Тепловой контур

Как выбрать тепловой контур при строительстве дома

Содержание:

Что такое тепловой контур дома и из чего он состоит

Тепловой контур представляет собой материальную базу для возникновения микроклимата в здании. На языке строителей тепловой контур — это герметичный жилой резервуар (дом), построенный из материалов с низким или близким к нулевому коэффициентом теплопроводности. Термин делится на два подвида — теплый и холодный контур.

Тепловой контур монтируется с учетом особенностей климата. В России это постоянная сырость, полгода или даже больше отрицательных температур, постоянные ветра и смена видов осадков. При несоблюдении технологии оборудования теплового контура или использовании стройматериалов невысокого качества эксплуатация дома не будет полноценно эффективной.

Из чего состоит теплый контур:

Основание дома, включая цоколь и цокольный этаж.
Несущие стены. Играет большую роль материал стен.
Двери и окна.
Стропильная система и кровля, потолочные перекрытия и межкомнатные стены.
Для закрытия теплого контура необходимо установить отопление в доме, холодный контур ограничивается закрытой коробкой.

К тепловому контуру не принято относить такие постройки, как: крыльцо, веранда, придомовые пристройки, терраса, навесы и балконы. Проще рассматривать тепловой контур для дома из древесины — бруса или бревна, так как это самый распространенный и доступный в России стройматериал.

Теплый контур дома

Тепловой контур — это и есть коробка дома. Она состоит из стен, кровли, фундамента. Поэтому поднять стены дома и накрыть их крышей — означает пройти главный этап строительства. Такой не отделанный и незаконченный дом называется теплым, потому что здание уже способно сберегать тепло, и дом можно оборудовать системой отопления.

В теплый контур входит стройкомплект, который изготавливается на заводе по заранее разработанному проекту, и на это уходит до 2 рабочих месяцев. Материал - клееный, профилированный или обычный брус, сухой профилированный брус, оцилиндрованные, обычные или рубленные бревна. Детали венцов подготавливаются: режутся в размер, в них выпиливаются пазы, сверлятся отверстия, древесина пропитывается антисептиком и другими пропитками, продлевающими срок эксплуатации материала.

После монтажа стен обустраивается кровля. Кроме бруса сечением 50х50 или 15х25 мм, потребуется закупка гидроизоляционных материалов, паро- и теплоизоляции метизов, кровельного материала, и т.д. В проектную документацию входит и строительная смета, куда вносятся все необходимые расходы, в том числе и на приобретение материалов.

Основные шаги по обустройству крыши: изготовление и сборка системы стропил, укладка гидроизоляции, теплоизоляции, мембраны, создание каркасов для этого, монтаж карнизов и фронтонов, монтаж кровли и элементов водостока.

Окна и наружные (входные, мансардные, чердачные, балконные) двери вставляются в проемы по завершении кровельных работ. Для деревянного дома главное — выдержать время усадки каркаса. В зависимости от стройматериала, это может занять от 2-3 до 6-12 месяцев.

Межэтажные или потолочные перекрытия тоже собираются из древесины, чтобы процесс усадки и усушки проходил параллельно и одинаково. В качестве балок используется брус сечением 150-200 мм.

Завершение теплового контура — самый важный этап, и заключается он в монтаже системы отопления. Дальше строители занимаются отделочными работами.

Холодный контур дома

Это дом с фундаментом и крышей. Холодный контур состоит из следующих конструкций:

Стены (для деревянного дома - из бруса).
Черновой настил пола без отделки.
Потолочное, межэтажное или чердачное перекрытие.
Стропила и кровля.

Холодный контур обычно консервируют для усадки, если брус — естественной влажности. Если не дать коробке простоять 6-12 месяцев, то естественная в процессе высыхания деформация и изменение размеров бруса вызовут растрескивание, искривление проемов, отслаивание отделки внутри помещений. Высушенный в камере профилированный или клееный брус не требует дополнительной сушки, и финишные работы можно начинать через месяц после закрытия холодного контура.

Отличие теплого (холодного) контура и строительства дома под ключ

Принципиальная разница между холодным и теплым контуром только в степени готовности здания. Комплектация теплого и холодного контуров была приведена выше, и из дополнительных узлов и конструкций можно добавить вставленные двери и окна, укрепленные тепло- и гидроизоляционные материалы, подшитые свесы и обшивку фронтонов. Этот перечень можно изменять в зависимости от проекта дома.

В доме, построенном под ключ, уже проведены все отделочные работы внутри и снаружи. Кроме системы отопления, подведены и подключены все инженерные коммуникации — связь, электричество, газ, телефон, интернет, теплая и холодная вода, канализация. Некоторые проекты включают в себя встраивание мебели и оборудование хозяйственных построек.

Как выбрать тип строительства

На выбор варианта строительства дома (холодный или теплый контур, дом под ключ) влияют наполнение бюджета, сроки строительства, расстояние доставки стройкомплекта, стоимость проекта. Как выбрать самый подходящий вариант?

Проект под ключ — решение для тех, кого не останавливает финансовый вопрос и торопит время. Окончание строительства и подписание приемо-сдаточного акта означает возможность новоселья уже на следующий день. и жить. Цена вопроса дороже других вариантов на 50-70%.

Закрытый теплый контур — решение для отложенных финишных работ. На выбор может повлиять погода или скромный бюджет, желание отделать внутренние помещения своими руками, другие причины. Но такой дом — это уже жилье, и остальную часть работ можно проводить, заселившись в него.
Холодный контур — эконом-вариант. Молодые семьи и застройщики с недостаточно большим бюджетом часто выбирают именно этот проект. В этом случае проще вести поэтапное строительство, внося деньги частями.

Но и это еще не все варианты. Иногда, даже при наличии финансовой возможности, есть смысл заказать готовый стройкомплект, а остальные работы проводить или самостоятельно, или частями, нанимая строителей в разные промежутки времени. При приобретении домкомплекта у компании-изготовителя вам его привезут и оборудуют место для хранения, остальное — ваши заботы. Вы можете начинать и останавливать строительные работы по своему графику.

Такой вариант подходит, если дом строится в другом регионе или компания-изготовитель находится далеко от стройплощадки. После покупки и доставки строительного комплекта можно воспользоваться услугами местных строительных компаний. Любой стройкомплект, где бы он ни был изготовлен, полностью соответствует всем строительным стандартам и готов к монтажу.

Материалы по теме

Тепловой контур дома

Тепловой контур дома - контур строения, в рамках которого организуют отопление. Чтобы обеспечить грамотное, надежное и эффективное отопление, важно правильно выполнить проект с учетом климатических и географических особенностей местности, расположения окон и дверей. Следует использовать только качественные строительные и отделочные материалы, соблюдать технологию строительства. При строительстве деревянного дома важно подобрать подходящие параметры лесоматериалов, диаметр у бревна и сечение у бруса.

Главные элементы теплового контура

Фундамент и цокольный этаж приводят к 20% потерям тепла от общего показателя. Важно грамотно выполнить гидроизоляцию и утепление основания. Гидроизоляцию выполнят горизонтально и вертикально при помощи обмазочных составов или рулонных (оклеечных) материалов. Утеплить цоколь можно внутри и/или снаружи, а также пол со стороны дома или со стороны цокольного этажа.

Подобные отделочные работы предотвратят отрицательное влияние влаги, морозов и перепадов температур. Они защитят от образования конденсата, растрескивания, деформации и разрушения фундамента, появления гнили и плесени на стенах дома и основания, промерзания подвального помещения.

Стены дома должны быть прочными и обладать нужной толщиной. Так, для постоянного проживания нужно выбирать бревно с минимальным диаметром 240 мм и брус с сечением 150х150 мм. Деревянные стены обязательно конопатят и утепляют при помощи безопасного материала. Подходящим вариантом станет джут или акриловый герметик. Чем лучше утеплить дом из бруса или бревна, смотрите здесь.

При установке и отделке сруба важно, чтобы стены дома были герметичными, а материалы плотно примыкали друг к другу. Иначе будут образовываться щели и мостики холода, через которые будет уходить тепло, а в дом станут поступать ветер и холодная температура, появятся сквозняки.

Кровля - еще один важный элемент теплового контура. Он изготавливается по принципу “пирога” и включает несколько слоев, среди которых пароизоляция, утеплитель, гидроизоляция, обрешетка и контробрешетка. Только затем укладывается кровельное покрытие.

Второстепенные элементы контура

Окна и двери нужно устанавливать правильно, особенно в деревянных домах. Здесь они требуют предварительного обустройства обсадной коробки, которая исключит деформацию оконной или дверной конструкции при усадке строения. Важно тщательно утеплить двери и окна, чтобы не оставались щели и зазоры между стеной и коробкой конструкции;
Межэтажные перекрытия и межкомнатные перегородки требуют утепления, если дом будет использоваться для проживания круглый год. Для деревянного дома также выбирают безопасные и экологичные материалы, которые не нарушат натуральность древесины и атмосферу строения;
Входная группа тоже имеет важное значение при обустройстве теплового контура. Она включает тамбур, кладовые и гардеробные, холл и помещения, которые следуют за тамбуром. Важно правильно спроектировать данное помещение, расставить двери и окна. Без тамбура и промежуточных комнат теплопотери возрастают в несколько раз!

В тепловой контур не входят террасы и веранды, открытые балконы и крыльцо, пристроенные гаражи и навесы для автомобилей. Однако утепленные гаражи уже входят в систему отапливаемого контура. Тепловой контур влияет на качество, надежность и долговечность строения. Компания “МариСруб” грамотно и качественно выполнит утепление каждого элемента деревянного дома.

Грамотно выполняем расчеты и проект, подбираем качественные и безопасные материалы, брус и бревно изготавливаем самостоятельно. Собственное производство позволяет тщательно контролировать качество отбираемой древесины и изготавливаемых материалов, следить за каждым этапом строительства и отделки загородного дома, предлагать низкие цены на пиломатериалы и услуги. Утепляем стены и крышу, окна и двери, фундамент. Предлагаем полный комплекс услуг в сфере деревянного домостроения.

Строительство дома из бруса и бревна “под ключ” включает создание индивидуального или доработку уже готового проекта, сборку сруба с установкой фундамента и покрытием кровли, монтаж окон и дверей, утепление и гидроизоляцию строения, чистовая отделку внутри и снаружи. Гарантируем качество, надежность и оперативность строительства, выполнение работ в срок!

Основы термостойкости | Celsia

Сегодняшний гостевой блог, посвященный основам теплового сопротивления, ведет доктор Джеймс Стивенс, профессор машиностроения из Университета Колорадо. Доктор Стивенс специализируется на численном и аналитическом анализе теплопередачи, охватывающем как стационарные, так и переходные ситуации, с приложениями к тепловой истории, тепловому отклику, электронному охлаждению, температурным профилям, тепловому расчету и определению скорости теплового потока.

Аналогия теплового сопротивления

Термическое сопротивление — это удобный способ анализа некоторых проблем теплопередачи с использованием электрической аналогии, чтобы упростить визуализацию и анализ сложных систем. Он основан на аналогии с законом Ома:

В законе Ома для электричества «V» — это напряжение, которое вызывает ток величиной «I». Величина тока, протекающего при заданном напряжении, пропорциональна сопротивлению (R _elec). Для электрического проводника сопротивление зависит от свойств материала (например, медь имеет более низкое сопротивление, чем дерево) и физической конфигурации (толстые короткие провода имеют меньшее сопротивление, чем длинные тонкие провода).

Для одномерных стационарных задач теплообмена без внутреннего тепловыделения тепловой поток пропорционален разности температур согласно следующему уравнению:

где Q — тепловой поток, k — свойство материала теплопроводность, A - площадь, нормальная к потоку тепла, Δx - расстояние, на которое течет тепло, а ΔT - разница температур, управляющая тепловым потоком.

Если провести аналогию, сказав, что электрический ток течет подобно теплу, и сказав, что напряжение управляет электрическим током так же, как разность температур управляет тепловым потоком, мы можем записать уравнение теплового потока в форме, аналогичной закону Ома:

, где R _th — тепловое сопротивление, определяемое как: Так же, как и электрическое сопротивление, тепловое сопротивление будет выше для небольшой площади поперечного сечения теплового потока (A) или для большого расстояния (Δx).

Обоснование

Теперь, зачем со всем этим заморачиваться? Ответ заключается в том, что тепловое сопротивление позволяет нам решать довольно сложные проблемы относительно простыми способами. Мы еще поговорим о различных способах его использования, но сначала давайте рассмотрим простой случай, чтобы проиллюстрировать преимущества.

Предположим, что мы хотим рассчитать поток тепла через стену, состоящую из трех различных материалов, и нам известны температуры каждой внешней поверхности, T _A и T _B , а также свойства и геометрия материала. Мы можем написать уравнение проводимости для каждого материала: алгебраически решить эти три неизвестных не составит большого труда, однако, если мы воспользуемся аналогией с тепловым сопротивлением, нам не нужно будет делать даже столько работы:0003

, где

, и мы можем найти Q за один шаг.

Объединение тепловых сопротивлений

В этом простом примере показано, как последовательно объединять несколько тепловых сопротивлений, структура которых аналогична электрическому аналогу: и параллельно:

За пределами проводимости

До сих пор мы говорили о тепловом сопротивлении, связанном с проводимостью через плоскую стенку. Для стационарных одномерных задач другие уравнения теплопередачи могут быть сформулированы в формате теплового сопротивления. Например, изучите закон охлаждения Ньютона для конвекционного теплообмена:

где Q — тепловой поток, h — коэффициент конвективной теплопередачи, A — площадь, на которой происходит теплопередача, T _s — температура поверхности, на которой происходит конвекция, а T _inf — температура жидкости в свободном потоке. Как и в случае теплопроводности, существует разница температур, управляющая тепловым потоком. В этом случае тепловое сопротивление будет равно:

. Аналогично, для лучистой теплопередачи от серого тела:

, где Q — тепловой поток, ε — коэффициент излучения поверхности, σ — постоянная Стефана-Больцмана, Т _s — температура поверхности излучающей поверхности, а T _surr — температура окружающей среды. Разлагая выражение для температуры, тепловое сопротивление можно записать:

Преимущество: простая постановка задачи

Формулировки теплового сопротивления могут упростить постановку довольно сложной задачи. Представьте, например, что мы пытаемся рассчитать тепловой поток от потока жидкости известной температуры через композитную стенку к воздушному потоку с конвекцией и излучением, происходящими на стороне воздуха. Если известны свойства материала, коэффициенты теплопередачи и геометрия, формула уравнения очевидна:

Теперь для решения этой конкретной задачи может потребоваться итеративное решение, поскольку радиационное тепловое сопротивление содержит внутри себя температуру поверхности, но установка проста и понятна.

Преимущество: Понимание проблемы

Формулировка теплового сопротивления имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что очень ясно, какие части модели контролируют теплопередачу, а какие не важны или даже незначительны. В качестве конкретной иллюстрации предположим, что в последнем примере термическое сопротивление со стороны жидкости было 20 К/Вт, что первый слой в композитной стене был сделан из пластика толщиной 1 мм с тепловым сопротивлением 40 К/Вт, что второй слой состоял из стали толщиной 2 мм с термическим сопротивлением 0,5 К/Вт, а тепловое сопротивление конвекции в воздух составляло 200 К/Вт, а тепловое сопротивление излучению в окружающую среду составляло 2500 К/Вт, исходящему от поверхность с коэффициентом излучения 0,5.

Мы можем многое понять о проблеме, просто рассматривая тепловое сопротивление. Например, поскольку сопротивление излучению параллельно гораздо меньшему сопротивлению конвекции, это будет иметь небольшое влияние на общее тепловое сопротивление. Увеличение коэффициента излучения стены до единицы улучшит общее тепловое сопротивление только на 5%. Или полное игнорирование излучения приведет к ошибке всего в 6%. Точно так же тепловое сопротивление стали последовательное и ничтожно мало по сравнению с другими сопротивлениями в системе, поэтому независимо от того, что делается с металлическим слоем, это не будет иметь большого эффекта. Замена стали на чистую медь, например, улучшит общее тепловое сопротивление только на 0,2%. Наконец, ясно, что управляющим тепловым сопротивлением является конвекция со стороны воздуха. Если бы было возможно удвоить коэффициент конвекции (скажем, за счет увеличения скорости воздуха), один только этот шаг уменьшил бы общее тепловое сопротивление на 36%.

Проводимость за плоскостью стенки

Термическое сопротивление можно также использовать для других геометрий проводимости, если они могут быть проанализированы как одномерные. Термическое сопротивление проводимости в цилиндрической геометрии составляет:

, где L — осевое расстояние вдоль цилиндра, а r ₁ и r ₂ показаны на рисунке.

Тепловое сопротивление для сферической геометрии составляет:

с r ₁ и r ₂, как показано на рисунке.

Заключение

Термическое сопротивление является мощным и полезным инструментом для анализа задач, которые можно аппроксимировать как одномерные, стационарные и не имеющие источников тепловыделения.

Свяжитесь с компанией Celsia, чтобы сообщить о следующей задаче теплового проектирования. Мы специализируемся на разработке и производстве радиаторов с использованием жидких двухфазных устройств: тепловых трубок и испарительных камер.

← Прочная электроника | Стандарты и решения для тепловых труб Гибка тепловых трубок | Как это влияет на испарительные камеры и тепловые трубки →

Тепловые выключатели

Специалисты по защите цепей.

Телефон: +61 3 9521 6133 Факс: +61 3 9521 6177 Веб-сайт: www.swe-check.com.au

Тепловой автоматический выключатель представляет собой устройство защиты цепи, содержащее язычок из сплава, два контакта из драгоценных металлов и соединительные клеммы. Когда возникает перегрузка по току, выделяется тепло, поскольку ток протекает через язычок, в результате чего язычок отклоняется и открывается со щелчком. Это разделяет контакты и безопасно прерывает ток. Двумя важными параметрами, используемыми для оценки производительности тепловых автоматических выключателей, являются кривая зависимости времени от тока, как у предохранителя, а также скорость, с которой контакты размыкаются. Относительная скорость, с которой контакты разъединяются, является мерой срока службы при электрических нагрузках.

Типы тепловых автоматических выключателей

В отличие от плавких вставок, тепловые автоматические выключатели являются сбрасываемыми. Существуют определения SAE для различных типов тепловых автоматических выключателей. Обычно доступны четыре различных оперативных метода сброса. Тип I, Тип II, Тип III и Тип III*.

• Тип I (автоматический сброс)

Циклический или непрерывный сброс до устранения неисправности. Автоматические выключатели типа I обычно используются для защиты цепей, которые время от времени испытывают кратковременные перегрузки, таких как цепи двигателя стеклоочистителя и фары, где предпочтительнее устройство с самовозвратом. Они не предназначены для длительной езды на велосипеде. Рекомендуется устанавливать их после главного предохранителя, выключателя с ручным сбросом или мгновенного выключателя.

Магазин автоматических выключателей с автоматическим сбросом

• Тип II (модифицированный сброс)

Нециклический. После срабатывания сохраняется состояние разомкнутой цепи, за исключением низкого потребления миллиампер через резистор. Автоматический выключатель сбрасывается при отключении питания. Требуется минимальное напряжение/ток для поддержания разомкнутой цепи. Автоматические выключатели типа II обычно используются в приложениях, где замена предохранителя нежелательна, например, в цепях электрических стеклоподъемников, сидений и люка.

Магазин модифицированных автоматических выключателей со сбросом

• Тип III (ручной сброс)

Нециклический. Автоматические выключатели с ручным сбросом остаются в разомкнутом положении до тех пор, пока кнопка, рычаг или другое внешнее устройство сброса не будет нажато вручную для повторного включения цепи. Автоматические выключатели типа III обычно используются в приложениях, где требуется ручной сброс для безопасной диагностики неисправности цепи. На показанном изображении нажатие красной кнопки приведет к сбросу выключателя и замыканию цепи.

Магазин автоматических выключателей с ручным сбросом

• Тип III* (Ручной сброс — нажатие для срабатывания)

То же, что и выключатель с ручным сбросом Типа III, однако пользователь может нажать кнопку на выключателе, чтобы разомкнуть цепь вручную.