Как посчитать R0 вручную по .mnm

Как вручную рассчитать Ro?

Обязательно прочтите, актуальную версию (версия 6.14.04 обновление 402 на 22.12.2018), она приведена в конце документа.

Я немного обновил программу на сервере (версия 6.14.02 от 2016 г.).

Сейчас в файле mnm не выдается значение R0, оно выдается только для опытных пользователей.

Это сделано, потому, что многие (почти все), пользователи не правильными цветами производят заливку при задании «Граничных условий», поэтому R0 выдается не корректное

Если вы его в дальнейшем будете использовать, то это приведет к значительным ошибкам.

А, так как расчеты были произведены по программе «Temper-3D», могут возникнуть не очень лицеприятные вопросы к разработчику программы.

Вы можете использовать любые из 20 цветов для задания «Граничных условий».

Примечание автора:

Следует заметить, что при задании коэффициентов теплопроводности не надо использовать черный цвет (№11), он используется для заданий граничных условий первого рода, например при расчете, когда в полу проходит труба отопления и известна ее температура, например 65 ${}^{\circ }\text{С}$, тогда вместо того, чтобы вводить коэффициент теплопроводности для данного материала (цвета). Надо ввести температуру 65${}^{\circ }\text{С}$, и потом конечные элементы окрашенные этим цветом, будут имеет температуру 65 ${}^{\circ }\text{С}$. Правда потом у вас возникнут проблемы с тепловым балансом, так как по этому цвету, тепловой поток не будет учтен. Не рекомендую использовать вам этот цвет. Либо проконсультируйтесь со мной.

Главное правильно задать у них значения.

R0 рассчитывается по простой формуле:

где:

• t1 – температура внутри помещения (например +22 ${}^{\circ }\text{С}$). В программе берется по верхнему цвету (розовый N/N=10).

• t2 - температура наружного воздуха (например -39 ${}^{\circ }\text{С}$) В программе берется 10 цвет сверху (зеленый N/N=1).

• S- ПРОЕКЦИЯ внутренней площади (изнутри) на ОК, за минусом площади самого окна и рамы, только площадь проекции ОК на фасад. В программе берется по верхнему цвету (розовый N/N=10). Сюда надо включить все сечения перегородок и перекрытий, тогда Ro будет больше, а вам это и надо.

Можно не включать площадь перегородок и перекрытий, тогда Ro будет меньше. В СНиПе с СП это совсем никак не оговорено, вернее оговорено, но с ошибкой, там написано, что надо включать в расчетную площадь и площадь оконных откосов, видимо это опечатка, надо читать так «в расчетную площадь надо включать ПРОЕКЦИЮ оконных откосов, на фасад ОК», а не саму площадь СП 23-101-2004, п.9.1.3.

• Q – ВЕСЬ тепловой поток (изнутри) за минусом теплового потока через окно и раму. В программе берется по 2 цветам верхнему цвету (розовый N/N=10) и ниже (темно-розовый N/N=9).

Примечание автора:

Нумерация цветов в программе ведется следующим образом:

№ 1 это зеленый цвет (10 сверху)

№ 2 это светло-зеленый цвет (9 сверху)

№ 3 это еще более светло-зеленый цвет (8 сверху)

И так далее

…

№ 10- это розовый цвет (самый верхний, т.е нумерация идет с 10 цвета до1 снизу-вверх, от 1 до 10).

…

Далее нумерация продолжается снизу (20 цвет) это N/N=11 и до 20 цвета (11 цвет).

Такая вроде бы не очень хорошая нумерация принята для совмещения с прежней версией программы 4.9.

Именно это значение цвета указано в файле omsk_1.mnm в столбце N/N.

Рассмотрим на примере omsk_1, рис.1.

Ниже приведен фрагмент файла omsk_1.mnm:

Табл.1

Там же в файле — итог по балансу и готовый расчёт R₀:

-------------------------------------------------------------------------------
Итого Q вход.= .179785E+03 Q выход.=-.179785E+03 Погрешность = .00031%

Ниже сообщение выдается только для опытных пользователей.

Ro= .12495D+01 (Ro= 1.249) (СП 23-101-2004, п.9.1.3)
Ro=( .2200E+02--.3900E+02)* .1526E+01/( .3833E+02+ .3617E+02)= .1249E+01
Ro= .12495D+01

Из табл.1 видно, что проекция площади ОК (10 цвет) $1,526{\text{м}}^2$, тепловой поток по этой площади 36,17 Вт.

Площадь перегородок, перекрытий, а также оконных откосов (9 цвет) $4,236{\text{м}}^2$, тепловой поток по этой площади 38,33 Вт.

Площадь окна (цвет 8) $1,09{\text{м}}^2$, тепловой поток по окну 105,3 Вт.

В табл.1 значения выдаются в экспоненциальной форме, как более универсальной, при расчете Ro, значения также выдаются в экспоненциальной форме, но вместо символа E, используется символ D, это связано с тем, что расчет ведется с двойной точностью, перевод к обычному формату такой же.

Из табл.1 имеем:

т.е. из табл.1 берутся только 5 значений, они выделены красным цветом.

Поэтому важно именно эти цветами (1,9,10) нужно раскрашивать ОК, если хотите получить корректное значение R0 в файле *.mnm, если же будете рассчитывать R0 вручную, то можете использовать любые цвета.

Подставляя эти значения в формулу получаем:

видно, что это же значение приведено в файле, т.е. расчет Ro легко провести на калькуляторе.

Как учитывать (не учитывать) площадь сечений перегородок и перекрытий.

Это вопрос не рассматривается в СНиПе и СП.

Площадь их не очень большая, а тепловой поток по этим сечениям вообще должен быть равен нулю, так как надо брать достаточно значительную длину этих элементов (не менее 2-5 толщин).

Тем не менее, произведем расчет, (omsk_11) где сечения перегородок и перекрытий раскрасим не нулевыми значениями, как этого требует теория МКЭ, закрасим отдельным цветом, с теми же значениями внутреннего воздуха, (это 7 цвет) рис. 2.

Данные сведены в табл. 2.

Табл. 2

Там же в файле — итог по балансу и готовый расчёт R₀:

-------------------------------------------------------------------------------
Итого Q вход.= .179785E+03 Q выход.=-.179785E+03 Погрешность = .00011%
-------------------------------------------------------------------------------
Ro= .12530D+01 (Ro= 1.253) (СП 23-101-2004, п.9.1.3)
Ro=( .2200E+02--.3900E+02)* .1526E+01/( .3812E+02+ .3617E+02)= .1253E+01
Ro= .12530D+01

Как видно из табл. 2 добавилась строка с этим цветом (цвет 7), площадь составляет $0,702{\text{м}}^2$, а тепловой поток всего 0,2061 Вт.

Ro, практически не изменилась, но это если не учитывать площадь этих сечений, если же их учесть то Ro увеличится, так как суммарный тепловой поток в этих двух расчетах, который не учитывает окно. практически равны.

А, вот площади уже отличаются:

Если рассчитать Ro, с учетом этих площадей то получим:

А это уже совсем другое (1,249 или 1,824), отличие более 40%!

Это же значение получится, если мы произведем расчет в программе, закрасив сечения перекрытий и перегородок 10 цветом расчет omsk_12, рис 3.

Примечание автора:

В версии программы, начиная с 6.14.03 для этих целей специально выделен цвет №14, а не №10 Именно цвет №14 используется, для закраски сечений перекрытий и перегородок, при этом, надо задать коэффициент теплоотдачи у этого цвета 0 и не важно какую температуру, например тоже 0, но тогда при расчете R0, будет учтена площадь по данному цвету и значение R0 будет выше ( я считаю, что это будет правильное решение, а в СП этот вопрос не рассмотрен).

Результаты сведены в табл. 3.

Табл. 3

Там же в файле — итог по балансу и готовый расчёт R₀:

-------------------------------------------------------------------------------
Итого Q вход.= .179785E+03 Q выход.=-.179785E+03 Погрешность = .00010%
-------------------------------------------------------------------------------
Ro= .18243D+01 (Ro= 1.824) (СП 23-101-2004, п.9.1.3)
Ro=( .2200E+02--.3900E+02)* .2228E+01/( .3812E+02+ .3638E+02)= .1824E+01
Ro= .18243D+01

Выводы:

• Это вопрос не рассматривается в СНиПе и СП, по крайней мере я этого не нашел, а было бы неплохо отдельно оговорить этот момент.

• В СП 23-101-2004, п.9.1.3, вообще видимо есть опечатка. Там сказано, что нужно учитывать площадь оконных откосов, а видимо надо было сказать, что не вся площадь оконных откосов, а только ее фронтальная проекция на ОК.

• Если не учитывать площадь сечений перегородок и перекрытий, то значение Ro, будет ниже, чем в случае учета этих площадей. Причем отличие составляет в приведенных выше расчетах (1,249-1,824)/1,249·100=-46%!

• Как считать правильно? Это вопрос не ко мне, а к законодателям СНиП и СП.

• Я, как программист могу сказать, что если вы хотите учитывать площадь сечения перегородок и перекрытий при расчете, то закрасьте их 14 цветом, при этом получите более высокое значение Ro. Но это уже вам решать, вот почему я выдаю в файле значение Ro, только «Опытным пользователям», т.е. вы сами осознанно принимаете решение.

Примечание автора:

Именно цвет №14 используется, для закраски сечений перекрытий и перегородок, при этом, надо задать коэффициент теплоотдачи у этого цвета 0 и не важно какую температуру, например тоже 0, но тогда при расчете R0, будет учтена площадь по данному цвету и значение R0 будет выше ( я считаю, что это будет правильное решение, а в СП этот вопрос не рассмотрен).

P.S.

В настоящее время (версия 6.14.04 обновление 402 на 22.12.2018), R0 рассчитывается по следующей формуле (это мое мнение), эта формула и приведена в файле mnm, который вы получаете с сервера:

то есть:

Температуры берутся по цвету №10 и №1;

площади берутся по цвету №10 и №14

тепловой поток берется по цвету №9 и №10.

Поэтому, для получения значения корректного, с вашей точки зрения R0 в файле mnm, закрашивайте теми цветам и те грани, которые вы считает необходимо учитывать.

Задание граничных условий (по моему мнению), для файла pps03 (Рис.4):

Из рис. 4 видно, что для теплой поток, в данном расчете берется по всей ОК, кроме самого окна и сечений перекрытий и перегородок (хотя тут и тепловой поток будет равен нулю, если установить коэффициент теплоотдачи равный нулю, а вот если задать температуру 20 ${}^{\circ }\text{С}$, а коэффициент теплоотдачи 8,7, то уже возникнет небольшой тепловой поток), площадь берется по фронтальной проекции ОК и еще прибавляется площадь сечений перекрытий и перегородок (без учета этих площадей R0 будет неоправданно занижено), а перепад температур берется, как разница, между внутренней и наружной температурой.

Файл mnm для файла pps03 (Рис.5):