การคำนวณการสูญเสียความร้อนของอาคารอย่างง่าย ฉนวนกันความร้อนบ้าน

ฉันพบว่าสูญเสียการทับซ้อนกัน (พื้นบนพื้นดินโดยไม่มีฉนวน) อย่างมากเลยทีเดียว
ด้วยค่าการนำความร้อนของคอนกรีต 1.8 ปรากฎว่าฤดูกาล 61491 kWh
ฉันคิดว่าความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยไม่ควรใช้เป็น 4033 * 24 เนื่องจากโลกยังอุ่นกว่าอากาศในบรรยากาศ

สำหรับพื้น อุณหภูมิจะต่างกันน้อยลง อากาศภายนอกอยู่ที่ -20 องศา และพื้นใต้พื้นได้ +10 องศา นั่นคือที่อุณหภูมิในบ้าน 22 องศาในการคำนวณการสูญเสียความร้อนในผนังความแตกต่างของอุณหภูมิจะอยู่ที่ 42 องศาและสำหรับพื้นในเวลาเดียวกันจะเป็นเพียง 12 องศาเท่านั้น

ปีที่แล้วฉันได้คำนวณด้วยตัวเองเพื่อเลือกความหนาของฉนวนที่เหมาะสมทางเศรษฐกิจ แต่ฉันทำการคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้น ฉันพบสถิติเมืองของฉันเกี่ยวกับอุณหภูมิในปีที่แล้วในอินเทอร์เน็ต และเพิ่มขึ้นทุกๆ สี่ชั่วโมง คือฉันคิดว่าในช่วงสี่ชั่วโมงอุณหภูมิจะคงที่ สำหรับแต่ละอุณหภูมิ เขากำหนดว่าอุณหภูมินี้มีกี่ชั่วโมงต่อปี และคำนวณการสูญเสียสำหรับแต่ละอุณหภูมิสำหรับฤดูกาล แน่นอน แบ่งออกเป็นบทความ ผนัง ห้องใต้หลังคา พื้น หน้าต่าง การระบายอากาศ สำหรับพื้น ฉันเอาความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นค่าคงที่ 15 องศา เช่น (ฉันมีห้องใต้ดิน) ฉันทำทุกอย่างในสเปรดชีต excel กำหนดความหนาของฉนวนแล้วเห็นผลทันที

ผนังของฉันเป็นอิฐซิลิเกต 38 ซม. บ้านสองชั้นพร้อมชั้นใต้ดิน พื้นที่ที่มีชั้นใต้ดินคือ 200 ตร.ม. ม. ผลลัพธ์เป็นดังนี้:
โฟม 5 ซม. ประหยัดสำหรับฤดูกาลคือ 25919 รูเบิลระยะเวลาคืนทุนง่าย ๆ (ไม่มีอัตราเงินเฟ้อ) คือ 12.8 ปี
โฟม 10 ซม. เงินฝากออมทรัพย์สำหรับฤดูกาลจะอยู่ที่ 30,017 รูเบิลระยะเวลาคืนทุนอย่างง่าย (ไม่มีอัตราเงินเฟ้อ) คือ 12.1 ปี
โฟม 15 ซม. ประหยัดต่อฤดูกาลจะอยู่ที่ 31,690 รูเบิลระยะเวลาคืนทุนง่าย ๆ (ไม่มีอัตราเงินเฟ้อ) คือ 12.5 ปี

ทีนี้ ลองคิดถึงจำนวนที่ต่างออกไปเล็กน้อย เปรียบเทียบ 10 ซม. และคืนทุนให้อีก 5 ซม. (สูงสุด 15)
ดังนั้นการประหยัดเพิ่มเติมที่ +5 ซม. คือประมาณ 1,700 รูเบิลต่อฤดูกาล และค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับการอุ่นเครื่องอยู่ที่ประมาณ 31,500 รูเบิลนั่นคือค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเหล่านี้ ฉนวน 5 ซม. จะจ่ายหลังจาก 19 ปีเท่านั้น มันไม่คุ้มค่าแม้ว่าก่อนการคำนวณฉันตั้งใจที่จะทำ 15 ซม. เพื่อลดต้นทุนการดำเนินงานของก๊าซ แต่ตอนนี้ฉันเห็นว่าหนังแกะไม่คุ้มกับเทียนเพิ่ม ประหยัดเงิน 1,700 รูเบิลต่อปี ไม่ใช่เรื่องร้ายแรง

ในการเปรียบเทียบกับ 5 ซม. แรกเราเพิ่มอีก 5 ซม. แล้วเพิ่ม ออมจะอยู่ที่ 4100 ต่อปีบวก ราคา 31500 คืนทุน 7.7 ปี นี่เป็นเรื่องปกติอยู่แล้ว ฉันจะผอมลง 10 ซม. แต่ฉันไม่อยากทำอย่างนั้นจริงๆ

ใช่ ตามการคำนวณของฉัน ฉันได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้
ผนังอิฐ 38 ซม. บวกโฟม 10 ซม.
หน้าต่างประหยัดพลังงาน
เพดานขนขั้นต่ำ 20 ซม. (ฉันไม่ได้นับกระดานบวกฟิล์มสองแผ่นและช่องว่างอากาศ 5 ซม. และจะมีช่องว่างอากาศระหว่างฝ้าเพดานกับฝ้าเพดานตกแต่งความสูญเสียจะยิ่งน้อยลง แต่ จนถึงตอนนี้ฉันไม่ได้คำนึงถึง) พื้นของแผ่นโฟมหรืออะไรก็ตามอีก 10 ซม. พร้อมการระบายอากาศ

ขาดทุนรวมสำหรับปีคือ 41,245 กิโลวัตต์ ชม., ประมาณ ก๊าซ 4,700 ลูกบาศก์เมตรต่อปีหรือมากกว่านั้น 17500 rub/ ปี (1460 รูเบิล / เดือน) สำหรับฉันแล้วมันกลับกลายเป็นว่าโอเค ฉันต้องการสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบทำเองสำหรับการระบายอากาศ มิฉะนั้น ฉันประมาณ 30-33% ของการสูญเสียความร้อนทั้งหมด นี่คือการสูญเสียสำหรับการระบายอากาศ บางอย่างจำเป็นต้องตัดสินใจด้วยสิ่งนี้ ฉันไม่ต้องการนั่งใน กล่องไม้ก๊อก

การก่อสร้างบ้านใด ๆ เริ่มต้นด้วยการร่างโครงการบ้าน เมื่อถึงขั้นตอนนี้แล้ว คุณควรคิดถึงการอบอุ่นบ้านเพราะ ไม่มีอาคารและบ้านเรือนที่สูญเสียความร้อนเป็นศูนย์ ซึ่งเราต้องจ่ายในฤดูหนาวที่หนาวเย็น ในช่วงฤดูร้อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำฉนวนของบ้านทั้งภายนอกและภายในโดยคำนึงถึงคำแนะนำของนักออกแบบ

อะไรและทำไมต้องหุ้มฉนวน?

ในระหว่างการก่อสร้างบ้าน หลายคนไม่รู้ และไม่รู้ด้วยซ้ำว่าในบ้านส่วนตัวที่สร้างขึ้น ในช่วงฤดูร้อน ความร้อนมากถึง 70% จะทำให้ถนนร้อน

เมื่อถามคำถามเกี่ยวกับการประหยัดงบประมาณของครอบครัวและปัญหาฉนวนกันความร้อนในบ้าน หลายคนสงสัยว่า: อะไรและวิธีการป้องกัน ?

คำถามนี้ตอบง่ายมาก การดูหน้าจอของเครื่องถ่ายภาพความร้อนในฤดูหนาวก็เพียงพอแล้ว และคุณจะสังเกตได้ทันทีว่าองค์ประกอบโครงสร้างใดที่ความร้อนระบายออกสู่บรรยากาศ

หากคุณไม่มีอุปกรณ์ดังกล่าว ก็ไม่สำคัญ ด้านล่างเราจะอธิบายสถิติที่แสดงตำแหน่งและเปอร์เซ็นต์ของความร้อนที่ออกจากบ้าน ตลอดจนโพสต์วิดีโอของตัวสร้างภาพความร้อนจากโครงการจริง

เมื่อเป็นฉนวนบ้านสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าความร้อนไม่เพียงระบายออกผ่านพื้นและหลังคา ผนัง และฐานรากเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผ่านหน้าต่างและประตูเก่าซึ่งจะต้องเปลี่ยนหรือหุ้มฉนวนในฤดูหนาวด้วย

การกระจายการสูญเสียความร้อนในบ้าน

ผู้เชี่ยวชาญทุกคนแนะนำ ฉนวนของบ้านส่วนตัว อพาร์ตเมนต์และโรงงานอุตสาหกรรม ไม่เพียงแต่จากภายนอกแต่ยังมาจากภายในด้วย หากยังไม่เสร็จ ความอบอุ่นที่ "รัก" สำหรับเราในฤดูหนาวก็จะหายไปอย่างรวดเร็ว

จากสถิติและข้อมูลจากผู้เชี่ยวชาญ ซึ่งหากระบุและขจัดการรั่วไหลของความร้อนหลัก จะสามารถประหยัดความร้อนได้ 30% หรือมากกว่าในฤดูหนาว

ลองวิเคราะห์ว่าทิศทางใดและความร้อนของเราออกจากบ้านกี่เปอร์เซ็นต์

การสูญเสียความร้อนที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นผ่าน:

การสูญเสียความร้อนผ่านหลังคาและพื้น

ดังที่คุณทราบ ลมอุ่นจะลอยขึ้นไปด้านบนเสมอ ดังนั้นมันจึงทำให้หลังคาบ้านและเพดานไม่หุ้มฉนวนร้อน ซึ่งความร้อนของเรารั่วไหลออกมา 25%

ผลิต ฉนวนกันความร้อนหลังคาบ้านและลดการสูญเสียความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด จึงต้องใช้ฉนวนหลังคาที่มีความหนารวมตั้งแต่ 200 มม. ถึง 400 มม. เทคโนโลยีฉนวนหลังคาบ้านสามารถมองเห็นได้โดยการขยายภาพด้านขวา

การสูญเสียความร้อนผ่านผนัง

หลายคนอาจสงสัยว่า: ทำไมการสูญเสียความร้อนผ่านผนังที่ไม่มีฉนวนของบ้าน (ประมาณ 35%) มากกว่าผ่านหลังคาที่ไม่มีฉนวนของบ้าน เพราะอากาศอุ่นทั้งหมดลอยขึ้นไปด้านบน?

ทุกอย่างง่ายมาก ประการแรก พื้นที่ผนังมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่หลังคา และประการที่สอง วัสดุที่แตกต่างกันมีค่าการนำความร้อนต่างกัน ดังนั้นเมื่อสร้างบ้านในชนบทอย่างแรกเลยคุณต้องดูแล ฉนวนกันความร้อนผนังบ้าน. ด้วยเหตุนี้จึงเหมาะที่จะเป็นฉนวนสำหรับผนังที่มีความหนารวมตั้งแต่ 100 ถึง 200 มม.

ในการเป็นฉนวนผนังบ้านที่เหมาะสม คุณต้องมีความรู้ด้านเทคโนโลยีและเครื่องมือพิเศษ เทคโนโลยีของฉนวนผนังของบ้านอิฐสามารถมองเห็นได้โดยการขยายภาพทางด้านขวา

การสูญเสียความร้อนผ่านพื้น

อาจดูแปลกแต่ไม่ใช่พื้นฉนวนในบ้านใช้ความร้อน 10 ถึง 15% (ตัวเลขอาจมากกว่านั้นถ้าบ้านของคุณสร้างด้วยเสาเข็ม) เนื่องจากการระบายอากาศใต้บ้านในช่วงฤดูหนาว

เพื่อลดการสูญเสียความร้อนผ่าน พื้นฉนวนภายในบ้านคุณสามารถใช้ฉนวนสำหรับพื้นที่มีความหนาตั้งแต่ 50 ถึง 100 มม. นี้จะเพียงพอที่จะเดินเท้าเปล่าบนพื้นในฤดูหนาวที่หนาวเย็น เทคโนโลยีของฉนวนพื้นบ้านสามารถมองเห็นได้โดยการขยายภาพทางด้านขวา

การสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่าง

หน้าต่าง- บางทีนี่อาจเป็นองค์ประกอบที่แทบจะป้องกันไม่ได้เพราะ แล้วบ้านจะกลายเป็นเหมือนคุกใต้ดิน สิ่งเดียวที่สามารถทำได้เพื่อลดการสูญเสียความร้อนได้ถึง 10% คือการลดจำนวนหน้าต่างในการออกแบบ หุ้มฉนวนทางลาด และติดตั้งหน้าต่างกระจกสองชั้นเป็นอย่างน้อย

การสูญเสียความร้อนผ่านประตู

องค์ประกอบสุดท้ายในการออกแบบบ้านซึ่งระบายความร้อนได้มากถึง 15% คือประตู นี่เป็นเพราะการเปิดประตูทางเข้าอย่างต่อเนื่องซึ่งความร้อนจะหลบหนีตลอดเวลา สำหรับ ลดการสูญเสียความร้อนผ่านประตูอย่างน้อยที่สุด ขอแนะนำให้ติดตั้งประตูบานคู่ ปิดผนึกด้วยยางปิดผนึก และติดตั้งม่านกันความร้อน

ประโยชน์ของบ้านฉนวน

• คืนทุนในฤดูร้อนครั้งแรก
• ประหยัดค่าเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อนที่บ้าน
• ร่มเย็นในฤดูร้อน
• ฉนวนกันเสียงที่ดีเยี่ยมสำหรับผนังและเพดานและพื้น
• การปกป้องโครงสร้างบ้านจากการถูกทำลาย
• เพิ่มความสะดวกสบายในร่ม
• จะสามารถเปิดเครื่องทำความร้อนได้ในภายหลัง

ผลงานฉนวนของบ้านส่วนตัว

มันทำกำไรได้มากในการอุ่นบ้าน และในกรณีส่วนใหญ่ถึงแม้จะจำเป็นเพราะ นี่เป็นเพราะข้อดีมากกว่าบ้านที่ไม่มีฉนวนและช่วยให้คุณประหยัดงบประมาณของครอบครัวได้

เมื่อทำฉนวนภายนอกและภายในของบ้านแล้วบ้านส่วนตัวของคุณจะกลายเป็นเหมือนกระติกน้ำร้อน ความร้อนจะไม่หายไปในฤดูหนาวและความร้อนจะไม่มาในฤดูร้อนและค่าใช้จ่ายทั้งหมดสำหรับฉนวนที่สมบูรณ์ของซุ้มและหลังคาชั้นใต้ดินและฐานรากจะชำระภายในฤดูร้อนเดียว

เพื่อทางเลือกที่ดีที่สุดของฉนวนสำหรับบ้าน เราขอแนะนำให้คุณอ่านบทความของเรา: ฉนวนประเภทหลักสำหรับบ้านซึ่งกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับฉนวนประเภทหลักที่ใช้ในฉนวนของบ้านส่วนตัวทั้งภายนอกและภายใน ข้อดีและข้อเสีย

วิดีโอ: โครงการจริง - ความร้อนจะไปไหนในบ้าน

ไม่ใช่ว่าวัสดุทุกชนิดที่ใช้ในการก่อสร้างจะสามารถประหยัดความร้อนในระดับที่เหมาะสมสำหรับบ้านส่วนตัวได้ ความร้อนรั่วไหลผ่านผนัง หลังคา พื้น ช่องหน้าต่าง เมื่อพิจารณาด้วยความช่วยเหลือของเครื่องสร้างภาพความร้อนซึ่งองค์ประกอบโครงสร้างของอาคารทำหน้าที่เป็น "จุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอ" จึงสามารถลดการสูญเสียความร้อนในบ้านส่วนตัวได้อย่างมากโดยใช้ฉนวนที่ซับซ้อนหรือไม่เป็นชิ้นเป็นอัน

ฉนวนกันความร้อนของหน้าต่างที่บ้านมักดำเนินการตามเทคโนโลยีของสวีเดนซึ่งหน้าต่างทั้งหมดจะถูกลบออกจากกรอบจากนั้นจึงเลือกร่องตามขอบของกรอบด้วยเครื่องตัดซึ่งเป็นวัสดุเคลือบหลุมร่องฟันที่ทำจากซิลิโคน (ด้วย เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ถึง 7 มม.) เต็มไป - ช่วยให้คุณปิดผนึกระเบียงหน้าต่างได้อย่างน่าเชื่อถือ ช่องว่างเล็ก ๆ ในเฟรม ช่องว่างระหว่างหน้าต่างกระจกสองชั้นและกรอบจะเต็มไปด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟันหลังจากล้างเบื้องต้น ทำความสะอาด และทำให้หน้าต่างแห้ง

ฉนวนหน้าต่างสามารถทำได้โดยใช้ฟิล์มประหยัดพลังงาน ซึ่งยึดกับกรอบหน้าต่างด้วยแถบกาวในตัว โดยปล่อยให้แสงเข้ามาในห้อง ฟิล์มจะป้องกันการไหลของความร้อนได้อย่างน่าเชื่อถือเนื่องจากการสปัตเตอร์ที่เป็นโลหะ โดยนำความร้อนกลับเข้ามาในห้องประมาณ 60% การสูญเสียความร้อนที่มีนัยสำคัญผ่านหน้าต่างมักเกี่ยวข้องกับการละเมิดรูปทรงเรขาคณิตของเฟรม ช่องว่างระหว่างเฟรมและทางลาด ความหย่อนคล้อยและผ้าคาดเอวเบ้ การทำงานของข้อต่อที่ไม่ดี - เพื่อขจัดปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการปรับหรือซ่อมแซมหน้าต่างที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

การสูญเสียความร้อนที่สำคัญที่สุด - ประมาณ 40% - เกิดขึ้นที่ผนังอาคาร ดังนั้นฉนวนที่รอบคอบของผนังหลักของบ้านส่วนตัวจะช่วยปรับปรุงพารามิเตอร์การประหยัดพลังงานได้อย่างมาก ฉนวนผนังสามารถทำได้จากภายในหรือ/และภายนอก - วิธีการเป็นฉนวนขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างบ้าน บ้านคอนกรีตอิฐและโฟมมักเป็นฉนวนจากภายนอก แต่สามารถวางฉนวนกันความร้อนจากด้านในของอาคารเหล่านี้ได้ บ้านไม้แทบไม่เคยหุ้มฉนวนจากด้านในเลย เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะเรือนกระจกภายในห้อง ภายนอกบ้านเป็นฉนวนจากบาร์ บางครั้งก็มาจากบ้านไม้ซุง

ฉนวนกันความร้อนของผนังของบ้านสามารถทำได้โดยใช้เทคโนโลยีของซุ้ม "เปียก" หรือบานพับ - ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีการเหล่านี้อยู่ในหลักการของการติดตั้งส่วนหุ้มด้านหน้า เมื่อจัดเรียงส่วนหน้า "เปียก" ฉนวนความร้อนหนาแน่น (โพลีสไตรีนที่ขยายตัว, สไตรีน) ติดอยู่กับผนังจากนั้นจึงทำการตกแต่งโดยใช้ส่วนผสมของกาว เมื่อติดตั้งซุ้มบานพับหลังจากติดตั้งเครื่องทำความร้อน (ขนแร่หรือใยแก้ว) ลังจะถูกติดตั้งและจากนั้นโมดูลที่หันเข้าหากันจะได้รับการแก้ไขในโปรไฟล์ องค์ประกอบที่จำเป็นของ "พาย" ของผนังคือฟิล์มกั้นไอซึ่งขจัดคอนเดนเสทออกจากชั้นฉนวนปกป้องจากการเปียกและป้องกันการสูญเสียคุณสมบัติของฉนวน

หลังคาบ้านเป็นอีกพื้นผิวหนึ่งที่ความร้อนระบายออกจากตัวบ้านตลอดเวลา หลังคาอาจมีความอบอุ่นมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างดาดฟ้า ตามกฎแล้วฉนวนหุ้มต้องใช้หลังคาโลหะจากกระดาษลูกฟูกและกระเบื้องโลหะ หลังคาที่ทำด้วยออนดูลิน กระเบื้องที่มีความยืดหยุ่นและเซรามิกมีค่าการนำความร้อนต่ำ ดังนั้น "พาย" ที่เป็นฉนวนจึงอาจบางกว่าในกรณีของโลหะ เช่นเดียวกับเทคโนโลยีสำหรับฉนวนพื้นผิวอื่น ๆ ของบ้านต้องมีแผงกั้นไอน้ำใน "พาย" ของหลังคาและมีช่องว่างระบายอากาศหนึ่งหรือสองช่องเพื่อการระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพของพื้นที่ใต้หลังคา

ความร้อนรั่วไหลผ่านพื้นของบ้านส่วนตัวมีขนาดเล็ก ซึ่งแตกต่างจากการเปิดผนังและหน้าต่าง - ประมาณ 10% และจะลดลงเหลือน้อยที่สุดขึ้นอยู่กับการจัดวางของฉนวน โพลีสไตรีน โพลีสไตรีนหรือขนแร่ชนิดเดียวกันใช้เป็นฉนวนสำหรับพื้น แต่ยังสามารถใช้ดินเหนียวขยายตัว คอนกรีตโฟม ส่วนผสมที่ยึดด้วยซีเมนต์และพีทเสื่อ การวัดฉนวนเพิ่มเติมในบ้านในชนบทคือการติดตั้งระบบทำความร้อนใต้พื้น: น้ำ สายเคเบิล หรืออินฟราเรด

คล้ายกับอุปกรณ์สำหรับฉนวนผนังและหลังคา เมมเบรนกั้นไอทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นของ "พาย" ของพื้น ซึ่งป้องกันไอน้ำอิ่มตัวจากความชื้นที่ไหลออกจากภายในบ้าน ดังนั้นชั้นฉนวนความร้อนจึงได้รับการปกป้องไม่ให้เปียกได้อย่างน่าเชื่อถือ

เพื่อไม่ให้บ้านของคุณกลายเป็นหลุมลึกสำหรับค่าใช้จ่ายในการทำความร้อน เราขอแนะนำให้ศึกษาทิศทางพื้นฐานของการวิจัยทางวิศวกรรมความร้อนและวิธีการคำนวณ หากไม่มีการคำนวณเบื้องต้นของการซึมผ่านของความร้อนและการสะสมของความชื้น สาระสำคัญทั้งหมดของการสร้างบ้านจะหายไป

ฟิสิกส์ของกระบวนการทางความร้อน

สาขาวิชาฟิสิกส์ที่แตกต่างกันมีความคล้ายคลึงกันมากในการอธิบายปรากฏการณ์ที่พวกเขาศึกษา ดังนั้นมันจึงเป็นวิศวกรรมความร้อน: หลักการที่อธิบายระบบอุณหพลศาสตร์สะท้อนรากฐานของแม่เหล็กไฟฟ้า อุทกพลศาสตร์ และกลศาสตร์คลาสสิกอย่างชัดเจน ท้ายที่สุด เรากำลังพูดถึงคำอธิบายของโลกใบเดียวกัน ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่แบบจำลองของกระบวนการทางกายภาพจะมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติทั่วไปบางประการในการวิจัยหลายด้าน

สาระสำคัญของปรากฏการณ์ทางความร้อนนั้นง่ายต่อการเข้าใจ อุณหภูมิของร่างกายหรือระดับความร้อนของมันเป็นเพียงการวัดความเข้มของการสั่นของอนุภาคมูลฐานที่ร่างกายนี้ประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบ เห็นได้ชัดว่าเมื่ออนุภาคสองอนุภาคชนกัน อนุภาคที่มีระดับพลังงานสูงกว่าจะถ่ายเทพลังงานไปยังอนุภาคที่มีพลังงานต่ำกว่า แต่จะไม่ในทางกลับกัน อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่วิธีเดียวในการแลกเปลี่ยนพลังงาน การถ่ายโอนยังทำได้ผ่านควอนตาการแผ่รังสีความร้อน ในเวลาเดียวกัน หลักการพื้นฐานจำเป็นต้องรักษาไว้: ควอนตัมที่ปล่อยออกมาจากอะตอมที่มีความร้อนน้อยกว่าจะไม่สามารถถ่ายโอนพลังงานไปยังอนุภาคมูลฐานที่ร้อนกว่าได้ มันถูกสะท้อนออกมาจากมันและหายไปอย่างไร้ร่องรอย หรือถ่ายโอนพลังงานของมันไปยังอะตอมอื่นที่มีพลังงานน้อยกว่า

อุณหพลศาสตร์เป็นสิ่งที่ดีเพราะกระบวนการที่เกิดขึ้นนั้นชัดเจนและสามารถตีความได้ภายใต้หน้ากากของรุ่นต่างๆ สิ่งสำคัญคือการปฏิบัติตามหลักสมมุติฐาน เช่น กฎการถ่ายโอนพลังงานและสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ ดังนั้น หากการนำเสนอของคุณเป็นไปตามกฎเหล่านี้ คุณจะเข้าใจวิธีการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนจากและไปยังได้อย่างง่ายดาย

แนวคิดเรื่องการต้านทานการถ่ายเทความร้อน

ความสามารถของวัสดุในการถ่ายเทความร้อนเรียกว่าการนำความร้อน ในกรณีทั่วไป สารจะสูงกว่าเสมอ ความหนาแน่นของสารจะมากขึ้น และโครงสร้างของสารจะดีขึ้นเพื่อส่งผ่านการสั่นสะเทือนทางจลนศาสตร์

ปริมาณที่แปรผกผันกับการนำความร้อนคือความต้านทานความร้อน สำหรับวัสดุแต่ละชนิด คุณสมบัตินี้จะใช้ค่าที่ไม่ซ้ำกันโดยขึ้นอยู่กับโครงสร้าง รูปร่าง และปัจจัยอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนในความหนาของวัสดุและในบริเวณที่สัมผัสกับสื่ออื่น ๆ อาจแตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีชั้นของสสารอย่างน้อยที่สุดระหว่างวัสดุในสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกัน ในเชิงปริมาณ ความต้านทานความร้อนจะแสดงเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิหารด้วยอัตราการไหลของความร้อน:

R t \u003d (T 2 - T 1) / P

• R t - ความต้านทานความร้อนของส่วน K / W;
• T 2 - อุณหภูมิของจุดเริ่มต้นของส่วน K;
• T 1 - อุณหภูมิของส่วนท้ายของส่วน K;
• P คือฟลักซ์ความร้อน W

ในบริบทของการคำนวณการสูญเสียความร้อน ความต้านทานความร้อนมีบทบาทชี้ขาด โครงสร้างที่ปิดล้อมใดๆ สามารถแสดงเป็นแนวกั้นระนาบขนานกับการไหลของความร้อน ความต้านทานความร้อนทั้งหมดเป็นผลรวมของความต้านทานของแต่ละชั้น ในขณะที่พาร์ติชั่นทั้งหมดพับเป็นโครงสร้างเชิงพื้นที่ ซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นอาคาร

R เสื้อ \u003d ล. / (λ S)

• R เสื้อ - ความต้านทานความร้อนของส่วนวงจร K / W;
• l คือความยาวของส่วนของวงจรความร้อน m;
• λ คือค่าการนำความร้อนของวัสดุ W/(m K);
• S คือพื้นที่หน้าตัดของไซต์ m 2

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการสูญเสียความร้อน

กระบวนการทางความร้อนมีความสัมพันธ์ที่ดีกับกระบวนการทางไฟฟ้า: ความแตกต่างของอุณหภูมิทำหน้าที่เป็นแรงดันไฟฟ้า ฟลักซ์ความร้อนถือได้ว่าเป็นความแรงของกระแส แต่คุณไม่จำเป็นต้องคิดค่าความต้านทานของคุณเองด้วยซ้ำ แนวคิดเรื่องความต้านทานน้อยที่สุดซึ่งปรากฏในวิศวกรรมความร้อนเป็นสะพานเย็นก็เป็นความจริงเช่นกัน

หากเราพิจารณาวัสดุตามอำเภอใจในส่วนใดส่วนหนึ่ง จะค่อนข้างง่ายที่จะกำหนดเส้นทางของการไหลของความร้อนทั้งที่ระดับจุลภาคและระดับมหภาค ในรูปแบบแรกเราจะใช้ผนังคอนกรีตซึ่งตามความจำเป็นทางเทคโนโลยีจะทำด้วยเหล็กเส้นของส่วนโดยพลการผ่านการยึด เหล็กนำความร้อนค่อนข้างดีกว่าคอนกรีต ดังนั้นเราสามารถแยกความแตกต่างของกระแสความร้อนหลักได้:

• ผ่านคอนกรีต
• ผ่านเหล็กเส้น
• จากเหล็กเส้นสู่คอนกรีต

รูปแบบการไหลของความร้อนล่าสุดน่าสนใจที่สุด เนื่องจากแท่งเหล็กจะอุ่นเร็วขึ้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัสดุทั้งสองจะถูกสังเกตใกล้กับส่วนนอกของผนังมากขึ้น ดังนั้น เหล็กจึงไม่เพียงแต่ "ปั๊ม" ให้ความร้อนภายนอกเท่านั้น แต่ยังเพิ่มค่าการนำความร้อนของมวลคอนกรีตที่อยู่ติดกันด้วย

ในตัวกลางที่มีรูพรุน กระบวนการทางความร้อนดำเนินการในลักษณะเดียวกัน วัสดุก่อสร้างเกือบทั้งหมดประกอบด้วยใยสสารที่เป็นของแข็งที่แตกแขนง ซึ่งช่องว่างระหว่างนั้นเต็มไปด้วยอากาศ ดังนั้นวัสดุที่เป็นของแข็งและหนาแน่นจึงทำหน้าที่เป็นตัวนำความร้อนหลัก แต่เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อน เส้นทางที่กระจายความร้อนจึงมีขนาดใหญ่กว่าหน้าตัด ดังนั้น ปัจจัยที่สองที่กำหนดความต้านทานความร้อนคือความแตกต่างของแต่ละชั้นและเปลือกอาคารโดยรวม

ปัจจัยที่สามที่ส่งผลต่อค่าการนำความร้อน เราสามารถตั้งชื่อการสะสมของความชื้นในรูขุมขน น้ำมีความต้านทานความร้อนต่ำกว่าอากาศ 20-25 เท่า ดังนั้นหากเติมเข้าไปในรูพรุน ค่าการนำความร้อนโดยรวมของวัสดุจะสูงกว่าหากไม่มีรูพรุนเลย เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง สถานการณ์จะยิ่งแย่ลงไปอีก: ค่าการนำความร้อนสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 80 เท่า ตามกฎแล้วแหล่งที่มาของความชื้นคืออากาศภายในห้องและการตกตะกอนในบรรยากาศ ดังนั้น วิธีการหลักสามวิธีในการต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้คือ การกันซึมของผนังภายนอก การใช้การป้องกันไอและการคำนวณการสะสมความชื้น ซึ่งจำเป็นต้องดำเนินการควบคู่ไปกับการคาดการณ์การสูญเสียความร้อน

รูปแบบการคำนวณที่แตกต่าง

วิธีที่ง่ายที่สุดในการกำหนดปริมาณการสูญเสียความร้อนในอาคารคือการสรุปค่าความร้อนที่ไหลผ่านโครงสร้างที่สร้างอาคารนี้ เทคนิคนี้คำนึงถึงความแตกต่างในโครงสร้างของวัสดุต่าง ๆ อย่างครบถ้วนตลอดจนข้อมูลเฉพาะของความร้อนที่ไหลผ่านพวกมันและที่ทางแยกของระนาบหนึ่งไปยังอีกระนาบหนึ่ง วิธีการแบบแบ่งขั้วดังกล่าวทำให้งานง่ายขึ้นอย่างมาก เนื่องจากโครงสร้างการปิดล้อมที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในการออกแบบระบบป้องกันความร้อน ดังนั้นในการศึกษาแยกต่างหากจึงง่ายกว่าที่จะกำหนดปริมาณการสูญเสียความร้อนเนื่องจากมีวิธีการคำนวณที่หลากหลายสำหรับสิ่งนี้:

• สำหรับผนัง การรั่วของความร้อนในเชิงปริมาณเท่ากับพื้นที่ทั้งหมดคูณด้วยอัตราส่วนของความแตกต่างของอุณหภูมิต่อความต้านทานความร้อน ในเวลาเดียวกันการวางแนวของผนังไปยังจุดสำคัญนั้นจำเป็นต้องคำนึงถึงความร้อนในเวลากลางวันรวมถึงการระบายอากาศของโครงสร้างอาคาร
• สำหรับพื้นวิธีการจะเหมือนกัน แต่คำนึงถึงพื้นที่ห้องใต้หลังคาและโหมดการทำงานของมันด้วย นอกจากนี้ยังใช้ค่าที่สูงกว่า 3-5 ° C เป็นอุณหภูมิห้องความชื้นที่คำนวณได้ก็เพิ่มขึ้น 5-10% ด้วย
• การสูญเสียความร้อนผ่านพื้นจะคำนวณเป็นวงๆ โดยอธิบายสายพานตามปริมณฑลของอาคาร เนื่องจากอุณหภูมิของดินใต้พื้นสูงกว่าบริเวณศูนย์กลางของอาคารเมื่อเทียบกับส่วนฐานราก
• การไหลของความร้อนผ่านกระจกถูกกำหนดโดยข้อมูลแผ่นป้ายของหน้าต่างและต้องคำนึงถึงประเภทของหน้าต่างที่อยู่ติดกับผนังและความลึกของทางลาดด้วย

Q = S (ΔT / Rt)

• Q คือการสูญเสียความร้อน W;
• S - พื้นที่ผนัง m 2;
• ΔT - ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในและภายนอกห้อง° C;
• R t - ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อน m 2 ° C / W

ตัวอย่างการคำนวณ

ก่อนดำเนินการสาธิต เรามาตอบคำถามสุดท้ายกัน: จะคำนวณความต้านทานความร้อนรวมของโครงสร้างหลายชั้นที่ซับซ้อนได้อย่างไร แน่นอนว่าสิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยตนเอง เนื่องจากไม่มีการใช้ฐานรับน้ำหนักและระบบฉนวนหลายประเภทในการก่อสร้างสมัยใหม่ อย่างไรก็ตามมันค่อนข้างยากที่จะคำนึงถึงการปรากฏตัวของการตกแต่งเสร็จสิ้นการฉาบภายในและซุ้มเช่นเดียวกับอิทธิพลของกระบวนการชั่วคราวทั้งหมดและปัจจัยอื่น ๆ จะดีกว่าถ้าใช้การคำนวณอัตโนมัติ หนึ่งในแหล่งข้อมูลออนไลน์ที่ดีที่สุดสำหรับงานดังกล่าวคือ smartcalc.ru ซึ่งจะแปลงจุดน้ำค้างเพิ่มเติมตามสภาพภูมิอากาศ

ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาอาคารตามอำเภอใจ โดยศึกษาคำอธิบายที่ผู้อ่านจะสามารถตัดสินชุดข้อมูลเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการคำนวณได้ มีบ้านชั้นเดียวรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด 8.5x10 ม. และเพดานสูง 3.1 ม. ตั้งอยู่ในเขตเลนินกราด บ้านมีพื้นไม่มีฉนวนหุ้มบนพื้นพร้อมกระดานบนท่อนซุงที่มีช่องว่างอากาศ ความสูงของพื้นคือ 0.15 ม. สูงกว่าเครื่องหมายการวางแผนภาคพื้นดินบนเว็บไซต์ วัสดุผนังเป็นเสาหินตะกรันหนา 42 ซม. พร้อมปูนฉาบปูนภายในที่มีความหนาสูงสุด 30 มม. และปูนฉาบปูนซีเมนต์ภายนอกของประเภท "ขน" ที่มีความหนาสูงสุด 50 มม. พื้นที่กระจกทั้งหมดคือ 9.5 ม. 2 หน้าต่างที่ใช้เป็นหน้าต่างกระจกสองชั้นในรูปแบบประหยัดความร้อนโดยมีความต้านทานความร้อนเฉลี่ย 0.32 ม. 2 °C / W เพดานทำด้วยคานไม้: ด้านล่างถูกฉาบด้วยงูสวัดซึ่งเต็มไปด้วยตะกรันจากเตาหลอมและปกคลุมด้วยการพูดนานน่าเบื่อดินเหนียวด้านบน เหนือเพดานมีห้องใต้หลังคาแบบเย็น งานคำนวณการสูญเสียความร้อนคือการก่อตัวของระบบป้องกันความร้อนสำหรับผนัง

ประการแรกกำหนดการสูญเสียความร้อนผ่านพื้น เนื่องจากส่วนแบ่งของความร้อนที่ไหลออกทั้งหมดนั้นน้อยที่สุด และเนื่องจากตัวแปรจำนวนมาก (ความหนาแน่นและประเภทของดิน ความลึกของการเยือกแข็ง ความหนาแน่นของฐานราก ฯลฯ) การสูญเสียความร้อนจึงคำนวณโดยใช้วิธีการแบบง่ายโดยใช้ ลดความต้านทานการถ่ายเทความร้อน ตามแนวเส้นรอบวงของอาคารโดยเริ่มจากแนวสัมผัสกับพื้นดินมีสี่โซน - แถบกว้าง 2 เมตร สำหรับแต่ละโซนจะใช้ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อนที่ลดลง ในกรณีของเรามีสามโซนที่มีพื้นที่ 74, 26 และ 1 ม. 2 อย่าสับสนกับพื้นที่ทั้งหมดของโซนซึ่งมากกว่าพื้นที่ของอาคาร 16 m 2 เหตุผลนี้คือการคำนวณซ้ำสองครั้งของแถบตัดกันของโซนแรกในมุมที่ การสูญเสียความร้อนจะสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับส่วนตามแนวผนัง การใช้ค่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อน 2.1, 4.3 และ 8.6 ม. 2 °C / W สำหรับโซนที่หนึ่งถึงสาม เราจะกำหนดการไหลของความร้อนผ่านแต่ละโซน: 1.23, 0.21 และ 0.05 kW ตามลำดับ

ผนัง

การใช้ข้อมูลภูมิประเทศ ตลอดจนวัสดุและความหนาของชั้นที่สร้างกำแพง คุณต้องกรอกข้อมูลในฟิลด์ที่เหมาะสมในบริการ smartcalc.ru ที่กล่าวถึงข้างต้น จากผลการคำนวณ ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนเท่ากับ 1.13 m 2 · ° C / W และฟลักซ์ความร้อนผ่านผนังคือ 18.48 W ต่อตารางเมตร ด้วยพื้นที่ผนังทั้งหมด (ไม่รวมกระจก) 105.2 ตร.ม. การสูญเสียความร้อนทั้งหมดผ่านผนังคือ 1.95 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ในกรณีนี้ การสูญเสียความร้อนผ่านหน้าต่างจะเป็น 1.05 กิโลวัตต์

หุ้มและมุงหลังคา

การคำนวณการสูญเสียความร้อนผ่านพื้นห้องใต้หลังคาสามารถทำได้ในเครื่องคิดเลขออนไลน์โดยเลือกประเภทโครงสร้างล้อมรอบที่ต้องการ เป็นผลให้ความต้านทานของการทับซ้อนกับการถ่ายเทความร้อนคือ 0.66 m 2 ·° C / W และการสูญเสียความร้อนคือ 31.6 W ต่อตารางเมตร นั่นคือ 2.7 kW จากพื้นที่ทั้งหมดของซองจดหมายอาคาร

การสูญเสียความร้อนทั้งหมดตามการคำนวณคือ 7.2 kWh เนื่องจากโครงสร้างอาคารมีคุณภาพค่อนข้างต่ำ ตัวบ่งชี้นี้จึงต่ำกว่าของจริงอย่างเห็นได้ชัด ในความเป็นจริง การคำนวณดังกล่าวเป็นอุดมคติ ไม่ได้คำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์พิเศษ การเป่า องค์ประกอบการพาความร้อนของการถ่ายเทความร้อน การสูญเสียจากการระบายอากาศและประตูทางเข้า อันที่จริง เนื่องจากการติดตั้งหน้าต่างคุณภาพต่ำ การขาดการป้องกันที่ทางแยกของหลังคาถึง Mauerlat และการป้องกันการรั่วซึมของผนังจากฐานรากที่ไม่ดี การสูญเสียความร้อนที่แท้จริงอาจมากกว่าค่าที่คำนวณได้ 2 หรือ 3 เท่า อย่างไรก็ตาม แม้แต่การศึกษาวิศวกรรมความร้อนขั้นพื้นฐานก็ช่วยตัดสินว่าโครงสร้างของบ้านที่กำลังก่อสร้างจะเป็นไปตามมาตรฐานด้านสุขอนามัยหรือไม่ อย่างน้อยก็ในการประมาณครั้งแรก

สุดท้ายนี้ เราให้คำแนะนำที่สำคัญอย่างหนึ่ง: หากคุณต้องการทำความเข้าใจฟิสิกส์เชิงความร้อนของอาคารใดอาคารหนึ่งโดยสมบูรณ์ คุณต้องใช้ความเข้าใจในหลักการที่อธิบายไว้ในภาพรวมและวรรณกรรมพิเศษนี้ ตัวอย่างเช่น คู่มืออ้างอิงโดย Elena Malyavina "การสูญเสียความร้อนของอาคาร" อาจช่วยได้มากในเรื่องนี้ โดยจะมีการอธิบายรายละเอียดเฉพาะของกระบวนการวิศวกรรมความร้อน มีการลิงก์ไปยังเอกสารกำกับดูแลที่จำเป็นด้วย เป็นตัวอย่างการคำนวณและข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นทั้งหมด

การเลือกฉนวนกันความร้อน ตัวเลือกสำหรับผนังฉนวน เพดาน และโครงสร้างปิดอื่นๆ ถือเป็นงานที่ยากสำหรับนักพัฒนาอาคารส่วนใหญ่ ปัญหาที่ขัดแย้งกันมากเกินไปต้องได้รับการแก้ไขในเวลาเดียวกัน หน้านี้จะช่วยให้คุณคิดออกทั้งหมด

ในปัจจุบันการประหยัดพลังงานความร้อนของแหล่งพลังงานได้กลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ตาม SNiP 23-02-2003 "การป้องกันความร้อนของอาคาร" ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนถูกกำหนดโดยใช้หนึ่งในสองวิธีทางเลือก:

• กำหนด (ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบถูกกำหนดในแต่ละองค์ประกอบของการป้องกันความร้อนของอาคาร: ผนังภายนอก, พื้นเหนือพื้นที่ที่ไม่มีความร้อน, การเคลือบและเพดานห้องใต้หลังคา, หน้าต่าง, ประตูทางเข้า ฯลฯ )
• ผู้บริโภค (ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของรั้วสามารถลดลงได้เมื่อเทียบกับระดับที่กำหนดโดยที่การใช้พลังงานความร้อนเฉพาะของการออกแบบเพื่อให้ความร้อนในอาคารต่ำกว่ามาตรฐาน)

ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยตลอดเวลา

ได้แก่

ข้อกำหนดว่าความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของอากาศภายในและบนพื้นผิวของโครงสร้างที่ปิดล้อมต้องไม่เกินค่าที่อนุญาต ค่าความแตกต่างที่อนุญาตสูงสุดสำหรับผนังด้านนอกคือ 4°C สำหรับหลังคาและพื้นห้องใต้หลังคา 3°C และสำหรับเพดานเหนือห้องใต้ดินและใต้ดิน 2°C

ข้อกำหนดว่าอุณหภูมิบนพื้นผิวด้านในของตัวเครื่องต้องสูงกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง

สำหรับมอสโกและภูมิภาค ความต้านทานความร้อนที่ต้องการของผนังตามแนวทางของผู้บริโภคคือ 1.97 °C m sq./W และตามแนวทางที่กำหนด:

• สำหรับบ้านถาวร 3.13 °C m. ตร./ว.
• สำหรับอาคารบริหารและอาคารสาธารณะอื่น ๆ รวมถึง อาคารที่อยู่อาศัยตามฤดูกาล 2.55 °C ม. ตร./ว.

ตารางความหนาและความต้านทานความร้อนของวัสดุสำหรับเงื่อนไขของมอสโกและภูมิภาค

ตารางความต้านทานที่ต้องการต่อการถ่ายเทความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อมในบ้านในภูมิภาคมอสโก

ตารางเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าที่อยู่อาศัยในเขตชานเมืองส่วนใหญ่ในภูมิภาคมอสโกไม่ตรงตามข้อกำหนดสำหรับการประหยัดความร้อนในขณะที่อาคารที่สร้างขึ้นใหม่หลายแห่งไม่ได้สังเกตเห็นแม้แต่แนวทางของผู้บริโภค

ดังนั้น การเลือกหม้อไอน้ำหรือเครื่องทำความร้อนตามความสามารถในการให้ความร้อนเฉพาะพื้นที่ที่ระบุไว้ในเอกสารประกอบเท่านั้น คุณยืนยันว่าบ้านของคุณถูกสร้างขึ้นด้วยการพิจารณาข้อกำหนดของ SNiP 23-02-2003 อย่างเคร่งครัด

ข้อสรุปดังต่อไปนี้จากเนื้อหาข้างต้น สำหรับทางเลือกที่ถูกต้องของพลังงานของหม้อไอน้ำและอุปกรณ์ทำความร้อน จำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียความร้อนที่แท้จริงของสถานที่ในบ้านของคุณ

ด้านล่างเราจะแสดงวิธีง่ายๆ ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนในบ้านของคุณ

บ้านสูญเสียความร้อนผ่านผนัง หลังคา ความร้อนที่ปล่อยออกมาทางหน้าต่าง ความร้อนก็ไหลลงสู่พื้นดิน การสูญเสียความร้อนอย่างมีนัยสำคัญอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการระบายอากาศ

การสูญเสียความร้อนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ:

• ความแตกต่างของอุณหภูมิในบ้านและบนถนน (ยิ่งความแตกต่างยิ่งสูญเสียมากขึ้น)
• คุณสมบัติป้องกันความร้อนของผนัง, หน้าต่าง, เพดาน, สารเคลือบ (หรืออย่างที่พวกเขาพูดคือโครงสร้างที่ล้อมรอบ)

โครงสร้างที่ปิดล้อมต้านทานการรั่วซึมของความร้อน ดังนั้นคุณสมบัติในการป้องกันความร้อนจึงถูกประเมินโดยค่าที่เรียกว่าความต้านทานการถ่ายเทความร้อน

ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนแสดงให้เห็นว่าความร้อนจะไหลผ่านพื้นที่ 1 ตารางเมตรของเปลือกอาคารที่ความแตกต่างของอุณหภูมิที่กำหนด อาจกล่าวได้และในทางกลับกัน ความแตกต่างของอุณหภูมิจะเกิดขึ้นเมื่อความร้อนจำนวนหนึ่งไหลผ่านรั้วหนึ่งตารางเมตร

โดยที่ q คือปริมาณความร้อนที่พื้นผิวล้อมรอบหนึ่งตารางเมตรสูญเสียไป มีหน่วยวัดเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร (W/m2) ΔT คือความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิในถนนและในห้อง (°C) และ R คือความต้านทานการถ่ายเทความร้อน (°C / W / m2 หรือ °C m2 / W)

เมื่อพูดถึงโครงสร้างหลายชั้น ความต้านทานของชั้นก็จะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ความต้านทานของผนังที่ทำจากไม้ที่ปูด้วยอิฐเป็นผลรวมของความต้านทานสามค่า: อิฐและผนังไม้ และช่องว่างอากาศระหว่างกัน:

R(ผลรวม)= R(ไม้) + R(เกวียน) + R(อิฐ)

การกระจายอุณหภูมิและชั้นขอบเขตของอากาศระหว่างการถ่ายเทความร้อนผ่านผนัง

การคำนวณการสูญเสียความร้อนจะดำเนินการในช่วงเวลาที่ไม่เอื้ออำนวยมากที่สุดซึ่งเป็นสัปดาห์ที่หนาวจัดและมีลมแรงที่สุดของปี

คู่มือการสร้างมักจะระบุความต้านทานความร้อนของวัสดุตามสภาพนี้และพื้นที่ภูมิอากาศ (หรืออุณหภูมิภายนอก) ที่บ้านของคุณตั้งอยู่

ตาราง- ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนของวัสดุต่างๆ ที่ ΔT = 50 °C (T out = -30 °C, T int = 20 °C.)

ตาราง- การสูญเสียความร้อนของหน้าต่างแบบต่างๆ ที่ ΔT = 50 °C (T ภายนอก = -30 °C, T ภายใน = 20 °C)

ดังที่เห็นได้จากตารางที่แล้ว หน้าต่างกระจกสองชั้นที่ทันสมัยสามารถลดการสูญเสียความร้อนของหน้าต่างได้เกือบครึ่งหนึ่ง ตัวอย่างเช่น สำหรับหน้าต่างสิบบานที่มีขนาด 1.0 ม. x 1.6 ม. การประหยัดจะสูงถึงหนึ่งกิโลวัตต์ ซึ่งจะให้พลังงาน 720 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อเดือน

สำหรับการเลือกใช้วัสดุและความหนาของโครงสร้างปิดที่ถูกต้อง เราใช้ข้อมูลนี้กับตัวอย่างเฉพาะ

ในการคำนวณการสูญเสียความร้อนต่อตารางเมตร เมตรที่เกี่ยวข้องสองปริมาณ:

• ความแตกต่างของอุณหภูมิ ΔT,
• ความต้านทานการถ่ายเทความร้อน R

ลองกำหนดอุณหภูมิในร่มเป็น 20 °C และหาอุณหภูมิภายนอกเป็น -30 °C จากนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิ ΔT จะเท่ากับ 50 °C ผนังทำจากไม้หนา 20 ซม. จากนั้น R = 0.806 ° C m. ตร./ว.

การสูญเสียความร้อนจะเท่ากับ 50 / 0.806 = 62 (W / ตร.ม.)

เพื่อลดความซับซ้อนในการคำนวณการสูญเสียความร้อนในหนังสืออ้างอิงของอาคาร การสูญเสียความร้อนของผนัง เพดานประเภทต่างๆ เป็นต้น สำหรับค่าอุณหภูมิอากาศฤดูหนาวบางส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ห้องหัวมุมจะกำหนดจำนวนที่แตกต่างกัน (ซึ่งกระแสลมพัดผ่านบ้านกระทบกัน) และห้องที่ไม่มีมุม และคำนึงถึงรูปแบบการระบายความร้อนที่แตกต่างกันสำหรับห้องบนชั้นหนึ่งและชั้นบน

ตาราง- การสูญเสียความร้อนจำเพาะขององค์ประกอบรั้วอาคาร (ต่อ 1 ตร.ม. ตามแนวผนังด้านใน) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเฉลี่ยของสัปดาห์ที่หนาวที่สุดของปี

ตาราง- การสูญเสียความร้อนจำเพาะขององค์ประกอบรั้วอาคาร (ต่อ 1 ตร.ม. ตามแนวขอบภายใน) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเฉลี่ยของสัปดาห์ที่หนาวที่สุดของปี

ลองพิจารณาตัวอย่างการคำนวณการสูญเสียความร้อนของห้องสองห้องที่แตกต่างกันในพื้นที่เดียวกันโดยใช้ตาราง

ตัวอย่างที่ 1

ห้องมุม (ชั้น 1)

ลักษณะห้อง:

• ชั้นหนึ่ง,
• พื้นที่ห้อง - 16 ตร.ม. (5x3.2),
• ความสูงเพดาน - 2.75 ม.
• ผนังด้านนอก - สอง
• วัสดุและความหนาของผนังด้านนอก - ไม้หนา 18 ซม. หุ้มด้วยแผ่นยิปซั่มและปูด้วยวอลล์เปเปอร์
• หน้าต่าง - สองบาน (สูง 1.6 ม. กว้าง 1.0 ม.) พร้อมกระจกสองชั้น
• พื้นไม้ - ฉนวนไม้, ชั้นใต้ดินด้านล่าง,
• พื้นห้องใต้หลังคาสูง,
• ออกแบบอุณหภูมิภายนอก -30 °С
• อุณหภูมิที่ต้องการในห้องคือ +20 °С

พื้นที่ผนังภายนอกไม่รวมหน้าต่าง:

ผนัง S (5 + 3.2) x2.7-2x1.0x1.6 \u003d 18.94 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่หน้าต่าง:

S windows \u003d 2x1.0x1.6 \u003d 3.2 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่ชั้น:

ชั้น S \u003d 5x3.2 \u003d 16 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่เพดาน:

เพดาน S \u003d 5x3.2 \u003d 16 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่ของพาร์ติชั่นภายในไม่รวมอยู่ในการคำนวณเนื่องจากความร้อนไม่ไหลผ่าน - หลังจากทั้งหมดอุณหภูมิจะเท่ากันทั้งสองด้านของพาร์ติชั่น เช่นเดียวกับประตูด้านใน

ตอนนี้เราคำนวณการสูญเสียความร้อนของแต่ละพื้นผิว:

รวม Q = 3094 วัตต์

โปรดทราบว่าความร้อนระบายผ่านผนังมากกว่าผ่านหน้าต่าง พื้น และเพดาน

ผลการคำนวณแสดงการสูญเสียความร้อนของห้องในวันที่อากาศหนาวจัดที่สุด (T outdoor = -30 ° C) ของปี โดยธรรมชาติ ยิ่งอยู่นอกบ้าน ความร้อนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

ตัวอย่าง 2

ห้องหลังคา (ห้องใต้หลังคา)

ลักษณะห้อง:

• ชั้นบนสุด,
• พื้นที่ 16 ตร.ม. (3.8x4.2)
• เพดานสูง 2.4 ม.
• ผนังภายนอก ลาดหลังคาสองแห่ง (หินชนวน, กลึงทึบ, ขนแร่ 10 ซม., ซับใน), หน้าจั่ว (ไม้หนา 10 ซม., หุ้มด้วยเยื่อบุ) และพาร์ติชั่นด้านข้าง (ผนังกรอบพร้อมดินเหนียวขยาย 10 ซม.)
• หน้าต่าง - สี่ (สองอันในแต่ละหน้าจั่ว) สูง 1.6 ม. และกว้าง 1.0 ม. พร้อมกระจกสองชั้น
• ออกแบบอุณหภูมิภายนอก -30 องศาเซลเซียส
• อุณหภูมิห้องที่ต้องการ +20 องศาเซลเซียส

คำนวณพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อน

พื้นที่ของผนังภายนอกด้านท้ายลบหน้าต่าง:

ผนังท้าย S \u003d 2x (2.4x3.8-0.9x0.6-2x1.6x0.8) \u003d 12 ตารางเมตร เมตร

พื้นที่ลาดหลังคาที่ผูกกับห้อง:

S ผนังลาด \u003d 2x1.0x4.2 \u003d 8.4 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่ของพาร์ทิชันด้านข้าง:

S ด้านข้าง = 2x1.5x4.2 = 12.6 ตร.ม. เมตร

พื้นที่หน้าต่าง:

S windows \u003d 4x1.6x1.0 \u003d 6.4 ตารางเมตร ม. เมตร

พื้นที่เพดาน:

เพดาน S \u003d 2.6x4.2 \u003d 10.92 ตารางเมตร ม. เมตร

ตอนนี้เราคำนวณการสูญเสียความร้อนของพื้นผิวเหล่านี้โดยคำนึงถึงความร้อนไม่ไหลผ่านพื้น (มีห้องอุ่น) เราพิจารณาการสูญเสียความร้อนสำหรับผนังและเพดานสำหรับห้องมุม และสำหรับเพดานและผนังกั้นด้านข้าง เราแนะนำสัมประสิทธิ์ 70% เนื่องจากห้องที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนตั้งอยู่ด้านหลัง

การสูญเสียความร้อนทั้งหมดของห้องจะเป็น:

รวม Q = 4504 วัตต์

อย่างที่คุณเห็น ห้องอุ่นบนชั้นหนึ่งจะสูญเสียความร้อน (หรือสิ้นเปลือง) น้อยกว่าห้องใต้หลังคาที่มีผนังบางและพื้นที่กระจกขนาดใหญ่

เพื่อให้ห้องนี้เหมาะสำหรับการอยู่อาศัยในฤดูหนาวก่อนอื่นจำเป็นต้องหุ้มฉนวนผนังพาร์ติชั่นด้านข้างและหน้าต่าง

โครงสร้างที่ปิดล้อมใดๆ สามารถแสดงเป็นผนังหลายชั้นได้ โดยแต่ละชั้นมีความต้านทานความร้อนของตัวเองและต้านทานการผ่านของอากาศได้ การเพิ่มความต้านทานความร้อนของทุกชั้น เราได้ค่าความต้านทานความร้อนของผนังทั้งหมด นอกจากนี้ เมื่อสรุปการต้านทานการผ่านของอากาศของทุกชั้น เราจะเข้าใจว่าผนังหายใจอย่างไร ผนังไม้ในอุดมคติควรเทียบเท่ากับผนังไม้หนา 15 - 20 ซม. ตารางด้านล่างนี้จะช่วยคุณได้

ตาราง- ความต้านทานต่อการถ่ายเทความร้อนและการไหลของอากาศของวัสดุต่างๆ ΔT=40 °C (T ภายนอก = -20 °С, T ภายใน =20 °С)

สำหรับภาพที่เป็นกลางของการสูญเสียความร้อนของบ้านทั้งหลัง จำเป็นต้องคำนึงถึง

1. การสูญเสียความร้อนผ่านการสัมผัสของฐานรากกับพื้นแช่แข็งมักจะใช้ 15% ของการสูญเสียความร้อนผ่านผนังของชั้นแรก (โดยคำนึงถึงความซับซ้อนของการคำนวณ)
2. การสูญเสียความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการระบายอากาศ ความสูญเสียเหล่านี้คำนวณโดยคำนึงถึงรหัสอาคาร (SNiP) สำหรับอาคารที่อยู่อาศัยจำเป็นต้องมีการแลกเปลี่ยนอากาศประมาณหนึ่งครั้งต่อชั่วโมงนั่นคือในช่วงเวลานี้จำเป็นต้องจัดหาอากาศบริสุทธิ์ในปริมาณเท่ากัน ดังนั้น ความสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการระบายอากาศจึงน้อยกว่าผลรวมของการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากเปลือกอาคารเล็กน้อย ปรากฎว่าการสูญเสียความร้อนผ่านผนังและกระจกมีเพียง 40% และการสูญเสียความร้อนสำหรับการระบายอากาศคือ 50% ในมาตรฐานยุโรปสำหรับการระบายอากาศและฉนวนผนัง อัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนคือ 30% และ 60%
3. หากผนัง "หายใจ" เช่นผนังที่ทำจากไม้หรือท่อนซุงหนา 15 - 20 ซม. ความร้อนจะถูกส่งกลับ สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดการสูญเสียความร้อนได้ 30% ดังนั้นค่าความต้านทานความร้อนของผนังที่ได้รับระหว่างการคำนวณควรคูณด้วย 1.3 (หรือตามความเหมาะสมควรลดการสูญเสียความร้อน)

เมื่อสรุปการสูญเสียความร้อนทั้งหมดที่บ้าน คุณจะต้องกำหนดว่าเครื่องกำเนิดความร้อน (หม้อไอน้ำ) และเครื่องทำความร้อนใดที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนในบ้านในวันที่หนาวที่สุดและมีลมแรงที่สุด นอกจากนี้ การคำนวณประเภทนี้จะแสดงให้เห็นว่า "จุดอ่อน" อยู่ที่ใดและจะกำจัดมันอย่างไรโดยใช้ฉนวนเพิ่มเติม

คุณยังสามารถคำนวณการใช้ความร้อนด้วยตัวบ่งชี้แบบรวม ดังนั้นในบ้านชั้นเดียวและสองชั้นที่ไม่มีฉนวนหุ้มที่อุณหภูมิภายนอก -25 ° C ต้องใช้ 213 W ต่อตารางเมตรของพื้นที่ทั้งหมด และที่ -30 ° C - 230 W สำหรับบ้านที่มีฉนวนหุ้มอย่างดี อยู่ที่ -25 ° C - 173 W ต่อ ตร.ม. พื้นที่ทั้งหมดและที่ -30 ° C - 177 W.

1. ค่าใช้จ่ายของฉนวนกันความร้อนที่สัมพันธ์กับค่าใช้จ่ายของบ้านทั้งหลังนั้นต่ำมาก แต่ในระหว่างการดำเนินงานของอาคาร ค่าใช้จ่ายหลักคือการให้ความร้อน ไม่ว่าในกรณีใดคุณสามารถประหยัดฉนวนกันความร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการใช้ชีวิตที่สะดวกสบายในพื้นที่ขนาดใหญ่ ราคาพลังงานทั่วโลกสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง
2. วัสดุก่อสร้างสมัยใหม่มีความต้านทานความร้อนสูงกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม สิ่งนี้ช่วยให้คุณทำให้ผนังบางลง ซึ่งหมายความว่าถูกกว่าและเบากว่า ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่ดี แต่ผนังบางมีความจุความร้อนน้อยกว่านั่นคือเก็บความร้อนได้แย่กว่า คุณต้องให้ความร้อนตลอดเวลา - ผนังจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วและเย็นลงอย่างรวดเร็ว ในบ้านเก่าที่มีกำแพงหนา อากาศเย็นในวันฤดูร้อน ผนังที่เย็นลงในตอนกลางคืนจะมี "ความหนาวเย็นสะสม"
3. ต้องพิจารณาฉนวนร่วมกับการซึมผ่านของอากาศของผนัง หากการเพิ่มความต้านทานความร้อนของผนังเกี่ยวข้องกับการซึมผ่านของอากาศที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญก็ไม่ควรใช้ ผนังในอุดมคติในแง่ของการซึมผ่านของอากาศเทียบเท่ากับผนังที่ทำจากไม้ที่มีความหนา 15 ... 20 ซม.
4. บ่อยครั้งที่การใช้กั้นไออย่างไม่เหมาะสมนำไปสู่การเสื่อมสภาพในคุณสมบัติด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยของที่อยู่อาศัย ด้วยการจัดระเบียบที่เหมาะสมและผนัง "หายใจ" มันไม่จำเป็น และสำหรับผนังที่ระบายอากาศได้ไม่ดี สิ่งนี้ไม่จำเป็น วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อป้องกันการแทรกซึมของผนังและป้องกันฉนวนจากลม
5. ฉนวนผนังจากภายนอกมีประสิทธิภาพมากกว่าฉนวนภายในมาก
6. อย่าหุ้มฉนวนผนังอย่างไม่สิ้นสุด ประสิทธิภาพของวิธีการประหยัดพลังงานนี้ไม่สูง
7. การระบายอากาศ - สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนสำรองหลักของการประหยัดพลังงาน
8. ด้วยการใช้ระบบกระจกที่ทันสมัย ​​(หน้าต่างกระจกสองชั้น กระจกกันความร้อน ฯลฯ) ระบบทำความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ ฉนวนป้องกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพของโครงสร้างที่ปิดล้อม จึงสามารถลดต้นทุนด้านความร้อนได้ถึง 3 เท่า

ตัวเลือกสำหรับฉนวนเพิ่มเติมของโครงสร้างอาคารตามฉนวนอาคารประเภท ISOVER หากมีระบบแลกเปลี่ยนอากาศและระบายอากาศในสถานที่