Hoe de warmtecapaciteit van beton te berekenen

Betonconstructies kunnen grote hoeveelheden warmte vasthouden.

De rol van beton is voorbij structurele overwegingen uitgebreid naar zijn vermogen om warmte op te slaan tijdens perioden van piektemperatuur en vervolgens vrij te geven tijdens daluren. Het gebruik van betonnen bouwmaterialen stelt energiebedrijven in staat om piekbelastingen onder extreme omstandigheden aan te pakken, terwijl brownouts worden voorkomen en de energiekosten worden verlaagd. Volgens de Portland Cement Association is warmtecapaciteit (HC) de hoeveelheid warmte-energie die nodig is om de temperatuur van een massa van 1 graad Fahrenheit te verhogen. Het berekenen van de warmtecapaciteit is eenvoudig zodra de massa is bepaald.

Dingen die je nodig hebt

Rekenmachine of computer spreadsheet

Concrete gegevensbronnen

Bereken de massa van het beton in kwestie. Omdat betonnen muren zijn gedefinieerd in vierkante voetoppervlakte en dikte, meet u het aantal vierkante voet en vermenigvuldigt u dit met de dikte van de muur. Bijvoorbeeld, een 1-voet dikke muur van 10 voet hoog bij 10 voet breed zal 100 kubieke voet beton bevatten. De dichtheid van gemiddeld beton is 133 lbs. per kubieke voet, dus de massa van de muur is 13.300 pond.

Vermenigvuldig de massa met de specifieke warmtecapaciteit van beton, 0, 2 BTU / lb / graad F. Dit levert 0, 2 maal 13.300 op, gelijk aan 2.660 BTU om de temperatuur van de gehele muur met slechts 1 graad Fahrenheit te verhogen.

Een grote betonnen vloer kan de temperaturen in de rest van het gebouw matigen.

Pas de basisberekening aan voor de specifieke dimensies van uw toepassing. Voor een muur van 40 voet lang, zou het totale BTU per graad F 4 keer 2.660 of 10.640 BTU / per graad F verandering zijn. Als de 40-voet muur 2 voet dik is, zou de massa 106.400 pond zijn, en de warmtecapaciteit zou 21.280 BTU / graad F verandering zijn.

Totale inhoud of textuur kan de warmtecapaciteit van beton veranderen.

Bereken de warmtecapaciteitsverandering met een gespecificeerde temperatuurverandering. Als de 40 voet lange, 2 voet dikke muur uniform werd verwarmd met 35 graden F, zou de warmtecapaciteit veranderen met 35 graden F maal 21.280 BTU / graad F of 744.800 BTU. Om die muur met 35 graden te verwarmen door stookolie te verbranden, zou ongeveer 5, 4 gallon nodig zijn, uitgaande van 100 procent efficiëntie.

Pas de berekening aan op basis van het type beton. Beton met een hoog percentage aggregaat heeft een 10 procent lagere soortelijke warmtecapaciteit bij ongeveer 0, 18 BTU / lb / graad F. De 40-voet wand zou ongeveer 744.800 keer 0, 9 of 670.320 BTU meer bevatten voor een temperatuurstijging van 35 graden F . Evenzo zou beton met alleen zand, maar geen steen, ongeveer 15 procent meer BTU's hebben bij 0, 23 BTU / lb / graden F of 744.800 keer 1, 15 of 856.520 BTU's meer voor een stijging van 35 graden F.

Stap 6 Analyseer uw gehele betonnen structuur op basis van vierkante voet en dikte om de verandering van de netto warmtecapaciteit voor een uniforme temperatuurverandering te kennen.