의상 계산 공식을 사용하여 모든 영역에서 열 손실을 결정하고 그림을 요약하십시오.
- 구역 I에 대한 열전달 저항 R은 2.1m² ° C / W, II-4.3, III-8.6, 나머지 바닥-14.2 m² ° C / W로 간주됩니다.
노트. 우리가 가열 된 지하실에 대해 이야기하고 있다면, 첫 번째 스트립은지면에서 시작하여 벽의 지하 부분에 있습니다.
미네랄 울 또는 폴리스티렌 폼으로 절연 된 바닥은 동일하게 계산되며, 공식 δ / λ로 결정된 절연 층의 열 저항 만 고정 R 값에 추가됩니다.
계산 예 시골집의 거실에서 :
- 구역 I의 구적은 (5.04 + 4.04) x 2 = 18.16 m², 플롯 II-3.04 x 2 = 6.08 m²입니다. 나머지 구역은 거실에 들어 가지 않습니다.
- 첫 번째 영역의 에너지 소비는 1 / 2.1 x 47 x 18.16 = 406.4W이며 두 번째 영역은 1 / 4.3 x 47 x 6.08 = 66.5W입니다.
- 거실 바닥을 통과하는 열의 양은 406.4 + 66.5 = 473 와트입니다.
이제 문제의 방에서 총 열 손실을 쉽게 줄일 수 있습니다. 863.8 + 473 = 1336.8W, 반올림-1.34kW.
환기 공기 가열
개인 주택과 아파트의 대부분은 자연 환기가 가능합니다. 거리의 공기는 창문과 문의 나르 넥스를 관통하고 공기 구멍을 공급합니다. 들어오는 차가운 질량은 가열 시스템에 의해 가열되어 추가 에너지를 소비합니다. 이러한 손실의 양을 찾는 방법 :
- 침투 계산이 너무 복잡하기 때문에 규제 문서를 통해 각 평방 미터 하우징에 대해 시간당 3m³의 공기를 할당 할 수 있습니다. 총 공급 공기 공급량 L은 단순하다고 간주됩니다. 실내 구적에는 3이 곱해집니다.
- L은 부피이며 공기 흐름의 질량 m이 필요합니다. 표에서 가져온 가스의 밀도를 곱하여 찾으십시오.
- 공기 질량 m은 학교 물리학 과정의 공식으로 대체되어 소비되는 에너지의 양을 결정할 수 있습니다.
우리는 15.75m²의 넓이가 오래 지속되는 거실의 예에서 필요한 열량을 계산합니다. 유입 부피 L = 15.75 x 3 = 47.25 m³ / h, 질량-47.25 x 1.422 = 67.2 kg / h. 공기의 열 용량 (문자 C로 표시)이 0.28 W / (kg ºС)와 같다고 가정하면 에너지 소비량은 Qvent = 0.28 x 67.2 x 47 = 884 W입니다. 보시다시피, 수치는 매우 인상적이므로 공기 질량을 가열해야합니다.
건물의 열 손실과 환기를위한 열 소비의 최종 계산은 이전에 얻은 모든 결과를 합산하여 결정됩니다. 특히 거실 난방에 대한 하중은 그림 0.88 + 1.34 = 2.22 kW가됩니다. 마찬가지로 별장의 모든 방이 계산되며 에너지 비용이 끝나면 한 자리까지 추가됩니다.
최종 결제
풍부한 수식으로 인해 두뇌가 아직 끓기 시작하지 않았다면 1 층짜리 집 전체에서 결과를 보는 것이 확실히 흥미 롭습니다. 이전 예제에서 우리는 주요 작업을 수행했지만 다른 방을 통과하고 건물의 전체 외피의 열 손실을 확인하는 것만 남아 있습니다. 원시 데이터를 찾았습니다.
- 벽의 열 저항-2.71, 창문-0.32, 바닥-2.38 m² ° С / W;
- 천장 높이-3m;
- 압출 폴리스티렌 폼으로 절연 된 전면 도어의 R은 0.65 m² ° C / W이며;
- 내부 온도-22, 외부-마이너스 25 ° С.
계산을 단순화하기 위해 Exel에서 테이블을 만들 것을 제안한 다음 중간 및 최종 결과를 넣습니다.
계산이 끝나고 표를 채우면 건물의 다음과 같은 열 에너지 소비 값이 얻어졌습니다.
- 거실-2.22 kW;
- 주방-2.536 kW;
- 복도-745 W;
- 복도-586 W;
- 화장실-676W;
- 침실-2.22 kW;
- 어린이-2.536 kW.
100m²의 개인 주택 난방 시스템의 총 하중은 11.518W로 반올림-11.6kW입니다.결과는 대략적인 계산 방법과 문자 그대로 5 % 다릅니다.
계산 결과를 사용하는 방법
건물의 열 수요를 알면 주택 소유자는 다음을 수행 할 수 있습니다.
- 별장을 가열하기 위해 열 전력 장비의 전원을 명확하게 선택하십시오.
- 원하는 수의 라디에이터 섹션을 다이얼하십시오.
- 필요한 단열재의 두께를 결정하고 건물의 단열을 수행하십시오.
- 시스템의 어느 부분에서나 냉각수 유량을 확인하고 필요한 경우 파이프 라인의 유압 계산을 수행하십시오.
- 평균 일일 및 월간 열 소비량을 찾으십시오.
마지막 단락이 특히 중요합니다. 우리는 1 시간 만에 열부하 값을 찾았지만 더 오랜 시간 동안 다시 계산하고 추정 연료 소비-가스, 장작 또는 펠렛을 계산할 수 있습니다.