Совет 1: Как рассчитать теплопроводность

Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Проводимость осуществляется посредством передачи тепловой кинетической энергии между элементарными частицами как внутри самого материала, так и при соприкосновении с другими. Расчет теплопроводности широко применяется в строительстве для разработки специальных материалов, защищающих жилище от холода.
Инструкция
1
Определение теплопроводности материалов осуществляется через коэффициент теплопроводности, который представляет собой меру способности пропускать тепловой поток. Чем ниже значение этого показателя, тем выше изоляционные свойства материала. При этом теплопроводность не зависит от плотности.
2
Численно величина теплопроводности равна количеству тепловой энергии, которая проходит через участок материала толщиной 1 м и площадью 1 кв.м за 1 секунду. При этом разность температур на противоположных поверхностях принимается равной 1 Кельвину. Количество теплоты – это энергия, которую приобретает или теряет материал при передаче тепла.
3
Формула теплопроводности выглядит следующим образом:Q = λ*(dT/dx)*S*dτ, где:Q – теплопроводность;λ – коэффициент теплопроводности;(dT/dx) – градиент температуры;S – площадь поперечного сечения.
4
При расчете теплопроводности строительной конструкции ее делят на составляющие и суммируют их теплопроводность. Это позволяет определить меру способности конструкции дома (стены, крыши, окна и пр.) пропускать тепловой поток. Фактически теплопроводность строительной конструкции – это комбинированная теплопроводность ее материалов, включая воздушные промежутки и пленку наружного воздуха.
5
На основе значения теплопроводности конструкции определяется объем теплопотерь через нее. Эта величина получается при умножении теплопроводности на расчетный временной промежуток, общую площадь поверхности, а также на разность температур наружной и внутренней поверхностей конструкции. Например, для стены площадью 10 кв.м с теплопроводностью 0,67 при разности температур 13°, теплопотери за 5 часов составят 0,67*5*10*13 = 435,5 Дж*м.
6
Коэффициенты теплопроводности различных материалов содержатся в таблице теплопроводности, например, для вакуума он равен 0, а для серебра, одного из самых теплопроводимых материалов, 430 Вт/(м*К).
7
При строительстве наряду с теплопроводностью материалов следует учитывать явление конвекции, которое наблюдается в материалах в жидком и газообразном состоянии. Это особенно актуально при разработке системы водяного отопления и аэрации. Для уменьшения теплопотерь в этих случаях устанавливают поперечные перегородки из войлока, шерсти и других изоляционных материалов.

Совет 2: Как рассчитать объем системы отопления

При установке отопительных устройств в жилых домах, производственных и офисных зданиях нередко требуется знать объем системы отопления. Хорошо, когда такие данные предоставляет заказчик, но такое случается не всегда. Существуют методики оценки общего объема системы и отдельных ее компонентов в зависимости от мощности.
Инструкция
1
Для расчета объема теплоносителя в отопительной системе при ее замене или реконструкции воспользуйтесь специальными расчетными таблицами, имеющимися в справочных изданиях. Так, одна секция алюминиевых радиаторов имеет объем теплоносителя 0,45 л., секция новых чугунных батарей – 1 л., секция старых чугунных батарей – 1,7 л. В одном погонном метре трубы диаметром 15 мм – 0,177 л теплоносителя, а если используются трубы диаметром, например, 32 мм, то объем составит 0,8 л и так далее.
2
Один из распространенных случаев, когда требуется выяснить объем системы отопления – установка расширительного бака и подпиточных насосов. Суммарный объем системы отопления при этом рассчитайте путем сложения объемов котла, отопительных приборов (радиаторов) и трубопроводной части системы по формуле:V = (VS x E) / d, где V - объем расширительного бака; VS - общий объем системы (котел, радиаторы, трубы, теплообменники и т.д); Е - коэффициент расширения жидкости (в процентах); d - эффективность расширительного бака.
3
При расчетах учитывайте такой фактор как расширение жидкости. Для водяных систем отопления оно приблизительно составляет 4%. В случае использования в системе этиленгликоля коэффициент расширения составит примерно 4,4%.
4
Для менее точного расчета объема системы отопления используйте формулу, основанную на мощности: 1 кВт = 15 л. Для таких приблизительных расчетов требуется знать мощность системы отопления, при этом необходимость детально рассчитывать объем трубопроводов, радиаторов, самого котла и других элементов системы отпадает. Пример: если отопительная мощность для жилого дома равна 50 кВт, то суммарный объем системы отопления VS рассчитывается так:VS = 15 х 50 = 750 л.
5
При проведении расчетов учитывайте, что в случае применения в системе отопления новых и современных радиаторов и труб объем системы будет несколько меньшим. Подробную информацию можно отыскать в технической документации производителя оборудования.
Источники:
  • Расчет мембранных расширительных баков
  • «Справочник проектировщика», И.Г. Староверов, 1990
  • объем отопления

Совет 3: Как рассчитать балку перекрытия

Деревянные балочные перекрытия – самый экономичный вариант для дома. Они очень легки в монтаже, да и при изготовлении. По сравнению с железобетонными и со стальными балками у деревянных низкая теплопроводность. Но любые балки следует внимательно рассчитать и установить.
Вам понадобится
  • - линейка;
  • - калькулятор;
  • - рубанок.
Инструкция
1
Рассчитайте прочность на изгиб сечения, учитывая соотношение 5:7, что означает – если берете в высоту балку 7 мер, то в ширину надо взять 5 мер. Балка с таким соотношением будет очень прочной как на кручение, так и на изгиб. Знайте: если взять ширину больше, чем высота балки, то появится излишний прогиб. Если взять наоборот, то появится изгиб в сторону.
2
Допустимый прогиб балки перекрытия считайте исходя из такого соотношения – 1/200 или 1/300 от длины балки. К примеру, если взять балку, длина которой 600 метров, то после расчетов мы получим, что прогиб составляет 2 или 3 сантиметра.
3
Рубанком подточите балку со стороны, которой балка обращается вниз, на величину допустимого прогиба. То есть придайте ей своего рода вид арки. Так вы добьетесь того, что потолок не будет опускаться вниз «пузырем», ведь посередине балка станет тоньше, а по краям останется все по-прежнему.
4
Установите балку – сразу видно, что она дугой выгнута к верху. Так будет не постоянно, от действия нагрузок балка перекрытия выпрямится.
5
Учтите собственный вес балки, он ведь тоже дает нагрузку. Для междуэтажных перекрытий выбирайте балки с нагрузкой веса 190кг/м2, но не более 220 кг/м2, нагрузка эксплуатационная (временная) – 200 кг/м2. Укладывайте балки перекрытия по сечению пролета, который короче. Шаг монтажа равен шагу установки каркасных стоек.
Видео по теме
Обратите внимание
Не делайте балки перекрытия больше 20-30 сантиметров, чтобы не получить толщину перекрытия 0,5 метра - это нерациональное использование пространства строящегося дома.
Полезный совет
Стоит отметить, что оптимальный пролет (с учетом, что балка деревянная) принимается не меньше 2,5 метра, но не больше 4 метров. Балки, которые вы уложили рядом и они одной высоты свои нагрузки суммируют. Чтобы перекрытия выдерживали большую нагрузку, укладывайте балки по вертикали, то есть одна на другую и не забывайте скреплять между собой.
Источники:
  • Балки перекрытия. Межэтажные и чердачные перекрытия. Расчет сечения и длины балок перекрытия

Совет 4: Как рассчитать толщину утеплителя

При возведении здания следует обязательно помнить о его тепловой изоляции. Участки, где строительные правила по укладке утеплителя нарушаются, называют мостиками холода. Обычно в них со стороны более высокой температуры (внутри помещения) появляется влага, или точка «росы», что приносит собой образования грибка и плесени. Неграмотное утепление своего жилья принесет истощение семейного бюджета.
Инструкция
1
Определите конструкцию наружных стен. Он зависит от следующих факторов: климатических, экономических, конструктивных особенностей объекта и других. Определите отделку поверхностей наружных стен (внутренней и внешней). Схема наружной и внутренней отделки зависит от решения экстерьера и интерьера строения. Это автоматически добавляет несколько слоев в толщину стены дома.
2
Рассчитайте сопротивление теплопередачи выбранной стены (Rпр.) Эту величину можно найти по формуле, при этом нужно знать материал, из которого изготовлена стена, и его толщину: Rпр.=(1/α (в))+R1+R2+R3+(1/α (н)), где R1, R2, R3 – сопротивление теплопередачи каждого слоя стены, α(в) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, α(н) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены.
3
Рассчитайте минимально допустимое значения сопротивления теплопередачи (Rмин.) для климатической зоны где ведется строительство по формуле R=δ/λ, δ – толщина слоя материала в метрах, λ - теплопроводность материала (Вт/м*К). Теплопроводность можно увидеть на упаковке материала или определить по специальной таблице теплопроводности материала, например, для пенопласта ПСБ-С 15, плотностью до 15 кг/м3 , она равна 0,043 Вт/м, для минеральной ваты, плотностью 200 кг/м3 , - 0,08 Вт/м.
Теплопроводность – способность материала обмениваться теплом с окружающей средой. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем материал холоднее. Наивысшая теплопроводность у железобетона, металла, мрамора, низшая - у воздуха. Тем самым материалы, в основе которых лежит воздух, например, пенополистирол являются чрезвычайно теплыми. 40 мм пенопласта = 1м кирпичной кладки. Коэффициент имеет постоянное значение для каждой климатической зоны, его можно найти в справочнике ДБН В.2.6-31:2006 (Тепловая изоляция строений).
4
Сравните Rмин. с Rпр. и найдите разность Δ R. Если в результате расчета Rмин.< или = Rпр., то утепление стен не нужно, потому что существующие слои обеспечивают нормативную теплоизоляцию. Когда же Rмин.>Rпр., то определите разницу между ними, вычтите из большего значения меньшее ΔR= Rмин.- Rпр.
5
Подберите толщину утеплителя согласно ΔR. Именно выбранный утеплитель должен обеспечить недостающее сопротивление теплопередачи. Выбирая материал утеплителя, следует помнить о следующих его характеристиках, таких как: коэффициент теплопроводности, коэффициент водопоглощения, плотность, класс горючести. Коэффициент водопоглощения - способность материала удерживать впитанную воду. Меньшее его значение представляет больший интерес к этому материалу, как утеплителю. При строительстве применяют материалы с высоким коэффициентом водопоглощения, например, стекловату или минеральную вату. Дополнительно в этом случае используется паро- и гидроизоляция. Это делать необходимо, чтобы не позволить материалу намокнуть. Если такое случится, то коэффициент теплопроводности сильно увеличится, например, у минеральной ваты в два раза.
6
Немаловажным является класс горючести и плотность утеплителя. Последний характеризует нагрузку на несущие конструкции. Строительные материалы делятся на негорючие и горючие, которые делятся на 4 группы: слабогорючие (Г1); умеренногорючие (Г2); нормальногорючие (Г3); сильногорючие (Г4). Чем плотнее материал, тем он менее горюч, тем его стоимость выше. После выбора материала рассчитайте по формуле толщину утеплителя: ΔR= δ/λ, откуда δ= λ/ΔR, δ является искомой толщиной выбранного утеплителя, выражается в метрах.

Совет 5: Как рассчитать тепловой насос

Тепловой насос представляет собой устройство, предназначенное для переноса энергии от источника к потребителю. Такие насосы используют возобновляемые источники энергии, к примеру, низкопотенциальное тепло грунта, подземных вод, воздуха и других источников. Эффективность использования теплового насоса во многом зависит от того, правильно ли рассчитаны его параметры.
Вам понадобится
  • - калькулятор;
  • - исходные данные.
Инструкция
1
Прежде чем приступить к расчету основных показателей теплового насоса, нужно рассмотреть возможные варианты получения низкопотенциальной энергии, к примеру, из грунта. Тепловую энергию можно получить путем укладки металлопластикового трубопровода в траншеи глубиной до полутора метров или скважины. При этом съем тепла с каждого погонного метра трубы зависит от глубины укладки трубопровода, качества грунта, наличия подземных вод и других показателей.
2
Считается, что мощность энергии, выделяемой каждым метром горизонтального коллектора, составляет 20 ватт. Если быть точнее, то теплопроводность сухого песка составляет 10 Вт/(м*К), сухой глины – 20 Вт/(м*К), влажной глины – 25 Вт/(м*К), а глины с большим содержанием воды - 35 Вт/(м*К). При расчетах разница температуры теплоносителя в прямой и обратной линиях трубопровода принимается равной 3оС.
3
Длина каждой траншеи составлять должна от 30 до 120 метров, а расстояние между трубами – 0,8 метров. Как правило, теплоноситель первичного контура – 25%-ный раствор гликоля. Его теплоемкость при нулевой температуре равна 3,7 кДж/(кг*К).
4
Если в системе теплового насоса используется антифриз, следует учесть, что потери давления в трубопроводе будут в полтора раза больше, чем во время циркуляции воды. Чтобы рассчитать параметры первичного контура теплового насоса, нужно прежде определить расход антифриза. Для этого подставьте значения в формулу: Vs=Qo*3600/(1,05*3,7*.t), где Qo – тепловая энергия, которую получают от низкопотенциального источника, а .t – разность температура, равная 3оС.
5
Тепловая энергия, поступающая от низкопотенциального источника, рассчитывается как разница между полной мощностью насосной установки и мощностью, которая затрачивается для обогрева фреона. Затем рассчитайте длину труб коллектора по формуле: L = Qo/q, в которой q – показатель удельного теплосъема с одного метра трубы. Следом за этим рассчитывайте длину участка под коллектор: A = L*da, где da – шаг укладки труб.
6
Ввиду того что температура антифриза колеблется от -5 до +20оС, в первичном контуре теплового насоса должен быть установлен расширительный бак, а на возвратной линии – бак-накопитель. Его минимальный объем принимают из расчета 10–20 литров на 1 кВт мощности насосной установки.
7
Мощность теплового насоса определяется исходя из его режима работы. При моновалентном режиме работы это устройство используется в качестве единственного генератора энергии. Бивалентная система работы насоса предусматривает наличие дополнительного электрического нагревателя (пиковая электрическая мощность в этом случая составляет 9,7 кВт).
Обратите внимание
Не допустите ошибку, рассчитывая параметры насосной установки!
Полезный совет
Над коллектором насосной установки не рекомендуется возводить строения.
Источники:
  • Как рассчитать и выбрать тепловой насос

Совет 6: Как рассчитать кубический метр древесины

В обыденной жизни и технике древесиной называют внутреннюю часть дерева, лежащую под корой. Для древесины основными и наиболее важными являются следующие свойства: текстура (форма рисунка волокон древесины), прочность, твёрдость, деформативность (способность удерживатьформу), удельная вязкость, теплопроводность, звукопроводность.
Вам понадобится
  • Для измерения кубатуры пиломатериала вам потребуется рулетка и специальные таблицы (которые вы можете потребовать у продавца), которые называются «кубатурник».
Инструкция
1
Древесина служит исходным сырьем для выработки более двадцати тысяч продуктов и изделий. Способы переработки древесного сырья делят на три группы: механические, химико-механические и химические. Механическая переработка древесины заключается в изменении ее формы пилением, строганием, фрезерованием, лущением,сверлением, раскалыванием. В результате механической обработки получают разнообразные товары народного потребления и промышленного назначения. Ценность различных пород древесины заключается в их прочности, долговечности и неповторимости рисунка. Такая древесина используется для изготовления красивой мебели, паркета, дверей, различных предметов интерьера, считающимися элитными, учитывая исходно высокую стоимость и размер усилий, затрачиваемые на ее обработку. В России наиболее распространены следующие породы: дуб, вишня, бук, груша, розовое дерево, махагони, грецкий орех, клён.
2
Доска́ — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной более двойной толщины. Доски изготовляются из брёвен или брусьев. Используются в строительстве, в мебельной промышленности, в производстве тары и др. В зависимости от пропиленности кромок бывают следующие виды досок: обрезная ( скромкой с двух сторон), односторонне-обрезная (с кромкой с одной стороны) и необрезная. При купле-продаже лесоматериалов, конечно, приходится их измерять. Ведь в отличие от других видов товаров их не продают ни поштучно, ни на вес, а в кубических метрах. Объем пиломатериалов хвойных и лиственных пород определяется двумя способами. Вам необходимо замерить одну доску и вычислить её объем, объем вычисляется по формуле V= длина Х(умножить) ширина Х(умножить) толщина. Так вы получите объем одной доски, теперь пересчитай все доски, умножьте объем одной доски на количество досок и вы получите объем всего привезенного вам пиломатериала.
3
Еще объем древесины вы можете вычислить с помощью так называемого кубатурника (ГОСТ 5306—83), который предназначен для вычисления объема обрезных пиломатериалов хвойных и лиственных пород. В кубатурнике (стандарте) приведены таблица объемов одного метра длины и таблица одной штуки пиломатериалов. Исходя из них, и определяют стоимость покупки. Например, нам надо найти объем 70 обрезных досок толщиной 22 мм, шириной 125 мм и длиной 4,5 м. Для этого по таблице находим толщину пиломатериалов 22 мм и на пересечении горизонтальной графы, где указана ширина 125 мм, и вертикальной графы, где указана длина 4,5 м, находим объем 0,01238 м3. Затем перемножением объема на число пиломатериалов в партии получим искомый объем в м3: 0,01238 м3 X 70=0,8666 м3. Для ориентира ответим, что в четырехосный полувагон входит порядка 55—60 м3 обрезных пиломатериалов хвойных пород.
Обратите внимание
Пересчитайте свои результаты 2 раз во избежание ошибки. Будьте осторожны с древесиной, не посадите себе занозу, лучше работать в перчатках.
Полезный совет
Не спешите с расчетами, продавцу надо быстрее продать, а вам правильно купить!
Источники:
  • Программа "кубатурник"
  • рассчитать объем в м3
Источники:
  • расчет теплопроводности
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500