перевод веса в объем, количество смеси в различных материалах
На рынке строительных материалов можно приобрести отдельно все компоненты для приготовления цементных смесей в домашних условиях. Рассмотрим расход ЦПС на 1 м3 раствора для кладки кирпича, устройства стяжки или оштукатуривания стен. Ознакомимся с информацией, которая понадобится для проведения вычислений. После прочтения статьи вопросов к мастерам и консультантам практически не останется, определить нужный объем материалов можно будет самостоятельно.
Раствор из ЦПСИсточник sense-life.comКоротко про состав материала
В состав заводской ЦПС входят песок с фракцией до 3 мм, портландцемент и дополнительные ингредиенты. Наполнитель отвечает за пластичность и прочность сухого остатка. Вяжущий компонент влияет на скорость схватывания, устойчивость к механическим нагрузкам.
К добавкам относится гранитный порошок и пластификаторы.
Необходимая информация для проведения расчётов
В продажу ЦПС поступает расфасованным в герметичную упаковку. Поэтому при составлении расходной сметы решается сколько мешков ЦПС надо на 1 куб того или иного раствора. Если рассматривать отдельный (штучный) объем в кубометрах, то выглядит он так (значения взяты для востребованных смесей):
- 0,01-0,019 – 25 кг;
- 0,017-0,03 – 40 кг;
- 0,021-0,038 – 50 кг.
Эта информация необходима для определения расхода сухой смеси на 1 м3 раствора.
Полусухая стяжка на основе цемента и пескаИсточник stroimaterials.ruВычисления можно провести самостоятельно по готовым формулам. Алгоритм действий прост:
- расчёт общей кубатуры рабочей смеси;
- вычисление содержания цементно-песчаного состава в полученном объёме;
- перевод кубов сухой смеси в кг и мешки.
Марка | Расход раствора ЦПС с водой | Основное применение |
М100 | 550-570 кг/куб.м | В составе присутствует карбонатная известь. Смесь актуальна для оштукатуривания поверхности перед финишными работами, декоративной облицовкой. |
М150 | Универсальный состав для работ внутри и снаружи помещения: кладка из кирпича или блочных элементов, бетонирование подоснов и ненагруженных оснований.![]() |
|
М200 | 590/620 кг/куб.м | Предназначен для приготовления кладочного, штукатурного раствора либо общестроительного. |
М300 | 620-660 кг/куб.м | В состав входит портландцемент М400, карьерный песок крупной фракции. Композит добавляют в рабочую массу для заливки напольной стяжки, фундаментного основания, стеновых конструкций. Пользуется спросом в ландшафтном дизайне: монолитные дорожки, сборные тротуары и площадки, железобетонные скамейки, фонтаны. |
М400 | 660-710 кг/куб.м | Содержит несколько присадок для повышения стойкости к природным явлениям, прочности и плотности цементно песчаного раствора, применяется для выравнивания пола во влажном помещении, для проведения монтажных работ с железобетонными изделиями.![]() |
Если важна плотность ЦПС, то нужно учесть фракцию песка и массовую долю цемента. Чем выше показатели, тем больший вес будет у кубометра раствора. Относительно расхода рассматривают, как правило, параметры планируемого монолита.
Стоит отметить, что заводские смеси песка и цемента в растворах могут быть взаимозаменяемы. Например, если рекомендован состав М250, а в наличии имеются только М200 или М300, то допустимо их добавление в рабочую массу с большим или меньшим содержанием соответственно. При этом сухой остаток не будет значительно отличаться в качественных характеристиках.
Цементный раствор: состав, правильные пропорции, и необходимое оборудование
Определение количества расходных материалов
Для определения сколько мешков сухой смеси в 1м3 раствора без добавления крупнофракционного наполнителя (щебень, гравий, керамзит и прочее) можно воспользоваться таблицей с готовыми коэффициентами.
Вес мешка | Толщина однослойного покрытия (в см) | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | 10 | ||
40 кг | 2,6 | 1,8 | 0,9 | 0,6 | 0,45 | 0,4 | 0,36 | 0,3 | 0,25 | 0,22 |
50 кг | 3,1 | 1,12 | 0,75 | 0,56 | 0,5 | 0,45 | 0,37 | 0,32 | 0,28 |
Например, нужно выровнять стены площадью 45 кв. м. Планируемый слой составляет в среднем 2 см. Тогда понадобится 45 / 1,8 = 25 по 40 или 45 / 2,25 = 20 мешков ЦПС по 50 кг. По аналогии вычисляем расход для стяжки без камней и керамзита высотой в 5 см для 20 квадратов: минимум 44 сорокакилограммовых или почти 36 упаковок по 50 кг сухой цементно-песчаной смеси.
Для штукатурки
В среднем расход цементной штукатурки для выравнивания стен составляет 14 кг/кв. м при толщине слоя в 10 мм (предельными значениями считаются 5 и 30 мм без армирования).
Штукатурный раствор из песка с цементомИсточник urobsisam.zoznam.skВ переводе на объем получается около 12 литров раствора. Для замешивания рабочей массы за ориентир берут расход цементно-песчаной смеси на 1м2 1,6 или 1,4 кг на примере ЦПС марок М400 и М500 соответственно.

Для кладки
Для клеевого раствора в случае с кирпичом выбирать ЦПС нужно с идентичной марочной прочностью. Как правило, это М100, М150 или М200.В среднем на стандартную кладку требуется около 5 мешков смеси песка с цементом, монолит из которой выдерживает нагрузку 100 кгс/кв.см. Здесь воды добавляют из расчёта в 50 % от веса замешиваемого состава.
Так как кирпичная кладка различается по толщине и размерам швов, расход клеевого раствора различен. В таблице приведены усреднённые значения в кубометрах для двух типов кирпича:
Кирпич(в мм) | Толщина стен (в мм) | ||||
120 | 250 | 380 | 510 | 640 | |
250×120×65 | 0,189 | 0,221 | 0,234 | 0,24 | 0,245 |
250×120×88 | 0,16 | 0,2 | 0,216 | 0,222 | 0,227 |
Технология приготовления и нанесения известкового раствора для оштукатуривания стен Кладочный раствор из ЦПСИсточник instrument39.

В этой таблице содержится информация о весе кубометра раствора (по маркам) из смеси цемента с песком в зависимости от природы вяжущего компонента.
Марка раствора | Марка портландцемента в ЦПС | ||
М300 | М400 | М500 | |
М100 | 390 | 300 | 250 |
М150 | 510 | 400 | 330 |
М200 | – | 490 | 410 |
М300 | – | 600 | 510 |
Кирпич сравнительно с брусом весит больше. Поэтому перед кладкой важно произвести расчёты относительно нагрузки на фундамент. Так, если брать материал для стен толщиной 25 см, потребуется 400 блоков размером 250*120*65 мм на 1 кубометр. Тогда вес будет превышать 1,6 тонны. Для ЦПС марки М300 (с портландцементом М150) показатель близок к 0,189*510=96 кг.
В видео мастер рассказывает о том, как рассчитать материалы для бетона:
Как правильно сделать раствор для кладки кирпичей: пропорции и требования
Коротко о главном
В продажу поступает ЦПС из портландцемента разной марки и песка фракцией от 2 до 5 мм. Упакованы смеси в мешки по 25, 40 и 50 кг.
Для проведения расчётов массовой доли в различных растворах, в кубометрах существуют формулы и готовые таблицы.
Сухой состав может быть разведён только водой или использован в качестве компонента в более сложных смесях.
Основная сфера применения: изготовление кладочного раствора, штукатурки или стяжки для формирования чернового основания.
перевод веса в объем, количество смеси в различных материалах
Коротко про состав материала
В состав заводской ЦПС входят песок с фракцией до 3 мм, портландцемент и дополнительные ингредиенты. Наполнитель отвечает за пластичность и прочность сухого остатка. Вяжущий компонент влияет на скорость схватывания, устойчивость к механическим нагрузкам.
К добавкам относится гранитный порошок и пластификаторы. Они нужны, чтобы улучшить показатели прочности, плотности цементного раствора, затворить однородный пластичный состав с повышенной влагостойкостью. При необходимости можно внести корректировки в морозостойкость и скорость отвердевания смеси.
Как рассчитать?
По штукатурке
Оцените качество стены и требуемую толщину слоя. Решите, будете вы шпаклевать всю стену целиком или только дефекты и поврежденные части, оцените площадь обработки.
Если стена идеально гладкая, достаточно нанести 1 мм стартовой шпаклевки (1 кг/м2) и 0,5 мм финишной (0,6 кг/м2).
Увеличение толщины слоя увеличивает расход пропорционально: для слоя 10 мм стартовой шпаклевки потребуется 10 кг/м2.
Имейте в виду, что часто требуется повторное шпаклевание! Второй слой обычно тоньше первого (до 3 мм), но его тоже нужно включить в расчет. Расход финишной шпаклевки варьируется незначительно, до 1-1,2 кг на м2.
Пример: относительно ровная стена 2,6 м х 3 м = 7,8 м2 с мелкими трещинами и незначительными дефектами. Предполагаемый слой стартовой шпаклевки — 3 мм (3 кг на м2). Необходимое количество сухой смеси: 7,8*3=23,4 кг. Финишной шпаклевки потребуется примерно 8 кг.
Но нужно учитывать, что разные участки стены могут требовать разное количество шпаклевки!
Возможно Вам будет интересно узнать: как сделать декоративную штукатурку из шпаклевки? Об этом написано в этой статье .
![]()
По гипсокартону
Несмотря на идеально гладкую поверхность отдельного листа, между листами всегда будут стыки, которые нужно заделать. Спрятать нужно и шляпки саморезов, которыми крепятся листы. Поэтому ограничиться только финишной шпаклевкой не удастся.
На квадратный метр обычно идет до килограмма смеси. Выбор материала зависит от условий в помещении: для влажных помещений рекомендуется цементная шпаклевка (
1,1 кг на м2), для сухих — гипсовые (1 кг/м2) или полимерные смеси (0,5 кг/м2).
По гладкой бетонной стене
Гладкие бетонные стены перед шпаклеванием нужно обработать грунтовкой и только тогда наносить слой шпаклевки (не более 6 мм для первого слоя и не более 3 мм для второго). Можно шпаклевать и деревянные поверхности, но слой шпаклевки должен быть минимальным, не больше 2-3 мм.
Обратите внимание: как бы тщательно вы ни работали, часть раствора останется на ведрах, на инструментах, на полу.
Значительно увеличить расход может и неумелое обращение со смесями, иногда состав застывает раньше, чем вы успели его использовать, или приходится переделывать отдельные участки. Эти неизбежные потери могут составлять до 10% общего количества, поэтому лучше иметь некоторый запас материалов.
В этом видео рассказывается как правильно рассчитать расход шпаклевки.
Необходимая информация для проведения расчётов
В продажу ЦПС поступает расфасованным в герметичную упаковку. Поэтому при составлении расходной сметы решается сколько мешков ЦПС надо на 1 куб того или иного раствора. Если рассматривать отдельный (штучный) объем в кубометрах, то выглядит он так (значения взяты для востребованных смесей):
- 0,01-0,019 – 25 кг;
- 0,017-0,03 – 40 кг;
- 0,021-0,038 – 50 кг.
Эта информация необходима для определения расхода сухой смеси на 1 м3 раствора.
Полусухая стяжка на основе цемента и песка Источник stroimaterials. ru
Вычисления можно провести самостоятельно по готовым формулам. Алгоритм действий прост:
- расчёт общей кубатуры рабочей смеси;
- вычисление содержания цементно-песчаного состава в полученном объёме;
- перевод кубов сухой смеси в кг и мешки.
Так как планируемый монолит должен соответствовать конкретной марочной прочности, компоненты для замешивания раствора выбирают разные. Так, на торговых площадках представлены смеси таких марок:
Марка | Расход раствора ЦПС с водой | Основное применение |
М100 | 550-570 кг/куб.м | В составе присутствует карбонатная известь. Смесь актуальна для оштукатуривания поверхности перед финишными работами, декоративной облицовкой. |
М150 | 570-590 кг/куб.м | Универсальный состав для работ внутри и снаружи помещения: кладка из кирпича или блочных элементов, бетонирование подоснов и ненагруженных оснований. |
М200 | 590/620 кг/куб.![]() | Предназначен для приготовления кладочного, штукатурного раствора либо общестроительного. |
М300 | 620-660 кг/куб.м | В состав входит портландцемент М400, карьерный песок крупной фракции. Композит добавляют в рабочую массу для заливки напольной стяжки, фундаментного основания, стеновых конструкций. Пользуется спросом в ландшафтном дизайне: монолитные дорожки, сборные тротуары и площадки, железобетонные скамейки, фонтаны. |
М400 | 660-710 кг/куб.м | Содержит несколько присадок для повышения стойкости к природным явлениям, прочности и плотности цементно песчаного раствора, применяется для выравнивания пола во влажном помещении, для проведения монтажных работ с железобетонными изделиями. Смесь добавляется в растворы для отливки особо прочных элементов. |
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на пристройках для домов
Стяжка из цементно-песчаной смеси Источник montazhdemontazh72.ru
Если важна плотность ЦПС, то нужно учесть фракцию песка и массовую долю цемента. Чем выше показатели, тем больший вес будет у кубометра раствора. Относительно расхода рассматривают, как правило, параметры планируемого монолита.
Стоит отметить, что заводские смеси песка и цемента в растворах могут быть взаимозаменяемы. Например, если рекомендован состав М250, а в наличии имеются только М200 или М300, то допустимо их добавление в рабочую массу с большим или меньшим содержанием соответственно. При этом сухой остаток не будет значительно отличаться в качественных характеристиках.
Различные марки ЦПС Источник vseprokley.com
Расчет ЦПС для штукатурки
Количество и кубатуру расходных материалов на оштукатуривание стены определить довольно сложно. Причина в том, что стены редко ровные, обычно обладают выступами, выемками и слой на каждом участке несколько отличается.
Необходимо определить среднюю глубину слоя, чтобы рассчитать объем цементно-песчаной смеси. К примеру на 5 мм слоя приходится 7 кг смеси на 1 м2.
Расчет для штукатурки
Толщина штукатурки колеблется в пределах 5 – 30 мм. При штукатурке стоит учесть и количество дополнительных компонентов, так часто добавляется гашенная известь.
Для больших объемов работы производят замес состоявший из:
- 4 мешка цемента;
- 40 кг гашенной извести;
- 550 кг песка;
- 100 л воды.
Столько ингредиентов соответствует нормативным правилам на 1 м3.
При штукатурке используется стандартная пропорция цемента с песком 1 к 3. Если толщина слоя не превышает 12 мм, то 1 м2 штукатурки потянет приблизительно 1,6 кг смеси марки М400, если использовать М500, то количество снизится до 1,4кг.
Пластификаторы, жидкое мыло и подобное учитывать не стоит, так как их долевое отношение незначительно. Делать большие замесы одноразово не рекомендуется, так как раствор может застыть, если не удастся его вымазать в течении 1-1,5 часов.
Определение количества расходных материалов
Для определения сколько мешков сухой смеси в 1м3 раствора без добавления крупнофракционного наполнителя (щебень, гравий, керамзит и прочее) можно воспользоваться таблицей с готовыми коэффициентами. Вычисления произведены для ЦПС М300 с традиционным соотношением песка и цемента 3 к 1. Здесь достаточно будет площадь обрабатываемой поверхности поделить на подходящее число.
Вес мешка | Толщина однослойного покрытия (в см) | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
40 кг | 2,6 | 1,8 | 0,9 | 0,6 | 0,45 | 0,4 | 0,36 | 0,3 | 0,25 | 0,22 |
50 кг | 3,1 | 2,25 | 1,12 | 0,75 | 0,56 | 0,5 | 0,45 | 0,37 | 0,32 | 0,28 |
Например, нужно выровнять стены площадью 45 кв.м. Планируемый слой составляет в среднем 2 см. Тогда понадобится 45 / 1,8 = 25 по 40 или 45 / 2,25 = 20 мешков ЦПС по 50 кг. По аналогии вычисляем расход для стяжки без камней и керамзита высотой в 5 см для 20 квадратов: минимум 44 сорокакилограммовых или почти 36 упаковок по 50 кг сухой цементно-песчаной смеси.
Для штукатурки
В среднем расход цементной штукатурки для выравнивания стен составляет 14 кг/кв. м при толщине слоя в 10 мм (предельными значениями считаются 5 и 30 мм без армирования).
Штукатурный раствор из песка с цементом Источник urobsisam.zoznam.sk
В переводе на объем получается около 12 литров раствора. Для замешивания рабочей массы за ориентир берут расход цементно-песчаной смеси на 1м2 1,6 или 1,4 кг на примере ЦПС марок М400 и М500 соответственно.
Когда требуется обработать большие площади, в смесь песка и цемента добавляют гашеную известь. Тогда пропорции будут выглядеть так: на 4 мешка ЦПС по 50 кг приходится 40 кг дополнительного заполнителя и 200 литров чистой воды.
Для кладки
Для клеевого раствора в случае с кирпичом выбирать ЦПС нужно с идентичной марочной прочностью. Как правило, это М100, М150 или М200.В среднем на стандартную кладку требуется около 5 мешков смеси песка с цементом, монолит из которой выдерживает нагрузку 100 кгс/кв. см. Здесь воды добавляют из расчёта в 50 % от веса замешиваемого состава.
Так как кирпичная кладка различается по толщине и размерам швов, расход клеевого раствора различен. В таблице приведены усреднённые значения в кубометрах для двух типов кирпича:
Кирпич(в мм) | Толщина стен (в мм) | ||||
120 | 250 | 380 | 510 | 640 | |
250×120×65 | 0,189 | 0,221 | 0,234 | 0,24 | 0,245 |
250×120×88 | 0,16 | 0,2 | 0,216 | 0,222 | 0,227 |
Факторы влияющие на затраты материала
Расход зависит от многих факторов:
- Состояния стен (наличие и глубина трещин, кривизна, шероховатости).
- От того, что вы будете делать со стеной потом: клеить обои, красить, белить.
- От опыта и квалификации мастера.
Правильный подбор материалов сократит расходы и ускорит процесс.
Прежде всего, нужно учитывать место проведения работ. Для наружных работ или для влажных помещений используются цементные шпаклевки. За счет значительной толщины слоя их потребуется больше, чем гипсовых.
Гипсовые смеси используются в сухих внутренних помещениях. Различают сухие смеси, которые нужно разводить водой, и готовые шпаклевочные смеси, не требующие никаких дополнительных действий. Расход готовых гораздо меньше, однако и стоят они относительно дорого.
В зависимости от вида работ шпаклевки можно разбить на группы:
- Стартовая — для первичного устранения трещин, углублений и погрешностей поверхности. Именно на эту группу шпаклевок приходится наибольший расход материалов.
- Универсальная — расход ее чуть меньше, чем стартовой, но и применяют ее после стартовой или вместо нее на хороших стенах, иногда она заменяет финишную.
- Финишная — наводит лоск на почти готовую стену, чтобы создать гладкую поверхность для окрашивания или под обои.
Ее требуется совсем немного.
Это только предварительные факторы, которые нужно иметь в виду. Более точные оценки можно получить, учитывая рекомендуемые нормы.
Что делать если появилась плесень на стенах в квартире? Читайте здесь .
Коротко о главном
В продажу поступает ЦПС из портландцемента разной марки и песка фракцией от 2 до 5 мм. Упакованы смеси в мешки по 25, 40 и 50 кг.
Для проведения расчётов массовой доли в различных растворах, в кубометрах существуют формулы и готовые таблицы.
Сухой состав может быть разведён только водой или использован в качестве компонента в более сложных смесях.
Основная сфера применения: изготовление кладочного раствора, штукатурки или стяжки для формирования чернового основания.
Оценок 0
Прочитать позже
Какую шпаклевку выбрать? обзор шпаклевок известных производителей.
По составу шпаклевки делятся на гипсовые, цементные и полимерные (акриловые). Гипсовые шпаклевки стоят относительно недорого, хорошо поддаются выравниванию и практически не дают усадки. Единственным их недостатком является плохая устойчивость к воздействию влаги, которая ограничивает сферу использования. Шпаклевки на основе цемента отличаются превосходной влагоустойчивостью, однако имеют большую степень усадки. Полимерные шпаклевки водостойки, не имеют усадки и при этом обеспечивают очень высокое качество готовой поверхности. Их единственный недостаток – слишком высокая цена.
Как сделать расчет кладки стен калькулятором?
Способы кирпичной кладки
Кирпич является наиболее востребованным и распространенным строительным материалом, служит долгое время и радует опрятным внешним видом. На сегодняшний день существует несколько видов кирпича для возведения построек:
- кирпич из глины и других наполнителей, называется саманным;
- керамический, наиболее используемый, из обожженной глины;
- силикатный, сделанный из песка и извести;
- с добавлением цемента – гиперпрессованный;
- клинкерный, из специального состава;
- огнеупорный.
Такие материалы используются как для кладки дома, так и для возведения дополнительной отделки в будущем, создания фасада, интерьерных конструкций. Шамотный кирпич может переносить высокие температуры, а также различные цикли нагревания и охлаждения без потери прочности.
Кирпичи могут быть пустотелыми, пористыми, самый распространенный стандартный размер этого изделия — 250×120×65 мм, при предварительных расчетах расхода кирпича кладку размеры кирпича увеличиваются на 10 мм каждого параметра.
Как приготовить кладочную смесь
Если вы задумали строительство, то следует прежде подумать, как вы будете готовить смесь для кладки кирпича. Существует три варианта ее приготовления:
- заказать готовый раствор с доставкой;
- сделать раствор самостоятельно;
- воспользоваться сухими готовыми смесями.
Первый случай удобен тем, что нет необходимости думать о том, в чем и где делать раствор для кладки. Заказал его на бетонном заводе — и получил с доставкой. Но главным недостатком этого варианта является слишком большой объем единоразовой доставки, заказывать меньше — уже не выгодно. Кроме того, готовый раствор имеет ограниченный период времени сохранять технические характеристики, даже добавление пластификаторов не спасает его от затвердения.
Второй вариант актуален, только если вы планируете грандиозное строительство, например, коттеджа, загородного дома или дачи. Здесь вам придется приобрести отдельно компоненты будущего раствора (песок, цемент, гашеную известь) и инструмент для смешивания (бетономешалку). Для возведения небольших конструкций, например, межкомнатной перегородки, или расшивки межкирпичных швов проще воспользоваться третьим вариантом приготовления растворов. Так легче подсчитать расход кладочной смеси и исключить лишние затраты.
Фото 3. Сухие клеевые смеси часто используют для затирки межкирпичных швов, увеличивая время эксплуатации конструкций из кирпича
Для приготовления раствора из готовых сухих смесей не нужно обладать особыми умениями и знаниями. Рецепт кладочного бетона есть на каждом мешке продукта. Достаточно выполнить все условия, указанные на нем, и вы получите раствор нужной консистенции.
Разновидности растворов и их применяемость
Связующим звеном между кирпичными блоками является смесь вяжущего компонента с наполнителем и водой. Наиболее распространены 4 вида растворов.
- Цементно-песчаный. Он разводится водой, его пропорции зависят от марки цемента, способа кладки. При застывании этот вариант наиболее прочен, но при отступлении от технологии склонен к образованию трещин;
- Известковый – в нем цемент заменен негашеной известью; пластичен, но вымывается дождями, поэтому пригоден лишь для монтажа внутренних стен;
- Смешанный – цемент и песок разбавляются жидкой гашеной известью (известковым молочком). Комбинация сочетает лучшие качества двух первых вариантов;
- С пластификатором – к цементу и песку (фракция 2 мм) примешивают полимерную добавку для повышения пластичности смеси.
Проще такой раствор сделать из сухой строительной смеси, добавив воду согласно инструкции производителя.
Несмотря на состав, требования к качеству смеси практически одинаковы. Все ингредиенты очищают от комков, песок просеивают, жидкую известь процеживают. Для приготовления раствора сначала тщательно смешивают порошковые составляющие, затем медленно вливают холодную жидкость (20 о С) и тщательно перемешивают, чтобы не произошло схватывание. Процесс ускоряется с помощью бетоносмесителя или перфоратора с насадкой в виде венчика.
Расход раствора на куб кладки кирпича
Сколько готовить раствора для кладки стены? Это определяется несколькими условиями:
- мастерством каменщика;
- структурой кирпичного блока – изделия с пустотами берут больше растворной смеси;
- тип кирпича – гиперпрессованный и лицевой силикатный меньше впитывает раствор, чем керамический или рядовой силикатный с шероховатой поверхностью;
- толщиной стены.
Средний расход раствора на 1 м3 кладки кирпича при стандартной толщине шва (12 мм) – примерно 0,23 м3. Более точную информацию дает таблица 1.
расход на 1 м2, пропорции
Смесь на основе песка, цемента и воды является универсальной, применяемой в строительстве. Кладка стен, устройство фундамента и стяжки, грубая штукатурка, бетонирование и другие операции – везде используется этот материал. Существуют определенные строительные нормы, в которых установлены пропорции, чтобы получилась качественная цементно-песчаная смесь. Расход на 1 м2 у нее определяется видом выполняемой работы. Количественная составляющая песка напрямую зависит от марки используемого цемента.
Виды и марки цемента
В состав любого цемента входят известняк и глина в соотношении 3:1. Эти компоненты подвергают обжигу и получают клинкер – базовое сырье (гранулы). Далее вводят примесь гипса и все измельчают. Более крупный помол отличается медленным схватыванием и меньшей крепостью, зато имеет более высокий срок хранения. И наоборот.
Добавляя в эту массу дополнительные элементы, выпускают различные марки цемента. Важность их в том, что они разработаны для разных строительных операций и климатических условий:
- Портландцемент (ПЦ). Марка, обладающая влагостойкостью и морозостойкостью. Применима для создания любых видов цементных растворов, а также для изготовления бетона.
- Шлакопортландцемент (ШПЦ). Имеет повышенную водостойкость и жаропрочность. Применим для кладочных работ и штукатурки, а также для бетонирования подводных и подземных объектов. Отличается продолжительным временем схватывания и отвердения.
- Цемент гидрофобный. Обладает повышенной влагонепроницаемостью и стойкостью к низким температурам. Сухая смесь хорошо сохраняется даже во влажной среде.
- ПЦ плюс наполнители. Предназначен для изготовления бетонов низкой марки.
- Портландцемент быстрого твердения (БПЦ). Характеризуется непродолжительным временем схватывания. Идеален для железобетонных конструкций и монолитных сооружений в зимнее время. Срок хранения ограничен.
- Белый цемент. Подходит для внутренних работ при положительных температурах.
Является составляющей малярных смесей.
- Цветной цемент. Быстросхватывающийся материал. Применяется для создания смесей (затирка для швов облицовочной плитки) и красок.
- Высокопрочный глиноземистый цемент.
- Цемент расширяющийся. Водонепроницаемая марка для герметизации швов бетонных конструкций.
Маркировка материала характеризует два признака: степень устойчивости к механической нагрузке и количество примесей, выраженное в процентах. Так, к примеру, обозначение М 300 показывает, что бетонный блок, выполненный из цемента этой марки, способен выдержать давление в 300 кг/см.
В зависимости от того, из какой марки приготовлена цементно-песчаная смесь, расход на 1 м2 (пропорции) будет различным. Ведь необходимо разное количество воды для замешивания раствора в каждом конкретном случае.
Количественное соотношение песка и цемента
Как упоминалось ранее, чтобы правильно изготовить смесь, нужно посмотреть на маркировку цемента. Так как цемент выступает связующим веществом, а песок — наполнителем, то первого будет одна часть, а последнего несколько.
Например, маркировка М 400 допускает пропорцию 1:4, М 500 – 1:5. То есть число «5», «4» или «3» после М показывает, сколько можно применять частей песка на одну часть цемента. Не запрещается при высокой марке положить меньшее количество наполнителя, но не менее чем 3 к 1, иначе раствор будет рвать при застывании.
Сколько нужно раствора
Как рассчитать расход цементно-песчаной смеси на 1 м2? Все зависит от объема выполняемых работ. Ведь кроме площади необходимо учитывать и толщину слоя раствора, если заливается фундамент, армирующий пояс или любая железобетонная конструкция.
В этом случае поможет экспериментальный способ вычисления. В готовой опалубке отмеряют площадь, равную квадратному метру, и ограничивают ее перегородкой – это мерный объем. Далее в большом количестве готовится цементно-песчаная смесь. Расход на 1 м2 получают путем взвешивания массы смеси и вычитания из нее остатка, который не вошел в изготовление бетона и заливку этого пространства.
Метод имеет погрешность, но удобен для небольшого частного строительства. В промышленной застройке все регламентируется нормами расхода.
Кладка кирпича: нормы выработки
Для кладочных работ также определяется цементно-песчаная смесь, расход на 1 м2. Расчет зависит от вида стены – несущие выводят с применением высокомарочного цемента, перегородки — с более низкой пробой.
Экспериментально установлено, что на кубический метр кладки идет в среднем до 0.3 м3 раствора плюс до 5% на потери. Высчитывается площадь в один квадрат реальной стены. Объем раствора делится на количество рядов кирпича. Итог – расход смеси на ряд.
Количество раствора в стяжке
Изготовление раствора под эту операцию оговорено стандартами. При выполнении правил, по которым создается цементно-песчаная смесь, расход на 1 м2 стяжки не выходит за нормы и рассчитывается так:
- Для марки цемента М 500 и раствора М 150 – 410 кг цемента/360 кг песка, а для М 200 – 330 кг цемента/280 кг песка.
- Для марки М 400 и раствора М 150 – 490 кг цемента/450 кг песка, а для М 200 – 400 кг цемента/350 кг песка.
Все это для получения одного куба массы. Определив толщину стяжки, рассчитывают расход на квадрат. Предписанные пропорции позволяют получать высококачественную поверхность без отслоения, крошения и сколов.
Выравнивание стен: расход раствора
Прежде чем подсчитать расход цементно-песчаной смеси на 1 м2 штукатурки, определяют толщину рабочего слоя. Если он, к примеру, в пределах 1 см, то на квадрат поверхности уйдет до 9 кг сыпучей смеси. При этом необходимо учитывать погрешность отклонения поверхности под штукатурку. Ее определяют промерами по отвесу в трех точках по длине плоскости. Суммируя и выбирая средний показатель, рассчитывают реальную толщину слоя раствора для штукатурки.
Оптимальная пропорция цемента, песка и воды в смеси — 4/16/2 соответственно. Из этого соотношения легко вывести массу каждого компонента на конкретный объем работы.
Чем уменьшить расход
Добавлением дополнительных компонентов экономится цементно-песчаная смесь. Расход на 1 м2 будет меньше при определенных условиях:
- Вносится известковый раствор. Это допустимо при организации штукатурки и придает пластичность массе.
- Делается забутовка при заливке фундамента и некоторых железобетонных конструкций, не несущих больших нагрузок.
- Добавляется керамзит, в результате чего получается более теплая стяжка.
- Используется высокомарочный цемент для изготовления бетона, тогда можно увеличить процент наполнителя в виде щебня или гравия.
Хоть и универсальна цементно-песчаная смесь, расход на 1 м2 у нее во многом зависит от профессионализма застройщика.
Песчано-цементная смесь (М-150) | ООО «Гефест Груп» Южно-Сахалинск
Свойство | Значение |
---|---|
Вяжущий компонент | цемент |
Внешний вид сухой смеси | серая сыпучая однородная смесь |
Влажность сухой смеси | 0,1% |
Максимальная фракция заполнителя | 1,25 мм |
Расход воды для затворения: | |
на 1 кг смеси | 0,15–0,17 л |
на 25 кг смеси | 3,75–4,25 л |
Время пригодности растворной смеси к использованию | 30 минут |
Марка по прочности на сжатие | М 150 |
Высыхание | через 24 часа |
Температура применения | от +5 до +30°С |
Слой нанесения | 3–50 мм |
Прочность сцепления раствора с бетонным основанием | 0.![]() |
Расход материала при слое 1 мм | 1,5–1,6 кг/м² |
Описание
Цементно-песчаные смеси относятся к дешевым, или экономичным, материалам, позволяющим выполнить ремонтно-строительные работы с небольшими материальными затратами. До недавнего времени строители покупали элитные строительные смеси для выполнения финишных отделочных работ, в то время как самый простой строительный раствор из песка и цемента для черновых и общестроительных работ готовили сами. Сейчас культура строительства выросла настолько, что ни одна стройка не обходится без готовой сухой цементно-песчаной смеси. Помимо удобства в применении, ПЦС позволяют повысить качество черновых работ, поскольку соотношение песка и цемента в них оптимально и стабильно. Зимой необходимо добавлять в растворы противоморозную добавку, позволяющую выполнять кладочные и штукатурные работы при температуре до минус 15°С.
Подготовка основания
Основание должно быть прочным, сухим, очищенным от пыли, извести, жиров, краски и отслоений. Основание предварительно обработать грунтовкой.
Приготовление раствора
Всыпать сухую смесь в чистую воду комнатной температуры, перемешивая механически до получения густой однородной массы. Готовая смесь сохраняет свои свойства в течение 30 минут. Количество воды для затворения указано в таблице. Температура растворной смеси и окружающей среды в процессе проведения работ должна быть от +5 до +30°С.
Упаковка и хранение
Поставляется в мешках по 25 кг. Срок хранения в сухом помещении в закрытой упаковке 6 месяцев со дня изготовления.
Рекомендации
Кроме изложенной на упаковке информации о способах применения материала, при работе с ним следует руководствоваться инструкциями по ведению общестроительных работ и технике безопасности в строительстве.
Расход штукатурки, количество штукатурной смеси на 1 м2
Количество гипсовой и цементной штукатурки на один квадратный метр.

При составлении сметы на ремонт и для подсчета денежных средств, которые потребуются на штукатурные работы, необходимо знать расход штукатурки на 1 м2 поверхности. Есть несколько основных факторов, которые влияют на эту величину:
Кривизна стен
Кривизна стен может быть как по вертикали — отклонение от уровня, так и по горизонтали — единая плоскость стен и потолка. Так же нужно помнить, что минимальный слой штукатурки при работе по маякам составляет 6 мм — это толщина штукатурного маяка, таким образом расход штукатурной смеси становится немного больше при работе по маякам, зато все стены и потолок приобретают идеальный вертикальный уровень, чего нельзя добиться при штукатурных работах без маяков. Производители штукатурных смесей на обратной стороне мешка штукатурной смеси всегда указывают какой расход имеет данная штукатурка, в среднем он составляет при толщине слоя 10 мм 10 кг на 1 м2 (1 мешок 30 кг на 3 м2 поверхности), но это в теории! На практике всегда получается расход штукатурных смесей немного больше, что обусловлено остатками раствора в шлангах, корытах и прочих потерь.
Воспользуйтесь онлайн расчетом количества штукатурной смеси:
Результаты расчёта
Чтобы рассчитать стоимость штукатурных работ с материалом и с учетом типа дома, предлагаем воспользоваться онлайн расчетом штукатурных работ.
Гипсовые штукатурки имеют расход 10 кг на 1 м2 поверхности на каждые 10 мм штукатурного слоя.
На расход штукатурки влияет кривизна стен!
В новых домах отклонение стен и потолков от вертикали составляет до 20 мм (местами бывает и больше), получается на таких стенах толщина штукатурного слоя варьируется от 6 мм (как говорилось ранее, это толщина штукатурного маяка) до 20 мм, что даёт среднее значение 13 мм, а значит расход штукатурной смеси составит 15 кг (с учетом потерь) на 1 м2 поверхности, то есть 1 мешок на 2 м2. Для расчета расхода штукатурки в новых домах можно смело брать это значение, проверенно сотнями выполненных объектов.
Для того, чтобы сэкономить на штукатурных работах и стоимости материала, рекомендуем штукатурку стен производить машинным способом.
Условие параллельности стен и углы 90 градусов
Чтобы рассчитать расход штукатурки с учетом этих требований, необходимо выставить штукатурные маяки, согласно данному техническому заданию, померить максимальное отклонение маяка от вертикали и так же, как в первом случае, вычислить среднюю толщину штукатурного слоя. Данные условия могут привести к значительному перерасходу смесей, ведь штукатурный слой может достигать до 50 мм. Но никто не будет вначале выставлять маяки мерить отклонения и затем заказывать необходимое количество материала (дополнительные расходы по доставки материала), обычно в этих случаях выясняется сколько будет стен на объекте, где нужно выполнить параллельность или задать угол 90 градусов и рассчитывается материал с запасом, исходя из среднего слоя штукатурки в 25-30 мм по этим стенам.
Условие параллельности стен и прямые углы увеличивают количество смеси на 1 м2!
Итак, чтобы посчитать расход гипсовой штукатурной смеси необходимо знать толщину штукатурного слоя, для новых домов это 13 мм (1 мешок 30 кг на 2 м2 поверхности), для старого фонда 25 мм (1 мешок 30 кг на 1 м2 поверхности) не надо забывать, что это средний расход, поэтому перед расчетом материала надо всегда проверить стены на отклонения от вертикали, особенно это касается старого фонда (тут могут быть самые неожиданные сюрпризы).
Цементно-песчаные штукатурки имеют расход 17 кг на 1 м2 поверхности на каждые 10 мм штукатурного слоя.
Среднее количество гипсовой штукатурки для новостроек при работе по маякам — 30 кг на 2 м2. Для старого фонда и сталинок — 30 кг на 1 м2!
Предлагаем также ознакомиться с важной информацией о штукатурных работах (действующий СНиП, монтаж сетки, максимально разрешенные допуски, удаление маяков, специальные грунтовочные составы, штукатурка по маякам и тд).
Расход песчано-цементной смеси м 150 для стяжки
TWEETEAM.RU
«М-150» (сухая смесь
): характеристики, особенности, применение
Сегодня на строительном рынке существует множество сухих смесей, которые значительно облегчают и ускоряют рабочий процесс. Основой для их производства является цемент и песок, к которым в целях улучшения технологических свойств готовых растворов к производству добавляются пластификаторы. Потребителю нужно только открыть упаковку, вылить необходимое количество материала, добавить воду и перемешать до получения однородной массы.
Как Крепить Кухонные Шкафы На ГипсокартонRead
Одним из таких материалов является «М-150». Сухая смесь этого бренда производится для различных видов работ. установки, укладки, отделки.
Особенности
Благодаря использованию специальных технологий в производстве и оптимальному соотношению компонентов материал приобретает уникальные качества, чрезвычайно важные и необходимые для ремонтных работ или строительства. Это:
- Надежность.
- Высокое качество.
- Отличная степень адгезии с основаниями различных видов .
- Экономичное потребление.
- Влагостойкость.
- Многофункциональность. Материал может использоваться для наружных и внутренних работ.
- Морозостойкость.
- Паропроницаемость.
- Хорошие показатели звукоизоляционных и теплосберегающих свойств.
Вес упаковки, в которой производится сухая смесь «М-150», составляет 50 кг.
Преимущества материала
К неоспоримым достоинствам очень много положительных свойств. Среди них есть возможность создать ровный слой. Это очень важный фактор, когда штукатурка, стенка кладки и другие работы. На поверхности готового слоя не образуются чипы и трещины. Но это возможно только в том случае, если не было ошибок при подготовке решения и его применении.
Оптимальный расход М150
Пропорции ингредиентов раствора
При выборе для работы ПЦС М150 её расход для стяжки составляет 22 г на 1 м2 такой расход материала будет оптимальным для стяжки толщиной 1 см. Вяжущим материалом является цемент, который придаёт ей разные характеристики.
Толщина слоя варьируется 5-50 мм и зависит от проводимых работ. Наносится такая смесь вручную. Жизнеспособность состава составляет 120 минут, поэтому большие объёмы не замешивают. Полную прочность смесь набирает через 28 суток.
Прочность на изгиб имеет 2 МПа, а прочность адгезии (процесс сцепления 2 разных поверхностей) 0,5 МПа. Чтобы повысить адгезию имеет значение правильность подготовки поверхности.
Назначение цементного состава
Пескобетон М150 – сравнительно дешевая, но высококачественная сухая смесь, изготовленная на основе цемента и песка. Для повышения эксплуатационных свойств (морозостойкость, быстрое схватывание, отсутствие усадки, расслоения и трещинообразования) в состав вводятся модифицирующие полимерные добавки.
Купить пескобетон М150 с доставкой по минимальной цене вы можете для различных строительных работ:
- Оштукатуривание – лучше всего для этих целей подходит мелкозернистая смесь, цена которой в нашей компании самая доступная, так как благодаря небольшим размерам частиц гораздо легче качественно произвести выравнивание поверхности под шпаклевку, покраску или оклейку обоями.
- Бетонирование полов вручную – целесообразно применять относительно дешевый крупнофракционный пескобетонный состав марки m150, что увеличит несущую способность покрытия.
- Кладка несущих стен и перегородок из мелкоштучных строительных материалов и обработка швов.
Технические характеристики раствора М150
- прочность раствора — B12.5
- морозоустойчивость раствора — F50
- удобоукладываемость раствора — ПК3
- плотность раствора — до 2000 кг/кв.м.
Характеристики материала можно менять по требованию заказчика при помощи добавления в него различных пластификаторов, замедлителей и пр. Характеристики смеси обеспечивают повышенную тепло — и шумоизоляцию в помещениях, а сам раствор высокооднороден, пластичен.
Материал подходит для заделки швов, подготовки различных поверхностей под покраску или оклейку обоями, а также для формирования фундаментов или стен с повышенными требованиями по гидроизоляции.
Песчано-цементная смесь М150
ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА
Для приготовления раствора следует использовать только чистые емкости и инструменты. Для затворения сухой смеси необходимо использовать воду из питьевого водоснабжения комнатной температуры. Содержимое упаковки высыпать в емкость для смешивания и затворить заранее отмеренным количеством воды из расчета 0,16-0,2 л воды на 1 кг сухой смеси (4-5 литра на мешок 25 кг). Перемешивание производится механизированным способом при помощи профессионального миксера или низкооборотистой дрели. Перемешать в течение 2-3 минут, дать отстояться две-три минуты и снова перемешать в течение 1 минуты. Жизнеспособность раствора в таре – 3 часа (сквозняки и высокая температура уменьшает это время), перед нанесением рекомендуется дополнительно перемешать раствор в емкости.
При приготовлении раствора не допускается добавления в сухую смесь любых других компонентов кроме воды. Добавление в уже готовый раствор любых компонентов, в том числе и воды, может привести к изменению заявленным производителем свойств продукта, поэтому при загустевании раствора в емкости (в пределах жизнеспособности), необходимо тщательно перемешать его без добавления воды.
НАНЕСЕНИЕ Готовую смесь наносят на поверхности стандартным инструментом, в зависимости от вида производимых работ.
Хранение сухого раствора
Не менее важны и условия сохранности и применения этого строительного материала. Во-первых, нельзя работать с раствором М150, если температура выходит за показатель +5-30С. Влажность, как указано в технической характеристике, тоже имеет ограничение – 90%.
Хранение
Это значит, что если строительные работы с использованием смеси происходят на улице, то при высокой влажности и сырости этого делать нельзя. Хранить М150 необходимо также в сухом месте. Тогда она может сохранить свои свойства на протяжении шести месяцев.
Вот такая она смесь цементно-песчаная М150 – надежная, качественная, универсальная. Используя ее, вы не только оштукатурите все быстро, но и с наименьшими затратами и хлопотами. Так что дерзайте, ровных вам поверхностей и крепких сцепок! Так же вам будет интересен материал который расскажет сколько в кубе досок 25 на 150 на 6000.
Определение количества расходных материалов
Для определения сколько мешков сухой смеси в 1м3 раствора без добавления крупнофракционного наполнителя (щебень, гравий, керамзит и прочее) можно воспользоваться таблицей с готовыми коэффициентами. Вычисления произведены для ЦПС М300 с традиционным соотношением песка и цемента 3 к 1. Здесь достаточно будет площадь обрабатываемой поверхности поделить на подходящее число.
Вес мешка | Толщина однослойного покрытия (в см) | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
40 кг | 2,6 | 1,8 | 0,9 | 0,6 | 0,45 | 0,4 | 0,36 | 0,3 | 0,25 | 0,22 |
50 кг | 3,1 | 2,25 | 1,12 | 0,75 | 0,56 | 0,5 | 0,45 | 0,37 | 0,32 | 0,28 |
Например, нужно выровнять стены площадью 45 кв.м. Планируемый слой составляет в среднем 2 см. Тогда понадобится 45 / 1,8 = 25 по 40 или 45 / 2,25 = 20 мешков ЦПС по 50 кг. По аналогии вычисляем расход для стяжки без камней и керамзита высотой в 5 см для 20 квадратов: минимум 44 сорокакилограммовых или почти 36 упаковок по 50 кг сухой цементно-песчаной смеси.
Для штукатурки
В среднем расход цементной штукатурки для выравнивания стен составляет 14 кг/кв. м при толщине слоя в 10 мм (предельными значениями считаются 5 и 30 мм без армирования).
Штукатурный раствор из песка с цементомИсточник urobsisam.zoznam.sk
В переводе на объем получается около 12 литров раствора. Для замешивания рабочей массы за ориентир берут расход цементно-песчаной смеси на 1м2 1,6 или 1,4 кг на примере ЦПС марок М400 и М500 соответственно.
Когда требуется обработать большие площади, в смесь песка и цемента добавляют гашеную известь. Тогда пропорции будут выглядеть так: на 4 мешка ЦПС по 50 кг приходится 40 кг дополнительного заполнителя и 200 литров чистой воды.
Для кладки
Для клеевого раствора в случае с кирпичом выбирать ЦПС нужно с идентичной марочной прочностью. Как правило, это М100, М150 или М200.В среднем на стандартную кладку требуется около 5 мешков смеси песка с цементом, монолит из которой выдерживает нагрузку 100 кгс/кв. см. Здесь воды добавляют из расчёта в 50 % от веса замешиваемого состава.
Так как кирпичная кладка различается по толщине и размерам швов, расход клеевого раствора различен. В таблице приведены усреднённые значения в кубометрах для двух типов кирпича:
Кирпич(в мм) | Толщина стен (в мм) | ||||
120 | 250 | 380 | 510 | 640 | |
250×120×65 | 0,189 | 0,221 | 0,234 | 0,24 | 0,245 |
250×120×88 | 0,16 | 0,2 | 0,216 | 0,222 | 0,227 |
Кладочный раствор из ЦПСИсточник instrument39.ru
В этой таблице содержится информация о весе кубометра раствора (по маркам) из смеси цемента с песком в зависимости от природы вяжущего компонента.
Марка раствора | Марка портландцемента в ЦПС | ||
М300 | М400 | М500 | |
М100 | 390 | 300 | 250 |
М150 | 510 | 400 | 330 |
М200 | – | 490 | 410 |
М300 | – | 600 | 510 |
Кирпич сравнительно с брусом весит больше
Поэтому перед кладкой важно произвести расчёты относительно нагрузки на фундамент. Так, если брать материал для стен толщиной 25 см, потребуется 400 блоков размером 250*120*65 мм на 1 кубометр
Тогда вес будет превышать 1,6 тонны. Для ЦПС марки М300 (с портландцементом М150) показатель близок к 0,189*510=96 кг.
Видео описание
В видео мастер рассказывает о том, как рассчитать материалы для бетона:
Коротко о главном
В продажу поступает ЦПС из портландцемента разной марки и песка фракцией от 2 до 5 мм. Упакованы смеси в мешки по 25, 40 и 50 кг.
Для проведения расчётов массовой доли в различных растворах, в кубометрах существуют формулы и готовые таблицы.
Сухой состав может быть разведён только водой или использован в качестве компонента в более сложных смесях.
Основная сфера применения: изготовление кладочного раствора, штукатурки или стяжки для формирования чернового основания.
Маркировка
При покупке ЦПС для выполнения определенных задач необходимо учитывать, что они имеют общепринятую маркировку, определяющую их свойства и особенности применения. Обозначение составов позволяет покупателям выяснить предел прочности на сжатие, который получает готовый раствор после затвердевания. Современные производители выпускают следующие марки материала:
- М100 – изготавливается с добавлением извести и содержит небольшое количество цемента по отношению к песку. Такие смеси можно использовать для штукатурки стен, выравнивания поверхностей, заделывания незначительных неровностей и дефектов.
- М150 – считается универсальной смесью, широко применяемой для монтажных, штукатурных и кладочных работ. В быту эта марка может заменить любую другую. Часто ее применяют в устройстве стяжки для пола, добавляя фиброволокно для повышения прочностных свойств.
Рекомендуемая толщина слоя при использовании М150 составляет 5–50 мм, расход на квадратный метр – около 16,5 кг. Готовая смесь схватывается в среднем за 2 часа, время ее затвердевания достигает 24 часов.
- М200 – является монтажно-кладочным материалом, отличающимся повышенным содержанием портландцемента. Продукт выпускается в нескольких модификациях, предназначенных для оштукатуривания поверхностей, выполнения кирпичной кладки или заливки стяжки. Характерная особенность М200 – повышенная прочность. После приготовления раствора его средний расход для слоя толщиной 1 см составит от 15 до 17 кг/м².
- М300 – материал высокого уровня прочности для изготовления бетонов. Его применяют для заливки фундаментов, создания массивных стяжек, сооружения перегородок и стен. В состав смеси входят цемент не ниже марки М 400 и песок крупной фракции размерами до 6 мм. Часто при использовании данного ЦПС применяют арматурное усиление. Расход М300 при проведении строительных работ – порядка 19 кг.
- М400 – наиболее прочная смесь, подходящая для сооружения фундаментов, производства железобетонных изделий, устройства несущих конструкций. Для ее изготовления берут портландцемент не ниже М500, превышающий по объемному содержанию количество добавляемого песка.
Существуют и другие марки материала, подбираемые в зависимости от потребностей мастера. Например, М500 можно применять в частном домостроении, тогда как М600, М700 приготавливают для особых объектов. Эти разновидности ЦПС способны выдерживать повышенные нагрузки и длительно сохранять свои первоначальные свойства.
Технология самостоятельного приготовления цементно-песчаных растворов
Если планируется самостоятельное приготовление ЦПР, то это можно сделать вручную или с использованием бетономешалки. Для приготовления смеси вручную необходима емкость, в которую насыпают сухие компоненты. Их перемешивают до получения однородной массы, в которую добавляют воду. Перемешивание продолжают до образования пластичного продукта, имеющего консистенцию густой сметаны.
Для приготовления большого объема продукта целесообразно использовать бетономешалку. Порядок механизированного процесса отличается от этапов приготовления раствора вручную:
- В емкость заливают 0,5-0,7 от запланированного объема воды.
- Вводят жидкие присадки, перемешивают.
- Загружают полную порцию цемента и примерно половину рассчитанного количества песка, перемешивают.
- Загружают остаток мелкого заполнителя, перемешивают, добавляют воду до получения пластичного продукта требуемой консистенции.
- Рекомендации и правила приготовления цементно-песчаных растворов
- При производстве ЦПР необходимо использовать только качественный цемент в пределах гарантированного срока годности, хранившийся в условиях, соответствующих нормативам. Если вяжущее немного слежалось, то рекомендуется увеличить его процентное содержание на 15-20 % от расчетной величины.
- Замешивать необходимо только такой объем ЦПС, который можно использовать за 1-1,5 часа.
- При расчете необходимого количества пластичной смеси необходимо учесть наличие трещин и выбоин. Если такие присутствуют, то в расчеты закладывают дополнительно 10-20 % материала.
- Готовность смеси к использованию можно проверить с помощью мастерка. Если после его проведения по поверхности остается рваный след, то ЦПР слишком густой, если след растекается – слишком жидкий.
«Р-10» Универсальная смесь М150 ГОСТ (25кг)
Р-10 Универсальная (штукатурно — кладочная)
- Паропроницаема
- Высокая адгезия к любым минеральным основаниям
- Толщина слоя от 5 до 50 мм
- Морозостойкая
- Прочность на сжатие 150 кг/см2
Описание
Область применения:
Сухая смесь штукатурно-кладочная (универсальная) Р-10 М-150 предназначена для оштукатуривания стен, потолков, для выполнения кладочных работ, бетонирования лестниц, ремонта полов, заделки бетона, стен и участков отвалившейся штукатурки.
Наносится на бетонные, цементно-известковые, цементно-песчаные, кирпичные основания. Толщина слоя 5-50 мм.
Приготовление растворной смеси:
Для приготовления растворной смеси берут чистую воду (от +15 до +20 С). Оптимальный расход воды для затворения составляет 200 мл на 1 кг смеси для ручного нанесения. В жидкость постепенно добавлять сухую смесь, одновременно тщательно перемешивая низкооборотным миксером или дрелью с насадкой до исчезновения комков и образования однородной массы. Выдержать 5 минут для созревания смеси и снова перемешать без добавления воды. Готовая смесь должна быть израсходована в течение 120 минут. Допускается повторное перемешивание при загустевании.
Подготовка основания:
Основание должно быть сухим, структурно прочным, очищенным от пыли, жировых загрязнений, смазочных масел, лакокрасочных покрытий и др. веществ, снижающих адгезию. Осыпающиеся и непрочные поверхности следует удалить. Участки поверхности, покрытые мхами, водорослями, или пораженные грибком, следует очистить стальной щеткой и обработать фунгицидными препаратами. Сильно впитывающие поверхности следует прогрунтовать в несколько слоев (с высыханием каждого слоя).
Технические характеристики:
Состав: | смесь цемента, песка, минеральных наполнителей |
Цвет: | серый |
Пропорции смеси: | 0,18-0,2 литра воды на 1 кг сухой смеси |
Время потребления: | 3 часа |
Водоудерживающая способность: | не менее 92% |
Прочность на сжатие через 28 суток: | 15,0 МПа |
Прочность сцепления при отрыве: | 0,5 МПа |
Морозостойкость: | 50 циклов |
Расход: | 18 кг на м2 при слое нанесения 10 мм |
Толщина слоя: | 5-50 мм |
Фасовка: | Бумажные мешки по 25 и 40 кг. |
Срок хранения: | Не более 6 месяцев в сухом помещении в целостной фабричной упаковке |
Важно:
Смесь содержит цемент и при взаимодействии с водой даёт щелочную реакцию. При работе необходимо защищать глаза и кожу. При попадании смеси в глаза их следует промыть водой. При необходимости обратиться к врачу.
Продукция соответствует ГОСТ 31357-2007.
Товар сертифицирован, прошёл санитарно-эпидемиологическую экспертизу.
Технические характеристики
Почти у всех производителей сухой смеси М150 одинаковый состав, он включает:
- портландцемент марок ПЦ400, ПЦ500;
- сухой песок с фракцией 0.1-1 мм;
- минеральный порошок фракцией 0.1-0.5 мм;
- минеральные добавки и органические пластификаторы.
Все отечественные производители изготовляют смеси М150 по ГОСТ 3051597, песок используется по ТУ 5711-002-05071329-2003.
Удельный вес или плотность цементно-песчаной смеси М150 составляет 900 кг на м3, расход составляет 16-17 кг на 1 м2 при толщине слоя 1 см, цвет серый, жизнеспособность не более 2 часов, адгезия к основанию 0.6 МПа, прочность на сжатие 15.
Раствор М150 отличается от М300 или М400 тем, что с помощью него можно производить не только кладку, но и стяжку, и штукатурку. Разными будут только пропорции разбавления водой и способы использования. Разводить смесь необходимо только холодной водой.
Способ применения продукта М150 следующий: в емкость с водой засыпается смесь в соотношении 1.8-2 л на 10 кг сухого состава и затем перемешивается миксером или вручную до образования однородной массы. После того как раствор разведен, нужно использовать его в течение 2 часов.
При кирпичной кладке разведенная смесь накладывается ровным слоем на поверхность кирпича с помощью мастерка и затем выравнивается. Оптимальная толщина швов – от 1 до 5 мм, в зависимости от размеров блоков. При штукатурке раствор наносится на поверхность шпателем, мастерком или с помощью агрегата (штукатурной станции), затем вытягивается правилом до ровного слоя. Стена перед штукатурными работами должна быть покрыта грунтовкой глубокого проникновения, если слои будут больше 3 см, то необходимо заранее установить маяки.
Виды
Цементные растворы могут иметь различия в компонентах, а потому различаться, что приводит к разным видам данного строительного материала.
Среди них:
- Нормальный раствор – в нем должно быть оптимальное количество заполнителя и вяжущего вещества. Замешивая его веслом, можно заметить пристающие отдельные сгустки на нем.
- Жирный, в котором количество вяжущего вещества превосходит заполнитель. Это приводит к растрескиванию раствора после его полного застывания. Понять, что раствор получился жирным можно, если он будет сильно обволакивать инструмент для замеса.
- Тощий, в котором количество заполнителя превосходит вяжущее вещество. Это делает готовый раствор слишком жидким, с ним крайне неудобно работать. На весло он не липнет, а только пачкает его.
Только приготовив раствор правильно, можно получить оптимальную консистенцию, которой будет удобно пользоваться, а результат порадует своим качеством. Перлитовый песок может использоваться в процессе заготовки смеси, где глина будет главенствующим компонентом, что позволит сделать не цементный, а глиняный раствор.
Существует большое разнообразие растворов – М10, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250 и 300. Для строительных работ чаще всего используются марки М75 и М150.
Кладочный раствор М100 требует наличия цемента М400 и песка, которые смешиваются в пропорции 1: 4. Лучше всего полученная смесь подходит для работ с ракушником и шлакоблоком. Для раствора М200 необходимо взять 1 часть цемента М400 и две части песка. Отделочный раствор делается из цемента М400 или М500 и песка с водой, которые соотносятся в пропорциях: 1: 3: 0.5. Также для отделки стен можно взять цемент, песок и известковое молоко в соотношении 1: 5: 2. Используя безусадочный раствор, будет возможно качественно заделать все трещины на поверхности.
Подготовка поверхности
Рабочая поверхность для укладки смеси должна быть предварительно очищена от остатков краски, масляных и жировых осадков. Не следует наносить смесь M150 на запыленные или грязные поверхности.
Существуют также специфические требования по подготовке некоторых видов поверхностей. Например:
- Глянцевые поверхности необходимо обработать шлифовальной шкуркой до матового состояния.
- Покрытия с низким показателем устойчивости к влаге необходимо подвергнуть дополнительной очистке и промыть.
Подробные рекомендации по использованию смеси вы найдете в технической документации, которой сопровождается каждый комплект поставки.
Советы
- После приобретения, смеси М150 необходимо хранить в закрытом виде в сухом и темном помещении с температурой от +10 до +35 градусов и относительной влажностью не более 70%. При таких оптимальных условиях товар сохраняет свои свойства в течение 6 месяцев, более хранить его без использования не рекомендуется.
- Для самого эффективного использования раствора поверхность, на которую он наносится, должна быть очищена от больших неровностей, грибка, плесени, мха. Так будет обеспечена лучшая адгезия и меньший расход материала. Также поверхность перед использованием всегда рекомендуется грунтовать.
Процесс выравнивания стен цементно-песчанной смесью М150 смотрите в видео ниже.
Расчет необходимого количества связующего вещества
Теперь остается выяснить, сколько цемента будет затрачено на заливку полового покрытия. Многие совершают ошибку перед тем, как рассчитать расход компонентов на стяжку пола, не учитывая то обстоятельство, что усадка стяжки после приготовления смеси составит не менее ¼ ее объема. Это связано с тем, что после добавления в бетон или раствор воды все ингредиенты заполняют все соответствующие их размерам пустоты.
Кроме того, при закладке компонентов в раствор нужно учитывать, что их объемные показатели отличаются от массовых. Известно, что 1 м 3 связующего компонента может весить от 1100 до 1600 кг. Этот показатель во многом зависит от влажности материала и его насыпной плотности. Чтобы не усложнять задачу, принято считать, что в 1 м 3 находится 1300 кг связующего вещества. Из этого выходит, что объем весящего 50 кг мешка цемента составляет только 38,4 л.
Как рассчитать расход стяжки пола, ведь простые формулы расчета оказались неприемлемыми? Оказывается, получить 1 м 3 покрытия из 200 кг связующего компонента, такого же количества воды и 600 кг песка (при пропорциях ингредиентов 1:1:3) не получится. Для этого потребуется большее количество цемента.
Следует учитывать, что усадка готовой смеси зависит от такого фактора, как размеры фракций компонентов. Высчитать это значение в домашних условиях практически невозможно, поэтому 25% уменьшения объема будут взяты за основу. При расчете будут учитываться только сухие составляющие (1:3).
Выше уже был приведен пример вычисления объема раствора, необходимого для заливки стяжки пола толщиной в 0,1 м и площадью в 16 м 2 . Дальнейшие расчеты по вычислению нужного количества связующего вещества для наглядности будут привязаны к этому результату (1,6 м 3).
- Итак, доля цемента составляет ¼ часть смеси.
- Без учета усадки его объем в растворе (часть) составит 0,4 м 3 (1,6:4=0,4).
- Теперь необходимо учесть 25-процентную усадку. После приготовления смеси каждая часть цемента теряет в объеме ¼. Значит, для того, чтобы получилась 1,6 м 3 стяжки пола, его нужно всыпать в раствор не 0,4, а 0,5 м 3 (0,4+0,4:4=0,5).
- ½ м 3 связующего вещества будет весить 650 кг (0,5×1300=650).
- Получается, что для заливки нужно купить 13 50-килограммовых мешков цемента (650:50=13).
Для устройства стяжки пола может использоваться не только цементно-песчаный раствор, но и бетон. Плотность наполнителя в нем зависит от материала щебня.
- Гранитный обладает плотностью в 1300-1700 кг/м 3 .
- У раздробленных минералов известняка этот показатель равен 1250-1300.
- Значение плотности гравия – 1350-1450.
Следует напомнить, что плотность 1 м 3 самого гранита отличается от плотности 1 м 3 его щебня, так как между раздробленными частицами материала есть пустоты.
Заливка стяжки является одним из самых важным этапом в проведении строительных работ. Цементная стяжка пола используется для выравнивания горизонтальных поверхностей. Именно от ее качества будет зависеть расход материалов и все основные работы по строительству и финишной отделке.
Даже обладая огромным опытом в использовании стяжки, нельзя заранее гарантировать ее качество, которое определяется исходя из консистенции готового раствора и правильно подобранных пропорций. Расчет материалов для стяжки пола, входящих в сухую смесь, которая будет использоваться впоследствии – это несложная, но ответственная задача, справиться с которой под силу только опытному профессионалу.
Заключение по теме
Как видите, цементно-песчаный раствор — это не просто обычная смесь двух ингредиентов. Существует несколько его видов, каждый из которых предназначен для определенных строительных работ. При этом имеет значение не только количественное соотношение основных ингредиентов, но также содержание воды и специальных добавок, которые увеличивают качественные характеристики материала. Растворы на основе цемента и песка чаще всего используются в строительных и ремонтных работах. Поэтому знать их состав и пропорции компонентов должен каждый, кто собирается строить дом или ремонтировать свою квартиру.
Одним из основных составляющих смесей для оштукатуривания поверхностей, либо для бетонных растворов, является цемент. Цемент в настоящее время считается очень популярным материалом, ибо имеет достаточную прочность и пластичность.
Надо сказать, что в процессе строительства или производства ремонтно-строительных работ практически никогда не используют цемент в чистом виде. Это дорого, да и застывший чистый цемент очень хрупкий, поэтому кирпичные кладки на нем не отличаются прочностью. Поэтому на стройках принято использовать цементно-песчаный раствор. Причем соотношение компонентов зависит от того, для каких целей будет использоваться такая смесь.
Говоря другими словами, если необходимо класть кирпич, то надо использовать песчано-цементный раствор одного типа. Для оштукатуривания поверхностей – другого типа и т.д. Надо сказать, что в строительстве применяются сложные и простые растворы. Хотя отличаются они, прежде всего, количеством используемых составляющих. Т.е. если простой раствор можно легко приготовить из воды, определенной части цемента и песка, то сложные растворы стоят из большего количества ингредиентов.
Кирпичная кладка, как правило, кладется на известковый или сложный песчано-цементный раствор. Известковый раствор — это дешевый и удобный вид раствора, поэтому и применяется он наиболее часто. Однако здесь надо отметить, что прочность его в некоторых случаях оставляет желать лучшего, поэтому для прочной кладки использовать этот вид не рекомендуется. Для этого больше подойдет цементно-песчаный раствор м100 или м150.
М100 наиболее популярен среди всех остальных смесей подобного рода и часто используется при возведении домов и при ремонтно-строительных работах. Его можно использовать при кирпичной кладке, кладке блоков из бетона, шлако- и пеноблоков, а также при обустройстве стяжек по бетонным основаниям.
Еще более популярным является цементно-песчаный раствор м150. В его состав входит мелкий наполнитель, а что касается щебня или крупных фракцийнаполнителя, то их в нем нет и вовсе. Основными составляющими этого раствора являются песок и цемент, причем цемента берется несколько больше, нежели при изготовлении бетона марки м150. Его обычно называют строительным раствором, цементным раствором, штукатурным раствором. Причем в последнем случае в его состав обязательно добавляется определенная часть извести. В некоторых случаях в цементно-песчаный раствор может добавляться и глина, чтобы придать ему эластичность.
Разработаны специальные строительные нормы, которые определяют правильное соотношение песка и цемента при приготовлении таких смесей. Надо сказать, что прочность раствора, благодаря добавлению в него песка, повышается, однако вместе с тем снижается и его пластичность. Наиболее часто в раствор добавляют 3 части песка и одну часть цемента. Такой раствор считается классическим и используется наиболее часто.
Чтобы смесь получилась качественной, надо сначала компоненты смешать всухую, а вот что касается воды, то добавлять ее следует небольшими порциями в сухую смесь. Добавлять воду необходимо до тех пор, пока не получится сметанообразная консистенция. После получения такой массы раствор следует оставить загустевать минут на 15, после чего снова хорошо перемешать. В принципе, цемент залитый водой способен схватываться за час-два, поэтому большие объемы раствора готовить не стоит, чтобы избежать перерасхода материалов.
В условиях повышенной влажности или морозов в песчано-цементный раствор обычно вводят специальные добавки
Вязкость — абсолютная (динамическая) и кинематическая
Вязкость — важное свойство жидкости при анализе поведения жидкости и движения жидкости вблизи твердых границ. Вязкость жидкости является мерой ее сопротивления постепенной деформации под действием напряжения сдвига или напряжения растяжения. Сопротивление сдвигу в жидкости вызвано межмолекулярным трением, возникающим, когда слои жидкости пытаются скользить друг относительно друга.
- Вязкость — это мера сопротивления жидкости по течению
- патока на высоком вязком
- вода средняя вязкая
- газа низкая вязкая
Существует два связанных меры вязкости жидкости
- динамическая ( или абсолютная )
- кинематическая
Динамическая (абсолютная) Вязкость
Абсолютная вязкость — коэффициент абсолютной вязкости — является мерой внутреннего сопротивления. Динамическая (абсолютная) вязкость — это тангенциальная сила на единицу площади, необходимая для перемещения одной горизонтальной плоскости по отношению к другой плоскости — с единичной скоростью — при поддержании единичного расстояния друг от друга в жидкости.
Касательное напряжение между слоями нетурбулентной жидкости, движущейся по прямолинейным параллельным линиям, можно определить для ньютоновской жидкости как = μ γ (1)
, где
τ = стрижка сдвига в жидкости (N / M 2 )
μ = динамическая вязкость жидкости (N S / M 2 )
dc = единица скорости (м / с)
dy = единое расстояние между слоями (m)
γ = DC / DY = скорость сдвига (S -1 )
Уравнение (1) известно как закон трения Ньютона.
(1) могут быть переставлены в экспресс динамическая вязкость AS μ = τ DY / DC = τ / γ (1b) В системе СИ единицами динамической вязкости являются Нс/м 2 , Па с или кг/(мс) — где 5 м 2 = 1 кг/(мс) = 0. Динамическая вязкость также может быть выражена в метрике CGS (сантиметр -грума — вторая) Система как г / (см) , Dyne S / CM 2 или Poise (P) где поэтому часто делится на 100 — на меньшую единицу сантипуаз (сП) — где вода на 20,2 o C (68,4 o f) имеет абсолютную вязкость на — 1-сантипуаз . Кинематическая вязкость — это соотношение — абсолютная (или динамическая) вязкость до плотности — величина, в которой не задействована никакая сила.Кинематическая вязкость может быть получена путем деления абсолютной вязкости жидкости с плотностью массы жидкости, такой как ν = μ / ρ (2) , где ν = кинематическая вязкость (M 2 / s) μ = абсолютная или динамическая вязкость (N S / M 2 ) ρ = плотность (кг / м 3 ) в Si-системе теоретический Блок кинематической вязкости м 2 / с — или обычно используется Сток (ST) , где Стокс взят из системы единиц СГС (Сантиметр-грамм-секунда). с 20046 Stake — это большой блок, который часто делятся на 100 в меньший блок сантистоке (CST) — где Удельная гравитация для воды на 20,2 или С (68.4 O F) — почти один, и кинематическая вязкость для воды на 20,2 O C (68,4 o F) предназначена для практической цели 1.0 мм 2 / с ( сСтокс). Более точная кинематическая вязкость для воды при 20,2 o C (68,4 o F) составляет 1,0038 мм 2 /с (сСт). Преобразование абсолютной вязкости в кинематическую в имперских единицах может быть выражено как ν = 6. , где ν = кинематическая вязкость (Ft 2 / с) μ = абсолютная или динамическая вязкость (CP) γ = удельный вес (фунт/фут 3 ) Вязкость жидкости сильно зависит от температуры. необходимо указывать.В ISO 8217 эталонная температура для остаточной жидкости составляет 100 o C . Для дистиллятной жидкости эталонная температура составляет 40 o C . Универсальные секунды Сейболта (или SUS ) являются альтернативной единицей измерения вязкости. Кинематическая вязкость в SSU против динамической или абсолютной вязкости может быть выражена как ν SSU = B μ / SG = B ν сантистокс (3) где ν SSU = кинематическая вязкость (SSU) B = 4.632 для температуры 100 O F (37,8 O C) 210 O F (98,9 O C) градусов Engler используется в Великобритании в качестве масштаба измерить кинематическую вязкость. Жидкость, в которой напряжение сдвига линейно связано со скоростью деформации сдвига, обозначается как Ньютоновская жидкость. Ньютоновский материал называется истинной жидкостью, поскольку на вязкость или консистенцию не влияет сдвиг, такой как перемешивание или перекачивание при постоянной температуре. Наиболее распространенные жидкости — как жидкости, так и газы — являются ньютоновскими жидкостями. A Разбавляемые при сдвиге или псевдопластичные жидкости — это жидкости, вязкость которых уменьшается с увеличением скорости сдвига.Структура не зависит от времени. Тиксотропная жидкость имеет структуру, зависящую от времени. Вязкость тиксотропной жидкости уменьшается с увеличением времени — при постоянной скорости сдвига. Кетчуп и майонез являются примерами тиксотропных материалов. Они кажутся густыми или вязкими, но их можно довольно легко прокачать. A Жидкость для загущения сдвига — или Дилатантная жидкость — увеличивает вязкость при перемешивании или деформации сдвига.Дилатантные жидкости известны как неньютоновские жидкости. Некоторые дилатантные жидкости могут стать почти твердыми в насосе или трубопроводе. При взбалтывании сливки становятся масляно-карамельными соединениями. Bingham Plastic Fluids имеет предел текучести, который должен быть превышен, прежде чем он начнет течь как жидкость. С этого момента вязкость уменьшается при увеличении перемешивания. Примерами таких продуктов являются зубная паста, майонез и томатный кетчуп. Плотность воздуха можно оценить с помощью закона идеального газа Дж/(кг К)) ((273 o Кл) + (33 o Кл)) ) = 1.113 (кг / м 3 ) , где ρ = плотность (кг / м 3 ) P = абсолютное давление (PA, N / M 2 ) R = индивидуальная газовая постоянная (Дж/(кг К)) T = абсолютная температура (К) Абсолютная вязкость может быть рассчитана как μ = 1,1113 3 ) 16,97 10 -6 (m 2 /с) = 1. Кинематическая вязкость может быть преобразована из SSU в сантистоксов с ν сантистоксов = 0. , где ν SSU <100 ν сСт = 0,220 ν SSU — 135/ ν SSU , где ν SSU > 100 Кинематическая вязкость жидкостей, таких как вода, ртуть, масла SAE 10 и масло №.3 — и такие газы, как воздух, водород и гелий, указаны на диаграмме ниже. Примечание. I. ВВЕДЕНИЕ В связи с увеличением выбросов парниковых газов (ПГ) и повышением цен на ископаемые виды топлива возобновляемые источники энергии (ВИЭ), распределенная генерация (РГ), хранение энергии и технологии интеллектуальных сетей готовы привлечь беспрецедентное внимание.Ожидается, что развивающиеся энергетические системы могут быть более распределенными по своей природе, чем устаревшие версии, при этом большая часть изменений будет реализована на стороне потребителя. Это основано на том факте, что в электросети США наблюдается неуклонный рост прогнозов роста спроса и предложения в течение следующих двух десятилетий, в то время как тенденции в системах передачи указывают на устойчивое сокращение инвестиций и в целом ограничительные нормативные барьеры для новых линий электропередачи [1] [2] . Таким образом, управление и контроль высокораспределенной энергетической системы на стороне потребителя может представлять собой неотложную проблему для исследования.Из-за ограниченных возможностей централизованных вычислений в крупномасштабных распределенных системах децентрализованный или полуцентрализованный процесс принятия решений рассматривается как подходящий вариант для использования в распределенных энергетических системах. применимость методологии управления на основе MAS для модели системы управления энергопотреблением здания (BEMS), пример распределенной энергетической системы, учитывая в [4]. Строительные конструкции в США потребляют значительное количество энергии, особенно электроэнергии, и выделяют парниковые газы [5]. В [4] предлагается структура BEMS для управления энергопотреблением в зданиях с предполагаемыми целями повышения энергоэффективности, снижения стоимости энергии, снижения зависимости от использования ископаемого топлива для энергетических нужд и, следовательно, снижения выбросов парниковых газов. Энергетическая система коммерческого здания В типичном коммерческом здании потребление энергии при конечном использовании показано ниже: Как показано на рис.1, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) потребляет более 50% Рис. 1. Использование энергии в коммерческом здании [6] 978-1-4244-6395-4/10/$26.00 ©2010 IEEE энергии типичного коммерческого здания, в сочетании с потребностью в горячей воде потребление энергии в зонах нагрева и охлаждения составляет 60%. Рис. 2. Физическая часть БЭМС [4]. Рис. 3. Система управления энергопотреблением здания на основе многоагентного системного подхода [4]. подключенное здание, поэтому избыточная электроэнергия, вырабатываемая в непиковые часы, может быть продана обратно в сеть, чтобы компенсировать электроэнергию, приобретенную в часы пик.Тем не менее, потребность в тепле, вероятно, выше в течение дня и снижается до более низкого значения в ночное время; это может привести к избыточной выработке тепловой энергии ночью и недостаточной выработке днем. на основе сравнительного примера c) может обеспечить высокую эффективность использования энергии BEMS, что будет рассмотрено в тематическое исследование, показанное в разделе IV. , и эта часть горячей воды рассматривается как бесплатная в зоне отопления. D jt = прогнозируемый объем горячей воды, требуемый потребителем j в течение периода времени t (м3) S ij = расстояние между поставщиком i и потребителем j (м) Qijt = Расход горячей воды в распределительной трубе от i до j в течение интервала времени t (м3/с) tijD = Время распределения E jt от поставщика i к в течение интервала времени t − t ijD у поставщика i (м3) EimaxtijD ) = Максимальное производство горячей воды за время (t − Ei ( t −tijD ) > D jt (3) (4) (5) D jt ≤ E jt < EimaxtijD ) (t − EimintijD ) ≤ Ei (t −tijD ) ≤ EimaxtijD ) (t − (t − max ∑∑ ∑ n m 24×4 E jt Ei (t −tijD ) (2) где индексы: i = поставщик = 1… nj = потребитель (радиатор и/или промежуточный теплообменник) = 1 … mt = период времени = 0 … t , а переменные: E jt = количество горячей воды, полученное потребителем j в течение периода времени t (м3) Ei (t − t) = количество горячей воды, отправленное поставщиком i в течение B. max ∑ ∑ k 24×4 Eqt E + E(et −teqD ) 0 период 0 900 900 , то есть время, которое E jt отправил поставщик i ( м3 ), и параметры: где индексы: q = охлаждающие змеевики = 1… kt = период времени = 1… t , и переменные : E qt = количество охлажденной воды, требуемое охлаждающему змеевику q в течение периода времени t (м) = количество охлажденной воды, подаваемой абсорбционным охладителем в течение периода времени t − taqD (м3) E a ( t − taqD ) E(et − teqD ) = количество охлажденной воды, отправленной электрическим охладителем ТАБЛИЦА I. Пользовательские уровни комфорта по отношению к термостату заданные значения и уровни освещения также соблюдаются. Данные о локальном потреблении и выработке энергии будут собираться приборами учета, установленными в здании, а затем отправляться через локальную сеть на сервер базы данных (например, хост-сервер). Сервер базы данных хранит и архивирует данные, а пользователи здания могут получить доступ к серверу базы данных и загрузить соответствующие отчеты в реальном времени с помощью специальных или общих инструментов. E(maxaqD ) = максимальное количество охлажденного воздуха, которое может быть получено t −t Взаимодействия между E-, H- и C-агентами Взаимодействие между тремя агентами показано на рис. D. 0 ≤ E(et −teqD ) < Dqt E(minaqD ) ≤ E(at − taqD ) ≤ E(maxaqD ) t −tt −t C. Среда моделирования энергопотребления здания 1) EnergyPlus EnergyPlus — это программное обеспечение для анализа и моделирования энергопотребления здания, унаследованное как от BLAST, так и от DOE-2 [10]. EnergyPlus может рассчитать нагрузку на отопление и охлаждение здания, смоделировать систему отопления, вентиляции и кондиционирования здания, выработку и потребление энергии и т. д.на основе пользовательского описания здания и связанной с ним энергетической системы [10]. Более новые версии EnergyPlus также включают DG и RES (например, PV, топливные элементы, ветряные турбины и системы микро-ТЭЦ и т. д.) для энергоэффективных зданий. 2) AMPL AMPL — это мощный язык моделирования как для линейных, так и для нелинейных задач оптимизации [11]. A. Электрическая нагрузка Обратная связь по управлению нагрузкой Запросить цену на коммунальные услуги и ответную информацию о спросе Ответ электронного агента Коммунальное хозяйство Горелка природного газа Тепловая нагрузка Генератор Resk 3 Отправить команду 900 ed nt Control ply or age Обратная связь v fro Elec co E (Follow Thermal) mt Re m Ericit or ly froagy kf pen As R et Cooli ol BCHP System ng F Contrlow C Flow ontro Feedbating l He back ack Feed Отправить команду Охлаждающая нагрузка электрического чиллера Запрос неудовлетворенной потребности H-агента Запросить ответ на горячую воду от канала связи H-агента Запрос неудовлетворенной потребности C-агента Рис. 3) Управление оптимизацией от AMPL к модели здания в EnergyPlus В зоне нагрева и зоне охлаждения оптимизируются потоки воды для обогрева и охлаждения помещений (как представлено в Разделе III. A и B, соответственно). ) от AMPL. Результатом будет количество воды, которое должно быть отправлено от поставщиков горячей или холодной воды в течение каждого временного интервала (в данном случае 15 минут). Затем приводы, встроенные в водяные насосы, должны изменить расход воды (т.е. Qijt и Qcqt в зоне нагрева и охлаждения Building Test System Для демонстрации полезности этой методологии CEBEMS моделируется для здания меньшего размера, которое является примером здания, представленного в EnergyPlus.Здание одноэтажное, прямоугольное, пятикомнатное, площадью 102,19 м 2 . Подробная информация о строительстве этого здания доступна в EnergyPlus [12]. Энергосбережение и экономия затрат здания будут сравниваться между: а) базовым вариантом, когда здание подключено к сети и кондиционируется электрическим охладителем и обогревается нагревательными змеевиками с горячей водой от котла, работающего на природном газе; b) Модель БТЭЦ, в которой в здании установлена микротурбина в сочетании с рекуперацией тепла для обогрева помещений и абсорбционным чиллером для охлаждения помещений.Газовая горелка и электроохладитель также устанавливаются в качестве дополнительных устройств на БТЭЦ; c) модель CEBEMS, которая основана на модели BCHP и включает E-, H- и C-агенты, как представлено в разделе III, в дополнение к аспектам BCHP. B. CEBEMS. Потребителями энергии в базовом варианте являются система HVAC (т. е. охлаждение, бойлер и вентиляторы, как показано в Таблице II), внутреннее и внешнее освещение и внутреннее оборудование.Модели BCHP и CEBEMS также имеют локальную генерацию с контуром горячей воды, контуром холодной воды, контуром конденсации и контуром рекуперации тепла, а также связанными с ними водяными насосами, установленными как система BCHP, где генератор и насосы являются потребителями энергии. Внутреннее освещение, внешнее освещение и внутреннее оборудование (т. е. бытовая техника и различные нагрузки) являются базовыми нагрузками, которые поддерживаются постоянными, если не выполняется управление нагрузкой из E-Agent. Потребности в отоплении и ГВС удовлетворяются за счет котлов в базовом варианте и за счет рекуперации тепла в двух других моделях. ТАБЛИЦА III.КОНЕЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЗДАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ТИПИЧНЫМ ЗИМНИМ ДНЕМ В GOLDEN, CO 2) Сравнение модели BCHP и модели CEBEMS показывает, что потребление электроэнергии и природного газа в модели CEBEMS было снижено, потому что Hand C — Агенты оптимизировали производство и распределение воды от местного генератора, что позволяет избежать чрезмерного производства горячей воды. 3) Конечное использование энергии, показанное в таблицах II и III, не указывает источники энергии, поэтому локальную генерацию на основе модели BCHP и модели CEBEMS все еще необходимо исследовать на рис. Рис. 4. Производство энергии моделей BCHP и CEBEMS в типичный летний день в Голдене, Колорадо Рис.5. Производство энергии модели BCHP и модели CEBEMS в типичный зимний день в Голдене, Колорадо указано в Разделе III, модель BCHP пытается следовать тепловой нагрузке, но она высока ранним утром (т.е. в 7 утра в в данном случае) и вечером (т.е. в данном случае 19:00), поэтому связанная с этим генерация электроэнергии от локальной генерации также должна быстро увеличиваться и уменьшаться, что потенциально снизит энергоэффективность генератора. ТАБЛИЦА IV.Стоимость энергии по сравнению с типичным зимним днем и летним днем Аспект на модели BCHP, которая оптимизирует выработку и распределение энергии.Тем не менее, тестовое здание, выбранное в примере, показанном в этой статье, представляет собой типичный центр общественного питания, тепловая потребность которого относительно постоянна по сравнению с обычным коммерческим офисным зданием. В будущем CEBEMS будет применяться в офисном здании для исследования экономии энергии и затрат. Соответствующая электрическая мощность также более плавная, что помогает генератору избежать быстрого реагирования на внезапное повышение спроса. В таблице IV показаны затраты на энергию для базового варианта, модели BCHP и модели CEBEMS на основе динамической цены на электроэнергию коммунального предприятия, представленной в качестве синтетических данных в примерной модели в EnergyPlus [12].Общая стоимость коммунальных услуг, показанная в Таблице IV, рассчитывается следующим методом: сумма платы за энергию, платы за потребление и платы за обслуживание составляет основу, которая затем добавляется с корректировками и надбавками, которые составляют промежуточный итог, добавляемый к налогам (т. [1]. Министерство энергетики США, «GRID 2030: национальное видение электроэнергетики в течение вторых 100 лет», Министерство энергетики США, июль.2003. [Онлайн]. Доступно: http://climatevision.gov/sectors/electricpower/pdfs/electric_vision.pdf. [Доступ: январь 2010 г.]. [2]. Б. Л. Дорган, Комитет по демократической политике, «Обоснование системы электропередачи 21 века», Комитет по демократической политике, март 2009 г. [Онлайн]. Доступно: http://dpc.senate.gov/. [Доступ: январь 2010 г.]. [3]. М. Вулдридж, «Агенты разведки», в «Мультиагентных системах — современный подход к распределенному искусственному интеллекту», MIT Press, Кембридж, Массачусетс (1999), стр.27–77. [4]. П. Чжао, М. Г. Симоэс, С. Сурьянараянан, «Концептуальная схема управления энергопотреблением на основе киберфизических систем в строительных конструкциях», [Представлено], 9-я Международная конференция IEEE/IAS по отраслевым приложениям, ноябрь 2010 г. В этом документе исследовано применение MAS для киберуправления энергопотреблением строительных конструкций, известное как CEBEMS. Ожидается, что эффективная система управления энергопотреблением здания будет достигнута за счет как физических, так и кибераспектов здания, так что модель здания BCHP обеспечивает применимый физический аспект здания для энергоэффективных зданий, в то время как модель CEBEMS добавляет кибер Домохозяйства находятся в CPS в общей сложности восемь месяцев.Респонденты включаются в CPS в течение четырех месяцев подряд, а затем не опрашиваются в течение следующих восьми месяцев. Затем респонденты снова включаются в CPS на следующие четыре месяца. В этом видеоруководстве объясняется схема вращения панели CPS и представлена станция исследования схемы вращения CPS (RoPES) 67197 LB M / (Ft S) = 0.67197 Slug / (Ft S) = 0,02089 фунтов на F S / Ft 2
2
жидкость Абсолютная вязкость *)
( N S / M 2 , PA S) Air 1. -5 983 10
воды 10 -3 Оливковое масло 10 -1 Глицерин 10 0 Жидкость Мед 10 1 9 Золотой сироп 2 10 2 10 40 40 8 *) При комнатной температуре
Кинематическая вязкость
7197 10 -4 μ / γ (2A)
Вязкость и эталонная температура
Другие единицы измерения вязкости
Универсальные секунды Сейболта (или
SUS, SSU ) Время истечения составляет универсальные секунды Сейболта ( SUS ), необходимое для прохождения 60 миллилитров нефтепродукта через калиброванное отверстие универсального вискозиметра Сейболта при тщательно контролируемой температуре и в соответствии с методом испытаний ASTM D 88. Этот метод имеет в значительной степени был заменен методом кинематической вязкости.Универсальные секунды Сейболта также называют номером SSU (Seconds Saybolt Universal) или номером SSF (Saybolt Seconds Furol) .
SG = удельный вес
ν
ν = кинематическая вязкость (центстокс) = кинематическая вязкость (центстокс) градуса Engler
В отличие от весов Saybolt и Redwood , весы Engler основаны на сравнении потока испытуемого вещества с потоком другого вещества — воды. Вязкость в Энглера градусов — это отношение времени истечения 200 кубических сантиметров жидкости, вязкость которой измеряется, — к времени истечения 200 кубических сантиметров воды при той же температуре (обычно 20 o C , но иногда 50 o C или 100 o C ) в стандартном вискозиметре Engler .
Ньютоновские жидкости
Вода и масла являются примерами ньютоновских жидкостей.
Разжижающиеся при сдвиге или Псевдопластичные жидкости Тиксотропные жидкости
Дилатантные жидкости
Глиняный шлам и подобные сильно наполненные жидкости делают то же самое.
Bingham Plastic Fluids
Пример. (16,97 10
-6 м 2 /с) .
88 10 -5 (кг / (мс), N S / M 2 )
Вязкость некоторых распространенных жидкостей
5 Гентайстокс
(CST, 10 -6 M 2 / с, мм 2 / с ) ) ) ) 5 Saybolt Second
Universal
(SSU, SUS) типичная жидкость 0,1 Mercury 1 31 Вода (20 или С) 4.3 40 40 40 Молоко
SAE 20 Кварные масла
SAE 75 SAE 75 Масло 15.7 80243 № 4 Массовое масло 20.6 100 Cream 43.2 43.2 43.2 200 Овощное масло 110 110 500 500 500 SAE 30 CrankCase Масло
SAE 85 Gear Oil
8 220 1000 3 Томатный сок
SAE 50 Кварные масла
SAE 90 Шестерние масла 440 2000243 2000 2000 90 30243 500 500 500 3 5000 3 5000 3 2 5000 C)
SAE 250 Gear Oil 2200 10000 Мед 6250 6250 6250 28000 Майонез 902 97 19000 86000 Сметана
226 ν SSU — 195/ ν SSU (4)
Вязкость и Температура
Предварительный просмотр файла | CPS-VO
Система управления энергопотреблением строительных конструкций с использованием многоагентной методологии управления принятием решений
Пэн Чжао, член-студент IEEE, Сиддхарт Сурьянараянан, старший член IEEE и М.Годой Симойнс, старший член IEEE
Колорадская горная школа Голден, Колорадо, США pzhao@mines. edu
Аннотация. Ориентированные на цели здания с нулевым потреблением энергии, системы управления энергопотреблением зданий будут учитывать повышение эффективности использования энергии, снижение затрат на энергию и использование технологий возобновляемых источников энергии для обслуживания локальных энергетических нагрузок в строительных конструкциях с рассредоточенными ресурсами. Распределенное управление энергосистемой здания в этой статье описывает полуцентрализованную методологию принятия решений с использованием многоагентных систем для системы управления энергопотреблением здания в электрических, отопительных и охлаждающих энергетических зонах с оптимизацией комбинированной теплоэнергетической системы, направленной на повышение энергоэффективности и снижение стоимость энергии.Полуцентрализованный процесс принятия решений будет реализован в тематическом исследовании для достижения минимальных затрат на энергию. Ключевые слова: киберфизические системы, системы управления энергопотреблением зданий, многоагентные системы, здания с нулевым потреблением энергии, распределенная генерация.
Возможный подход к решению управления распределенными энергетическими системами заключается в использовании многоагентных систем (MAS). MAS представляет собой совокупность сетевых агентов или контроллеров для достижения некоторых глобальных целей путем координации и связи между агентами [3].В этом документе обсуждается
. Эта работа была поддержана Национальным научным фондом под номером 0931748. Определение «чистых нулевых затрат на энергию» для зданий с нулевым потреблением энергии (ZEB), данное в [5], используется для постановки цели оптимизации BEMS на основе MAS, описанной в этой статье. Остальная часть этого документа организована следующим образом: Раздел II описывает системную организацию BEMS; В разделе III представлены агенты, принимающие решения, в трех энергетических зонах; В разделе IV представлен пример достижения минимальных затрат на энергию. II. A. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ ЗДАНИЯ
Освещение и офисное оборудование являются двумя крупнейшими потребителями электроэнергии, что составляет более 20% потребности в энергии коммерческих зданий.На пути к энергоэффективным и даже нулевым энергетическим целям здания (NZEB) [5] энергосберегающие методы, такие как пассивное солнечное отопление, пассивное охлаждение, естественная вентиляция, естественное дневное освещение, светодиодные лампочки и приборы, сертифицированные «Energy Star», и т.д. преследуются в энергоэффективной строительной отрасли. В следующих разделах будет подробно рассмотрена киберсистема управления энергопотреблением здания (CEBEMS), основанная на концептуальной основе, приведенной в [4]. CEBEMS была описана в [4] с особым акцентом на а) физические аспекты, включая некоторые новые аппаратные средства, и б) кибераспекты, включая схемы управления энергопотреблением зон отопления, охлаждения и электроснабжения.B. Физический аспект CEBEMS На рис. 2 показаны блоки производства, хранения и потребления энергии в здании, а также пути прохождения энергии.
Целью такой системы является достижение высокой общей энергоэффективности, низкого уровня выбросов и экономической целесообразности без ущерба для предпочтений и комфорта потребителей. Предлагаемая локальная BEMS имеет три зоны интереса: электрическую зону, зону нагрева и зону охлаждения. Электрическая зона может иметь некоторое количество ВИЭ. В этой формулировке фотоэлектрический (PV) ресурс, подключение к сети и комбинированные теплоэлектростанции (ТЭЦ) используются в качестве блоков генерации и блока хранения энергии (т.г. аккумуляторная батарея) присутствует в системе. Эта установка отвечает за питание электрических нагрузок в здании. В зоне нагрева имеется гелиотермальный нагреватель, рекуперированное тепло от ТЭЦ, печь на природном газе и теплоаккумулятор в качестве установок для производства и хранения тепла. Тепловые нагрузки могут быть разделены в соответствии с потребностями помещений в отоплении и горячей воде. Зона охлаждения может иметь кондиционер и абсорбционный охладитель, который использует рекуперированное тепло от ТЭЦ для охлаждения помещений.
Ожидается, что не все блоки, показанные на рис. 1, необходимо использовать в CEBEMS-кандидате. Выбор и комбинация соответствующих блоков зависит от размера здания и потребности в энергии. В коммерческих зданиях локальный электрический генератор в сочетании с рекуперацией отработанного тепла и абсорбционными чиллерами называется системой охлаждения, отопления и электроснабжения здания (BCHP) [7] [7], где отработанное тепло от генератора используется как для отопления, так и для охлаждения здания. Обычно эффективность использования топлива системы БТЭЦ составляет около 80%, некоторые системы могут превышать 90%, [8], что намного выше, чем максимальная эффективность для отдаваемой мощности центральной электростанции (т.д., 55% — 60%), [8]; когда экономия углерода системы BCHP сравнивается с традиционной системой котла и чиллера, результат значителен [7]. Коммерческие здания также могут использовать солнечные тепловые панели для горячего водоснабжения (ГВС) и твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) в системе ТЭЦ в качестве чистых и возобновляемых источников энергии с целью сокращения выбросов парниковых газов и независимости от ископаемого топлива.
C. Кибер-аспект CEBEMS Предлагаемая CEBEMS достигается с помощью подхода MAS, как показано на рис. 3. В каждой зоне, указанной в разделе II.A, преобразование, хранение и потребление энергии точно измеряются и распределяются интеллектуальным агентом, встроенным в каждую зону. Соответствующими агентами являются E-агент для электричества, H-агент для нагрева и C-агент для зон охлаждения соответственно. Три агента взаимодействуют друг с другом через локальную сеть (LAN), когда задача управления энергопотреблением выходит за рамки возможностей одного агента или агенты должны работать вместе для выполнения ряда задач. Методы управления и контроля энергии трех агентов и их коммуникации подробно обсуждаются в разделе III.III. ПРОЦЕСС ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ДЛЯ МУЛЬТИАГЕНТНОЙ СИСТЕМЫ В коммерческой системе BCHP очень важен размер энергосистемы для электрических зон, нагрева и охлаждения, потому что, когда работает местная генерация, рекуперированное отработанное тепло также должно использоваться одновременно, в противном случае , общая энергоэффективность снизится, и его преимущество в энергоэффективности и экономичности будет утрачено.
Размер системы в основном имеет три сравнительных ссылки: а) отслеживание электрической нагрузки, б) обеспечение базовой электрической нагрузки и в) отслеживание тепловой нагрузки.Сравнительная ссылка а), скорее всего, предназначена для здания, изолированного от сети, поэтому здание может быть энергонезависимым. Из-за стоимости топлива, затрат на техническое обслуживание генератора на месте и тарифа на электроэнергию на время использования (TOU) ссылка а) не является экономически эффективной для зданий, подключенных к сети. Ссылка б) предназначена для сетки
Это приведет к потере избыточной тепловой энергии в ночное время, а неудовлетворенная тепловая нагрузка в течение дня должна быть удовлетворена за счет дополнительного котла, что, возможно, приведет к дополнительным затратам на установку, увеличению стоимости энергии и потере преимуществ системы БТЭЦ. Возможная рекомендация состоит в том, чтобы определить размер системы BCHP на основе сравнительного эталона c), i.д., чтобы следовать тепловой нагрузке. Генератор рассматривается как котел для обеспечения горячей водой для отопления здания, а также как источник тепла абсорбционного чиллера для охлаждения здания. Производство электроэнергии рассматривается как дополнительный компонент, который может, по крайней мере, частично компенсировать спрос, а любой излишек будет продаваться обратно в сеть с целью получения прибыли. Как показано на рис. 1, тепловая нагрузка выше, чем электрическая нагрузка в типичном коммерческом здании, поэтому определение размеров и планирование системы BCHP
Целью сравнительной ссылки c) является полное использование системы BCHP в BEMS. A. Управление энергопотреблением в зоне обогрева — управление H-агентом при принятии решения Размер системы BCHP в предлагаемом коммерческом офисном здании определяется в зависимости от тепловой нагрузки, где HAgent отвечает за полное использование рекуперированного тепла для отопления. Тем не менее, потребность в отоплении в каждой комнате здания не может быть точно предсказана, поэтому в качестве дополнения к отоплению необходим котел. Целью CEBEMS является минимизация стоимости энергии, поэтому реальная стоимость энергии в каждой зоне должна быть изучена до того, как будет реализована какая-либо техника оптимизации для «минимальной стоимости».В зоне нагрева возможная стоимость энергии связана с производством и распределением горячей воды. Горячая вода, полученная от генератора, рассматривается как побочный продукт производства электроэнергии, поэтому стоимость топлива уже учтена в электрической зоне
Горячая вода, произведенная из дополнительного котла, нуждается в природном газе в качестве топлива, поэтому эта стоимость должна учитываться в зоне нагрева. На стороне распределения, независимо от того, нагревается ли горячая вода с помощью котла на природном газе или рекуперируется отработанное тепло генератора, водяные насосы должны работать постоянно, независимо от источников горячей воды.Потребление электроэнергии также учитывается в зоне электроснабжения, поэтому распределение горячей воды считается бесплатным в зоне отопления. Следовательно, минимальные затраты энергии в сутки в зоне обогрева можно представить в виде (1), где потребление энергии исследуется каждые 15 минут, и тогда сумма потраченных денег в эти промежутки времени будет стоимостью одних суток. . (1) t = 0, где $NG — цена на природный газ, а ENG — потребление природного газа каждые 15 минут. Однако (1) не может показать процесс энергосбережения (т.т. е. производство рекуперированной горячей воды, распределение и сокращение сжигания природного газа), и, следовательно, не имеет возможности управления по энергосбережению и минимизации сжигания природного газа.
Следовательно, уравнение оптимизации должно быть изменено с минимизации затрат на энергию на максимизацию эффективности использования энергии. Из-за большого расстояния от стороны производства горячей воды до конца потребления (т. е. нагревательных змеевиков или радиаторов) и ограничения скорости потока воды в распределительных трубах нельзя пренебрегать временем распределения горячей воды.В [9] метод управления цепочками поставок «точно в срок» (JIT) был впервые применен в системе централизованного теплоснабжения. JIT требует, чтобы желаемое количество горячей воды было отправлено в желаемый конец потребления в желаемое время [9]. В этом подразделе будет представлена оптимизация распределения горячей воды, основанная на идее JIT, направленной на повышение эффективности использования горячей воды для отопления помещений. В (2) показано, что максимизируется эффективность использования рекуперированного тепла, что приводит к сжиганию меньшего количества природного газа в дополнительном котле, поэтому затраты энергии в зоне нагрева минимизируются.
мин ∑ ($ NG × ENG)
24× 4
потребителю j потребность в выработке воды (t −
ijD
период t − t ijD у поставщика i ( m3 ), с учетом ограничений:
i =1 j =1 t =0
ijD Управление энергопотреблением в зоне нагрева — управление C-агентом при принятии решения В типичной коммерческой системе центрального охлаждения холодная вода из центральной системы охлаждения распределяется по охлаждающим змеевикам, расположенным на манипуляторах, где вентиляторы продолжают дуть при включенном цикле. затем охлажденный воздух поступает в кондиционированные помещения с вентиляционным воздухом. Поскольку размер системы БТЭЦ был рассчитан в зависимости от тепловой нагрузки, абсорбционный охладитель мог не обеспечивать достаточное количество охлажденной воды для охлаждения помещений из-за ограниченного количества рекуперируемого тепла, поэтому электрический охладитель (т.е., водокомпрессионный чиллер) должен быть включен в зону энергии охлаждения. Точно так же охлажденная вода, поступающая из системы БТЭЦ, должна быть оптимизирована для максимального использования. Электрический чиллер включается, когда абсорбционный чиллер не может обеспечить необходимое охлаждение. Целевая функция в (6) представляет собой оптимизационную функцию, встроенную в C-Agent, в которую также включена охлажденная вода, поступающая от электрического чиллера, поскольку потребность в охлаждении должна удовлетворяться как абсорбционным чиллером, так и электрическим чиллером.
В центральной системе охлаждения, где в качестве охлаждающего устройства используется только один электрический охладитель, удовлетворяется потребность в охлаждении. Поэтому в качестве охлаждающих устройств здесь используются только один абсорбционный и один электрический охладитель.
q =1 t = 0
a ( t −taqD )
3
в течение периода времени t − teqD ( м3 ), и следующие параметры: Dqt = прогнозируемое количество охлажденной воды, требуемое в охлаждающем змеевике q в течение периода времени t ( м3 ) Scq = расстояние между центральными чиллерами и охлаждающим змеевиком q (м) Qcqt = расход охлажденной воды в распределительных трубах du период времени кольца t ( м3 / с ) tcqD = время распределения Eqt от центральных чиллеров к охлаждающему змеевику q E(minaqD ) = минимальное количество охлажденной воды, которое может быть t − t обеспечено абсорбционным чиллером в течение интервала времени t − taqD ( м3 ) УПРАВЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЬЮ С ПОМОЩЬЮ E-AGENT Управление Уровень мощности освещения Уровень охлаждения Уменьшить 0 Нет Нет 1 90 % 0,5 °C 2 85 % 1,0 °C 3 80 % 1,5 °C
из абсорбционного чиллера в течение интервала времени t − taqD ( м3 ) с учетом ограничений: Eqt ≥ Dqt (7) (8) (9) (10 ) 4. До сих пор взаимодействие достигалось за счет глобальной общей информации в программном обеспечении для компьютерного моделирования. Однако в дальнейшем взаимодействие между агентами планируется реализовать с помощью возможных сетевых платформ-кандидатов.
IV. ПРИМЕР ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ЗДАНИЯ С МИНИМАЛЬНОЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ В этом разделе рассматривается пример, демонстрирующий энергосберегающие возможности CEBEMS в обычный летний и зимний день в зависимости от погоды в Голдене, Колорадо. Затем тестовое здание [ 12] моделируется для изучения экономии затрат на электроэнергию, где цена коммунальной энергии основана на синтетических данных для тарифа, предоставленных программным обеспечением EnergyPlus. В следующих подразделах описываются некоторые программные приложения, использованные в этом тематическом исследовании.
E(at −taqD ) + E(et −teqD ) > Dqt Управление энергопотреблением в зоне обогрева — контроль принятия решений E-Agent Управление энергопотреблением в зоне электроснабжения преследует две цели: (1) управление спросом, которое пытается снизить пиковую электрическую нагрузку, и (2) связь с коммунальным предприятием для получения информации о спросе и ценах на электроэнергию и природный газ в режиме реального времени, попытка привлечь здание к участию в реагировании на спрос и загрузка информации об энергии здания в базу данных для определенных уполномоченных лиц для загрузки и использования. в контрольных действиях.В здании, рассматриваемом в CEBEMS, управление спросом достигается за счет снижения уровня мощности освещения и понижения уставки охлаждения в часы пик [10]. Управление спросом имеет три уровня, от уровня 1 до уровня 3, как показано в таблице I, где уровень управления спросом изменяется от умеренного до более агрессивного. Цель управления нагрузкой состоит в том, чтобы привлечь здание к участию в реагировании на спрос с коммунальным предприятием, чтобы здание могло получать прибыль для достижения цели строительства с нулевой чистой стоимостью.
В ответе на спрос CEBEMS E-Agent постоянно связывается с коммунальным предприятием для получения цен на энергию и информации об ответе на спрос, а также пытается снизить спрос на локальную нагрузку, чтобы участвовать в реагировании на спрос для получения прибыли. С другой стороны, здание
AMPL не решает задачи оптимизации напрямую, но вызывает внешний решатель для решения проблем, таких как CPLEX, SNOPT, MINOS, IPOPT, KNITRO, LOQO, LANCELOT, подходящими методами нелинейного программирования (NLP) являются SQP, множители Лагранжа и IPM.AMPL также является глобальным решателем; следовательно, не нужно беспокоиться о достижении локальных максимумов или минимумов.
4. Взаимодействия CEBEMS
соответственно) согласно оптимизированному значению, рассчитанному Н- и С-агентами. EnergyPlus поддерживает определяемые пользователем графики работы насосов с переменным расходом. В этом случае потребность в воде на стороне подачи каждые 15 минут вводится в график соответствующего насоса в качестве управляющего сигнала от исполнительного механизма, после чего потребности здания в отоплении и охлаждении удовлетворяются за счет оптимизированного графика расхода воды, рассчитанного AMPL.
C. Результаты. В таблицах II и III показано потребление энергии при конечном использовании по сравнению с базовым сценарием, моделью BCHP и моделью Анализ можно провести на основе трех моделей системы управления энергопотреблением, сравниваемых в таблицах II и III: 1) Сравнение базового сценария и модели БТЭЦ показывает, что потребление электроэнергии в модели БТЭЦ значительно сократилось (особенно летом), но природный газ потребление было значительно увеличено из-за установки системы BCHP, которая изменила основное потребление энергии с электричества на природный газ.
ТАБЛИЦА II. КОНЕЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ЗДАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ОБЫЧНЫМ ЛЕТНИМ ДНЕМ В GOLDEN, CO 4 и 5. На рис. 4 и 5 в качестве сравнительного ориентира нанесены только электрическая и тепловая потребности модели БТЭЦ, потому что, если E-Agent не выполняет управление нагрузкой, потребность в энергии будет одинаковой в этих двух моделей, если выполняется управление нагрузкой, потребность в энергии в модели CEBEMS будет меньше, поэтому в качестве сравнительного ориентира необходимо нанести только потребность в энергии в модели BCHP. Из сравнения, показанного на рис. 4 и 5 анализ представлен ниже: 1) В модели БТЭЦ как тепловая, так и электрическая выработка превышает спрос; избыточное производство электроэнергии продается обратно в сеть.Таблицы II и III также показывают, что использование природного газа в котлах равно нулю в моделях BCHP и CEBEMS, поэтому потребность в отоплении полностью удовлетворяется за счет рекуперации тепла. Потребление электроэнергии для охлаждения помещений в модели БТЭЦ значительно снижено по сравнению с базовым вариантом, но абсорбционный чиллер не полностью заменил электрический чиллер, поскольку размер системы БТЭЦ зависит от потребности в отоплении помещений, поэтому выход охлажденной воды абсорбционного чиллера составляет ограничивается горячей водой, произведенной местным генератором.
2) В модели CEBEMS выход тепловой энергии системы BCHP оптимизируется с помощью H- и C-агентов, пики тепловой генерации корректируются с помощью расчетных данных, которых достаточно для конечного использования, и предотвращается чрезмерное производство горячей воды. Обратите внимание, что тепловая генерация в модели CEBEMS также может быть выше, чем тепловая генерация BCHP модели BCHP. Это может быть использовано в качестве подготовки к предстоящему более высокому спросу на энергию. As
В модели CEBEMS тепловой выход генератора относительно более плавный, чем в модели BCHP, поэтому
типичный летний день База BCHP Cebems Case Model Model 25.92 174.58 2.91 203.41 16.27 219.68 12.45 33.94 2.91 49.3. 3.94 53.24 11.39 28.34 0.425 40.15 3.21 43.37 Типичный зимний день База BCHP CEBEM Модель модели 12.33 33.13 2.91 48.37 3.87 52.24 9.37 3.87 52.24 9.42 12.35 291 24.68 1.9744 26.65 8.68 1.9744 26.65 8.57 10.56 0.425 19.56 1.56 21.12 VI. БЛАГОДАРНОСТЬ Авторы признают финансовую поддержку Премии № 0931748 от Национального научного фонда (NSF). Авторы также выражают признательность Центру расширенного управления энергетическими и энергетическими системами (ACEPS) Горной школы Колорадо.Авторы выражают благодарность д-ру Александре Ньюман из Колорадской горной школы и д-ру Свену Лейфферу из Аргоннской национальной лаборатории за их помощь в AMPL. VII. ССЫЛКИ
е. 8% в данном случае). В этом случае корректировки и надбавки равны нулю, поэтому в Таблице IV они не показаны. Что касается платы за электроэнергию, удельная стоимость электроэнергии и цена на природный газ определены как 10,23 цента/кВтч и 9,55 долл. США/тыс.куб.футов соответственно.Плата за обслуживание определяется потребностью здания в электроэнергии от коммунального предприятия. Если потребность здания в электроэнергии в часы пик превышает 10 кВт, то плата за обслуживание составит 87,3 доллара США в месяц; в противном случае плата за обслуживание составит 12,74 доллара в месяц. Плата за услуги, применяемая здесь, делится на 30, чтобы отразить стоимость одного дня месяца. Плата за спрос использует блочные ставки, определяемые типом платы за обслуживание здания. Подробную информацию о частоте блоков см. в [12].В этом тематическом исследовании стоимость энергии модели БТЭЦ имеет значительную экономию средств по сравнению с базовым вариантом, поскольку система БТЭЦ по своей природе является энергоэффективной; Модель CEBEMS обеспечивает большую экономию затрат на энергию по сравнению с моделью BCHP, поскольку системы управления принятием решений MAS с поддержкой кибертехнологий работают над оптимизацией использования энергии.
Однако реальная сумма экономии затрат будет изменена, если в моделировании используется другой тариф на коммунальные услуги. V. ВЫВОДЫ
[5]. П. Торчеллини, С. Плесс и М. Деру, «Здания с нулевым потреблением энергии: критический взгляд на определение», представлено на летнем исследовании ACEEE, Пасифик Гроув, Калифорния, 14–18 августа 2006 г. [6]. Б. Л. Кейпхарт, Уэйн. К. Тернер и У. Дж. Кеннеди, Руководство по управлению энергопотреблением, 6-е изд.Fairmont Press, 2008. [7]. Климатическая группа, «Создание интегрированных систем охлаждения, тепла и электроэнергии для рентабельного снижения выбросов углерода», Климатическая группа Всемирного альянса за децентрализованную энергетику, 2005 г. [8]. Ассоциация чистой теплоэнергетики США, «Основы ТЭЦ», [онлайн]. Доступно: http://www.uschpa.org/. [Доступ: январь 2010 г.] [9]. Ф. Вернстедт и П. Дэвидссон, «Архитектура многоагентной системы для координации производства и распределения точно в срок», Proc. SAC 2002, Испания, стр. 294-299.[10]. Документация EnergyPlus. EnergyPlus, версия 5.0.0, апрель 2010 г. [11]. AMPL — язык моделирования для математического программирования. [Онлайн].
Доступно: http://www.ampl.com/. [Доступ: февраль 2010 г.]. [12]. MicroCogeneration.idf, EnergyPlus Version 5.0.0, Министерство энергетики США, апрель 2010 г.
IPUMS CPS
Схема вращения CPS