Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

COPUTERISATION OF CALCULATION OF THERMAL INSULATION OF FLAT SURFACES

Sidorov Pav.M. 1 Sidorov Pet.M. 1 Shevelev D.V. 1
1 The Kaluga Branch of Bauman Moscow State Technical University
Most of the buildings and structures in operation in the climatic conditions of the Russian Federation have some form of thermal insulation. Rising prices for energy (electricity, gas, district heating) make it urgent to increase the energy efficiency of existing buildings and structures. The method and software realization of calculation of thermal insulation of flat surfaces is offered. The program allows to make termal calculations to determine the required amount of thermal insulation of external enclosing structures of buildings and structures as part of measures to reduce heat loss. To work with this program, the user does not need special knowledge in the field of thermodynamics and heat exchange theory, which increases its practical value. This application program can be recommended for practical use by organizations engaged in the sale and application of thermal insulation materials.
heat insulation
heat energy losses
method for calculation.

Рост цен на энергоносители (электричество, газ, централизованное теплоснабжение) делает актуальной задачу повышения энергоэффективности существующих зданий и сооружений. Это возможно осуществить нанесением на наружные поверхности стен дополнительной теплоизоляции – базальтовых плит, экструдированного пенополистирола, жидкого пенополиуретана и пр.

Для организаций, занимающихся продажей и нанесением теплоизоляционных материалов, важной является задача определения необходимой толщины теплоизоляционного материала, при которой величина потерь тепла уменьшится на заданную клиентом величину. Для её решения требуется проведение теплотехнического расчета. Исходными данными для расчета являются:

· геометрические и теплофизические характеристики стены – толщина , мм и теплопроводность материала , Вт/(м•К) слоев);

· площадь наружной поверхностистены, F, м2;

· температура воздуха внутри помещения , °С;

· температура атмосферного воздуха , °С;

· желаемая величина снижения теплопотерь через стены, %;

· свойства теплоизоляционного материала (теплопроводность Дж/(м·К), плотность , кг/м3).

Упрощенная методика такого расчета, имеющая достаточную для применения на практике точность, была описана ранее в [2]. На основе этой методики, в среде программирования Delphi [1], для операционных систем семейства Windows была создана прикладная программа «Расчет теплоизоляции плоских поверхностей», позволяющая упростить и ускорить теплотехнические расчеты по определению требуемого количества теплоизоляции. Для работы с данной программой, пользователю не требуется специальных знаний в области термодинамики и теории теплообмена, что повышает её практическую ценность.

Структурно, программа состоит из двух модулей. Блок-схема программы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема программы

Первый модуль предназначен для редактирования баз данных.

Базы данных содержат температуру воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 для различных регионов РФ [3], и коэффициент теплопроводности различных типов конструкционных и теплоизоляционных материалов [4]. Работа с базами данных осуществляется по технологии ADO (ActiveDataObject), формат выбран стандартный для MSAccess – .mdb. Доступ к базам данных осуществляется через драйвер «MicrosoftJetOLEDBProvider» который устанавливается по умолчанию во всех последних версиях операционных систем MSWindows. Вкладка окна программы, предназначенная для работы с базами данных, представлена на рис. 2.

Рис. 2. Вкладка «Редактирование базы данных»

Кроме редактирования баз данных, здесь также осуществляется ввод используемых при расчете:

· температуры воздуха внутри помещений(, °С), которая задается пользователем или принимается нормированной по [5,6];

· теплопроводность (, ), плотность(, ) и удельная стоимость (, ) наносимой дополнительной теплоизоляции.

Кроме того, возможен ввод наименования и контактных данных организации.

Второй модуль программы – расчетный. Здесь вводятся исходные данных для конкретного расчета. Вкладка окна программы для ввода параметров расчета предоставляемых пользователем приведена на рис. 3.

Рис. 3. Вкладка «Ввод исходных данных»

Во вкладке «Расчет» сначала из выпадающего списка выбирается регион, затем указывается общая площадь теплоизолируемой поверхности (стены), количество окон, площадь окна, количество конструктивных слоев стены. Далее задается структура каждого слоя стены – материал выбирается из выпадающего списка, толщина слоя вводится с клавиатуры. После этого нужно задать желаемую величину снижения теплопотерь через стенуи нажать кнопку «Расчет» в нижней части окна.

Результат расчета выводится в окне программы в виде таблицы (рис. 4).

Рис. 4 Результаты расчета

Результаты расчета можно экспортировать в MSWord для последующей печати нажав кнопку «Экспорт в MSWord» под таблицей с результатами расчета. При этом происходит автоматическое формирование бланка сметы, пример которой приведен на рис.5.

Рис. 5. Пример бланка сметы

Разработанная прикладная программа позволяет определить температуру наружной и внутренней поверхностей стены, величину снижения теплового потока, толщину слоя теплоизоляции, её объём, массу, стоимость и может быть рекомендована для практического применения организациям занимающимся продажей и нанесением теплоизоляционных материалов.