Расчет прогрева бетона в зимнее время: Прогрев бетона в зимнее время проводами расчет

Содержание

Прогрев бетона в зимнее время проводами расчет

Ни одно строительство не обходится без такого материала, как бетон. Иногда он требует прогрева, а это процесс достаточно серьезный. Здесь важно знать в точности всю технологию процесса. От этого напрямую зависит прочность и долговечность изготавливаемого материала. Самый распространенный способ – прогрев бетона проводом.

Зачем прогревают бетон?

Строительство зданий, сооружений и прочих конструкций с использованием раствора в зимнее время не обходится без обогрева. Как правило, гидратация раствора при отрицательных температурах полностью не проходит. А еще вы можете прочитать про марку бетона для ленточного фундамента, его типы, технология заливки, самостоятельный расчет. Он затвердевает не целиком, некоторые участки смеси замерзают. После оттаивания связь смеси будет нарушена, что непременно скажется на качестве и долговечности сооружения.

Зимой электрический прогрев конструкции обязателен. Процесс затвердевания смеси ускоряется в определенных (плюсовых) температурных условиях. При этом не нарушается структура связующей смеси, и не страдает прочность непосредственно самой конструкции. Вот зачем прогревают бетон проводом в холодное время года.

Каким материалом воспользоваться?

Самым распространенным материалом для этого является провод нагревательный ПНСВ. Он прост в применении, к тому же сравнительно недорогой. Состоит из оцинкованной или стальной однопроволочной жилы, имеющей круглую форму, и полиэтиленовой или ПВХ пластикатовой изоляции. Такой материал используют для прогрева в температурных условиях от + 5 градусов и ниже. На этой странице вы сможете узнать про пропорции для приготовления бетона, его компоненты и параметры.

Способ прогрева бетона проводом ПНСВ достаточно прост. ПНСП сильно нагреваются и передают тепло конструкции. Для проведения процедуры одного нагревательного элемента не достаточно. Понадобится трансформаторная подстанция (понижающая), которая имеет систему, отвечающую за регулировку тепловой силы. Исходя из внешних изменений температурного режима, устройство регулирует тепловую мощность. Именно от такой подстанции и будет происходить нагрев. Такая установка позволяет нагревать смесь до 30 куб.м.

Как рассчитать обогрев конструкции?

Расчет прогрева бетона проводом заключается в следующем: на один кубический метр смеси понадобится примерно 60 метров ПНСВ. Учитывается так же площадь, вид конструкции, необходимая электрическая мощность. Необходимая длина секции нагревательного элемента также может завесить от напряжения трансформаторной подстанции. То есть чем ниже ее напряжение, тем меньше нужна длина. Перед тем как приступать к расчету, прочитайте про бетон для фундамента: состав, пропорции, основные марки. А так же про то, какой расход цемента в бетонной смеси: основные качества составляющих, пропорции цемента в различных марках бетона, допустимые погрешности.

Провод ПНСВ, будучи погруженным в раствор, нормально функционирует при рабочем токе в 14-16 Ампер. Поэтому преимущественно выбирать именно такой показатель рабочего тока. При этом на открытом воздухе с таким показателем нагревательный элемент достаточно быстро выходит из строя. Вследствие этого его холодные концы (часть, которая должна остаться за пределами конструкции) должны состоять из другого провода – АПВ. Их длина обычно составляет от полуметра до метра. Оптимальным напряжением будет третья ступень трансформаторной подстанции – 75 Вольт.

Перед тем как прогреть бетон проводом, следует разработать субъективную для конкретной конструкции технологическую карту и составить схему укладки нагревательного элемента. Схема прогрева бетона проводом обычно выглядит так: чертеж конструкцией с обозначениями мест укладки провода. Он обычно укладывается змейкой, не соприкасаясь друг с другом. На чертеже обязательно следует определить точки выхода (холодных концов) нагревательного элемента.

Технология прогрева: пошаговое руководство

После того, как произведены все расчеты, составлена технологическая карта и схема, можно приступать к процессу прогрева:

Нагревательный элемент следует уложить равномерно в места заливки. Он не должен соприкасаться с другими своими частями. Так же следует следить, чтобы нагревательный элемент не выходил за пределы конструкции и не касался опалубки.
Прежде чем вывести концы кабеля за пределы обогрева, следует соединить холодные концы с нагревательными выходами, спаяв их. Для того, что бы тепловое поле хорошо сохранялось, рекомендуется участки пайки обвернуть металлической фольгой.
При помощи мегомметра следует провести тест-проверку для того, чтобы обеспечить размеренную нагрузку тока по фазам.
Заливают конструкцию раствором бетона.
На этом этапе через трансформаторную подстанцию (понижающую) можно подавать ток.

Это один из самых простых способов, как осуществить прогрев бетона проводом. Видео по теме поможет лучше разобраться и понять, что собой представляет технологический прогрев бетона.

Обогрев конструкции без трансформатора

Прогрев бетона проводом без трансформатора осуществляется при помощи специального финского кабеля «БЕТ» или электрической резиновой кабельной греющей секции. И «БЕТ», и греющий кабель работают от обычной розетки питания с напряжением 220 Вольт. Так же как и прогрев бетона проводом ПНСВ, процесс его прогрева без трансформатора прост: материал укладывается в места заливки по соответствующей схеме, бетонируется, а выведенные концы подключаются к сети.

Из всего вышесказанного, следует вывод, что технология прогрева бетона проводом не представляет особой сложности. Главное в этом деле – правильный расчет и точная схема, по которой следует максимально точно распределить нагревательный элемент по бетонной конструкции. А здесь вы сможете узнать про бетон марки М200.

1 Всё о прогреве

1.1 Какие применяют способы для прогрева
1.2 Провод ПНСВ и понижающий трансформатор

2 Заключение

Для гражданского, промышленного, а также кустарного (домашнего) строительства при отрицательных температурах существуют различные способы прогрева бетона, позволяющие не останавливать работы на зимнее время. Такие вспомогательные процедуры позволяют не просто продолжать монтажные работы в мороз, но и увеличивают скорость застывания раствора, особенно с добавлением специальных химических ускорителей затвердевания.

Ниже мы поговорим о таких методах, в общем, и один из них (наиболее популярный) рассмотрим в частности, а также продемонстрируем вам видео в этой статье по теме электрического прогрева бетона.

Заливка бетона при минусовой температуре

Всё о прогреве

Какие применяют способы для прогрева

Самый примитивный способ заливки раствора в зимнее время, это обустройство над площадкой самого обычного шатра из целлофановой плёнки своими руками, где в средине можно установить горящую паяльную лампу или тепловую пушку. Метод предельно прост, только его можно применять только на объектах с небольшой площадью, да и над вертикальными конструкциями сложно соорудить такой купол.
Несколько проще в такой ситуации использовать электрические маты, которыми просто накрывают площадь заливки, установив регулятор в нужном режиме, в зависимости от температуры воздуха на улице. Но и здесь есть серьёзный недостаток — электроматы неудобно использовать при заливке больших площадей, к тому же матами можно накрывать только горизонтально расположенные ЖБК, но никак не стены, опоры или колонны.

Ультрафиолетовая установка прогрева бетона, пожалуй, наиболее удобная из всех существующих, так как не предполагает контакта с самим раствором, а тепловая интенсивность прибора просто регулируется расстоянием между УФ излучателем и объектом. Ещё одно преимущество такого способа, это возможность греть конструкции любой конфигурации и в любом положении (как в горизонтальном, так и в вертикальном), при этом опалубка не является препятствием. Тем не менее, такой метод используется достаточно редко — для него нужно большое количество обогревателей.

Опалубка с подогревом

Ещё один метод создания монолитных железобетонных конструкций в зимнее время, это применение опалубки с подогревом, только применим он исключительно для вертикальных ЖБК (стен, перегородок, опор). Это очень удобно, так как щиты здесь многоразового использования, а нагревательные элементы на них подлежат замене, причём сделать это достаточно просто. Главный недостаток такой опалубки, это очень высокая цена, что, впрочем, окупается при её частом использовании.

Для электродного прогрева железобетонных конструкций используется арматура или проволока катанка с сечением от 8 до 10 мм и понижающего трансформатора, но такой метод больше подходит для вертикально стоящих ЖБК. Здесь греются не сами электроды, а влага между ними (кипятильник из двух лезвий работает по тому же принципу), только здесь расстояние между штырями составляет от 60 до 100 см — всё зависит от температуры воздуха. Основным недостатком, несмотря на всю простоту, является очень большое потребление электроэнергии (один электрод потребляет порядка 45-50А), следовательно, стоимость строительства при этом возрастает.

t?C во время заливки Напряжение (В) Расстояние между штырями-электродами (см) Получаемая мощность (кВт/м3) 1 2 3 4 -5 55 20 25 63 30 75 50 -10 55 10 3,0 65 25 75 40 85 50 -15 65 15 3,5 75 30 85 45 95 55 -20 75 20 4,5 85 30 95 40

В данном случае, чтобы выдерживать нужную температуру, её проверяют каждые два часа и для этого заранее изготавливают специальные скважины. Во время разогрева раствора такое тестирование производится каждый час. Во время прохождения всего процесса необходимо постоянно следить за состоянием паек и контактов.

Провод ПНСВ и понижающий трансформатор

Примечание. ПНСВ (Провод Нагревательный Стальной Виниловая изоляция) может иметь разное сечение и применяется одноразово. После застывания массы он остаётся там навсегда.

Использование понижающего трансформатора

Вышеупомянутые методы прогрева бетона не так популярны, как тот, о котором речь пойдёт сейчас — это использование провода ПНСВ в качестве обогревателя и понижающего трансформатора для преобразования электроэнергии. Суть такого способа заключается в следующем — кабель укладывают петлями в месте заливки раствора, а его сечение будет зависеть от мощности трансформатора и температуры воздуха на улице (в здании), где проводятся работы.

В зависимости от температуры воздуха с понижающего трансформатора подаётся нагрузка на петли и начинается обогрев, но структура бетона при этом не изменяется, зато значительно увеличивается скорость застывания раствора.

Диаметр жилы в мм 1,2 2,0 3,0 Ом/метр 0,15 0,05 0,02

Сопротивление ПНСВ зависит от сечения провода

Важно! Перед укладкой ПНСВ в обязательном порядке следует убедиться в целостности провода и его оболочки. Дело в том, что контроль прогрева бетона осуществляется только в отношении температурного режима, а сам провод, в случае его перегорания, заменить невозможно, так как он полностью погружен в раствор (к тому же, его замыкание может привести к пожару). Поэтому, для таких целей лучше использовать новый материал.

Таблица оптимальной длины петли при разных сечениях провода и типах бетона

Принципиальная схема прогрева бетона

При укладке ПНСВ инструкция требует, чтобы на этом месте не было никакого мусора, который может повредить оболочку, что в свою очередь, приведёт к короткому замыканию и перегоранию кабеля (как мы уже говорили — заменить его невозможно). Кроме того, при создании петли недопустимо делать резкие изгибы и оставлять «барашки», что приводит к излому провода — все повороты следует выполнять плавно.

Сама укладка обычно производится либо «змейкой», как это показано на схеме, либо одинарной петлёй — всё будет зависеть от длины ПНСВ и площади заливаемой конструкции. Нельзя ни в коем случае допускать пересечения греющих проводов друг с другом — оптимальное расстояние между жилами порядка 100 мм, хотя его можно изменять, в зависимости от длины и сечения ПНСВ, а также, от размеров рабочей площадки.

В любом случае греющий провод должен быть полностью залит бетоном (скрутки в том числе), так как на воздухе он будет перегреваться, а в результате сгорит, как изоляция, так и стальная жила. Кроме того, вам следует позаботиться о том, чтобы защитить трансформатор и, как следствие, всю обогревательную конструкцию, от перепадов напряжения, так как бросок может вызвать резкий перегрев и перегорание.

Понижающий трансформатор КТПТО-80

Чтобы представить наглядно схему подключения, давайте рассмотрим, как это делается в соответствии со СНиП 111-4-80/гл.11 и ГОСТ 12.1.013-7 — в данном случае задействован понижающий трансформатор КТПТО-80, как на фото вверху.

Данный агрегат, перед сборкой электрической цепи следует занулить, и делается это с помощью четвёртой жилы кабеля питания на зажим N из блока XT6, шунтируя его с металлическим корпусом управленческого шкафа. Заземление производится от ножек-салазок агрегата, где для этого есть специальный болт с гайкой, а контур делают из стального провода, сечением не менее 4 мм.

Принципиальная схема КТПТО-80

По технике безопасности сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5МОм, в чём следует убедиться перед подключением, а также нужно осуществить проверку всех скруток и контактных соединений. Затем установите путевые выключатели SQ1 и SQ2 так, чтобы была возможность надёжного замыкания одноименных контактов при открытии крышки кожуха и пульта управления. Кроме того, обязательно проверьте целостность предохранителей на случай КЗ.

Переключатель силового трансформатора устанавливаете в положение 1 (соответственно — 55В), а автовыключатель и SA3 приводите в положение «ВЫКЛ». После всех этих процедур цепь, установленная в бетонной или железобетонной конструкции, подсоединяется зажимами ХТ6 к блоку.

На ввод подаётся питание 380В, проверяем напряжение HL1 и HL3, после чего замыкается QF1 и, используя SB1 (аварийная кнопка «ВЫКЛ») пробуем аварийное отключение. После такого теста делается повторное включение — на KL1 подаём питание кнопкой SB3, после чего срабатывает магнитный пускатель KM1.

Карта прогрева бетона (начальная страница)

В соответствии со СНиП 3.03.01-87 (по нагреву несущих и ограждающих ЖБК при температуре до -40?C) используется технологическая карта на электрический обогрев проводами типа ПНСВ. Настоящий документ содержит технические и организационно-технологические решения вопросов по методу проводного обогрева со всеми используемыми техническими и технологическими параметрами, то есть, весь график прогрева бетона.

Температурный лист прогрева

Для контроля над прогревом, а также для возможности прогнозирования качества ЖБК после окончательного затвердевания используют лист прогрева бетона — бланк для которого всегда можно скачать через Интернет. Такие данные позволяют точно выверить время и порядок твердения залитого раствора, то есть, это как бы пошаговое руководство достижения наибольшей прочности.

Контроль или расчет прогрева бетона осуществляют с помощью технического термометра — в залитой массе делают специальные воронки, куда закладывается трубка, а в неё уже опускается термометр. Температуру фиксируют через каждые два часа, а если толщина конструкции не превышает 10-115 см, то это делают каждые 4-5 часов.

Не следует забывать, что при нормальном нагреве ПНСВ — до 80?C — температура бетона при прогреве доходит до 40?C-50?C, и это происходит на морозе!

Использование сварочного аппарата в качестве понижающего трансформатора

В домашних условиях в качестве понижающего трансформатора можно использовать сварочный аппарат мощностью не ниже 250А, как на фото вверху, а сопротивление, следовательно. Количество провода ПНСВ в таких случаях можно рассчитать по формуле R=U/I.

Как правило, показатель U у нас будет 220-230В, и если мы используем агрегат вышеупомянутой мощности, то I=250А. в таком случае R=U/I=220/250=0,88ом и, исходя из этого, можно воспользоваться таблицами для определения нужного сечения и длины провода.

Следует сказать, что погружая ПНСВ в массу бетона, с трансформатором его следует связывать алюминиевым проводом типа АПВ сечением не менее 4 мм, но скрутка при этом должна находиться в растворе.

Об этом моменте мы упомянули не зря — вам придётся соединять два неоднородных металла — сталь и алюминий, следовательно, соединение может оказаться неплотным, что приведёт к искрению, перегреву и перегоранию провода. Но переделать залитую раствором скрутку уже будет невозможно, поэтому, уделите особое внимание этому моменту — от него будет зависеть возможность завершения процесса вообще.

Заключение

В заключение можно сказать, что наиболее низкая стоимость работ по прогреву бетона — в случае с использованием кабеля ПНСВ и понижающего трансформатора, и хотя такой метод достаточно неудобно применять для вертикальных ЖБК, его всё равно иногда используют для экономии средств. Несмотря на сложность укладки провода (занимает много времени), проводной прогрев ЖБ конструкций применяется чаще всего.

Заливка бетона зимой имеет свои сложности. Главной проблемой считается нормальное затвердевание раствора, вода в котором может замерзнуть, и он не наберет технологической прочности. Даже если этого не случится, низкая скорость высыхания состава сделает работы нерентабельными. Прогрев бетона проводом ПНСВ поможет снять этот вопрос.

Электропрогрев бетона в зимнее время – наиболее удобный и дешевый способ достигнуть нужной твердости материала. Он разрешается нормами СП 70.13330.2012, и может применяться при выполнении любых строительных работ. После отвердевания бетона, провод остается внутри конструкции, поэтому применение дешевого ПНСВ дает дополнительный экономический эффект.

Применение

Прогрев бетона в зимнее время кабелем дает возможность решить две основные проблемы. При температурах ниже нуля вода в растворе превращается в кристаллики льда, в результате реакция гидратации цемента не просто замедляется, она прекращается полностью. Известно, что при замерзании вода расширяется, разрушая образовавшиеся в растворе связи, поэтому после повышения температуры он уже не наберет нужной прочности.

Раствор затвердевает с оптимальной скоростью и сохранением характеристик при температуре порядка 20°C. При падении температуры, особенно ниже нуля, эти процессы замедляются, даже с учетом того, что при гидратации выделяется дополнительное тепло. Чтобы выдержать технические условия, зимой не обойтись без прогрева бетона проводом ПНСВ или другим предназначенным для этого кабелем в таких ситуациях, когда:

не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.

Характеристики провода

Кабель для прогрева бетона ПНСВ состоит из стальной жилы с сечением от 0,6 до 4 мм², и диаметром от 1,2 мм до 3 мм. Некоторые виды покрываются оцинковкой, чтобы снизить воздействие агрессивных компонентов в строительных растворах. Дополнительно он покрыт термоустойчивой изоляцией их поливинилхлорида (ПВХ) или полиэстера, она не боится перегибов, истирания, агрессивных сред, прочна и обладает высоким удельным сопротивлением.
Кабель ПНСВ обладает следующими техническими характеристиками:

Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
Возможность применения до температур до -25°C;
Монтаж при температурах до -15°C.

Кабель подключается к холодным концам через провод АПВ из алюминия. Питание может осуществляться через трехфазную сеть 380 В, подключаясь к трансформатору. При правильном расчете ПНСВ может подключаться и к бытовой сети 220 вольт, длина при этом не должна быть менее 120 м. По системе, находящейся в бетонном массиве должен протекать рабочий ток 14-16 А.

Технология прогрева и схема укладки

Перед установкой системы прогрева бетона в зимнее время монтируется опалубка и арматура. После этого раскладывается ПНСВ с интервалом между проводами от 8 до 20 см, в зависимости от наружной температуры, ветра и влажности. Провод не натягивается и прикрепляется к арматуре специальными зажимами. Нельзя допускать изгибов радиусом менее 25 см и перехлестов токоведущих жил. Минимальное расстояние между ними должно составлять 1,5 см, это поможет не допустить короткого замыкания.

Наиболее популярная схема укладки ПНСВ – «змейка», напоминающая систему «теплый пол». Она обеспечивает обогрев максимального объема бетонного массива при экономии греющего кабеля. Перед заливкой в опалубку раствора необходимо убедиться в том, что в ней нет льда, температура смеси не ниже +5°C, а монтаж схемы подключения проведен правильно, на достаточную длину выведены холодные концы.

К проводу ПНСВ прикладывается инструкция, с которой нужно ознакомиться перед тем, как прогреть бетон. Подключение осуществляется через секции шинопроводов двумя способами через схему «треугольник» или «звезда». В первом случае систему разделяют на три параллельных участка, подключаемых к выводам трехфазного понижающего трансформатора. Во втором – три одинаковых провода соединяются в один узел, потом три свободных контакта аналогично подключаются к трансформатору. Питающее устройство устанавливается не далее, чем в 25 м от места подключения, прогреваемый участок обносится ограждением.

Система подключается после полной заливки всего объема строительного раствора. Технология прогрева бетона греющим кабелем ПНСВ включает в себя несколько этапов:

Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

При соблюдении технологических требований материал наберет марку прочности, соответствующую его составу. По окончанию работ ПНСВ остается в толще бетона и служит дополнительным армирующим элементом.

Нужно отметить, что применять кабель КДБС или ВЕТ значительно проще, поскольку их можно подключать напрямую к сети 220 В через щитовую или розетку. Они разделены на секции, что помогает избежать перегрузки. Но эти кабели стоят дороже ПНСВ, поэтому реже применяется при строительстве крупных объектов.

Еще одна популярная технология – использование опалубки с ТЭН и электродами, когда арматура вставляется в раствор и подключается к сети, используя сварочный аппарат или понижающий трансформатор другого типа. Этот способ прогрева не требует специального греющего кабеля, но более энергозатратен, поскольку вода в бетоне играет роль проводника, а его сопротивление при затвердевании значительно возрастает.

Расчет длины

Чтобы рассчитать длину провода ПНСВ для прогрева бетона требуется учесть несколько основных факторов. Главный критерий – количество тепла, подаваемого на монолит для его нормального затвердевания. Оно зависит от температуры окружающего воздуха, влажности, наличия теплоизоляции, объема и формы конструкции.

В зависимости от температуры определяется шаг укладки кабеля со средней длиной петли от 28 од 36 м. При температуре до -5°C расстояние между жилами или шаг составляет 20 см, с понижением температуры на каждые 5 градусов, он уменьшается на 4 см, при -15°C он составляет 12 см.

При расчете длины важно знать потребляемую мощность нагревательного провода ПНСВ. Для самого популярного диаметра 1,2 мм она равна 0,15 Ом/м, у проводов с большим сечением сопротивление ниже диаметр 2 мм имеет сопротивление 0,044 Ом/м, а 3 мм – 0,02 Ом/м. Рабочий ток в жиле должен быть не более 16 А, поэтому потребляемая мощность одного метра ПНСВ диаметром 1,2 мм равна произведению квадрата силы тока на удельное сопротивление и составляет 38,4 Вт. Чтобы подсчитать суммарную мощность необходимо этот показатель умножить на длину уложенного провода.

Подобным образом рассчитывается и напряжение понижающего трансформатора. Если уложено 100 м ПНСВ диаметром 1,2 мм, то его общее сопротивление составит 15 Ом. Учитывая, что сила тока не более 16 А, находим рабочее напряжение, равное произведению силы тока на сопротивление в данном случае оно будет равно 240 В.

Применение провода ПНСВ – один из самых дешевых способов прогрева бетона. Но он больше годится для применения профессиональными строителями, поскольку для его подключения требуются специальное знание и оборудование. Этот кабель можно применять и в бытовых условиях, правильно рассчитав потребляемую мощность. Снизить расходы при прогреве раствора поможет применение теплоизоляционных материалов, в этом случае нагрев произойдет быстрее, а снижение температуры будет происходить равномернее, что улучшит качество бетона.

схема укладки и подключения, расчет

Применение

не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.

Характеристики провода

Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
Возможность применения до температур до -25°C;
Монтаж при температурах до -15°C.

Технология прогрева и схема укладки

Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

Расчет длины

Технология прогрева бетона в зимнее время (видео)

Несколько десятилетий назад проведение строительных работ в холодную пору не представлялось возможным. Под воздействием отрицательных температур многие материалы, включая бетон, не могли набрать подходящие эксплуатационные свойства и быстро разрушались. Однако современные застройщики нашли выход из этой ситуации и стали практиковать прогрев бетона электродами.

Перед изучением особенностей технологии нужно разобраться, для чего она предназначается.

Следующим опасным фактором является замерзание воды на этапе затвердевания. При низких температурах химическая реакция между компонентами приостанавливается, поэтому твердение выполняется неравномерно. Используя электроды для прогрева бетона, можно исключить такие неприятности и защитить материал от разрушения.

Для осуществления процедуры по нагреванию бетонов достаточно 3 специалистов. Это считается важным преимуществом, исключающим необходимость вызова целой бригады работников. Еще метод отличается высокой эффективностью, способствуя как равномерному застыванию компонентов, так и сохранению целостности конструкции.

Чтобы провести прогрев, часто хватает 1 электрода.

Однако, кроме плюсов, эта методика имеет и слабые стороны.

Однако перечисленные минусы перекрываются увеличением срока службы и повышением прочности материала.

Выбирая режимы прогрева бетона в зимнее время, необходимо учитывать ряд факторов, включая:

В современном строительстве практикуются следующие схемы прогрева бетона электродами:

Независимо от используемого метода, необходимо следить за значениями температуры и начинать работу с +5 ℃, постепенно поднимая температуру с частотой 8-15 ℃ в час. Допустимые показатели составляют +55…+75 ℃. Чтобы не допустить отклонений, необходимо регулярно измерять температуру.

Разрешается остывание бетона со скоростью 5-10 ℃ в час. Как и на стадии обогрева бетона, здесь нужно учитывать объем конструкции и ее назначение.

Электропрогрев бетона выполняется с применением разных типов электродов.

Технология прогрева подразумевает погружение электродов в залитую смесь с шагом в 60-100 см. Точное расстояние определяется геометрическими особенностями конструкции и погодой в местности.

Чтобы избежать отрицательного воздействия на материал, важно придерживаться равномерного размещения элементов и руководствоваться такими нормами:

Если конструкция прогреваемого объекта препятствует соблюдению таких требований, электроды можно покрыть изоляционной трубкой из эбонита. После завершения работ по заливке необходимо укутать участок рубероидом, полиэтиленовой пленкой или другим теплоизолятором. Отсутствие хорошего утепления приведет к низкой эффективности электропрогрева бетона.

При прогреве бетона задействуют 3 разновидности электродов. Они разработаны для разных условий и отличаются как конструктивными особенностями, так и принципом действия. Так, стержневые модели создаются на базе армированных деталей диаметром 8-12 мм.

Принцип работы пластинчатых моделей немного отличается. Их нужно крепить в разных частях опалубки, чтобы получить мощное электрическое поле для получения оптимальных температурных показателей при прогреве.

Струнная разновидность востребована при прогреве колонн.

Схема соединения электродов напрямую зависит от их типа и принципа работы. Если выбраны пластины, 1 фазу нужно подключить к первому электроду, а вторую — к противоположному. Этот метод называется параллельным. Стержневые элементы подразумевают подключение первого и последнего электрода в ряду.

Приступая к процедуре прогрева, необходимо ознакомиться со всеми правилами и нюансами, которые помогут избежать неприятных последствий. В первую очередь важно грамотно подключать электроды к разным полюсам цепи. Если упустить этот момент и задействовать 1 фазу, результат будет нулевым.

Необходимо заранее спроектировать расположение электродов, учитывая тот факт, что цепь замыкается только во влажной среде.

Еще следует соблюдать интенсивность прогрева и интервал между циклами, т.к. разные марки бетона набирают прочность с различной частотой.

Строительство бетонных монолитов при минусовых температурах осложняется неравномерным застыванием смеси. Вода быстро превращается в лед, процесс гидратации останавливается, в результате прочность готовой постройки нарушается. Прогрев бетона помогает избежать этих проблем.

Добиться необходимой температуры бетонной смеси можно пятью способами:

Рассказываем, в каких случаях используется каждый из них.

Принцип действия основывается на способности бетонного раствора проводить ток. Электроды располагают внутри и на поверхности смеси. После подключения к трансформатору образуется электрическое поле и происходит нагрев. Добиться оптимальной температуры можно изменением выходных параметров трансформатора.

устойчив к воздействию кислотной и щелочной среды.

требует точных расчетов и подготовительных работ.

Что нужно знать о проводе ПНСВ

1. Укладка кабеля в холодное года должна выполняться таким образом, чтобы он не касался опалубки, земли, а также не выходил за пределы бетона. После того, как опалубка будет залита бетонной смесью, дождитесь, пока она начнет застывать, затем подключите трансформаторную подстанцию и регулируйте температуру.

2. Секции монтируются на одинаковом расстоянии нагревательных проводов относительно друг друга (примерно 15 см). Смесь прогреется равномерно.

3. Закрепить провод на арматурном каркасе, вдоль которого он протянут, следует так, чтобы риски повредить его при подаче бетона в траншею отсутствовали.

4. Температура смеси измеряется в процессе изотермического прогрева каждые два часа. Этот пункт входит в содержание технологической карты на электрообогрев нагревательными проводами монолитных конструкций.

5. 70 В – напряжение, которым следует ограничиться при проведении работ. Поэтому при эксплуатации может потребоваться понижающий трансформатор (ПТ).

Пример техники: Подстанция для прогрева бетона КТПТО-80
Отправить заявку

Электропрогрев опалубки (контактный метод)

Этот способ предполагает изготовление опалубки, в которую заранее будут закладываться нагревательные элементы. Они отдают бетону свое тепло при нагреве и ускоряют твердение. Электропрогрев опалубки происходит снаружи, через контактную поверхность.

Минусы: трудоемкость изготовления; низкий КПД (при заливке фундамента смесь нагревается лишь частично).

Индукционный обогрев

Применяется с армированными конструкциями. Металлические элементы, содержащиеся внутри них, станут сердечниками. Изолированный кабель выполняет роль индуктора и размещается петлями вокруг арматуры. Количество мотков провода и сечение необходимо рассчитать предварительно. Вдоль кабеля пускается переменный ток, образующий электромагнитное поле. Затем происходит нагревание армирующих элементов, от них тепло переходит к бетону, постепенно распространяясь по всей смеси.

Расход электроэнергии достигает 150 кВт/ч на 1 м3 бетона.

Плюсы: низкая цена; равномерный прогрев.

Минусы: сложный расчет; ограниченность применения (балки, колонны и т. д.).

Отправить заявку

Инфракрасный подогрев

Инфракрасные лучи нагревают поверхность непрозрачных объектов, распространяя тепло на весь объем. При применении инфракрасного подогрева бетонную конструкцию необходимо окутать прозрачной пленкой – она задержит тепло, пропустив лучи через себя. Подходит для прогрева железобетона.

Плюсы: простота и доступность.

Минусы: подходит только для небольших, тонких конструкций; инфракрасное тепло распространяется неравномерно.

Инфракрасный нагреватель должен быть устойчивым к сильному ветру и способным долгое время работать без дозаправки.

Как прогреть бетон зимой во время стройки?

Как происходит строительство в зимний период?

Зима период низких температур, как же происходит возведение комплексов из бетонных конструкций в это время? Ведь известно, что бетон — это смесь гравия, песка, цемента и воды в определенной пропорции. А время, за которое раствор набирает расчетную прочность составляет 28 дней. Также знаем, что вода, замерзая, занимает больший объем, и способна разорвать монолитные конструкции.

Есть несколько способов обойти температурное ограничение, но они все сводятся к одному, поддержание температуры раствора выше нуля. Если не соблюдать эту норму, возведенная конструкция будет недостаточно прочной и очень быстро разрушится. Ниже мы предоставим несколько популярных методов прогрева бетона на стройке в зимнее время.

Укрытие и тепловые пушки

Технология довольно простая — над нужным участком строится палатка и тепловыми пушками нагнетается тепло. Довольно распространенный дедовский способ прогрева фундамента горячим воздухом. Используется на небольших площадях строительства, трудоемкий процесс, связанный с возведением теплоудерживающего купола.

Если вы хотите прогреть бетон тепловой пушкой, учтите, что это будет достаточно затратный вариант. Единственное преимущество данной методики — возможность обогрева бетонной стяжки без электричества. Существуют автономные тепловые пушки, чаще всего дизельные. Если доступа к сети 220 вольт нет, этот вариант прогрева будет самым выигрышным.

Наглядно увидеть такой способ обогрева вы можете на видео:

Термоматы

Специальными электронагревателями в виде матов обкладывают залитый подготовленным раствором участок. В раствор добавляют вещества для ускорения процесса схватывания и предотвращения кристаллизации воды. Этот способ хорош для прогрева больших ровных горизонтальных поверхностей в зимнее время.

Сложные конструкции, колонны ими не нагреешь. Подробнее узнать о том, как подогреть бетонную конструкцию матом, вы можете на видео ниже:

Опалубки с ТЭН и электродами

Для прогрева наливаемых стен и бетонных колонн фирмы застройщики используют опалубку с подогревом. Опалубки теплоизолированны и со стороны бетонного раствора установлены нагреватели. Конструкция с ТЭН не требует дополнительного сложного оборудования, элементы легко заменяемые.

Электродная опалубка состоит из стержней или полос металла прикрепленных к опалубке через равные промежутки. Электроды подключают к специальному трансформатору, и за счет воды в растворе цемента происходит его нагрев. Как бы недостаток согревающих опалубок — это стандартные размеры, и если у заказчика нестандартный проект, применяют другие способы прогрева бетона в зимнее время.

Электроды

Чаще всего используют для того, чтобы греть колонны и стены из бетона. После заливки элементов каркаса в опалубке, вставляют арматуру в раствор, располагая и распределяя их группами, подключив к трансформатору или сварочнику, как показано на схеме ниже:

Возможно и заблаговременное размещение струнных электродов вдоль каркаса. На фото наглядно показывается принцип установки электродов в бетон:

Вода в растворе играет роль проводника и постепенно по мере затвердения ток через электроды падает. Катанка после застывания смеси остается частью конструкции. К недостаткам данного способа прогрева можно отнести колоссальные энергозатраты и дополнительные расходы на материал электродов.

Провод ПНСВ

Универсальный и доступный способ прогрева бетона в зимнее время с помощью высокоомного кабеля и понижающего трансформатора. Во время увязки каркаса из арматуры укладывается греющий кабель, размеры и форма конструкции значения не имеет.

Этот способ подогрева применим как на стройплощадке, так и для домашних мастеров строителей. Расскажем немного подробнее, как прогреть бетонную смесь проводом ПНСВ в домашних условиях.

После армирования каркаса конструкции или укладки маяков под наливной пол, провод укладывается змейкой не ближе 20 сантиметров друг от друга (оптимальный шаг укладки). Длина одной петли составляет от 28-36 метров. В качестве источника напряжения можно использовать сварочный аппарат. Схема подключения в этом случае будет выглядеть так:

Нюанс прогрева, ПНСВ нельзя подключать неукрытый раствором, т.к. без поглощения тепла из-за высокой температуры на открытом воздухе, он перегорит. Чтобы избежать перегорания делают переход на алюминиевый кабель, оставляя выходные концы нагревательного провода ПНСВ по 10 см из раствора. Производитель рекомендует ток в кабеле 11-17 ампер, который можно контролировать токовыми клещами. О том, как пользоваться токоизмерительными клещами, мы рассказывали в отдельной статье.

Для домашнего строительства достаточно ПНСВ диаметром 1.2 мм. Его характеристики:

сопротивление 0,15 Ом/м;
рабочий ток погруженного в раствор 14-16 ампер;
температура укладки от -25 до 50 °C.

Расход провода на куб бетона 60 погонных метров. Температура, до которой нагревается бетон — 80 °C, ее контроль осуществляется любым термометром. Скорость набора температуры раствором не должна превышать 10 градусов за час. Чтобы избежать бессмысленных трат на счетах за электроэнергию, нагреваемый участок укрывают любым материалом, препятствующему нагреванию атмосферы, например, засыпают опилками. Для получения отличного результата бетонную смесь перед заливкой также подогревают, температура смеси не должна быть ниже +5 °C. Вот по такой инструкции можно прогреть бетон в зимнее время своими руками. Технология трудоемкая, однако под силу даже неопытному человеку. О том, как укладывать греющий кабель в фундаменте, рассказывается в видеоуроке:

Кстати, вместо провода ПНСВ можно также использовать кабель BET для прогрева бетона. На видео ниже вкратце рассмотрена инструкция по монтажу греющего проводника:

В статье указаны не все способы подогрева бетона зимой. Существуют индукционный, инфракрасный метод и другие, но их не рассматриваем ввиду их малой распространенности и сложности. Мы дали общее представление о технологии строительства бетонных конструкций, и возможности использования домашними мастерами методов нагрева стяжек и стен. Кстати, использование провода ПНСВ возможно не только во время нагрева строящийся конструкции, но уже и после того. Его можно использовать, как готовый теплый пол или анти лед на лестницах или тротуарах. Короткие участки подключаются через понижающий трансформатор от 400 до 1500 ватт. Для подключения напрямую в сеть 220 вольт провод в длину будет более 120 метров.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, зачем нужен прогрев бетона в зимнее время и как его осуществить с помощью тепловых пушек, электродов либо провода ПНСВ. Надеемся, наши инструкции были для вас понятными. Больше информации вы можете получить, просмотрев видеоуроки в статье.

Советуем также прочитать:

Прогрев бетона в зимнее время электродами: схема подключения и способы прогрева +Фото и Видео

Частный застройщик старается производить строительные работы в тёплое время года, но есть случаи-исключения, когда какие-то виды работ необходимо выполнить зимой.

Чаще всего, цель строительства в зимний период — сдать здание в необходимый срок.

Строительные работы зимой предполагают большие трудовые и финансовые затраты. Например, работы по укладке бетона требуют его предварительного прогрева. О том, как прогреть бетон проводом ПНСВ пойдет речь в настоящей статье.

Условия использования метода

Способ прогрева проводом ПНСВ применяют при наружных работах в холодное время года.

Пока бетон застывает, дальнейшие работы тоже приостанавливаются.

Даже если спустя некоторое время после застывания бетон наберёт нужную прочность, есть вероятность, что со временем конструкция при дальнейшей эксплуатации может крошиться и разрушаться.

Принцип действия

Прогрев бетона происходит так.

Перед заливкой бетона берут кабель нужного сечения и напряжения.
Затем его укладывают и заливают.
После чего кабель подключают к сети.

При воздействии высоких температур бетон не вздуется, трещины не появятся после того, как бетон застынет, не нужно этого боятся.

Процесс затвердевания не будет остановлен отрицательными температурами, за счёт равномерного прогревания бетона, он застынет, как надо, и конструкция будет прочной и надёжной.

Характеристики провода

Провод для бетона имеет свои характеристики.

Это токопроводящая жила со специальным покрытием.
Защита у провода бывает различной и может быть выполнена из полиэстера или поливинилхлорида.
Диаметр при этом составляет 1,2 мм.
Среднее сопротивление равно 0,15 Ом/м.
Провод можно использовать при температуре от -60 до +50 градусов.

Как прогреть бетон проводом

Укладка провода

Необходимые условия для проведения работ

Заранее необходимо посчитать, какое количество провода вам понадобится. Предположительно на 1м3 идет примерно 55 м провода.

Прогрев бетона проводом ПНСВ зимой совершенно безопасен, потому что такой провод изготавливают с хорошей изоляционной оболочкой.

За счёт прочности жилы почти отсутствует возможность залома.

Ни в коем случае не стоит подключать провод к сети, пока вы его не погрузите в бетонную смесь, потому что это чревато перегоранием из-за того, что возрос ток.

Прогрев бетона проводом ПНСВ применяют не только в бытовых целях, но и в промышленных.

Расчет провода для прогрева бетона

Для одного кубического метра бетона нам потребуется примерно 55 м провода. Чтобы узнать, какой метраж провода понадобится, необходимо выяснить, какой объём бетона будет залит. Таким образом, на 20 м3 нам потребуется 1100 м.

Установка и заливка кабеля

Для установки кабеля предстоит провести некоторые сложные работы.

Для начала необходимо очистить поверхность от разного рода мусора и разных посторонних предметов, это обезопасит провод от повреждения.
Затем необходимо проследить за тем, чтобы провод не перегибался. Для этого провод укладывают полукругом, но так, чтобы не было пустых зон.
Самым распространённым рисунком для укладки кабеля выступает змейка.

Подключение к электросети

После всех манипуляций, описанных выше, производят заливку и подключение.

Для подключения кабеля необходимо подвести его к источнику питания, а при подключении рекомендуют использовать трансформатор.

После того, как вы подключили кабель, необходимо соблюдать меры безопасности:

не должно быть перепадов напряжения,
чтобы избежать перепадов используйте стабилизатор.

Подключают провод по двум схемам: «Звезда» и «Треугольник».

При схеме «Треугольник» жилы провода разделяют на три равные части и провода каждой части сопрягаются параллельно.

Наборы, которые образовались, необходимо соединить в три узла и присоединить к трём зажимам станции.

Прогрев

Перед началом прогрева бетона необходимо выяснить время прогрева.

Вначале раствор будет разогреваться, при этом нельзя увеличивать температуру больше, чем на десять градусов.

Вторым этапом будет повышение температуры не больше чем на восемьдесят градусов.

Окончательным этапом будет остывание бетона, но понижать температуру не стоит больше, чем пять градусов в течение часа.

Работы после прогрева

На этот вопрос можно ответить положительно, но необходимо учесть несколько нюансов.

Резать бетон можно, но не нужно производить ударные нагрузки.

При резке лучше использовать алмазный инструмент.

Если использовать такой инструмент, при сверлении отверстие в бетоне будет иметь ровные края.

Также если прорубить отверстие в бетоне алмазной коронкой, то в тот момент, когда коронка дойдёт до арматуры не придётся его менять.

Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

Применение

не обеспечена достаточная теплоизоляция монолита и опалубки;
монолит слишком массивен, что затрудняет его равномерный прогрев;
низкая температура окружающего воздуха, при которой замерзает вода в растворе.

Характеристики провода

Удельное сопротивление составляет 0,15 Ом/м;
Стабильная работа в температурном диапазоне от -60°C до +50°C;
На 1 кубометр бетона расходуется до 60 м провода;
Возможность применения до температур до -25°C;
Монтаж при температурах до -15°C.

Технология прогрева и схема укладки

Разогрев осуществляется со скоростью не более 10°C в час, что обеспечивает равномерное прогревание всего объема.
Нагрев при постоянной температуре длится до тех пор, пока бетон не наберет половину технологической прочности. Температура не должна превышать 80°C, оптимальный показатель 60°C.
Остывание бетона должно происходить со скоростью 5°C в час, это поможет избежать растрескивания массива и обеспечит его монолитность.

Расчет длины

Купить провод прогревочный ПНСВ-1,2 по выгодной цене можно здесь

Провод для прогрева бетона — принцип действия, виды, укладка и монтаж

При строительстве монолитных бетонных конструкций в зимнее время применяется несколько технологий для создания необходимых температурных условий. Это может быть установка специальных тепляков, применение тепломатов или специального провода для прогрева бетона. Первый способ наиболее энергоемкий, поэтому экономически невыгоден, второй вариант подразумевает установку тепловых станций, прогревающих только верхние слои, что также вносит ряд ограничений на применение. Последний вариант наиболее востребован, о нем и пойдет речь в данной публикации.

Зачем нужен прогрев бетона?

В холодное время года, когда температура окружающего воздуха опускается ниже точки замерзания воды, возникают проблемы с гидратацией бетонного раствора. Проще говоря, смесь частично замерзает, а не полностью затвердевает. После повешения температуры окружающей среды начинается процесс оттаивания, монолитность смеси может быть нарушена, что отрицательно отразится на монолитности конструкции, ее сопротивлению проникновения воды, что приведет к снижению долговечности.

Последствия заливки раствора на морозе, в этом случае не поможет даже гидрошпонка Аквабарьер или другая гидроизоляция

Чтобы избежать перечисленных последствий, обязательно необходимо зимой делать электропрогрев бетонной смеси. При этом изотермическом процесс не возникает нарушений в ее структуре, что положительно отражается на прочности возводимой конструкции.

Виды нагревательных проводов и кабелей

Чаще всего для электроподогрева бетона применяются провода ПНСВ. Это объясняется его относительно невысокой стоимостью и простым монтажом. Ниже представлен внешний вид термопровода, его конструктивные особенности и расшифровка маркировки.

Внешний вид провода ПНСВ (А), расшифровка маркировки (В) и конструкция (С)

В качестве альтернативы может применяться аналог – ПНСП, основное отличие которого заключается в изоляции, она выполнена из полипропилена, что позволяет незначительно повысить максимальную мощность тепловыделения.

Таблица основных параметров проводов ПНСВ и ПНСП

Обратим внимание, что провода данного типа могут использоваться в качестве напольных обогревателей, которые работают по принципу теплого пола.

Основная трудность, связанная с применением термопроводово данного типа, заключается в необходимости произвести расчет их длины. Небольшие просчеты можно исправить регулируя уровень напряжения, поступающего с прогревочного трансформатора.

Подробно о том, как производится монтаж ПНСВ, а также описание связанных с этим процедур (расчет длины проводов, схема укладки, составление технологической карты и т.д.) будет приведено в другом разделе.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Основной недостаток описанных выше термопроводов – необходимость дополнительного оборудования, позволяющего регулировать мощность тепловыделения путем изменения напряжения. Значительно упростить задачу можно применяя двужильные секционные саморегулирующие термокабели, а именно финский ВЕТ или отечественный КДБС. Они не требуют для подогрева дополнительного оборудования и подключаются напрямую к сети 220 вольт. Устройство прогревочного кабеля представлено ниже.

Основные элементы конструкции кабеля обогревочного

Обозначение:

А – Выходы нагревательных жил.
В – Установочный кабель, служащий для подключения КДБС к сети 220в, для этой цели можно использовать любой соединительный провод, например АПВ.
С – Муфта, для подключения нагревательной секции.
D – Концевая изоляторная муфта.
Е – Нагревательная секция фиксированной длины.

Конструктивно кабель ВЕТ практически не отличается от рассмотренного выше отечественного аналога, что касается основных технических характеристик, то они приведены в сравнительной таблице ниже.

Таблица сравнительных характеристик кабелей ВЕТ и КДБС

Что касается маркировки, то отечественные изделия данного типа кодируются в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – характеристика линейной мощности, а YY – длина секции. В качестве примера можно привести маркировку 40КДБС 10, которая указывает мощность 40 Вт на метр, а сама секция десятиметровой длины.

Технология прогрева с использованием ПНСВ

Принцип действия довольно простой: при подаче напряжения происходит нагрев провода, который в свою очередь нагревает бетонную смесь. Поскольку для нагрева рекомендуется ограничится напряжением 70 В, потребуется понижающий трансформатор (далее ПТ) соответствующей мощности.

Трансформаторная подстанция КТПТО 80 для работы с термопроводом

Перед тем, как осуществлять монтаж, необходимо рассчитать длину прогревочного провода. При этом необходимо принимать во внимание его тип и характеристики, напряжение трансформаторной подстанции, объема бетонной смеси, температуры окружающей среды, а также характер конструкции (предполагается заливка колоны, балки) и т.д. Чтобы не запутаться в расчетах, можно воспользоваться онлайн калькулятором для расчета нагревательного проводника ПНСВ или другого кабеля (ПНБС, ПТПЖ и т.д.).

Для нагрева бетонной смеси, объемом один кубометр необходимо около 1200-1300 Вт. Если мы будем использовать провод данной марки сечением 1,20 мм, то потребуется прогревочник 30-45 м (для точного расчета длины необходимо знать температурные условия).

Помимо этого необходимо учитывать силу тока, для нормальной работы погруженного в раствор кабеля допустимо 14,0 – 18,0 Ампер (в зависимости от схемы подключения).

Электрическая схема подключения ПНСВ А) звездой В) треугольником

Монтаж ПНСВ

Приведем краткое руководство стандартной методики:

Выбираем диаметр провода согласно техкарте, как правило это 1,20-4,0 мм. Если планируется обогрев армированных конструкций, то рекомендуется остановиться на ПВХ изоляции, поскольку она более прочная. Для неармированных конструкций допускается применять провод с полипропиленовым покрытием.
Нарезка производится сегментами равной длины, после чего их сворачивают спиралью (Ø 30,0-45,0 мм).
Укладка спиральных ниток производится в арматурный каркас или их располагают в фанерном или деревянном каркасе (опалубке).
Характеристики ПНСВ не предполагают его работу в качестве обогревателя за пределами бетонной смеси. При таких условиях он сразу выходит из строя. Для исправления ситуации используется любой монтажный провод большего сечения, который подключают к выводам сегмента. Пример как подключить ПНСВ с помощью холодных концов
После того, как опалубку зальют бетонной смесью, дожидаются, пока она начнет схватываться, после чего производится включение трансформаторной подстанции. С ее помощью осуществляют установку необходимой температуры путем увеличения или уменьшения напряжения.

Обратим внимание, принцип и схема укладки ПНСП, ПНБС, ПТПЖ практически не отличается от ПНСВ.

Использование сварочного аппарата в качестве ПТ.

Такой способ подогрева вполне возможен, приведем пример как это можно реализовать такой метод. Допустим, нам необходимо залить плиту объемом 3,7 кубических метра, при температуре на улице – 10°С. Для этой цели потребуется сварочная установка на 200,0-250ампер, клещи для измерения тока, провод ПНСВ, холодные концы и тканевая изоляционная лента.

Нарезаем восемь сегментов по 18,0 метров, каждый такой может выдержать ток до 25,0 А. Мы оставим небольшой запас и возьмем для подключения к сварочному аппарату на 250,0 А восемь таких сегментов.

К каждому выходу отрезка подсоединяем на скрутке монтажный провод (подключаем холодные концы). Производим укладку ПНСВ, ее схема будет приведена ниже. Соединение холодных концов (плюс и минус отдельно) желательно делать при помощи клеммника, размещенном на текстолите или любом другом изоляционном материале.

Подключение ПНСВ к сварочному аппарату

Завершив заливку, подключаем прямой и обратный выход аппарата (полярность не имеет значения), предварительно выставив ток на минимум. Проводим измерение тока нагрузки на отрезках, он должен быть порядка 20,0 А. В процессе нагрева сила тока может немного «проседать», когда это происходит, увеличиваем ее на сварке.

Плюсы и минусы ПНСВ

Прогревать таким способом бетон довольно выгодно. Это объясняется как низкой стоимостью провода и относительно небольшим расходом электричества. Отдельно необходимо отметить устойчивость проволоки к щелочному и кислотному воздействию, что позволяет использовать данный способ при добавлении в смесь различных присадок.

Основные недостатки:

сложность расчетов при расчете длины провода;
необходимость использования ПТ.

Понижающие станции стоят довольно дорого, а учитывая длительность процесса брать их в аренду не выгодно (такие услуги обходятся в 10% от себестоимости изделия). Использование сварочных аппаратов делает возможным обогрев небольших конструкций, но поскольку она не рассчитана на такой режим работы, выход ее из строя и последующий дорогостоящий ремонт довольно вероятны.

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Поскольку такие нагреватели для бетона поставляются не в бухтах, а готовыми секциями, снимается вопрос с обрезкой. Все что необходимо для сбора установки для зимнего бетонирования это рассчитать мощность сегмента исходя из того сколько кубов бетона в конструкции, после чего выбрать кабель соответствующей длины.

Начнем с краткого руководства по расчетам и небольших рекомендаций по монтажу:

В инструкции к технологии ТМО бетона указывается, что на обогрев кубометра смеси требуется от 500 до 1500 Вт (зависит от температуру воздуха). Расход электроэнергии можно существенно снизить, если применить несколько несложных технических приемов:

Использовать специальные присадки для смеси, позволяющие понизить точку замерзания раствора.
Утеплить опалубку.

Если производится заливка балки или перекрытия, расчет обогревочного кабеля производится из 4 погонных метров на 1 м 2 площади поверхности. При возведении объемных элементов, таких как двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами, с расстоянием между ними не более 40,0 см.
Защита кабеля позволяет приматывать его к арматуре.
Расстояние от поверхности конструкции до уложенного внутри электрообогревателя должно быть как минимум 20,0 см.
Чтобы бетонная смесь прогревалась равномерно, нагреватели должны быть уложены на одинаковом расстоянии.
Между разными контурами должно быть не менее 40,0 мм.
Запрещено пересечение греющих проводников.

Преимущества и особенности сегментированного кабеля

К несомненным положительным качествам продукции данного типа следует отнести:

Для организации прогрева бетона при помощи не требуется наличие дорогостоящего дополнительного оборудования (ПТ).
В отличие от сушки электродами вероятность поражения электричеством минимальна.
Легкий монтаж и несложный расчет длины сегмента.

Особенности:

ВЕТ кабель стоит существенно дороже, чем провод для прогрева бетона ПНСВ. Отечественный КДБС, например производимый компанией ЭТМ в Красноярске, несколько улучшает положение, но не намного. Именно поэтому данные кабели применяются при возведении небольших бетонных и ЖБТ конструкций.

В качестве заключения.

Мы описали только один способ обогрева бетона, на самом деле их значительно больше. Они будут рассмотрены в других публикациях.

В завершении считаем необходимым ответить на вопрос, неоднократно встречающийся в сети, почему нельзя для прогрева бетона использовать нихромовые провода. Во-первых, это удовольствие было бы очень дорогим, во-вторых, правилами техники безопасности запрещено. Именно поэтому не стоит калькулятор для расчета числа витков нихрома, чтобы сделать обогрев трубы или бетона.

Как прогреть бетон зимой своими руками: видео, технологии: проводами и электродами

Чаще всего, цель строительства в зимний период — сдать здание в необходимый срок.

[contents]

Условия использования метода

Способ прогрева проводом ПНСВ применяют при наружных работах в холодное время года.

Такие действия производят, потому что при отрицательных температурах бетон плохо набирает прочность, то есть вода в смеси просто замерзает.

Пока бетон застывает, дальнейшие работы тоже приостанавливаются.

Принцип действия

Прогрев бетона происходит так.

Перед заливкой бетона берут кабель нужного сечения и напряжения.
Затем его укладывают и заливают.
После чего кабель подключают к сети.

Характеристики провода

Провод для бетона имеет свои характеристики.

Это токопроводящая жила со специальным покрытием.
Защита у провода бывает различной и может быть выполнена из полиэстера или поливинилхлорида.
Диаметр при этом составляет 1,2 мм.
Среднее сопротивление равно 0,15 Ом/м.
Провод можно использовать при температуре от -60 до +50 градусов.

Как прогреть бетон проводом

Укладка провода

Необходимые условия для проведения работ

Укладку провода производят при температуре воздуха от -25 до +50 градусов.

За счёт прочности жилы почти отсутствует возможность залома.

Прогрев бетона проводом ПНСВ применяют не только в бытовых целях, но и в промышленных.

Расчет провода для прогрева бетона

Установка и заливка кабеля

Для установки кабеля предстоит провести некоторые сложные работы.

Для начала необходимо очистить поверхность от разного рода мусора и разных посторонних предметов, это обезопасит провод от повреждения.
Затем необходимо проследить за тем, чтобы провод не перегибался. Для этого провод укладывают полукругом, но так, чтобы не было пустых зон.
Самым распространённым рисунком для укладки кабеля выступает змейка.

Подключение к электросети

После всех манипуляций, описанных выше, производят заливку и подключение.

После того, как вы подключили кабель, необходимо соблюдать меры безопасности:

не должно быть перепадов напряжения,
чтобы избежать перепадов используйте стабилизатор.

По рекомендациям специалистов нужно использовать станции для прогрева следующих марок: «СПБ-40 и СПБ80».

Подключают провод по двум схемам: «Звезда» и «Треугольник».

Наборы, которые образовались, необходимо соединить в три узла и присоединить к трём зажимам станции.

Прогрев

Перед началом прогрева бетона необходимо выяснить время прогрева.

Вторым этапом будет повышение температуры не больше чем на восемьдесят градусов.

Работы после прогрева

У строителей часто возникает вопрос: «Можно ли подвергать бетон сверлению сразу после того, как он затвердел?»

На этот вопрос можно ответить положительно, но необходимо учесть несколько нюансов.

Резать бетон можно, но не нужно производить ударные нагрузки.

При резке лучше использовать алмазный инструмент.

Если использовать такой инструмент, при сверлении отверстие в бетоне будет иметь ровные края.

Способы прогрева бетона в зимнее время

Современные технологии строительства позволяют возводить сооружения в любое время года. Производство бетонных работ при отрицательных температурах требует соблюдения оптимальных условий для нормального твердения бетона.

Любой из нижеописанных способов прогрева бетона основан на преобразовании электрического тока в тепловую энергию.

Прогрев электродами

Такой способ используется при производстве больших объемов бетонных работ или при бетонировании конструкций сложных форм. Существует несколько видов прогрева бетона с помощью электродов.

Электроды стержневые. Перед тем как прогреть бетон, электроды, изготовленные из отрезков арматуры, погружаются в тело бетона с определенным шагом.
Электроды пластинчатые. Такие электроды устанавливаются по внутренней стороне смонтированной опалубки. Подключение противоположных сторон к разным фазам позволяет получить электрическое поле, которое будет подогревать бетонную массу.
Электроды струнные. Вопрос как прогреть бетон при бетонировании колонн или других вертикальных элементов зданий решает путем использования струнных электродов.

Прогрев бетона с использованием провода

Данный метод является широко распространенным среди профессиональных монтажников. Данная технология предполагает установку провода с определенным сечением, который крепится к арматурному каркасу с помощью изолирующих материалов. После процесса монтажа вся конструкция заливается раствором или бетоном. После этого кабель подключается к источнику электроэнергии.

Для подогрева бетона применяется провод ПНСВ1.2. Такой провод используется исключительно в бетоне. На открытом воздухе его использовать нельзя.

Прогрев бетона с использованием сварочного аппарата

Чтобы решить такую проблему как прогреть бетон при возведении конструкций на дачном участке, можно использовать двухфазный сварочный аппарат.

Технология прогрева практически ничем не отличается от прогрева бетона с помощью проводов, так как в этом случае используются также провода ПНСВ. Вся проблема заключается в том, чтобы произвести правильные расчеты. Если имеется сварочный аппарат на 250А, то следует знать, что к нему можно подключить около 180 метров провода ПНСВ.

При подключении провода к источнику питания необходимо использовать т.н. «холодные концы» — отрезки кабеля, которые присоединяются к обогревающему проводу. Важным моментом является то, что само место соединения должно находиться в слое бетона.

Схема подключения сварочного аппарата

Прогрев бетона проводами зимой

Твердый и надежный бетон образуется благодаря химическому процессу, известному как «гидратация». Выражаясь проще, это соединение молекул воды и цемента. В результате такого соединения образуются прочные гелеобразные массы. Песок и щебень добавляются в состав бетона только для того, чтобы составить каркас для этих масс и исключить последующую усадку и деформацию. Итак, гидратация – это основа основ для бетона. Но гидратация возможна только с водой, а никак не со льдом, в который эта вода превращается при отрицательных температурах. Более того, вода – это одно из немногих веществ на земле, которые при остывании и затвердевании не уменьшаются, а наоборот увеличиваются в объеме.

1. В чем проблема гидратации для бетона зимой?

А теперь представим себе процесс затвердевания бетона при отрицательных температурах:

Свободная вода превращается в лед, остается «лишний» цемент, не имеющий возможности участвовать в гидратации;
Растущие кристаллы льда разрывают еще не затвердевший бетон изнутри, снижая его плотность и прочность
Под воздействием низких температур гидратация, как и любой другой химический процесс, замедляется, и процесс застывания бетона растягивается практически до бесконечности.
Стоит ли говорить, что при таких условиях бетон, заливаемый зимой без применения специальных мер, уже просто не может соответствовать совершенно никаким критериям качества?

2. Как решается вопрос заливки бетона зимой?

Для того чтобы исключить замерзание воды в бетоне и ускорить процесс схватывания, в состав смеси добавляют специальные присадки, используют укрывные пологи для свежезалитых конструкций. Но главной мерой, конечно, был и остается прогрев на протяжении времени, необходимого конструкции для набора 50% марочной прочности (метод термоса). При условии прогрева 50% марочной прочности достигается бетоном уже через 2-5 суток. Прогрев может осуществляться тепловыми пушками или электродами, погружаемыми внутрь бетонной конструкции и подключаемыми к трансформатору. Эти методы неплохо сочетаются с использованием укрывного полога. Но самым эффективным способом поддержания температуры застывающего бетона в зимний период является электропрогрев при помощи проводов ПНСВ. Провод прогревочный ПНСВ 1,2 ПНСВ – это провод (П) нагревательный (Н) со сплошной стальной жилой (С) в оболочке из винила (В). Жила этого провода может быть черной, а может быть оцинкованной. В последнем случае провод имеет большую стойкость к коррозии, что очень важно для электрических соединений между секциями, а также проводом ПНСВ и «холодными концами», о которых речь пойдет ниже. Ряд стандартных сечений ПНСВ включает в себя следующие значения: 1.0, 1,1; 1,2; 1,3; 1,4 кв. мм. Чаще всего для прогрева бетона используется оцинкованный ПНСВ сечением 1,2 кв. мм. Реже используется провод сечением 1,4 кв. мм.

3. В чем суть технологии прогрева бетона зимой?

Бетон греется теплом, которое выделяет провод ПНСВ при прохождении через этот провод электрического тока. В этом и состоит главное отличие от прогрева при помощи элекродов: используется не электрическая, а тепловая проводимость бетона. Таким образом, прогрев с помощью ПНСВ более безопасен, чем прогрев электродами, а равномерность прогрева ПНСВ остается на достаточно высоком уровне, так как незастывший бетон имеет очень высокую теплопроводность. Конечно, для застывающего бетона очень важна положительная температура, но перегрев для него тоже крайне нежелателен. Поэтому нагревательную линию ПНСВ необходимо рассчитать таким образом, чтобы температура бетона сохранялась на уровне не более 80 градусов. Чтобы провод ПНСВ сечением 1,2 кв. мм. обеспечивал среде такую температуру, необходимо, чтобы по нему протекал ток 14-16 ампер. Если учесть, что удельное сопротивление этого провода составляет 0,15 Ом/м, то при подключении к сети 220 вольт протяженность линии должна составлять 110 метров. Провод 1,4 кв. мм. при подключении к той же сети 220 вольт должен иметь длину 140 метров. Если сеть имеет напряжение не 220 вольт, то длину провода необходимо изменить пропорционально. Например, в сети 380 вольт провод ПНСВ 1,2 должен иметь длину 180 метров, а провод ПНСВ 1,4 – около 250 метров.

4. Технологические тонкости прогрева бетона зимой

Весь расчет токовой нагрузки на провод ПНСВ рассчитан на то, что тепло от этого провода будет быстро отводиться бетоном. Поэтому необходимо побеспокоиться, чтобы весь греющий провод был залит, а концы для подключения (те самые «холодные концы») необходимо выполнить проводом АПВ, либо тем же ПНСВ, с использованием двух жил на «фазу» и двух жил на «ноль». Иначе ПНСВ, расположенный в воздушной среде, не выдержит нагрузки и элементарно сгорит. По той же причине при прокладке ПНСВ необходимо выдерживать минимальное расстояние между жилами – 15 мм. Прокладывать этот провод внутри конструкции, подлежащей заливке бетоном, следует после возведения опалубки, сварки арматуры и установки закладных. ПНСВ должен быть распределен равномерно, без натяжения, с минимальным радиусом изгиба не менее пяти наружных диаметров провода. Провод нигде не должен касаться деревянных конструкций и теплоизолирующих материалов. Обыкновенно он просто подвязывается к арматуре. Для расчета потребного количества провода необходимо учесть удельную мощность, которая равна 30-40 ватт на погонный метр для провода ПНСВ 1,2 при напряжении 220 вольт. При этом расход провода для прогрева будет составлять 50-60 погонных метров на кубометр конструкции.

Прогрев бетона трансформатором

Для питания линий прогрева бетона следует использовать подстанции, имеющие выводы разных ступеней низкого напряжения. Это необходимо потому, что в процессе работы изменить длину провода уже не удастся и корректировать величину тока будет можно только изменением величины питающего напряжения. К числу подстанций, подходящих для прогрева бетона ПНСВ, относятся подстанции ТСДЗ-80, КТП ТО-80/86, ТСДЗ-63/0,38. Нужно помнить, что на каждый кубометр прогреваемого бетона потребуется около двух киловатт электрической энергии. Электрический прогрев бетона – энергоемкая технология. Трансформатор для прогрева бетона ТСДЗ-80 для прогревки бетона Комплектно трансформаторная подстанции КТПТО-80-86 для прогревки бетона К выводам подстанций подключаются именно холодные концы. Для соединения холодных концов и греющего провода следует использовать сертифицированные зажимы и клеммники. То же самое можно сказать и о соединении проводов ПНСВ внутри заливаемой конструкции. Соединение ПНСВ и холодных концов должно быть снаружи для того, чтобы окончании прогрева это соединение было возможно просто разобрать. Прогрев начинается сразу после заливки. Температура бетона контролируется термометрами, устанавливаемыми в специально оставленных скважинах. И если эта температура будет выходить за пределы нормы, то интенсивность нагрева следует изменить, понизив/увеличив питающее напряжение. Термометр применяемый при замерах прогреваемого бетона При этом контролируется и ток в проводах, ведь если они разрушатся, то прахом пойдет вся заливка. Измерения температуры и тока следует производить каждый час в первые три часа после заливки и каждую смену – впоследствии вплоть до окончания прогрева.

выбор, расчет и применение в работе

Любая стройка не обходиться без бетона. Из него устраивают фундаменты, монолитное перекрытие, стены, полы. В зимний период время застывания бетона значительно больший из-за низких температур. Это не только продлевает срок строительства, но и негативно влияет на прочностные характеристики. Для этого используют провод для прогрева бетона.

Для чего греют бетон

Прогрев бетона в зимнее время осуществляют по следующим причинам:

При низких температурах вся вода в растворе превращается в лед. Из-за этого процесс гидратации останавливается. Попросту говоря процесс схватывания прекращается полностью. В этом момент раствор теряет практически все прочностные характеристики.
При использовании такого провода смесь набирает свою прочность более быстро, чем в оптимальных условиях. Использовать кабель можно в любое время года.

Какие бывают греющие провода

На рынке предоставлен широкий выбор этой продукции с разными рабочими характеристиками. Кабель для прогрева бетона должен иметь хорошую изоляцию, иначе возможно короткое замыкание или пожар. Это так же позволяет избежать перегиба и перелома. Наиболее подходящий диаметр провода – 1.2 мм, а сопротивление 0.15 Ом/м. Как правило, выпускают провода с одной жилой, но бывают и с двумя.

Разновидности и особенности

На рынке предлагают следующие виды провода для прогрева бетона:

Кабель двухжильный для бетона в секциях — КДБС. Этот кабель можно подключать к сети напрямую, из-за чего уже можно отказаться от трансформатора. Его очень просто укладывать и монтировать. Но цена такого вида кабеля «кусается». Кроме того он используется только раз. После затвердевания конструкции достать кабель невозможно.
Кабель для прогрева бетона – ВЕТ. Имеет две жилы стали. Для их работы не нужен трансформатор. Главное преимущество – очень экономичен.
Кабель ПНСВ. Самый доступный и известный вид. Стоимость нагревательного провода ПНСВ начинается от 1-го рубля за метр. Для работы необходим трансформатор. Есть возможность использовать несколько раз. Чаще всего используют провод прогревочный пнсв сечением 1х1.
Провод ПТПЖ. Его технические характеристики схожи с кабелем ПНСВ, в том числе и изоляция под высоким давлением. Различие – количество жил, в данном случае их две.

Технология укладки греющего провода

Перед укладкой кабеля проводят подготовительные работы:

По правилам устанавливают опалубку и арматуру. Важно, чтоб на этих элементах не было наледи.
На верхнем и нижнем поясе арматурного каркаса, с помощью хомутов или скрепок, укладывают кабель.
Шаг между проводами ПНСВ – 80-200 мм. Точное число зависит от температуры воздуха. Уложенные провода не должны соприкасаться и пересекаться.
Не более чем за 25 метров от опалубки устанавливают трансформатор. Возле него раскладывают резиновые коврики.
Участок, где расположена опалубка с тэном и электродами, ограждают.
Устанавливают шинопровода и соединяют с кабелем.
Подключают шинопровод к сети 220 В и тестируют его сначала на холостом ходу.

Какие есть особенности укладки греющего провода?

Прогрев бетона проводом ПНСВ выполняют по схеме треугольник или звезда. В первом случае прогрев обеспечивается за счет разделения кабеля на три равных группы, которые соединяют параллельно. Их объединяют в узлы и подключают к сети. Способ прогрева «звездой» заключается в соединении трех равных проводов в один узел, а свободные концы подключают к зажимам.

Технология прогрева бетона в зимнее время очень проста и не требует особых умений и знаний. Выполнив все рекомендации, греющим проводом можно быстро получить стяжку с необходимыми прочностными характеристиками.

Принципы использовании

Технологическая карта данного процесса должна учитывать следующие нюансы:

Жилы кабеля выполнены из стали, которая имеет высокое удельное сопротивление, а, значит, она отдает больше тепла. На воздухе при таких температурах изоляция плавится, поэтому непосредственное подключение кабеля прогрева к сети выполняется с помощью проводника с меньшим удельным сопротивлением.
Самое минимальное расстояние между проводами – 15 мм. Иначе вся изоляция расплавится.
Кабель укладывают змейкой. Минимальный радиус закругления – 25 мм.
Минимальная температура воздуха, при которой можно проводить работы: -15 градусов Цельсия, так как изоляция у большинства проводов выполнена из пластмассы, которая теряет свою гибкость. В результате она может потрескаться.
Чтоб нагрев был равномерный, провода накрывают фольгой.
Прогрев проводят поэтапно.

Нюансы при расчете необходимой длины

Перед началом проведения работ очень важно правильно рассчитать длину провода ПНСВ для прогрева. При расчете длины учитывают следующие факторы:

форму конструкции;
температуру воздуха,;
марку бетона;
теплоизоляцию;
ветер.

Учитывают также удельную мощность.
Расход провода для прогрева бетона зависит от типа конструкции – с арматурой и без.
Если трансформатор не используют, то для обогрева бетона используют кабель с минимальной длиной 120 м.

Рассчитать количество провода ПНСВ можно по специальной таблице. Существует несколько вариантов таблиц, в которых учитываются разные нюансы. Специалисты рекомендуют использовать сразу несколько таблиц, чтоб более точно определить количество провода прогревочного ПНСВ 1*1.

Когда можно приступать к обработке бетона после прогрева

Многие специалисты считают, что бетон нельзя обрабатывать после нагрева и до набора бетоном марочной прочности. Такое мнение ошибочно. После прогрева можно выполнять работы, но не все. С ударными нагрузками необходимо повременить. Но можно резать материал. Для этого используют инструмент с алмазными насадками, которые не должны создавать трещины на конструкции.
Прогрев бетона кабелем очень напоминает устройство теплых полов. Поэтому имея опыт – мастер без проблем справиться с прогревом бетона.

Прогнозирование температуры свежего бетона | Журнал Concrete Construction

Я производитель бетона в Верхнем Среднем Западе и всегда должен адаптировать свой продукт к очень жарким погодным условиям летом и холодным температурам зимой. Что вы посоветуете таким производителям, как я, которые должны понять, насколько круто сделать наш агрегат в экстремальных погодных условиях? Чтобы ответить на этот вопрос, мы обратились к Брайану Уокеру, инженеру LDP в Pizzagalli Construction Co., и в прошлом старший руководитель отдела управления строительством в Университете Южного Иллинойса в Эдвардсвилле, и Люк Снелл, профессор управления строительством и директор Отдела ресурсов бетонного строительства в Университете Южного Иллинойса в Эдвардсвилле.

Часто бетон необходимо укладывать в неблагоприятных погодных условиях. Спецификации обычно требуют, чтобы температура свежего бетона поддерживалась в диапазоне от 40 F до 90 F. Таким образом, завод периодического действия должен разработать процедуры по производству бетонной смеси в этих диапазонах температур.

В холодную погоду у операторов бетонных заводов есть несколько вариантов того, как поддерживать температуру бетона выше 40 F. Они могут нагревать заполнитель, как некоторые периодические установки, чтобы заполнитель не замерз и не ограничивал поток через бункеры / заслонки. . Или они могут использовать нагретую воду.

В жаркую погоду температуру бетона обычно можно поддерживать ниже 90 F, охлаждая заполнитель, обычно помещая разбрызгиватель на кучу заполнителя и позволяя процессу испарения охладить заполнители.Или вы можете использовать охлажденную воду или лед.

Хотя есть несколько способов контроля температуры бетона, на большинстве заводов периодического действия используется метод контроля температуры воды. Американский институт бетона (ACI) разработал формулы в отчетах 305 и 306 комитета ACI для прогнозирования температуры свежего бетона.

В этих формулах используются пропорции и соответствующая удельная теплоемкость каждого материала для определения общей температуры бетона. Удельная теплоемкость заполнителей и вяжущих материалов составляет около 0.22. Вода имеет удельную теплоемкость 1,0. Вот почему в формуле складывается вес каждого материала, умноженный на температуру, а затем умноженный на удельную теплоемкость материала. Формулы, используемые для определения температуры бетона, показаны ниже:

Холодная погода

T = [0,22 (TsWs + TaWa + TcWc) + TwWw]
[0,22 (Ws + Wa + Wc) + Ww]

T = конечная температура бетонной смеси (° F) Tc = температура цемента (° F)
Ts = температура мелкого заполнителя (° F)
Ta = температура крупного заполнителя (° F)
Tw = температура добавленного смешивания вода (град. F)
Wc = вес цемента (фунты)
Ws = вес мелкого заполнителя (фунты)
Wa = вес крупного заполнителя (фунты)
Ww = вес воды для затворения (фунты)

Примечание: уравнение было изменено.Температуру и количество свободной влаги на агрегатах не использовали. Крупные и мелкие заполнители вводятся отдельно.

Жаркая погода

T = [0,22 (TsWs + TaWa + TcWc) + TwWw ¡V 112Wi]
[0,22 (Ws + Wa + Wc) + Ww + Wi]

T = конечная температура бетонной смеси (град F) Tc = температура цемента (град F)
Ts = температура мелкого заполнителя (град F)
Ta = температура крупного заполнителя (град F)
Tw = температура добавляемого смешивания вода (град. F)
Wc = вес цемента (фунты)
Ws = вес мелкого заполнителя (фунты)
Wa = вес крупного заполнителя (фунты)
Ww = вес воды для затворения (фунты)
Wi = вес льда (фунты)

Температурный коэффициент транспортировки
Для вращающихся барабанных миксеров
T = 0,25 (tr-ta)
Для закрытого самосвального кузова
T = 0,10 (tr ¡V ta)
Для открытого кузова
T = 0,20 (tr ¡V ta) )

T = ожидаемое падение температуры в течение 1 часа доставки, град. F. (Это значение необходимо добавить, чтобы определить требуемую температуру бетона на заводе).tr = температура бетона, необходимая для выполнения работ (градусы F)
ta = температура окружающего воздуха (градусы F).

Как видите, эти формулы громоздки; они используют сложные математические формулы, поэтому многие люди их не используют.

Лучший способ
Отдел ресурсов бетонных конструкций (CCRU) Университета Южного Иллинойса в Эдвардсвилле (SIUE) разработал программу, которая использует Microsoft Excel для прогнозирования температуры бетона с помощью приведенных выше формул. Пользователь просто вводит информацию о дизайне смеси и температурах для каждого из материалов.Программа предоставит температуру свежего бетона.

Затем пользователя спрашивают, приемлема ли эта температура. Если температура неприемлема (вне спецификации), пользователь вводит требуемую температуру свежего бетона, которая должна быть достигнута. Затем программа рассчитывает температуру воды, которая необходима для достижения требуемой температуры свежего бетона.

Программа позволяет пользователю учитывать изменение температуры из-за транспортировки бетона на строительную площадку.Пользователь вводит температуру воздуха, а затем получает новую отрегулированную температуру воды, необходимую для типа оборудования, используемого для подачи свежего бетона. Варианты транспортировки — это вращающийся барабан, а также открытые или закрытые самосвалы.

Пример 1: Применение в холодную погоду

Бетонная смесь состоит из следующих ингредиентов при этих температурах: Основной заполнитель составляет 1674 фунтов при 40 F
Мелкозернистый заполнитель составляет 1236 фунтов при 32 F
Цементный материал составляет 643 фунта при 80 F
Вода для замешивания 270 фунтов при 45 F.

После выбора бетонирования в холодную погоду (поскольку температура материалов была близка к 40 F) и ввода данных, программа вычисляет температуру свежего бетона как 45 F (Рисунок 1).

Согласно техническим условиям проекта температура бетона должна быть не менее 55 F; когда это введено; программа рассчитывает температуру воды, необходимую для достижения этой температуры бетона 86 F (Рисунок 2).

Теперь программа запрашивает температуру окружающей среды (воздуха).Если ваша температура воздуха 30 F, программа рассчитывает, что температура воды (для вращающихся барабанных миксеров) должна быть 110 F (Рисунок 3).

Пример 2: Применение в жаркую погоду

Ниже приводится пример бетонирования в жаркую погоду. Бетонная смесь при этих температурах состоит из следующих ингредиентов:

Крупный заполнитель — 1674 фунта при 100 F Мелкозернистый заполнитель — 1236 фунтов при 80 F
Вяжущий материал — 643 фунта при 140 F
Вода для смешивания — 270 фунтов при 75 F

После выбора бетона для жаркой погоды (поскольку температура материалов была около 90 F) и ввода данных программа вычисляет температуру свежего бетона, равную 94 F (Рисунок 4).

Спецификации проекта требуют, чтобы температура бетона была ниже 90 F. Программа вычисляет необходимую температуру воды для достижения этой температуры бетона 60 F (Рисунок 5).

Теперь программа запрашивает температуру окружающей среды (воздуха). Если температура воздуха составляет 100 F, программа рассчитывает, что температура воды (для открытого самосвала) должна быть 54 F (см. Рисунок 6).

Лучшее напольное отопление идеально подходит для холодной зимы в Чикаго

Жители Чикаго говорят, что они привыкают к сурово холодным снежным зимам и температурам, которые в сентябре часто резко падают.Но большинство признается, что в это время они остаются дома как можно дольше.

Жители говорят о «резком порывающем ветре» в Чикаго, описывая окружающую среду как «замороженную адскую пустыню». Некоторые говорят, что зимой это похоже на «жизнь в гигантском морозильнике». И дело не только в том, что зимы в целом холодные, но и в том, что зимы в Чикаго длиннее, чем во многих других частях США.

По словам местных жителей, секрет в том, чтобы уйти из дома в Чикаго.Дома вам нужна хорошая теплоизоляция и энергоэффективная система отопления, которая будет держать вас в тепле. Если вы арендуете дом, то домовладельцы Чикаго по закону обязаны обеспечить, чтобы дома, квартиры и другие жилые помещения были надлежащим образом отапливаемы с 15 сентября по 1 июня. С 8:30 до 22:30 температура должна быть не менее 68 градусов. а с 22:30 до 8:30, когда большинство людей прижимается к постели, температура должна быть не менее 66 градусов.

Хотя арендодатели не обязаны использовать какую-либо конкретную систему в соответствии с Постановлением о отоплении в Чикаго, имеет смысл использовать систему, которая является рентабельной, а также энергоэффективной.

Системы лучистого отопления

Несмотря на то, что система лучистого отопления и охлаждения (RHC) не является дешевой, она экономична и энергоэффективна и обеспечит тепловой комфорт в здании любого размера. Эти системы также работают бесшумно и легко интегрируются в дизайн здания. Системы лучистого отопления можно использовать для теплоснабжения не только полов, но и стеновых панелей и потолка. Они доставляют тепло непосредственно от нагретой поверхности к людям в комнате, нагреваясь с нуля.В отличие от воздушного отопления, лучистое отопление позволяет избежать потерь в воздуховодах и риска распространения аллергенов.

Хотя все системы лучистого отопления работают в соответствии с одними и теми же принципами излучения, существуют существенные различия между системами лучистого теплого пола и лучистыми панелями, используемыми для обогрева стен и потолков. Он работает особенно хорошо, особенно в типичных для Чикаго климатических условиях, предлагая исключительно высокий уровень комфорта.

Излучающий теплый пол для зданий Чикаго

Существует три различных типа лучистого напольного отопления, все из которых можно найти в зданиях Чикаго, хотя водяная (жидкостная) излучающая система, использующая горячую воду из бойлера, несомненно, является лучшим и наиболее рентабельным методом теплого пола. .Остальные используют электричество или нагретый воздух, причем последний наименее эффективен.

Все три работают, отводя тепло через поверхность пола, а не через воздуховоды или обогреватели плинтуса.

Водяной теплый пол

Самый популярный тип лучистого теплого пола, водяные лучистые полы, основаны на контролируемом потоке горячей воды по трубам, проложенным под полом. В конструкции системы могут использоваться зонирующие клапаны или термостаты и насосы для регулирования температуры.

В то время как гидравлические системы отопления сравнимы по стоимости с системами электрического теплого пола, если вы используете котел для отопления, имеет смысл выбрать водяную систему водяного теплого пола. В качестве альтернативы можно использовать тепловые насосы или систему можно напрямую подключить к солнечным коллекторам.

Электрический теплый пол

Не такое экономичное, как водяные излучающие полы, электрическое излучающее половое отопление включает в себя либо систему электрических кабелей, встроенных в пол, либо маты из электропроводящего пластика, которые устанавливаются на черновой пол.Кроме того, они работают лучше всего, когда есть хорошая, прочная бетонная плита, особенно когда есть возможность обогревать пол в непиковые часы ночью.

Министерство энергетики США рекомендует этот тип лучистого теплого пола для дополнений домов.

Теплые полы с воздушным отоплением

Излучающие полы с воздушным обогревом встречаются нечасто, потому что они нерентабельны даже в сочетании с системами солнечного отопления. Система полагается на то, что горячий воздух проходит через каналы под полом, но воздух не может удерживать много тепла, и поэтому они также не очень практичны.

Подходящие напольные установки для теплого пола

Способы укладки электрических и водяных излучающих полов схожи, они могут быть влажными или сухими. По сути, влажная установка включает в себя встраивание труб или кабелей в твердый пол, например бетонную плиту, которая хорошо сохраняет тепло, но имеет относительно низкое время теплового отклика. Сухие лучистые полы с подогревом включают те же трубы или кабели в воздушное пространство под полом, что делает его намного более эффективным с точки зрения возможности достижения более высоких температур.Здесь нет так называемой «мокрой» работы.

Конечно, дизайн здания напрямую влияет на используемый способ установки. Например, влажная установка может включать относительно тонкий слой гипса, строительного раствора или бетона на черновом полу, который затем покрывается плиткой или ковровым покрытием. Сланец, керамическая плитка и более дорогой мрамор или гранит — хорошая отделка пола, потому что они хорошо передают тепло.

При сухой установке может потребоваться дополнительная отражающая изоляция под трубками, чтобы тепло направлялось вверх.В качестве альтернативы труба может быть проложена между двумя слоями основания. Некоторые конструкции включают черновой пол из фанеры, который изготавливается как с алюминиевыми пластинами рассеивателя тепла, так и со встроенными канавками для труб. Последнее считается рентабельной системой для нового строительства. Это также дешевле в установке и в целом более удобно. Нагрев также происходит быстрее.

Итог

При оценке того, следует ли использовать лучистые полы с подогревом в доме или здании в Чикаго, вам необходимо взвесить долгосрочные преимущества по сравнению с первоначальными затратами.Нет никаких сомнений в том, что любая система лучистого теплого пола будет стоить больше, чем другие системы отопления, но в конечном итоге она будет более энергоэффективной и обеспечит более высокий уровень комфорта. Это само по себе обеспечивает привлекательную рентабельность инвестиций.

Если вы живете в Чикаго и строите или модернизируете старый дом, наша команда инженеров MEP может помочь вам оценить ваши потребности в подогреве пола и посоветует, является ли лучистый пол с подогревом лучшим вариантом для вас.

Стоимость водяного теплого пола в 2021 году

Если и есть что-то особенное в том, что теплый пол — это роскошь.Трудно найти человека, которого не впечатлил бы комфорт теплого пола. Это потому, что полы с подогревом известны своей первоклассной привлекательностью. Есть что-то в тепле, излучаемом вверх через плиточные, каменные или деревянные полы, что создает тот «вау» фактор, который мебель и декор просто не могут воспроизвести.

Конечно, полы с подогревом — это больше, чем просто высококлассный вариант отопления. Они заработали свою репутацию «высокого класса» благодаря своей незаметной способности работать эффективно и действенно практически под любым напольным покрытием.По сравнению с альтернативными системами, которые могут похвастаться неприглядными вентиляционными отверстиями или радиаторами для передачи тепла, лучистые полы с подогревом невидимы и более эффективны, поскольку не имеют выхода для утечки горячего воздуха. Например, воздуховоды подвержены утечкам, а система принудительной подачи воздуха часто требует регулярного технического обслуживания системы фильтрации.

Поскольку внутрипольное отопление является настолько эффективным и таким роскошным способом передачи тепла, многие домовладельцы проявляют интерес к полам с подогревом, когда они готовы заменить (или установить впервые) пол в одной из своих комнат — ванная, в частности.Однако, когда домовладельцы начинают делать покупки, они могут быть удивлены, узнав, насколько доступным является электрический теплый пол с точки зрения как материальных, так и эксплуатационных затрат.

Сколько стоит теплый пол?

Стоимость лучистого теплого пола будет составлять от 10 до 12 долларов за квадратный фут или около 600 долларов для типичного проекта реконструкции.

Эта цена за квадратный фут для электрических нагревательных элементов для пола может доходить до 30 долларов за маты для теплого пола по индивидуальному заказу или до 5 долларов за большие проекты с использованием кабелей для теплого пола и крепежных лент.Для ванной комнаты площадью 50 квадратных футов стоимость подогрева пола может составлять всего 265 долларов. Большая главная ванная комната площадью 120 квадратных футов будет стоить от 590 до 833 долларов, в зависимости от типа отопительного оборудования, которое вы выберете.

Варианты полов с подогревом

WarmlyYours Radiant Heating предлагает пять различных систем теплого пола, чтобы удовлетворить бюджет и уровень знаний своих клиентов.

TempZone Flex Rolls: Поворотные ролики из стекловолокна с предварительно прикрепленными нагревательными кабелями

Flex Rolls — 1.5 футов шириной и состоят из нагревательного кабеля, прикрепленного к сетке на расстоянии 3 дюйма, что обеспечивает равномерную тепловую мощность 15 Вт на кв. Фут.

Эти маты могут быть встроены (в тонкослойный или самовыравнивающийся цемент) под практически любой тип напольного покрытия, его можно разрезать и поворачивать во время укладки для удобства и в соответствии с планировкой помещения.

Это наш самый популярный электрический лучистый напольный обогреватель, который использовался в течение многих лет, во многом благодаря простоте установки и широкому применению этой системы отопления с наиболее распространенными типами полов с подогревом, такими как плитка, мрамор и камень.Их также можно установить так, чтобы нагревательный провод был обращен к черному полу, а стекловолоконная сетка — к напольному покрытию. Это поможет защитить нагревательный кабель во время установки (поскольку сетка заблокирует некоторые случайные контакты при очистке линий раствора или нанесении тонкого слоя над системой) без ограничения теплопередачи.

В этом плане установки один ролик TempZone Flex Roll использовался для покрытия всего проекта ванной комнаты.

Для TempZone Flex Rolls стоимость подогрева пола обычно составляет от 10 до 12 долларов за кв.ft.

Коврики TempZone Easy: Коврики с подогревом для помещений с интенсивным движением

Коврики

Easy Mats — это прямоугольные коврики, предназначенные для обогрева небольших площадей, таких как пространство перед умывальником, душем или туалетом.

Эти маты из стекловолокна также поставляются с нагревательными кабелями, прикрепленными к ним на постоянном расстоянии 3 дюйма, что означает, что они также могут похвастаться тепловой мощностью 15 Вт на квадратный фут.

Преимущество этих матов, помимо сверхпростой установки, заключается в том, что вы нагреваете только те участки пола, которые вам нужно обогреть больше всего, что означает снижение материальных затрат и эксплуатационных расходов.

Для некоторых небольших проектов можно использовать два соприкасающихся коврика с подогревом для максимального покрытия, но TempZone Flex Roll обычно будет лучшим решением, поскольку он упростит электрические соединения на более поздних этапах установки. Как и Flex Rolls, эти нагревательные элементы могут быть установлены таким образом, чтобы сетка защищала нагревательные элементы во время процесса установки.

Иногда один Easy Mat — это все, что вам нужно для всего проекта ванной комнаты.

TempZone Easy Mats, как и Flex Rolls, обычно стоят от 10 до 12 долларов за кв.футов, но общая площадь обычно намного меньше, чем у проектов с полным покрытием.

Кабель TempZone: с монтажной мембраной Prodeso Cable или с фиксирующими планками

Кабельный кабель для теплого пола

TempZone можно установить с помощью фиксирующих полос или установочной мембраны для максимальной гибкости. У каждого типа установки есть свои преимущества и недостатки.

Кабельная мембрана Prodeso служит не только каркасом для удержания элементов электрического теплого пола на нужном расстоянии (либо 3.75 дюймов или 5 дюймов) для равномерного нагрева (от 7 до 15 Вт на квадратный фут), но он также функционирует как разделительная мембрана. Это означает, что мембрана способна защитить хрупкие напольные покрытия, такие как плитка или камень, как от смещения основания, так и от трещин, телеграфирующих с чернового пола на поверхность пола. Это может значительно продлить срок службы этих полов.

Комбинация кабеля и мембраны является более дорогостоящим вариантом, но часто позволяет сократить время установки систем электрического теплого пола до одного дня (в отличие от других методов, которые могут потребовать времени для полного отверждения встроенных нагревательных элементов).

Эта комбинация обычно стоит от 15 до 20 долларов за квадратный фут, но это часто смягчается тем фактом, что она устраняет необходимость во вторичной развязывающей мембране.

Более экономичным вариантом является установка кабеля электрического теплого пола TempZone с крепежными планками. Эти крепежные ленты приклеиваются к полу на любом конце комнаты, а затем натягивается кабель с одинаковым расстоянием между двумя линиями крепления крепежных полос. Метод приклеивания полос к черному полу будет зависеть от материала и от того, используется ли изоляция (но очень распространенный метод укладки любого хорошо очищенного чернового пола — использование двусторонней ленты).Этот процесс более трудозатратный, чем большинство других, но также обеспечивает большую гибкость проектирования и, безусловно, является наиболее доступным вариантом.

Как правило, для проекта с использованием кабеля TempZone и крепежных лент стоимость обогрева пола будет составлять от 5 до 15 долларов за квадратный фут, при этом более крупные проекты обходятся дешевле за квадратный фут.

План установки кабеля TempZone с креплением полосы и интервал 3 дюйма Коврики TempZone Custom: Индивидуальные нагревательные маты, которые идеально подходят для вашего проекта.
Custom Mats поставляются предварительно обрезанными в соответствии со спецификациями вашей комнаты, так что все, что вам нужно сделать, это развернуть их, чтобы установить.Эти продукты также могут быть настроены с точки зрения мощности на квадратный фут в диапазоне от 12 до 15. Поскольку они идеально подходят по размеру помещения, для которого они предназначены, это самый простой в установке продукт с подогревом пола. Несмотря на то, что существует множество переменных, которые будут влиять на ценообразование этого продукта, в большинстве проектов стоимость подогрева пола будет составлять от 15 до 30 долларов за квадратный фут для пользовательского коврика TempZone.
WarmlyYours позволяет легко решить, какой продукт подходит именно вам, с помощью конструктора расценок на теплый пол.
Как получить смету
Зайдя в конструктор сметы теплого пола WarmlyYours, вы можете указать тип проекта, размер комнаты и еще несколько простых деталей, чтобы рядом с ними увидеть рекомендуемые варианты. WarmlyYours покажет вам стоимость каждого варианта отопления и различия между ними, чтобы вы могли выбрать тот, который лучше всего соответствует вашему бюджету и уровню подготовки. После того, как вы сделали свой выбор, инструмент даже поможет вам выбрать термостат и любые аксессуары, которые могут понадобиться для завершения вашего проекта.

С Конструктором цен на теплый пол под рукой на каждом этапе пути найти доступную по цене систему внутрипольного отопления не может быть проще. WarmlyYours также предлагает бесплатные планы SmartPlans, которые представляют собой индивидуальные планы установки электрического теплого пола.
Другие затраты на напольное отопление: аксессуары, элементы управления и установка
Что касается затрат на напольное отопление, то стоимость нагревательных элементов — это лишь одна часть головоломки. необходимо помнить о нескольких других компонентах, включая управление вашей системой, применимые аксессуары и затраты на установку.
Термостаты и аксессуары: ключ к энергоэффективности
WarmlyYours предлагает широкий выбор термостатов лучистого отопления, от интеллектуального термостата nSpire Touch WiFi до надежного непрограммируемого термостата nTrust. Обычно стоит ожидать потратить от 100 до 300 долларов на термостат для подогрева пола (больше, если вы хотите интегрировать его в систему домашней автоматизации). Программируемый термостат может позволить вам настроить график обогрева для вашей системы теплого пола, который может снизить расточительное использование энергии и привести к значительной экономии.
Аналогичным образом, если вы устанавливаете систему подогрева пола поверх бетонной плиты перекрытия, вам необходимо установить терморазрывную подкладку, такую как CeraZorb. Эта искусственная пробковая подкладка предотвращает потерю тепла и стоит от 1,80 до 2,75 долларов.
Затраты на установку: рабочая сила и материалы
Очевидно, что в стоимость новой системы теплого пола также войдут затраты на новый пол. Плитка, наиболее часто используемая поверхность пола с подогревом, имеет огромную разную стоимость.Плитка для нового пола обычно будет стоить от 2 долларов за квадратный фут на очень низком уровне до 25 долларов за квадратный фут. Полы из роскошной виниловой плитки (LVT) обычно будут стоить от 2 до 7 долларов за квадратный фут. полы (которые могут быть установлены поверх кабеля для подогрева пола TempZone) могут иметь огромный диапазон затрат в зависимости от породы, толщины и качества древесины — от 3 до 6 долларов за мягкую древесину, например сосну, до 8-14 долларов за больше экзотические твердые породы дерева, такие как красное дерево. Стоимость бетонного пола с подогревом может быть очень разной в зависимости от желаемых характеристик (от 2 долларов за кв.футов до 30 долларов за квадратный фут), а система обогрева для бетонного пола с подогревом будет стоить от 8 до 16 долларов за квадратный фут в зависимости от размера проекта и используемых нагревательных элементов (кабели или маты). .
Еще одна статья затрат, связанных с плиточными полами, — это клей, такой как тонкодисперсный или самовыравнивающийся цемент. Обязательно ознакомьтесь с инструкциями по установке вашей системы теплого пола, чтобы определить, какая толщина клея потребуется для вашего проекта (также имейте в виду, что системы электрического отопления, описанные в этой статье, нужно будет установить не более 1.5 дюймов от поверхности готового пола). Сочетание этих данных с общей площадью пола должно дать вам представление о том, сколько клея вам потребуется приобрести.
Если вы хотите нанять профессионала для установки системы подогрева пола под напольным материалом может взиматься дополнительная плата, так как установка подогрева пола обычно требует нескольких дополнительных действий. Если вы любитель дома, вы, вероятно, сможете выполнить укладку напольного покрытия самостоятельно за выходные. Однако мы всегда рекомендуем, чтобы Электрик выполнит электрические подключения вашей системы теплого пола.Наем электрика может включать в себя не только их почасовые расходы (обычно от 50 до 100 долларов в час), такие как оплата проезда и минимальная стоимость проекта. Не стесняйтесь позвонить нам по телефону 1-800-875-5285, и мы сможем дать некоторые рекомендации по найму профессионала для вашего проекта.
WarmlyYours SmartServices
Если вам нужна специализированная помощь в установке системы теплого пола, WarmlyYours теперь предлагает широкий спектр различных услуг для электрического теплого пола по конкурентоспособным ценам, где наши специалисты по лучистому свету помогут обеспечить успешность вашего следующего проекта. успех.Мы предлагаем услуги как на месте, так и удаленно, и даже некоторые из них могут быть как SmartGuide, нашей службой по надзору за установкой, где специалист Radiant может помочь вашему установщику (либо на месте, либо с помощью видеоконференцсвязи). Мы также предлагаем услугу SmartInstall на месте, где наши специалисты по Radiant установят электрическую систему подогрева пола, чтобы ваш установщик пола мог безопасно положить фактическое напольное покрытие. Стоимость этой услуги начинается от 399 долларов. Мы также предлагаем профессиональные услуги по измерению SmartFit и услуги по поиску и устранению неисправностей и ремонту под названием SmartFix.
Обязательно ознакомьтесь со всей нашей линейкой SmartServices для лучистого отопления.
Каковы операционные расходы?
Если вы хотите еще лучше понять, во сколько ваша система электрического теплого пола будет стоить вам в повседневной работе, WarmlyYours предлагает еще один инструмент, который вам следует проверить. Указав квадратные метры площади обогрева, стоимость киловатт-часа в вашем штате и сколько часов в день ваша система будет работать, Калькулятор эксплуатационных расходов электрического теплого пола покажет вам, сколько вы будете тратить каждый день на электричество для работы вашей системы.Например, отопление упомянутой ранее ванной комнаты площадью 50 квадратных футов в течение четырех часов будет стоить в среднем 0,09 доллара в день. Это меньше 3 долларов в месяц! Для более крупной ванной комнаты площадью 120 квадратных футов это будет стоить около 0,22 доллара в день, что меньше 7 долларов в месяц.
Протестируйте калькулятор эксплуатационных расходов электрического теплого пола самостоятельно.
Каково соотношение энергопотребления электрического теплого пола по сравнению с другими приборами?
Чтобы действительно понять, насколько энергоэффективным является электрический подогрев пола, можно сравнить энергопотребление системы электрического подогрева пола с другими бытовыми приборами.Например, если вы использовали портативный электрический обогреватель мощностью 1500 ватт в течение 8 часов в день для дополнительного обогрева своего дома, вы увидите значительное увеличение вашего счета за электроэнергию на 43,80 доллара (при условии, что киловатт-час стоит около 12 центов). Напротив, электрическая система подогрева пола может быть запущена в ванной комнате площадью 35 кв. Футов примерно за 6,60 долларов в месяц. Даже если бы вы запускали эту систему 24/7 в ванной, это стоило бы всего 19,80 долларов в месяц. Дополнительную информацию об энергоэффективности и подогреве пола можно найти в этом посте.
Хотите узнать, сколько будет стоить обогрев вашего проекта? Начните с бесплатного мгновенного расценки на теплый пол здесь. Вы даже можете начать процесс с нашей командой, загрузив сюда фотографию комнаты, которую вы хотите отапливать.
Температура бетона зимой — CARMIX USA
Температура бетона зимой
При работе с бетоном нужно уделять особое внимание всем деталям, особенно когда нужно заливать бетон в холодное время года.Всегда нужно подготовиться и подготовиться заранее, чтобы при получении и необходимости заливки бетона оказалось, что внезапно наступила зима.
Мы подготовили несколько советов по проведению строительных работ в холодную погоду:
Мерзлый грунт — НИКОГДА не заливайте бетон прямо в мерзлый грунт, лед или снег. Это обязательно вызовет проблемы после такой операции. Прежде всего, образование трещин после сжатия бетона и размораживания грунта.
Во-вторых, бетон будет затвердевать медленнее.Также на поверхности может образоваться корка, когда верхняя часть бетона затвердела, а нижняя — нет.
Если почва промерзшая, можно использовать мобильные автономные обогреватели. Они помогут завершить строительство в нужное время вне зависимости от погодных условий на улице. Утеплители поверхностей работают как системы «теплый пол» только на открытом воздухе. Электрический нагрев бетона часто применяется на крупных строительных площадках, где технически возможно применение трансформаторов большой мощности (30-80 кВт).В действительности, когда электрические подстанции устарели, а мощности электрических сетей недостаточны, для частных застройщиков обогрев бетона в зимнее время является очень сложной и практически невыполнимой задачей.
Удалите весь лед и снег в том месте, где должна быть засыпана бетонная смесь. Также удалите стоячую воду, которая может вытесняться вместе с бетоном.
Нагрейте до 0 ° С все элементы и детали, контактирующие с бетонной смесью: стальную арматуру, грунт, инструменты и опалубку.Бетонное покрытие — самый простой и самый эффективный метод заливки бетона в зимнее время при температурах от 37 F до 27 F. Отверждение и твердение бетона — это химический процесс, сопровождающийся выделением тепла, когда цемент при взаимодействии с водой выделяет тепло. Очень важно беречь тепло. Недавно залитую бетонную конструкцию необходимо покрыть пленкой ПВХ или специальным изоляционным материалом как минимум за сутки до начала работ.
Подготовьте изоляционные материалы, даже если думаете, что морозов не будет.Также нужно позаботиться об освещении на стройплощадках и обустроить его, так как в зимнее время меньше солнечного света, а освещение пригодится при строительных работах.
Температура бетона снизится к тому моменту, когда он будет доставлен к месту разгрузки. Ориентировочный расчет в час: температура бетона снизится на четверть разницы между температурами бетона и воздуха во время перевозки. Например, температура бетона 66 F, а температура воздуха 45 F.В течение часа, в течение которого подается бетон, его температура снизится на 39 F, и следует заливать бетон, имеющий 59 F.
. Калькулятор
БТЕ | Калькулятор Simplex
БТЕ | Симплекс
1.Количество квадратных футов
Рассчитайте количество кубических футов для обогрева
2. Фактор разницы температур
Рассчитайте коэффициент разницы температур (˚C)
3. Коэффициент изоляции
Рассчитайте коэффициент изоляции обогреваемого помещения
Результат
Рассчитайте необходимое количество БТЕ
1.Количество квадратных футов
0 Пи
2. Фактор разницы температур. 0
3. Коэффициент изоляции 0
Требуемое количество БТЕ 0
Мы используем файлы cookie, чтобы предоставить вам наилучшие возможности.
Принимать
Подписывайтесь на нашу новостную рассылку
Подписывайтесь на нашу новостную рассылку
Тепловая масса | YourHome
Термическая масса — это способность материала поглощать и накапливать тепловую энергию.Для изменения температуры материалов с высокой плотностью, таких как бетон, кирпич и плитка, требуется много тепловой энергии. Поэтому говорят, что они имеют высокую тепловую массу. Легкие материалы, такие как древесина, имеют низкую тепловую массу. Правильное использование тепловой массы во всем доме может иметь большое значение для счетов за комфорт и отопление и охлаждение.
Фото: Sunpower Design
Тепловая масса может накапливать солнечную энергию днем и повторно излучать ее ночью.
Термическая масса, при правильном использовании, снижает внутреннюю температуру путем усреднения суточных (день-ночь) экстремальных значений.Это увеличивает комфорт и снижает затраты на электроэнергию.
Неправильное использование тепловой массы может усугубить наихудшие климатические условия и стать серьезным препятствием для энергии и комфорта. Он может излучать тепло вам всю ночь, когда вы пытаетесь заснуть во время летней жары, или поглощать все тепло, которое вы производите зимней ночью.
Чтобы быть эффективным, тепловая масса должна быть интегрирована с надежными методами пассивного проектирования. Это означает наличие соответствующих участков остекления, обращенных в соответствующие стороны, с соответствующими уровнями затенения, вентиляции, изоляции и тепловой массы.
Как работает тепловая масса
Тепловая масса действует как тепловая батарея. Летом он поглощает тепло днем и отдает его ночью прохладному бризу или ясному ночному небу, сохраняя в доме комфорт. Зимой та же самая термальная масса может накапливать тепло от солнца или обогревателей, чтобы выпускать его ночью, помогая дому оставаться в тепле.
Тепловая масса не заменяет изоляцию. Тепловая масса аккумулирует и повторно отводит тепло; изоляция останавливает поступление тепла внутрь и наружу здания.Материал с высокой тепловой массой, как правило, не является хорошим теплоизолятором (см. Утрамбованную землю).
Тепловая масса особенно полезна там, где есть большая разница между дневной и ночной наружной температурой.
Суточные колебания температуры для разных способов строительства.
Правильное использование тепловой массы может задержать поток тепла через ограждающую конструкцию здания на целых 10-12 часов, в результате чего в доме будет теплее ночью зимой и прохладнее днем летом (Wilson 1998) (см. «Температурная задержка»). ниже).
Зданию большой массы необходимо набирать или терять большое количество энергии для изменения своей внутренней температуры, тогда как легкому зданию требуется лишь небольшой выигрыш или потеря энергии для изменения температуры воздуха. Это важный фактор, который следует учитывать при выборе строительных систем и оценке адаптации к изменению климата.
Зима
Позвольте тепловой массе поглощать тепло в течение дня от прямых солнечных лучей или лучистых обогревателей. Он возвращает это тепло в дом всю ночь.
Лето
Позвольте прохладному ночному бризу и / или конвекционным потокам проходить через тепловую массу, вытягивая всю накопленную энергию. В течение дня защищайте термальную массу от избыточного летнего солнца с помощью притенения и утеплителя, если это необходимо.
Эффективное использование тепловой массы
Термическая масса наиболее подходит для климата с большим диапазоном суточных температур. Как показывает практика, суточный диапазон ниже 6 ° C недостаточен; 7 ° –10 ° C может быть полезным в зависимости от климата; там, где они превышают 10 ° C, желательна конструкция с высокой тепловой массой.Исключения из правил встречаются в более суровых климатических условиях.
В прохладном или холодном климате, где часто используется дополнительное отопление, дома выигрывают от строительства большой массы независимо от дневного диапазона (например, Хобарт 8,5 ° C). В тропическом климате с дневным диапазоном 7 ° -8 ° C (например, Кэрнс 8,2 ° C) конструкция с большой массой может вызвать термический дискомфорт, если не будет тщательно спроектирована, хорошо затенена и изолирована.
Всегда используйте тепловую массу в сочетании с надежной пассивной конструкцией, соответствующей климатическим условиям.
Отношение стекла к массе для различных климатических условий
Отношение стекла к массе сравнивает площадь незащищенного от солнечного света, пассивно затененного, северного остекления с площадью открытой изолированной внутренней массы (стены и пол), чтобы избежать перегрева пассивных солнечных домов. На приведенном ниже графике показано рекомендуемое соотношение количества стекла к массе для столиц Австралии.
Источник: Baggs & Mortenson 2006
Отношение количества стекла к массе в городах Австралии.
Практическое правило отношения стекла к массе для различных климатических условий
Холодный и альпийский климат : зоны с двойным остеклением на 20-25% площади пола (также следует использовать плотные портьеры и ламбрекены).
Прохладный умеренный : окна с двойным остеклением, портьеры и ламбрекены 15-20% площади пола.
Умеренный климат : площадь остекления 12-15% площади пола (17% при двойном остеклении).
Климат с преобладанием охлаждения : доля солнечного стекла, обращенного на север, должна составлять не менее 6%, но может быть полезно до 10% в зависимости от конструкции.
Климатические условия только для охлаждения : следует избегать использования стекла, подвергающегося воздействию солнечных лучей; Обычно лучше всего подходит конструкция с небольшой массой и высокой вентиляцией.Плиты, соединенные с землей, могут добавить полезные свойства «отвода тепла» к тепловой массе, где температура земли, покрытая массой, на глубине 1,5 м летом остается ниже 19 ° C, то есть не по Дарвину (дополнительную информацию можно найти на BaggsBooks.com).
Эти соотношения следует изменять в соответствии с:
наличие солнечной энергии (доступ и частота)
дневные диапазоны температур
тип и ориентация остекления и затенения (окружающее и диффузное усиление).
ПРИМЕЧАНИЕ. Эти правила применяются только к конструкциям с преимущественно северным остеклением и гарантированным доступом к солнечной энергии.Моделирование с помощью программного обеспечения для оценки энергопотребления — единственный надежный способ их проверки.
Типовые области применения
В помещениях с хорошим доступом к зимнему солнцу полезно подключить тепловую массу к земле. Самый распространенный пример — строительство плиты на земле. Менее распространенные примеры — кирпичные или земляные полы, земляные дома или зеленые крыши (см. Строительные системы).
Плита на земле предпочтительнее подвесной плиты в большинстве климатических условий, поскольку она имеет большую тепловую массу из-за прямого контакта с землей.Это называется заземлением. Более глубокие и стабильные температуры грунта под домом повышаются, поскольку его изоляционные свойства предотвращают потерю тепла. Плита принимает эту более высокую температуру, которая может колебаться от 16 ° до 19 ° C.
Летом Земля способна «отводить» значительные тепловые нагрузки. Он также обеспечивает прохладную поверхность, через которую пассажиры могут излучать тепло (или проводить к нему босиком). Это увеличивает как психологический, так и физиологический комфорт.
Зимой плита поддерживает тепловой комфорт при гораздо более высокой температуре без подвода тепла.Добавление пассивного солнечного или механического обогрева более эффективно из-за меньшего повышения температуры, необходимого для достижения комфортных температур.
Используйте такие поверхности, как каменная плитка, или просто отполируйте бетонную плиту. Не покрывайте участки плиты, подверженные зимнему солнцу, ковром, пробкой, деревом или другими изоляционными материалами: вместо этого используйте коврики.
Вертикальные края плиты на земле должны быть изолированы в Зоне 8 (холодный климат) или когда внутри плиты установлен обогрев или охлаждение плиты (см. Раздел 3.12.1.5 (c) и (d) Строительного кодекса Австралии (BCA), Том 2, для более подробной информации).
Изолируйте края плиты в холодном климате или там, где внутри плиты установлено отопление или охлаждение.
Вся плита должна быть изолирована от контакта с землей в холодном климате и регионах с низкими температурами земли на глубине 3 м (например, Тасмания) или в жарком влажном климате с высокими температурами земли (например, Дарвин).
Учитывайте защиту от термитов при проектировании изоляции кромок перекрытий.Позаботьтесь о том, чтобы выбранный тип системы управления термитами был совместим с изоляцией края плиты.
Кладка стен также обеспечивает хорошую теплоемкость. Можно использовать переработанные материалы (например, повторно используемые кирпичи). Избегайте отделки каменных стен гипсокартоном, так как это изолирует тепловую массу от внутренней части и значительно снижает ее способность поглощать и отводить тепло.
Обратный кирпичный шпон является примером хорошей практики термической массы для наружных стен, потому что масса находится внутри и снаружи изолирована.В традиционной облицовке кирпичом масса кирпича не способствует накоплению тепла, поскольку она изолирована изнутри, а не снаружи.
Теплый пол и легкий каркас.
Тепловая масса стен и перекрытий.
Где разместить тепловую массу
Чтобы определить наилучшее место для тепловой массы, вам необходимо знать, является ли ваш наибольший расход энергии результатом охлаждения летом или зимой.
Обогрев : размещайте тепловую массу в местах, которые получают прямой солнечный свет или лучистое тепло от обогревателей.
Отопление и охлаждение : размещайте тепловую массу внутри здания на первом этаже для обеспечения идеальной эффективности летом и зимой. Пол обычно является наиболее экономичным местом для размещения тяжелых материалов, а заземление обеспечивает дополнительную термостабилизацию как летом, так и зимой в этих климатических условиях.
Размещайте тепловую массу в комнатах, выходящих на север, с хорошим доступом к солнечному свету, с прохладным ночным бризом летом и с дополнительными источниками обогрева или охлаждения (нагреватели или испарительные охладители).
Расположите дополнительную тепловую массу ближе к центру здания, особенно если там установлен обогреватель или охладитель. Можно использовать кирпичные стены, плиты, водные элементы и большие горшки с землей или водой.
Охлаждение : Защитите тепловую массу от летнего солнца с помощью затенения и изоляции, если необходимо. Позвольте прохладному ночному бризу и воздушным потокам проходить через тепловую массу, вытягивая всю накопленную энергию.
Где не размещать тепловую массу
Избегайте использования в помещениях и зданиях с плохой изоляцией от экстремальных внешних температур, а также в помещениях с минимальным воздействием зимнего солнца или прохладного летнего бриза.
Тепловая масса может увеличить потребление энергии при использовании в помещениях, где дополнительное отопление или охлаждение является единственным средством регулирования температуры, поскольку оно снижает время отклика.
Тщательный дизайн требуется при размещении тепловых масс на верхних уровнях многоэтажного дома во всех регионах, кроме холодного климата, особенно если это спальные зоны.
Естественная конвекция создает более высокую температуру в помещении наверху, и тепловая масса верхнего уровня поглощает эту энергию. В жаркие ночи термальная масса верхнего уровня может медленно остывать, вызывая дискомфорт.Зимой все наоборот.
Конкретные климатические реакции
Климатические соображения имеют решающее значение для эффективного использования тепловой массы. Можно спроектировать здание с высокой тепловой массой практически для любого климата, но более экстремальные климатические условия требуют очень тщательного проектирования (см. Отношение массы стекла к массе в зависимости от климата в разделе «Контрольный список термической массы» ниже).
Будет ли нынешнее использование тепловой массы приемлемым через 20 или 30 лет?
Подумайте о влиянии прогнозируемых изменений климата из-за глобального потепления.Будет ли нынешнее использование тепловой массы приемлемым через 20 или 30 лет, если температура повысится, а суточный диапазон уменьшится? Это особенно важная проблема в тропическом климате, где температуры уже близки к максимальному комфортному уровню. Чтобы узнать об основных характеристиках этого климата, см. Дизайн для климата.
Горячий влажный (тропический) климат
Использование крупногабаритных конструкций обычно не рекомендуется в жарком влажном климате из-за их ограниченного суточного диапазона. Пассивное охлаждение в этом климате обычно более эффективно в зданиях с небольшой массой.
Тепловой комфорт во время сна — первостепенное значение при проектировании в тропическом климате. Легкая конструкция быстро реагирует на прохладный ветерок. Большая масса может полностью свести на нет эти преимущества, если медленно высвободить тепло, поглощенное в течение дня.
Теплый влажный и теплый / умеренно умеренный климат
Поддерживать тепловой комфорт в этом благоприятном климате относительно легко. Хорошо спроектированные дома практически не требуют дополнительного отопления или охлаждения. Фактически, 7-8 звезд по Общенациональной схеме оценки энергопотребления домов (NatHERS) можно получить при относительно низких затратах.
Преобладающим требованием к охлаждению в этих климатических условиях часто является легкая конструкция с малой массой. Конструкция с большой массой также уместна, но требует надежной пассивной конструкции, чтобы избежать перегрева летом.
В многоуровневой конструкции в идеале следует использовать конструкцию с большой массой на более низких уровнях для стабилизации температуры. Малая масса на верхних уровнях гарантирует, что горячий воздух, поднимающийся вверх (за счет конвективной вентиляции), не накапливается на верхнем уровне, когда выходит из здания.
Это особенно важно, если спальные места расположены на верхних этажах. Помещения первого и второго этажей должны иметь возможность зонирования (закрытия) для предотвращения температурной стратификации зимой.
Прохладный умеренный и альпийский климат
Зимнее отопление является основной потребностью в этом климате, хотя обычно требуется некоторое охлаждение летом. Потолочные вентиляторы обычно обеспечивают адекватное охлаждение в климате с низкой влажностью.
Конструкция с большой массой в сочетании с надежной пассивной солнечной конструкцией и высоким уровнем изоляции является идеальным решением.Зимой требуется хороший доступ к солнечной энергии для нагрева тепловой массы. Отношение стекла к массе имеет решающее значение (см. «Контрольный список термической массы» ниже).
Изолируйте края перекрытий и нижнюю сторону подвесных плит в более холодном климате. Рекомендуется изолировать нижнюю сторону плиты на земле в очень холодном климате (см. Раздел «Установка изоляции»).
Здания, которые получают мало или совсем не получают пассивного солнечного излучения, могут получить выгоду от строительства большой массы, если они хорошо изолированы. Однако они медленно реагируют на ввод тепла и лучше всего подходят для домов с высокой посещаемостью.
Дополнительный нагрев тепловой массы идеально достигается с помощью эффективных или возобновляемых источников энергии, таких как гидронные системы, работающие на солнечной, газовой или геотермальной энергии. Системы электрического сопротивления внутри плиты реагируют медленно и вызывают более высокие выбросы парниковых газов (см. Нагрев и охлаждение).
Используйте солнечный зимний сад в сочетании с тепловой массой, чтобы увеличить приток тепла. Солнечная оранжерея — это застекленное помещение, выходящее на север, которое на ночь можно закрыть от жилища. Летом затеняйте зимний сад и обеспечьте хорошую вентиляцию, чтобы минимизировать перегрев.Светоотражающие внутренние жалюзи также сокращают потери тепла зимой.
Сухой жаркий климат
В этом климате очень важны как зимнее отопление, так и летнее охлаждение. Конструкция с большой массой в сочетании с надежными принципами пассивного отопления и охлаждения является наиболее эффективным и экономичным средством поддержания теплового комфорта.
Суточные диапазоны обычно весьма значительны и могут быть очень высокими. В этих условиях идеально подходит крупномасштабная конструкция с высоким уровнем изоляции (см. «Изоляция»).
Если требуется дополнительный обогрев или охлаждение, располагайте тепловую массу там, где она подвергается воздействию излучения нагревателей или потоков холодного воздуха от испарительных охладителей. Масса смягчает колебания температуры между высокой / низкой или включением / выключением и снижает уровень и продолжительность вспомогательных требований, одновременно повышая тепловой комфорт. При низкой влажности в этом климате потолочные вентиляторы обычно обеспечивают достаточный комфорт охлаждения в хорошо спроектированном доме.
Подземные или земляные дома обеспечивают защиту от солнечного излучения и обеспечивают дополнительную тепловую массу за счет заземления для стабилизации внутренней температуры воздуха.
Обновления и дополнения
При ремонте удалите ковролин или изоляционные покрытия с бетонных плит, подверженных зимнему солнцу. Поверхность плиты можно облицевать плиткой или обрезать и отполировать, чтобы получить привлекательную и практичную отделку (см. Полы из бетонных плит). Тепловую массу также можно увеличить, добавив кирпичную или каменную облицовку к существующим внутренним стенам.
В некоторых случаях может потребоваться уменьшить количество тепловой массы, воздействующей на внутреннюю часть здания, когда недостаточно пассивного обогрева или охлаждения для поддержания комфорта.В таких случаях требуется дополнительный дополнительный обогрев или охлаждение. Чтобы изолировать имеющуюся массу, выровняйте внутреннюю поверхность стены листовыми изоляционными материалами и гипсокартоном.
Если вы планируете пристройку, привлеките специалиста по оценке тепловых характеристик для моделирования всего вашего дома, чтобы определить сильные и слабые стороны в отношении окон (ориентация и размер) и соответствующих уровней тепловой массы. Эта модель определяет проблемные области, которые можно решить, добавив (или удалив) новые комнаты.
Климат с преобладанием отопления
Для климата с преобладанием отопления добавьте тепловую массу там, где уже есть доступ к солнечной энергии зимой, например, в зданиях с хорошим доступом с севера. Этого можно достичь, обнажив существующий бетон, как указано выше, или добавив к стенам теплообменную массу.
Если существующий пол представляет собой плиту на земле, ненесущие стены могут быть построены непосредственно на бетонной плите после проведения инженерных проверок. Если в существующем здании есть фальшпол из дерева, часто целесообразно комбинировать облицовку из обратного кирпича с модернизированной подвесной бетонной плитой.Нижняя сторона должна быть изолирована и хорошо вентилироваться, если не заземлена.
Может потребоваться пересмотреть планировку дома, «развернув дом», чтобы расположить жилые помещения на севере.
Тепловая масса должна располагаться рядом с обогревателем.
Климат с преобладанием охлаждения
Для климата с преобладанием прохлады тепловая масса должна быть защищена от летнего солнца и подвергаться воздействию прохладных ночных бризов.
Добавьте затенение для защиты тепловой массы от летнего солнца как внутри, так и снаружи, особенно за окнами и в неизолированных двойных кирпичных стенах.Способность тепловой массы поглощать и повторно излучать тепло в течение многих часов означает, что летом или в жарком климате она может быть источником нежелательного тепла еще долго после захода солнца (см. Затенение).
Другие варианты тепловой массы
Внесите тепловую массу в легкие конструкции, используя изолированные каменные стены, емкости с водой, материалы с фазовым переходом (PCM) или легкие бетонные полы со стальным каркасом.
Внутренние или закрытые водные объекты, такие как бассейны, также могут обеспечивать тепловую массу, но требуют хорошей вентиляции и должны быть изолированы, поскольку испарение может поглощать тепло зимой и создавать проблемы с конденсацией круглый год.
Воздух попадает в это здание через бассейн (термальная масса) через полузакрытый двор. Перед входом в здание он охлаждается испарением. Эта «прохлада» может храниться в тепловой массе.
Установленное на крыше солнечное отопление бассейнов относительно недорогое и может использоваться в сочетании с системами водяного отопления или резервуарами для хранения воды для нагрева тепловой массы зимой или (наоборот) для обеспечения лучистого охлаждения в ночное небо летом. Этот метод может разрешить ситуации, когда прямой доступ к солнечной энергии для пассивного обогрева невозможен или когда обычная тепловая масса не подходит (например,г. полюсные дома) (см. Отопление и охлаждение).
Теплово-массовые свойства
Тепловые массовые характеристики определяются следующими характеристиками.
Высокая плотность : Чем плотнее материал (т.е. чем меньше захваченный воздух), тем выше его тепловая масса. Например, бетон имеет высокую тепловую массу, блоки из газобетона (AAC) имеют тепловую массу от умеренной до низкой, а изоляция почти не имеет.
Хорошая теплопроводность : Чтобы быть эффективной в большинстве климатических условий, тепловая масса должна иметь способность поглощать и повторно излучать, близкую к своей полной теплоемкости за один суточный цикл (см. «Высокая объемная теплоемкость» ниже).Если проводимость слишком низкая, пассивное отопление может уйти из вашего дома до того, как поглотится. Если проводимость слишком высока (например, сталь), накопленное тепло повторно выделяется до того, как оно больше всего понадобится в более холодную часть ночи. То же самое относится к пассивному охлаждению только в режиме «день-ночь».
Например, резина имеет высокую плотность, но плохо проводит тепло. Кирпич и бетон имеют высокую плотность и являются достаточно хорошими проводниками.
Соответствующая тепловая задержка : Скорость, с которой тепло поглощается и повторно выделяется неизолированным материалом, называется тепловой задержкой.Задержка зависит от проводимости, толщины, уровня изоляции и разницы температур по обе стороны стены. При проектировании тепловой массы важно учитывать время задержки, особенно с толстыми неизолированными системами наружных стен, такими как утрамбованная земля, глинобитный кирпич или скала.
В умеренном климате 24-часовой цикл задержки идеален. В более холодном климате с длительными облачными периодами могут быть полезны задержки до семи дней при условии наличия дополнительного солнечного остекления, которое «заряжает» его в солнечную погоду (см. Отношение массы стекла к массе в зависимости от климата в «Контрольном списке тепловой массы»). .В таблице указано время задержки для распространенных материалов.
Показатели запаздывания для различных материалов
Толщина материала (мм)
Время задержки (часы)
Источник: Baggs et al. 1991
Двойной кирпич (220)
6,2
Бетон (250)
6.9
Газобетон автоклавный (200)
7,0
Глиняный кирпич / саман (250)
9,2
Утрамбованная земля (250)
10,3
Блоки заземления (250)
10,5
Суглинок (1000)
30 дней
Тепловая задержка влияет на внутренний и внешний поток тепла через стены.
Тепловая задержка влияет на внутренний-внешний тепловой поток через стены. Утрамбованный земляной, каменный и глиняный кирпич имеют низкую изоляционную ценность и имеют толщину 300 мм или более для увеличения теплового запаздывания. Хотя этого часто бывает достаточно в мягком климате, эти системы требуют внешней изоляции в холодном и холодном климате, где время задержки сокращается за счет увеличения внутренней и внешней разницы температур (известной как дельта T или ”T; см. Пассивное солнечное отопление для объяснения).
Низкая отражательная способность : Темные, матовые или текстурированные поверхности поглощают и повторно излучают больше энергии, чем светлые, гладкие, отражающие поверхности (если в стенах имеется значительная тепловая масса, более отражающий пол будет распределять тепло по стенам).
Высокая объемная теплоемкость (VHC) : В таблице ниже сравниваются тепловые массовые характеристики (или VHC) некоторых распространенных материалов. Количество полезного аккумулирования тепла рассчитывается путем умножения VHC на общий доступный объем материала, то есть объем материала, поверхность которого подвергается воздействию источника нагрева или охлаждения.
Вода имеет самый высокий VHC среди всех распространенных материалов. Таблица говорит нам, что для повышения температуры одного кубического метра воды на один градус Цельсия требуется 4186 кДж энергии, тогда как для повышения температуры такого же объема бетона на такую же величину требуется всего 2060 кДж.Другими словами, у воды примерно вдвое больше теплоемкости, чем у бетона. VHC породы обычно колеблется от кирпича до бетона в зависимости от плотности.
VHC любого материала уменьшается или даже устраняется, если материал покрыт подкладкой, такой как ковры, гипсокартон, дерево.
Тепловая масса для различных материалов
Материал
Тепловая масса (объемная теплоемкость, кДж / м³.k)
Источник: Baggs and Mortensen 2006
Вода
4186
Бетон
2060
Песчаник
1800
Блоки заземления
1740
Утрамбованная земля
1673
Фиброцемент лист (прессованный)
1530
Кирпич
1360
Земляная стена (саман)
1300
Газобетон автоклавный
550
Некоторые материалы с термической массой, такие как бетон и кирпич, обладают высокой внутренней энергией при использовании в необходимых количествах.Рассмотрим влияние энергии на время жизни материалов с термальной массой: будет ли экономия энергии на отопление и охлаждение больше, чем воплощенное энергосодержание в течение срока службы здания? Можно ли использовать материалы с более низким содержанием, такие как вода или переработанный кирпич?
Кроме того, неудовлетворительная конструкция тепловой массы может привести к увеличению использования энергии нагрева и охлаждения сверх установленной энергии.
Материалы фазового перехода
Растет интерес к использованию материалов с фазовым переходом (PCM) в качестве легкого заменителя тепловой массы в строительстве.Все материалы требуют больших затрат энергии для изменения состояния (например, из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное). Эта энергия не меняет их температуру — только их состояние. По этой причине она называется «скрытой» (т. Е. Скрытой теплотой плавления или испарения). Температуры фазового перехода сильно различаются между материалами.
Материалы с фазовым переходом, или PCM, могут быть полезным легким заменителем термической массы.
Материалы, плавящиеся при температуре от 25 ° до 35 ° C, очень полезны для хранения пассивной солнечной энергии.Любое повышение температуры сверх желаемого уровня теплового комфорта поглощается PCM по мере его плавления. Эта энергия сохраняется до тех пор, пока PCM снова не начнет затвердевать при понижении температуры ночью. Когда он затвердевает, он высвобождает накопленное тепло.
Обычно используемые ПКМ включают парафиновый воск и различные доброкачественные соли. Многие из них доступны в Австралии. PCM в настоящее время дороги по сравнению с обычной термальной массой, но могут снизить затраты за счет экономии места и конструкции. Они представляют собой идеальный способ установки массы в существующих зданиях и особенно полезны в легких зданиях, где часто достигается экономия средств.
Рынок PCM быстро развивается, поэтому текущих поставщиков лучше всего найти через поиск в Интернете. Некоторые ПКМ кристаллизуются после многих циклов фазового перехода, что делает их бесполезными. Получите гарантию от вашего поставщика, что его продукция этого не делает.
По крайней мере, одна компания производит строительные продукты, которые включают микрокапсулы с фазовым переходом в свою структуру, включая гипсокартон и блоки AAC, хотя этот продукт в настоящее время (на 2012 год) является чрезмерно дорогим.Гипсовая штукатурка, краски и стяжки для полов могут содержать ПКМ, и многие такие приложения, вероятно, появятся на рынке в ближайшие несколько лет, поскольку технология предлагает перспективу создания легких зданий, которые могут вести себя с характеристиками, связанными с « традиционной » термальной массой. . Например, заявлено, что теплоемкость слоя штукатурки толщиной 13 мм с содержанием микрокапсул 30% эквивалентна теплоемкости кирпичной стены толщиной 150 мм.
Использование PCM может быть очень полезным на сильно ограниченных участках, где в противном случае было бы трудно установить тепловую массу (см. «Сложные участки»).
ПКМ или вода как гибкие варианты массы при изменении климата
Поскольку роль тепловой массы в первую очередь заключается в аккумулировании тепла при нагревании климата, она, вероятно, станет менее полезной по мере потепления климата в течение всего срока службы дома. Кроме того, это может стать причиной охлаждения, поскольку преобладание благоприятных условий охлаждения в ночное время уменьшается.
Замена обычной кирпичной кладки на ПКМ может стать решением проблемы проектирования для нынешних и будущих климатических условий.Тепловая масса PCM может быть легко удалена из здания, сначала, возможно, на сезонной основе, поскольку климатические изменения, и в конечном итоге станут постоянными, если произойдет прогнозируемый пиковый уровень потепления.
Варианты недорогой массы для верхних этажей
PCM или контейнеры, заполненные водой, обладают гораздо большей теплоемкостью, чем кладка, и могут использоваться в качестве замены массы. ПКМ намного легче кирпичной кладки. Вода имеет вдвое большую емкость, чем бетон, и из-за конвекции внутри контейнера скорость проникновения значительно выше.Таким образом, вода может обеспечить кладку такой же емкостью при значительно меньшей массе и объёме. Соответственно, оба могут быть экономически выгодными массовыми вариантами для верхних этажей, поскольку они не требуют (или не требуют) дополнительной структурной опоры.
Фото: Майк Кливер, Clever Design
Балюстрады, заполненные водой, обеспечивают обильную тепловую массу как часть этого мезонинного балкона.
Подвижная тепловая масса
Дополнительным преимуществом использования воды или заменителей ПКМ для кладки на верхних уровнях является их способность к мобильности.Емкости для воды можно слить, а контейнеры из ПКМ вынести наружу, если они станут причиной теплового комфорта в любое время года или при любом образе жизни.
Mobile PCM и вода могут быть размещены в идеальных местах для получения солнечной энергии днем и перемещены в удобные места для обогрева ночью. Точно так же они могут быть размещены на тропинках или за пределами источников излучения ночного неба, чтобы охладиться ночью, и перемещены в более теплые комнаты в течение дня, чтобы выровнять суточные колебания.
Многоэтажные дома
Многоэтажные здания обычно включают плотные бетонные ядра, особенно такие элементы, как лестницы и лифтовые колодцы.Многоквартирные дома также требуют хорошей противопожарной защиты, которая часто наиболее экономично и эффективно обеспечивается за счет использования бетонных конструкций, будь то сборные, монолитные или блочные. В каждом случае бетонные элементы высокой плотности создают отличную тепловую массу. Его расположение в центре квартиры или в виде стен для вечеринок в хорошо изолированных помещениях является хорошим местом для тепловой массы и должно быть включено как таковое в общую стратегию дизайна (см. Покупка и ремонт квартиры).
Контрольный список тепловой массы
Изложенные здесь простые практические правила помогают определить соответствующие уровни тепловой массы в различных климатических зонах — умеренный и холодный климат с преобладанием нагрева, умеренный климат с преобладанием охлаждения и климат с преобладанием нагрева без доступа северной солнечной энергии.Уровни массы различаются в зависимости от:
доступ к солнечным батареям (тип остекления, ориентация, площадь и затенение)
прохладный ветерок и прохладный ночной доступ воздуха (включая механический)
Прибыль тепла от рассеянного и окружающего воздуха летом
комфорт ночного сна
видов занятий и использования систем отопления / охлаждения
сезонных экстремумов (климатическая зона).
Средний дневной диапазон является полезным индикатором соответствующих уровней тепловой массы в доме:
Строительство с малой массой, как правило, лучше всего работает там, где суточный диапазон стабильно составляет 6 ° C или ниже (прибрежный, умеренный климат).
Умеренная масса лучше всего подходит для дневного диапазона 6–10 ° C (плита на земле, легкие стены, такие как кирпичный шпон).
Конструкция с большой массой желательна для суточного диапазона более 10 ° C (плита на земле и некоторые или все стены с большой массой).
Однако имитационное моделирование с помощью программного обеспечения для расчета энергопотребления дома — единственный способ проверить эти рекомендации для конкретной конструкции дома и климатической зоны.
В умеренном и холодном климате преобладает отопление
В количествах, присутствующих в большинстве стандартных конструкций (например,г. облицовка кирпичом с открытой бетонной плитой без коврового покрытия на земле), термическая масса полезна для выравнивания суточных температурных диапазонов.
Для смягчения температурных циклов продолжительностью до одной недели требуется большее количество как тепловой массы, так и пассивного нагрева и охлаждения (например, плита на земле с каменными стенами или земляным полотном).
Очень высокие уровни тепловой массы (например, здания, покрытые землей) могут сравнять летне-зимние диапазоны, если они хорошо спроектированы.
Фото: Suntech Design
Южная стена засыпана землей.
Умеренный климат с преобладанием похолодания
Если охлаждающие нагрузки равны или превышают тепловые нагрузки, часто предпочтительны низкие или умеренные уровни массы.
Плиты, соединенные с землей, могут смягчать суточные циклы, поглощая летние тепловые нагрузки, обеспечивая источник лучистого охлаждения и сохраняя зимнюю солнечную энергию в течение ограниченных периодов времени.
Масса, не связанная с землей, может перегреваться в летние дни, оставляя нежелательный источник лучистого тепла ночью, особенно в спальнях на верхнем уровне.
Хорошо спроектированные или расположенные стены из термической массы, опирающиеся на кондиционируемые пространства в гибридных конструкциях (то есть с использованием как пассивного, так и активного охлаждения), могут создать источник лучистого охлаждения (вы излучаете массу). Это повышает комфорт во время сна и позволяет выключить или уменьшить охлаждение. Идеально сочетается с потолочными вентиляторами в открытых вентилируемых спальных зонах на южной стороне или на первом этаже.
Климат с преобладанием отопления, без доступа к солнечной энергии на севере
В климате с преобладанием тепла, где недоступен доступ к солнечной энергии с севера, желательно солнце с запада (если доступно), при условии:
остекление летом достаточно активно затеняется (см. Затенение)
Двойное остекление и драпировки с ламбрекенами используются для компенсации снижения притока тепла или более высоких потерь тепла (3 часа притока тепла против 21 часа потери тепла) (см. Остекление)
Тепловая масса
уменьшается там, где ограниченное поступление солнечного тепла требует дополнительного нагрева.
Активно затененные окна с двойным остеклением, выходящие на запад, с доступом к солнечной энергии, особенно полезны для удовлетворения различных потребностей в отоплении и охлаждении весной и осенью. Восточное солнце может быть менее эффективным для обогрева в некоторых более прохладных климатических условиях из-за утреннего тумана.
Список литературы и дополнительная литература
Обратитесь к правительству своего штата, территории или местного самоуправления для получения дополнительной информации о рекомендациях по пассивному проектированию для вашего климата. www.gov.au
Бэггс, Д. и Мортенсен, Н.2006. Тепловая масса в строительстве. Руководство по дизайну окружающей среды, DES 4. Австралийский институт архитекторов, Мельбурн.
Бэггс, С., Бэггс, Д. и Бэггс, Дж. 1991. Австралийское земляное здание. UNSW Press, Кенсингтон, Новый Южный Уэльс.
Бэггс, С., Бэггс, Д. и Бэггс, Дж. 2009. Австралийское земляное здание с зеленой крышей, 3-е изд. Интерактивные публикации, Wynnum, Qld.
Баллинджер, Дж., Прасад, Д. и Руль, Д.1992. Энергоэффективное жилье в Австралии, 2-е изд. Информационная серия о строительстве, Департамент первичной промышленности и энергетики, Канберра.
Баверсток, Дж. И Паолино, С. 1986. Низкоэнергетические здания в Австралии. Графические системы, Вашингтон.
Бюро метеорологии (БОМ). 2011. Климатическое образование: устойчивый городской дизайн и климат.
Департамент жилищного строительства и регионального развития. 1995 г.Австралийский модельный код для жилой застройки (AMCORD). AGPS, Канберра. [дополнительную информацию можно найти на сайте www.creationcorporation.com.au]
Холло, Н. 2011. Теплый дом-прохладный дом: вдохновляющие проекты для энергосберегающего жилья, 2-е изд. Choice Books, NewSouth Publishing, Сидней.
Пассивная и низкоэнергетическая архитектура (PLEA). 1999. Поддерживая будущее: энергетика, экология, архитектура. Материалы 16-й Международной конференции PLEA, под ред.S Szokolay, Брисбен.
Уилсон, А. 1998. Тепловая масса и R-значение: понимание запутанной проблемы. [дополнительную информацию можно найти на сайте www.buildinggreen.com]
Авторы
Главный автор: Крис Рирдон
Соавторы: Кейтлин МакГи, Джефф Милн
Обновлено Крисом Рирдоном, 2013 г.
Узнать больше
Расчет необходимой мощности для комнаты
Энергия 29 июн 2020
Было бы полезно знать волшебную формулу, которая даст нам количество тепла, необходимое для обогрева отдельной комнаты или всего дома.К счастью, есть несколько формул, позволяющих приблизиться к фактическому результату, но они допускают погрешность. Почему предел погрешности? Это связано с тем, что не все дома одинаковы.
Чтобы рассчитать необходимое отопление, мы должны учитывать размер и объем дома, ориентацию, размер и количество окон, тип изоляции стен и крыши и т. Д.
ДВЕ ПОЛЕЗНЫЕ ФОРМУЛЫ
Обычно мощность, необходимая для электрического обогрева, рассчитывается в ваттах.
Мощность: умножьте площадь в футах на 10. Для комнаты 20 футов на 20 футов мы получим 400 квадратных футов, умноженных на 10, чтобы получить 4000 ватт. Количество ватт = площадь x 10.
Этот результат действителен для домов, в которых есть комнаты с высотой потолков 8 футов. В случае современных домов с потолками выше 8 футов, практическое правило расчета составляет 1,25 Вт на кубический фут. Принимая во внимание предыдущий пример, высота потолка 9 футов составит 400 кв.футов x 9 x 1,25 = 4500 Вт. Количество ватт = площадь x высота x 1,25.
Если вы подозреваете, что стены или потолок имеют дефекты теплоизоляции, можете добавить несколько процентных пунктов к расчету. То же самое можно сказать и о стенах с большими окнами. После выполнения расчетов для существующего дома нам может потребоваться добавить дополнительные обогреватели, такие как конвекторы или приточно-вытяжные устройства.
И наоборот, если комната имеет окна и хорошо ориентирована на солнце, мы можем придерживаться обычного расчета.
Наилучшая оценка потребностей дома в отоплении будет сделана сложением результатов для каждой комнаты.
В Северной Америке до сих пор можно найти БТЕ / час, который используется как мера мощности при обогреве. Формула для преобразования БТЕ в кВт следующая: P (кВт) = P (БТЕ / ч) / 3412,14.
Если мы полагаемся исключительно на электрические плинтусы в качестве источника тепла, их обычно устанавливают у основания окон, чтобы обеспечить наилучшее распределение тепла.

Толщина материала (мм)	Время задержки (часы)
Источник: Baggs et al. 1991
Двойной кирпич (220)	6,2
Бетон (250)	6.9
Газобетон автоклавный (200)	7,0
Глиняный кирпич / саман (250)	9,2
Утрамбованная земля (250)	10,3
Блоки заземления (250)	10,5
Суглинок (1000)	30 дней

Материал	Тепловая масса (объемная теплоемкость, кДж / м³.k)
Источник: Baggs and Mortensen 2006
Вода	4186
Бетон	2060
Песчаник	1800
Блоки заземления	1740
Утрамбованная земля	1673
Фиброцемент лист (прессованный)	1530
Кирпич	1360
Земляная стена (саман)	1300
Газобетон автоклавный	550

Прогрев бетона в зимнее время проводами расчет

Зачем прогревают бетон?

Каким материалом воспользоваться?

Как рассчитать обогрев конструкции?

Технология прогрева: пошаговое руководство

Обогрев конструкции без трансформатора

Всё о прогреве

Какие применяют способы для прогрева

Провод ПНСВ и понижающий трансформатор

Заключение

Применение

Характеристики провода

Технология прогрева и схема укладки

Расчет длины

схема укладки и подключения, расчет

Применение

Характеристики провода

Технология прогрева и схема укладки

Расчет длины

Технология прогрева бетона в зимнее время (видео)

Электропрогрев опалубки (контактный метод)

Индукционный обогрев

Инфракрасный подогрев

Как прогреть бетон зимой во время стройки?

Как происходит строительство в зимний период?

Укрытие и тепловые пушки

Термоматы

Опалубки с ТЭН и электродами

Электроды

Провод ПНСВ

Прогрев бетона в зимнее время электродами: схема подключения и способы прогрева +Фото и Видео

Условия использования метода

Принцип действия

Характеристики провода

Как прогреть бетон проводом

Укладка провода

Необходимые условия для проведения работ

Расчет провода для прогрева бетона

Установка и заливка кабеля

Подключение к электросети

Прогрев

Работы после прогрева

Рекомендации

Прогрев бетона нагревательным проводом ПНСВ

Применение

Характеристики провода

Технология прогрева и схема укладки

Расчет длины

Провод для прогрева бетона — принцип действия, виды, укладка и монтаж

Зачем нужен прогрев бетона?

Виды нагревательных проводов и кабелей

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Технология прогрева с использованием ПНСВ

Монтаж ПНСВ

Плюсы и минусы ПНСВ

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Преимущества и особенности сегментированного кабеля

Как прогреть бетон зимой своими руками: видео, технологии: проводами и электродами

Условия использования метода

Принцип действия

Характеристики провода

Как прогреть бетон проводом

Укладка провода

Необходимые условия для проведения работ

Расчет провода для прогрева бетона

Установка и заливка кабеля

Подключение к электросети

Прогрев

Работы после прогрева

Рекомендации

Способы прогрева бетона в зимнее время

Прогрев электродами

Прогрев бетона с использованием провода

Прогрев бетона с использованием сварочного аппарата

Прогрев бетона проводами зимой

1. В чем проблема гидратации для бетона зимой?

2. Как решается вопрос заливки бетона зимой?

3. В чем суть технологии прогрева бетона зимой?

4. Технологические тонкости прогрева бетона зимой

Прогрев бетона трансформатором