Obliczenia termotechniczne na przykładzie. Obliczenia cieplne konstrukcji: co to jest i jak jest przeprowadzane

Aby mieszkanie było ciepłe podczas najcięższych mrozów, konieczne jest wybranie odpowiedniego systemu izolacji termicznej - w tym celu wykonuje się obliczenia cieplne zewnętrzna ściana Wynik obliczeń pokazuje, jak skuteczna jest rzeczywista lub projektowana metoda izolacji.

Jak wykonać obliczenia termiczne ściany zewnętrznej

Najpierw musisz przygotować dane początkowe. Następujące czynniki wpływają na parametr projektowy:

region klimatyczny, w którym znajduje się dom;
przeznaczeniem lokalu jest budynek mieszkalny, budynek przemysłowy, szpital;
tryb pracy budynku - sezonowy lub całoroczny;
obecność w projekcie otworów drzwiowych i okiennych;
wilgotność wewnętrzna, różnica między temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną;
liczba pięter, cechy podłogi.

Po zebraniu i zarejestrowaniu wstępnych informacji wyznaczane są współczynniki przewodności cieplnej materiały budowlane z którego wykonana jest ściana. Stopień pochłaniania i wymiany ciepła zależy od tego, jak wilgotny jest klimat. W związku z tym, aby obliczyć współczynniki, opracowano mapy wilgotności Federacja Rosyjska. Następnie wszystkie wartości liczbowe niezbędne do obliczeń są wprowadzane do odpowiednich wzorów.

Obliczenia termotechniczne ściany zewnętrznej na przykładzie ściany z pianobetonu

Jako przykład obliczono właściwości termoizolacyjne ściany wykonanej z bloczków piankowych, ocieplonej styropianem o gęstości 24 kg/m3 i otynkowanej obustronnie zaprawą wapienno-piaskową. Obliczenia i selekcja danych tabelarycznych przeprowadzane są w oparciu o reguły budowlane. Dane wstępne: teren budowy - Moskwa; wilgotność względna - 55%, Średnia temperatura w domu tw = 20O C. Grubość każdej warstwy ustala się: δ1, δ4=0,01m (tynk), δ2=0,2m (pianobeton), δ3=0,065m (styropian „SP Radoslav”).
cel obliczenia termotechniczneściany zewnętrznej jest określenie wymaganej (Rtr) i rzeczywistej (Rf) odporności na przenikanie ciepła.
Obliczenie

Zgodnie z tabelą 1 SP 53.13330.2012, w danych warunkach przyjmuje się, że reżim wilgotności jest normalny. Wymaganą wartość Rtr oblicza się według wzoru:
Rtr=a GSOP+b,
gdzie a, b są przyjmowane zgodnie z tabelą 3 SP 50.13330.2012. dla budynku mieszkalnego i ściany zewnętrznej a = 0,00035; b = 1,4.
GSOP - stopniodni okresu grzewczego, obliczane są według wzoru (5.2) SP 50.13330.2012:
GSOP=(cyna-całka)zot,
gdzie tv \u003d 20O C; tot to średnia temperatura zewnętrzna w sezonie grzewczym, zgodnie z Tabelą 1 SP131.13330.2012 tot = -2,2°C; zot = 205 dni (czas trwania sezonu grzewczego wg tej samej tabeli).
Podstawiając wartości tabelaryczne, znajdują: GSOP = 4551O C * dzień; Rtr \u003d 2,99 m2 * C / W
Zgodnie z Tabelą 2 SP50.13330.2012 dla normalnej wilgotności dobiera się współczynniki przewodności cieplnej każdej warstwy „ciasta”: λB1=0,81W/(m°C), λB2=0,26W/(m°C), λB3= 0,041W/(m°C), λB4=0,81W/(m°C).
Zgodnie ze wzorem E.6 SP 50.13330.2012 określa się warunkową odporność na przenoszenie ciepła:
R0cond=1/αint+δn/λn+1/αext.
gdzie αext \u003d 23 W / (m2 ° С) z punktu 1 tabeli 6 SP 50.13330.2012 dla ścian zewnętrznych.
Zastępując liczby, uzyskaj R0usl = 2,54 m2 ° C / W. Doprecyzowuje się ją współczynnikiem r = 0,9, który zależy od jednorodności konstrukcji, obecności żeber, zbrojenia, zimnych mostków:
Rf=2,54 0,9=2,29m2 °C/W.

Otrzymany wynik wskazuje, że rzeczywisty opór cieplny jest mniejszy niż wymagany, dlatego projekt ściany wymaga ponownego rozważenia.

Obliczenia termotechniczne ściany zewnętrznej, program upraszcza obliczenia

Proste usługi komputerowe przyspieszają procesy obliczeniowe i poszukiwanie wymaganych współczynników. Warto zapoznać się z najpopularniejszymi programami.

„TeReMok”. Wprowadzane są dane wstępne: typ budynku (mieszkalny), temperatura wewnętrzna 20O, reżim wilgotności - normalny, obszar zamieszkania - Moskwa. W następnym oknie otwiera się obliczona wartość standardowej odporności na przenikanie ciepła - 3,13 m2 * ° C / W.
Na podstawie obliczonego współczynnika przeprowadza się obliczenia termotechniczne zewnętrznej ściany z pustaków piankowych (600 kg/m3), ocieplonej styropianem ekstrudowanym Flurmat 200 (25 kg/m3) i otynkowanej zaprawą cementowo-wapienną. Wybierz z menu odpowiednie materiały, odkładając ich grubość (blok piankowy - 200 mm, tynk - 20 mm), pozostawiając komórkę o grubości izolacji niewypełnioną.
Po naciśnięciu przycisku „Obliczenia” uzyskuje się żądaną grubość warstwy termoizolacyjnej - 63 mm. Wygoda programu nie eliminuje jego wady: nie uwzględnia różnej przewodności cieplnej materiału murarskiego i zaprawy. Dzięki autorowi można powiedzieć pod tym adresem http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
Drugi program jest oferowany przez serwis http://rascheta.net/. Różni się od poprzedniej usługi tym, że wszystkie grubości są ustawiane niezależnie. Do obliczeń wprowadza się współczynnik jednorodności inżynierii cieplnej r. Wybiera się go z tabeli: dla bloczków z pianobetonu ze zbrojeniem drutem w spoinach poziomych r = 0,9.
Po wypełnieniu pól program wystawia raport o tym, co jest rzeczywiste odporność termiczna wybrany projekt, czy spełnia warunki klimatyczne. Dodatkowo podano sekwencję obliczeń ze wzorami, źródłami normatywnymi i wartościami pośrednimi.

Podczas budowy domu lub wykonywania prac termoizolacyjnych ważna jest ocena skuteczności izolacji ściany zewnętrznej: obliczenie termiczne wykonane samodzielnie lub przy pomocy specjalisty pozwala to zrobić szybko i dokładnie.

Jeśli zamierzasz budować
mały murowany domek, to oczywiście będziesz miał pytania: „Co
czy ściana powinna być gruba?”, „Czy potrzebuję ocieplenia?”, „Którą stronę położyć
podgrzewacz? itp. i tak dalej.

W tym artykule postaramy się
zrozum to i odpowiedz na wszystkie pytania.

Obliczenia inżynierii cieplnej
potrzebna jest przede wszystkim struktura otaczająca, aby dowiedzieć się, która
grubość powinna być twoją zewnętrzną ścianą.

Najpierw musisz zdecydować, ile
kondygnacje będą w Twoim budynku i w zależności od tego dokonywana jest kalkulacja
przegrody budowlane według nośności (nie w tym artykule).

Na podstawie tych obliczeń ustalamy
liczbę cegieł w murze twojego budynku.

Na przykład okazało się, że 2 gliny
cegły bez pustek, długość cegły 250 mm,
grubość zaprawy 10 mm, łącznie 510 mm (gęstość cegły 0,67
przyda się nam później). Decydujesz się pokryć zewnętrzną powierzchnię
płytki licowe o grubości 1 cm (przy zakupie koniecznie się dowiedz
gęstości), a wewnętrzną powierzchnię tynkiem zwykłym o grubości warstwy 1,5
cm, nie zapomnij również znaleźć jego gęstości. Łącznie 535 mm.

Aby budynek mógł
zawaliło się oczywiście dość, ale niestety w większości miast
Rosyjskie zimy są mroźne i dlatego takie mury będą zamarzać. I nie do
ściany są zamarznięte, potrzebna jest kolejna warstwa izolacji.

Obliczana jest grubość warstwy izolacji
w następujący sposób:

1. W Internecie musisz pobrać SNiP
II 3-79* —
„Ciepłownictwo budowlane” i SNiP 23-01-99 - „Klimatologia budowlana”.

2. Otwieramy budowę SNiP
klimatologia i znajdź swoje miasto w tabeli 1* i spójrz na wartość na przecięciu
kolumna „Temperatura powietrza w najzimniejszym pięciodniowym okresie, ° С, bezpieczeństwo
0,98" i struny z Twoim miastem. Na przykład dla miasta Penza t n \u003d -32 o C.

3. Szacunkowa temperatura powietrza w pomieszczeniu
Brać

t w = 20 o C.

Współczynnik przenikania ciepła dla ścian wewnętrznychA c \u003d 8,7 W / m 2 ˚С

Współczynnik przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych w warunkach zimowychA n \u003d 23 W / m 2 ˚С

Normatywne różnice temperatur między temperaturą wewnętrzną
powietrze i temperatura wewnętrznej powierzchni otaczających strukturΔ t n \u003d 4 o C.

4. Dalej
wymagany opór przenikania ciepła określamy według wzoru # G0 (1a) z ciepłownictwa budowlanego
GSOP = (t in - t from.per.) z from.per , GSOP=(20+4,5) 207=507,15 (dla miasta
Penzy).

Zgodnie ze wzorem (1) obliczamy:

(gdzie sigma jest bezpośrednio grubością
materiał i gęstość lambda. Iwziął jako grzejnik
pianka poliuretanowapanele o gęstości 0,025)

Przyjmujemy grubość izolacji równą 0,054 m.

Zatem grubość ścianki będzie wynosić:

D = D 1 + D 2 + D 3 + D 4 =

0,01+0,51+0,054+0,015=0,589
M.

Nadszedł sezon naprawczy. Złamałem głowę: jak to zrobić dobra naprawa za mniejsze pieniądze. Nie ma myśli o kredycie. Opierając się tylko na istniejących...

Zamiast odkładać poważny remont z roku na rok, można się do niego przygotować w taki sposób, aby przeżyć go z umiarem…

Najpierw musisz usunąć wszystko, co zostało ze starej firmy, która tam pracowała. Przełamujemy sztuczną barierę. Potem zrywamy wszystko ...

Wstępne dane

Miejsce budowy - Omsk

z ht = 221 dni

T ht = -8,4ºС.

T ext = -37ºС.

T int = + 20ºС;

wilgotność powietrza: = 55%;

Warunki eksploatacji konstrukcji otaczających - B. Współczynnik przenikania ciepła wewnętrznej powierzchni ogrodzenia A ja nt \u003d 8,7 W / m 2 ° С.

A ext \u003d 23 W / m 2 ° C.

Niezbędne dane dotyczące warstw konstrukcyjnych ściany do obliczeń termicznych podsumowano w tabeli.

1. Wyznaczanie stopniodni okresu grzewczego według wzoru (2) SP 23-101-2004:

D d \u003d (t int - t ht) z th \u003d (20–(8,4)) 221 \u003d 6276,40

2. Znormalizowana wartość oporu przenikania ciepła ścian zewnętrznych według wzoru (1) SP 23-101-2004:

R reg \u003d a D d + b \u003d 0,00035 6276,40+ 1,4 \u003d 3,6 m 2 ° C / W.

3. Zmniejszony opór przenikania ciepła R 0 r ściany zewnętrzne z cegły o pow skuteczna izolacja budynki mieszkalne oblicza się według wzoru

R 0 r = R 0 arb r,

gdzie R 0 conv - opór przenikania ciepła ścian z cegły, warunkowo określony wzorami (9) i (11) bez uwzględnienia wtrąceń przewodzących ciepło, m 2 ·°С / W;

R 0 r - zmniejszona odporność na przenikanie ciepła, z uwzględnieniem współczynnika jednorodności termicznej R, co dla ścian wynosi 0,74.

Obliczenia przeprowadza się z warunku równości

stąd,

R 0 warunkowy \u003d 3,6 / 0,74 \u003d 4,86 m 2 ° C / W

R 0 conv \u003d R si + R k + R se

R k \u003d R reg - (R si + R se) \u003d 3,6- (1 / 8,7 + 1/23) \u003d 3,45 m 2 ° C / W

4. Opór cieplny zewnętrznej ceglana ściana Strukturę warstwową można przedstawić jako sumę oporów cieplnych poszczególnych warstw, tj.

R do \u003d R 1 + R 2 + R ut + R 4

5. Wyznacz opór cieplny izolacji:

R ut \u003d R k + (R 1 + R 2 + R 4) \u003d 3,45– (0,037 + 0,79) \u003d 2,62 m 2 ° С / W.

6. Znajdź grubość izolacji:

\u003d R ut \u003d 0,032 2,62 \u003d 0,08 m.

Akceptujemy grubość izolacji 100 mm.

Ostateczna grubość ściany wyniesie (510+100) = 610 mm.

Dokonujemy sprawdzenia uwzględniając przyjętą grubość izolacji:

R 0 r \u003d r (R si + R 1 + R 2 + R ut + R 4 + R se) \u003d 0,74 (1 / 8,7 + 0,037 + 0,79 + 0,10 / 0,032 + 1/23 ) \u003d 4,1m 2 ° C / W.

Stan R Wykonywane jest 0 r \u003d 4,1> \u003d 3,6 m 2 ° C / W.

Sprawdzanie przestrzegania wymagań sanitarno-higienicznych

ochrona termiczna budynku

1. Sprawdź stan :

∆T = (T int- T wew)/ R 0r A int \u003d (20-(37)) / 4,1 8,7 \u003d 1,60 ºС

Według tabeli. 5SP 23-101-2004 ∆ T n = 4 °C, zatem warunek ∆ T = 1,60< ∆T n = 4 ºС jest spełnione.

2. Sprawdź stan :

] = 20 – =

20 - 1,60 = 18,40ºС

3. Zgodnie z Załącznikiem Sp 23-101-2004 dla temperatury powietrza w pomieszczeniu T int = 20 ºС i wilgotność względna = 55% temperatura punktu rosy T d = 10,7ºС, zatem warunek τsi = 18,40> T d= wykonane.

Wniosek. Otaczająca struktura spełnia wymagania wymogi regulacyjne ochrona termiczna budynku.

4.2 Obliczenia termotechniczne zadaszenia poddasza.

Wstępne dane

Wyznacz grubość ocieplenia stropu poddasza, składającego się z ocieplenia δ=200 mm, paroizolacji, prof. arkusz

Poddasze:

Pokrycie łączone:

Miejsce budowy - Omsk

Długość okresu grzewczego z ht = 221 dni.

Średnia temperatura projektowa okresu grzewczego T ht = -8,4ºС.

Temperatura zimna pięć dni T ext = -37ºС.

Obliczenia wykonano dla pięciopiętrowego budynku mieszkalnego:

temperatura powietrza w pomieszczeniu T int = + 20ºС;

wilgotność powietrza: = 55%;

reżim wilgotności w pomieszczeniu jest normalny.

Warunki eksploatacji konstrukcji otaczających - B.

Współczynnik przenikania ciepła wewnętrznej powierzchni ogrodzenia A ja nt \u003d 8,7 W / m 2 ° С.

Współczynnik przenikania ciepła zewnętrznej powierzchni ogrodzenia A ext \u003d 12 W / m 2 ° C.

Nazwa materiału Y 0 , kg / m³ δ , m λ, mR, m 2 ° C / W

1. Wyznaczanie stopniodni okresu grzewczego według wzoru (2) SP 23-101-2004:

D d \u003d (t int - t ht) z th \u003d (20 -8,4) 221 \u003d 6276,4 ° C dzień

2. Racjonowanie wartości oporu przenikania ciepła stropu poddasza według wzoru (1) SP 23-101-2004:

R reg \u003d a D d + b, gdzie aib są wybierane zgodnie z tabelą 4 SP 23-101-2004

R reg \u003d a re d + b \u003d 0,00045 6276,4+ 1,9 \u003d 4,72 m² ºС / W

3. Obliczenia termotechniczne przeprowadza się od warunku, że całkowity opór cieplny R 0 jest równy znormalizowanemu R reg , tj.

4. Ze wzoru (8) SP 23-100-2004 określamy opór cieplny przegród budowlanych R k (m² ºС / W)

R k \u003d R reg - (R si + R se)

Rreg = 4,72 m² ºС / W

R si \u003d 1 / α int \u003d 1 / 8,7 \u003d 0,115 m² ºС / W.

R se \u003d 1 / α ext \u003d 1/12 \u003d 0,083 m² ºС / W.

R k \u003d 4,72– (0,115 + 0,083) \u003d 4,52 m² ºС / W.

5. Opór cieplny przegród zewnętrznych budynku (poddasza) można przedstawić jako sumę oporów cieplnych poszczególnych warstw:

R k \u003d R cb + R pi + R tss + R ut → R ut \u003d R c + (R cb + R pi + R cs) \u003d R c - (d / λ) \u003d 4,52 - 0,29 \u003d 4 .23

6. Korzystając ze wzoru (6) SP 23-101-2004, określamy grubość warstwy izolacyjnej:

d ut = R ut λ ut = 4,23 0,032= 0,14 m

7. Akceptujemy grubość warstwy izolacyjnej 150mm.

8. Rozważamy całkowity opór cieplny R 0:

R 0 \u003d 1 / 8,7 + 0,005 / 0,17 + 0,15 / 0,032 + 1 / 12 \u003d 0,115 + 4,69 + 0,083 \u003d 4,89m² ºС / W

R 0 ≥ R reg 4,89 ≥ 4,72 spełnia wymaganie

Sprawdzenie stanu

1. Sprawdź spełnienie warunku ∆t 0 ≤ ∆t n

Wartość ∆t 0 określa wzór (4) SNiP 23-02-2003:

∆t 0 = n (t int - t ext) / R 0 za int 6

∆t 0 \u003d 1 (20 + 37) / 4,89 8,7 \u003d 1,34ºС

Według tabeli. (5) SP 23-101-2004 ∆t n = 3 ºС, zatem warunek ∆t 0 ≤ ∆t n jest spełniony.

2. Sprawdź spełnienie warunku τ > t d

Wartość τ obliczamy według wzoru (25) SP 23-101-2004

tsi = t int– [N(t int–tekst)]/(R o int)

τ \u003d 20- 1 (20 + 26) / 4,89 8,7 \u003d 18,66 ºС

3. Zgodnie z Załącznikiem R SP 23-01-2004 dla temperatury powietrza w pomieszczeniu t int = +20 ºС i wilgotności względnej φ = 55% temperatury punktu rosy t d = 10,7 ºС, zatem warunek τ >t d jest wykonywany.

Wniosek: podłoga na poddaszu spełnia wymogi regulacyjne.

W warunkach klimatycznych północnych szerokości geograficznych dla budowniczych i architektów niezwykle ważna jest prawidłowo wykonana kalkulacja cieplna budynku. Uzyskane wskaźniki dostarczą niezbędnych informacji do projektu, w tym materiałów użytych do budowy, dodatkowej izolacji, stropów, a nawet wykończenia.

Ogólnie rzecz biorąc, obliczanie ciepła wpływa na kilka procedur:

uwzględnienie przez projektantów przy planowaniu lokalizacji pomieszczeń, ściany nośne i ogrodzenia;
wykonanie projektu instalacji grzewczej i urządzeń wentylacyjnych;
wybór materiałów budowlanych;
analiza warunków eksploatacji budynku.

Wszystko to jest połączone pojedynczymi wartościami uzyskanymi w wyniku operacji rozliczeniowych. W tym artykule podpowiemy, jak wykonać obliczenia termiczne zewnętrznej ściany budynku, a także podamy przykłady zastosowania tej technologii.

Zadania procedury

Szereg celów dotyczy tylko budynków mieszkalnych lub, przeciwnie, obiektów przemysłowych, ale większość problemów do rozwiązania jest odpowiednia dla wszystkich budynków:

Zachowanie komfortowych warunków klimatycznych wewnątrz pomieszczeń. Pojęcie „komfort” obejmuje zarówno system grzewczy, jak i naturalne warunki ogrzewania powierzchni ścian, dachów oraz wykorzystanie wszystkich źródeł ciepła. Ta sama koncepcja obejmuje system klimatyzacji. Bez odpowiedniej wentylacji, zwłaszcza na produkcji, pomieszczenia nie będą nadawały się do pracy.
Oszczędzanie energii elektrycznej i innych zasobów do ogrzewania. Zachodzą tu następujące wartości:
- ciepło właściwe zastosowanych materiałów i skór;
- klimat na zewnątrz budynku;
- moc grzewcza.

Niezwykle nieekonomiczne jest instalowanie systemu grzewczego, który po prostu nie będzie używany we właściwym stopniu, ale będzie trudny w instalacji i kosztowny w utrzymaniu. Tę samą zasadę można przypisać drogim materiałom budowlanym.

Obliczenia termotechniczne - co to jest

Kalkulacja ciepła pozwala na ustawienie optymalnej (dwie granice - minimalna i maksymalna) grubości ścian konstrukcji otaczających i wsporczych, co zapewni długotrwałą eksploatację bez zamarzania i przegrzewania podłóg i ścianek działowych. Innymi słowy, ta procedura pozwala obliczyć rzeczywiste lub zakładane, jeśli jest przeprowadzane na etapie projektowania, obciążenie cieplne budynku, które zostanie uznane za normę.

Analiza opiera się na następujących danych:

projekt pomieszczenia - obecność przegród, elementów odbijających ciepło, wysokość sufitu itp .;
cechy reżimu klimatycznego na danym obszarze - granice temperatur maksymalnych i minimalnych, różnica i szybkość zmian temperatur;
położenie konstrukcji w punktach kardynalnych, czyli z uwzględnieniem absorpcji ciepło słoneczne, o której porze dnia jest maksymalna podatność na ciepło od słońca;
wpływy mechaniczne i właściwości fizyczne obiekt budowlany;
wskaźniki wilgotności powietrza, obecność lub brak ochrony ścian przed wnikaniem wilgoci, obecność uszczelniaczy, w tym impregnatów uszczelniających;
praca naturalnej lub sztucznej wentylacji, obecność „efektu cieplarnianego”, paroprzepuszczalność i wiele więcej.

Jednocześnie ocena tych wskaźników musi być zgodna z szeregiem norm - poziomem odporności na przenoszenie ciepła, przepuszczalnością powietrza itp. Rozważmy je bardziej szczegółowo.

Wymagania dotyczące obliczeń cieplnych pomieszczeń i związanej z nimi dokumentacji

Państwowe organy kontrolne, które zarządzają organizacją i regulacją budownictwa, a także sprawdzają wdrażanie środków bezpieczeństwa, opracowały SNiP nr 23-02-2003, w którym wyszczególniono normy dotyczące przeprowadzania środków ochrony termicznej budynków.

Dokument proponuje rozwiązania inżynierskie które zapewnią najwięcej ekonomiczne zużycie energia cieplna, która jest zużywana na ogrzewanie pomieszczeń (mieszkalnych lub przemysłowych, komunalnych) w okresie grzewczym. Niniejsze wytyczne i wymagania zostały opracowane w odniesieniu do wentylacji, konwersji powietrza oraz lokalizacji punktów wejścia ciepła.

SNiP to projekt ustawy na szczeblu federalnym. Dokumentacja regionalna jest przedstawiona w formie TSN - terytorialnych przepisów budowlanych.

Nie wszystkie budynki podlegają jurysdykcji tych skarbców. W szczególności te budynki, które są ogrzewane nieregularnie lub są całkowicie budowane bez ogrzewania, nie są sprawdzane pod kątem zgodności z tymi wymogami. Obowiązkowa kalkulacja ciepła dotyczy następujących budynków:

mieszkalne - prywatne i budynki mieszkalne;
publiczne, miejskie - urzędy, szkoły, szpitale, przedszkola itp.;
przemysłowy - fabryki, koncerny, windy;
rolne - wszelkie ogrzewane budynki do celów rolniczych;
składowanie - stodoły, magazyny.

Tekst dokumentu zawiera normy dla wszystkich tych elementów, które są objęte analizą termiczną.

Wymagania projektowe:

Izolacja cieplna. To nie tylko zachowanie ciepła w zimnych porach roku i zapobieganie hipotermii, zamarzaniu, ale także ochrona przed przegrzaniem latem. Izolacja musi więc być wzajemna - zapobieganie wpływom z zewnątrz i zwrot energii z wewnątrz.
Dopuszczalna wartość różnicy temperatur między atmosferą wewnątrz budynku a reżimem cieplnym wnętrza przegród zewnętrznych budynku. Doprowadzi to do gromadzenia się kondensatu na ścianach, a także do negatywny wpływ na zdrowie osób przebywających w pomieszczeniu.
Odporność na ciepło, czyli stabilność temperatury, zapobiegająca nagłym zmianom ogrzanego powietrza.
Oddychalność. Równowaga jest tutaj ważna. Z jednej strony nie można dopuścić do wychłodzenia budynku ze względu na aktywną wymianę ciepła, z drugiej strony ważne jest, aby nie dopuścić do pojawienia się „efektu cieplarnianego”. Dzieje się tak, gdy zastosowano syntetyczną, „nieoddychającą” izolację.
Brak wilgoci. Wysoka wilgotność jest nie tylko przyczyną pojawienia się pleśni, ale także wskaźnikiem, dzięki któremu dochodzi do poważnych strat energii cieplnej.

Jak wykonać obliczenia termiczne ścian domu - główne parametry

Przed przystąpieniem do obliczeń ciepła bezpośredniego należy zebrać szczegółowe informacje o budynku. Raport będzie zawierał odpowiedzi na następujące pytania:

Przeznaczenie budynku to lokal mieszkalny, przemysłowy lub użyteczności publicznej, o określonym przeznaczeniu.
Szerokość geograficzna obszaru, na którym znajduje się lub będzie zlokalizowany obiekt.
Cechy klimatyczne obszaru.
Kierunek ścian do punktów kardynalnych.
Wymiary struktury wejściowe I ramy okna- ich wysokość, szerokość, przepuszczalność, rodzaj okien - drewniane, plastikowe itp.
Moc urządzeń grzewczych, układ rur, akumulatory.
Średnia liczba mieszkańców lub gości, pracowników, jeśli są to obiekty przemysłowe, które znajdują się jednocześnie wewnątrz murów.
Materiały budowlane, z których wykonuje się podłogi, sufity i wszelkie inne elementy.
Obecność lub brak podaży gorąca woda, rodzaj systemu, który jest za to odpowiedzialny.
Cechy wentylacji, zarówno naturalnej (okna) jak i sztucznej - szyby wentylacyjne, klimatyzacja.
Konfiguracja całego budynku - liczba pięter, całkowita i indywidualna powierzchnia lokalu, lokalizacja pomieszczeń.

Po zebraniu tych danych inżynier może przystąpić do obliczeń.

Proponujemy Ci trzy metody, które są najczęściej stosowane przez specjalistów. Można również zastosować metodę łączoną, gdy fakty są brane ze wszystkich trzech możliwości.

Warianty obliczeń cieplnych konstrukcji otaczających

Oto trzy wskaźniki, które zostaną uznane za główne:

powierzchnia zabudowy od wewnątrz;
głośność na zewnątrz;
specjalistyczne współczynniki przewodności cieplnej materiałów.

Obliczanie ciepła według powierzchni

Nie najbardziej ekonomiczna, ale najczęstsza, zwłaszcza w Rosji, metoda. Polega na prymitywnych obliczeniach opartych na wskaźniku powierzchni. Nie uwzględnia to klimatu, pasma, minimalnych i maksymalnych wartości temperatury, wilgotności itp.

Nie uwzględnia się również głównych źródeł strat ciepła, takich jak:

System wentylacji - 30-40%.
Nachylenia dachu - 10-25%.
Okna i drzwi - 15-25%.
Ściany - 20-30%.
Podłoga na parterze - 5-10%.

Te nieścisłości wynikają z zaniedbania większości ważne elementy prowadzić do tego, że samo obliczenie ciepła może mieć duży błąd w obu kierunkach. Zwykle inżynierowie zostawiają „rezerwę”, więc musisz zainstalować takie urządzenia grzewcze, które nie są w pełni uruchomione lub grożą poważnym przegrzaniem. Często zdarza się, że system ogrzewania i klimatyzacji jest instalowany w tym samym czasie, ponieważ nie mogą one poprawnie obliczyć strat ciepła i zysków ciepła.

Użyj „zagregowanych” wskaźników. Wady tego podejścia:

drogi sprzęt i materiały grzewcze;
niewygodny klimat w pomieszczeniu;
dodatkowa instalacja zautomatyzowana kontrola nad reżim temperaturowy;
możliwe przemarzanie ścian zimą.

Q=S*100W (150W)

Q to ilość ciepła potrzebna do zapewnienia komfortowego klimatu w całym budynku;
W S - ogrzewana powierzchnia pomieszczenia, m.

Wartość 100-150 watów jest swoistym wskaźnikiem ilości energii cieplnej potrzebnej do ogrzania 1 m.

Jeśli wybierzesz tę metodę, zwróć uwagę na następujące wskazówki:

Jeśli wysokość ścian (do sufitu) nie przekracza trzech metrów, a liczba okien i drzwi na powierzchnię wynosi 1 lub 2, pomnóż wynik przez 100 watów. Z tej wartości korzystają zazwyczaj wszystkie budynki mieszkalne, zarówno prywatne, jak i wielorodzinne.
Jeśli projekt zawiera dwa otwory okienne lub balkon, loggię, liczba ta wzrasta do 120-130 watów.
W przypadku pomieszczeń przemysłowych i magazynowych częściej przyjmuje się współczynnik 150 W.
Wybierając grzejniki (grzejniki), jeśli znajdują się w pobliżu okna, warto doliczyć ich moc projektowaną o 20-30%.

Obliczenia termiczne konstrukcji otaczających w zależności od kubatury budynku

Zwykle ta metoda jest stosowana w budynkach, w których wysokie sufity przekraczają 3 metry. Czyli obiekty przemysłowe. Minusem tej metody jest to, że nie uwzględnia się konwersji powietrza, czyli fakt, że góra jest zawsze cieplejsza niż dół.

Q=V*41W (34W)

V to zewnętrzna objętość budynku w metrach sześciennych;
41 W to określona ilość ciepła potrzebna do ogrzania jednego metra sześciennego budynku. Jeśli budowa jest prowadzona przy użyciu nowoczesnych materiałów budowlanych, liczba ta wynosi 34 waty.

Szkło w oknach:
- podwójne opakowanie - 1;
- wiązanie - 1,25.
Materiały izolacyjne:
- nowe nowoczesne rozwiązania - 0,85;
- standardowy mur w dwóch warstwach - 1;
- mała grubość ścianki - 1,30.
Temperatura powietrza zimą:
- -10 – 0,7;
- -15 – 0,9;
- -20 – 1,1;
- -25 – 1,3.
Procent okien w stosunku do powierzchni całkowitej:
- 10% – 0,8;
- 20% – 0,9;
- 30% – 1;
- 40% – 1,1;
- 50% – 1,2.

Wszystkie te błędy można i należy wziąć pod uwagę, jednak rzadko są one stosowane w rzeczywistej konstrukcji.

Przykład obliczeń termotechnicznych konstrukcji obudowy zewnętrznej budynku poprzez analizę zastosowanej izolacji

Jeśli samodzielnie budujesz budynek mieszkalny lub domek letniskowy, to zdecydowanie zalecamy przemyślenie wszystkiego w najdrobniejszych szczegółach, aby ostatecznie zaoszczędzić pieniądze i stworzyć optymalny klimat wewnątrz, zapewniający wieloletnią eksploatację obiektu.

Aby to zrobić, musisz rozwiązać dwa problemy:

dokonać prawidłowego obliczenia ciepła;
zainstalować system grzewczy.

Przykładowe dane:

narożny salon;
jedno okno - 8,12 m2;
region - obwód moskiewski;
grubość ścianki - 200 mm;
powierzchnia według parametrów zewnętrznych - 3000 * 3000.

Konieczne jest ustalenie, ile energii potrzeba do ogrzania 1 metra kwadratowego pomieszczenia. Wynikiem będzie Qsp = 70 W. Jeśli izolacja (grubość ściany) jest mniejsza, wartości są również niższe. Porównywać:

100 mm - Qsp \u003d 103 W.
150 mm - Qsp \u003d 81 W.

Ten wskaźnik zostanie wzięty pod uwagę podczas układania ogrzewania.

Oprogramowanie do projektowania instalacji grzewczych

Za pomocą programów komputerowych firmy ZVSOFT można obliczyć wszystkie materiały wydane na ogrzewanie, a także sporządzić szczegółowy plan piętra komunikacja z wyświetlaczem grzejników, ciepła właściwego, zużycia energii, węzłów.

Firma oferuje podstawowy CAD dla Praca projektowa dowolna złożoność. Można w nim nie tylko zaprojektować system grzewczy, ale także stworzyć szczegółowy schemat na budowę całego domu. Można to zrealizować dzięki dużej funkcjonalności, ilości narzędzi, a także pracy w przestrzeni dwu- i trójwymiarowej.

Możesz zainstalować dodatek do oprogramowania podstawowego. Ten program jest przeznaczony do projektowania wszystkich systemów inżynierskich, w tym ogrzewania. Za pomocą łatwego śledzenia linii i funkcji warstwowania planu możesz zaprojektować kilka komunikacji na jednym rysunku - zaopatrzenie w wodę, elektryczność itp.

Przed budową domu wykonaj obliczenia termiczne. Pomoże to nie popełnić błędu przy wyborze sprzętu oraz zakupie materiałów budowlanych i izolacji.

Dawno temu budynki i budowle budowano bez zastanawiania się, jakie właściwości przewodzenia ciepła mają otaczające je konstrukcje. Innymi słowy, po prostu pogrubiono ściany. A jeśli kiedykolwiek byłeś w starych domach kupieckich, to być może zauważyłeś, że zewnętrzne ściany tych domów wykonane są z cegły ceramicznej, której grubość wynosi około 1,5 metra. Taka grubość ceglanego muru zapewniała i nadal zapewnia dość komfortowy pobyt ludziom w tych domach nawet podczas najcięższych mrozów.

Obecnie wszystko się zmieniło. A teraz robienie tak grubych ścian nie jest ekonomicznie opłacalne. Dlatego wynaleziono materiały, które mogą go zmniejszyć. Niektóre z nich: grzejniki i bloki gazokrzemianowe. Dzięki tym materiałom na przykład grubość murarstwo można zmniejszyć do 250 mm.

Obecnie ściany i stropy wykonuje się najczęściej z 2 lub 3 warstw, z których jedna to materiał o dobrych właściwościach termoizolacyjnych. I w celu ustalenia optymalna grubość tego materiału przeprowadza się obliczenia termotechniczne i określa punkt rosy.

Sposób obliczania punktu rosy można znaleźć na następnej stronie. Tutaj obliczenia inżynierii cieplnej zostaną rozważone na przykładzie.

Wymagane dokumenty regulacyjne

Do obliczeń potrzebne będą dwa SNiP, jedno wspólne przedsięwzięcie, jeden GOST i jeden dodatek:

SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). „Ochrona termiczna budynków”. Zaktualizowane wydanie z 2012 roku.
SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). „Klimatologia budownictwa”. Zaktualizowane wydanie z 2012 roku.
SP 23-101-2004. „Projektowanie ochrony termicznej budynków”.
GOST 30494-96 (zastąpiony przez GOST 30494-2011 od 2011 r.). „Budynki mieszkalne i użyteczności publicznej. Parametry mikroklimatu wnętrz”.
Korzyść. NP. Malyavin „Utrata ciepła w budynku. Przewodnik pomocniczy" .

Obliczone parametry

W procesie wykonywania obliczeń inżynierii cieplnej określa się:

właściwości termiczne materiałów budowlanych otaczających konstrukcji;
zmniejszony opór przenikania ciepła;
zgodność tej obniżonej rezystancji z wartością wzorcową.

Przykład. Obliczenia termotechniczne ściany trójwarstwowej bez szczeliny powietrznej

Wstępne dane

1. Klimat pomieszczenia i mikroklimat pomieszczenia

Teren budowy: Niżny Nowogród.

Przeznaczenie budynku: mieszkalne.

Obliczona wilgotność względna powietrza wewnętrznego ze stanu braku kondensacji na wewnętrznych powierzchniach ogrodzeń zewnętrznych wynosi - 55% (SNiP 23-02-2003 s. 4.3. Tabela 1 dla warunków normalnej wilgotności).

Optymalna temperatura powietrza w pokoju dziennym w okresie zimowym t int = 20°C (GOST 30494-96 tabela 1).

Szacunkowa temperatura zewnętrzna tekst, określony przez temperaturę najzimniejszego pięciodniowego okresu z zabezpieczeniem 0,92 = -31 ° С (SNiP 23-01-99 tabela 1 kolumna 5);

Czas trwania okresu grzewczego ze średnią dzienną temperaturą zewnętrzną 8°С jest równy z ht = 215 dni (SNiP 23-01-99 tabela 1 kolumna 11);

Średnia temperatura zewnętrzna w okresie grzewczym t ht = -4,1°C (SNiP 23-01-99 tab. 1 kolumna 12).

2. Konstrukcja ściany

Ściana składa się z następujących warstw:

Cegła dekoracyjna (besser) gr. 90 mm;
izolacja (płyta z wełny mineralnej), na rysunku jej grubość jest oznaczona znakiem „X”, ponieważ zostanie znaleziona w procesie obliczeniowym;
cegła silikatowa o grubości 250 mm;
tynk (zaprawa złożona), dodatkowa warstwa w celu uzyskania bardziej obiektywnego obrazu, ponieważ jego wpływ jest minimalny, ale jest.

3. Właściwości termofizyczne materiałów

Wartości właściwości materiałów podsumowano w tabeli.

Notatka (*): Te cechy można również znaleźć u producentów materiałów termoizolacyjnych.

Obliczenie

4. Określenie grubości izolacji

Aby obliczyć grubość warstwy termoizolacyjnej, konieczne jest określenie oporu przenikania ciepła otaczającej konstrukcji na podstawie wymagań normy sanitarne i oszczędność energii.

4.1. Określenie normy ochrony termicznej w zależności od warunku oszczędności energii

Określenie stopniodni okresu grzewczego zgodnie z punktem 5.3 SNiP 23-02-2003:

D d = ( t int - tt) z godz = (20 + 4,1)215 = 5182°С×dzień

Notatka: również stopniodni mają oznaczenie - GSOP.

Normatywną wartość zmniejszonej odporności na przenikanie ciepła należy przyjąć nie mniej niż znormalizowane wartości określone przez SNIP 23-02-2003 (Tabela 4) w zależności od stopniodnia obszaru budowy:

R req \u003d a × re d + b \u003d 0,00035 × 5182 + 1,4 \u003d 3,214 m 2 × °С/W,

gdzie: Dd – stopień-dzień okresu grzewczego w Niżnym Nowogrodzie,

aib - współczynniki przyjęte zgodnie z tabelą 4 (jeśli SNiP 23-02-2003) lub zgodnie z tabelą 3 (jeśli SP 50.13330.2012) dla ścian budynku mieszkalnego (kolumna 3).

4.1. Określenie normy ochrony termicznej w zależności od stanu sanitarnego

W naszym przypadku jest to przykładowe, ponieważ wskaźnik ten jest obliczany dla budynków przemysłowych z nadmiarem ciepła jawnego powyżej 23 W / m 3 i budynków przeznaczonych do pracy sezonowej (jesienią lub wiosną), a także budynków o szacowana temperatura powietrza wewnętrznego 12 ° С i poniżej podanej odporności na przenikanie ciepła otaczających struktur (z wyjątkiem półprzezroczystych).

Określenie normatywnej (maksymalnej dopuszczalnej) odporności na przenikanie ciepła zgodnie z warunkami sanitarnymi (wzór 3 SNiP 23-02-2003):

gdzie: n \u003d 1 - współczynnik przyjęty zgodnie z tabelą 6 dla ściany zewnętrznej;

t int = 20°C - wartość z danych początkowych;

t ext \u003d -31 ° С - wartość z danych początkowych;

Δt n \u003d 4 ° С - znormalizowana różnica temperatur między temperaturą powietrza w pomieszczeniu a temperaturą wewnętrznej powierzchni przegród zewnętrznych, przyjęta zgodnie z tabelą 5 w tym przypadku dla zewnętrznych ścian budynków mieszkalnych;

α int \u003d 8,7 W / (m 2 × ° С) - współczynnik przenikania ciepła wewnętrznej powierzchni przegrody budynku, przyjęty zgodnie z tabelą 7 dla ścian zewnętrznych.

4.3. Współczynnik ochrony termicznej

Z powyższych obliczeń dla wymaganego oporu przenoszenia ciepła wybieramy R wymagaj od warunku oszczędzania energii i oznacz to teraz R tr0 \u003d 3,214 m 2 × °С/W .

5. Określenie grubości izolacji

Dla każdej warstwy danej ściany należy obliczyć opór cieplny korzystając ze wzoru:

gdzie: δi – grubość warstwy, mm;

λ i - obliczony współczynnik przewodności cieplnej materiału warstwy W/(m × °С).

1 warstwa ( cegła dekoracyjna): R 1 \u003d 0,09 / 0,96 \u003d 0,094 m2 × °С/W .

3. warstwa (cegła silikatowa): R 3 = 0,25 / 0,87 = 0,287 m 2 × °С/W .

4. warstwa (tynk): R 4 = 0,02 / 0,87 = 0,023 m 2 × °С/W .

Określenie minimalnego dopuszczalnego (wymaganego) oporu cieplnego materiał termoizolacyjny(wzór 5.6 E.G. Malyavin „Utrata ciepła w budynku. Podręcznik referencyjny”):

gdzie: R int = 1/α int = 1/8,7 - odporność na przenoszenie ciepła na powierzchni wewnętrznej;

R ext \u003d 1/α ext \u003d 1/23 - odporność na przenikanie ciepła na powierzchni zewnętrznej, α ext przyjmuje się zgodnie z tabelą 14 dla ścian zewnętrznych;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 - suma oporów cieplnych wszystkich warstw ściany bez warstwy ocieplenia, wyznaczona z uwzględnieniem współczynników przewodności cieplnej materiałów pobranych z kolumny A lub B (kolumny 8 i 9 tabeli D1 SP 23-101-2004) w zgodnie z warunkami wilgotności ściany, m 2 ° С /W

Grubość izolacji wynosi (wzór 5.7):

gdzie: λ ut - współczynnik przewodności cieplnej materiału izolacyjnego, W / (m ° C).

Wyznaczenie oporu cieplnego ściany przy założeniu, że całkowita grubość ocieplenia wyniesie 250 mm (wzór 5.8):

gdzie: ΣR t, i - suma oporów cieplnych wszystkich warstw ogrodzenia, w tym warstwy izolacyjnej, o przyjętej grubości konstrukcyjnej, m 2 ·°С / W.

Z uzyskanego wyniku można wywnioskować, że

R 0 \u003d 3,503 m 2 × °С/W> Rtr0 = 3,214m2 × °С/W→ dlatego wybiera się grubość izolacji Prawidłowy.

Wpływ szczeliny powietrznej

W przypadku muru trójwarstwowego, wełna mineralna, wełny szklanej lub innej izolacji płyt, konieczne jest zainstalowanie warstwy wentylowanej pomiędzy murem zewnętrznym a izolacją. Grubość tej warstwy powinna wynosić co najmniej 10 mm, a najlepiej 20-40 mm. Jest to konieczne w celu odwodnienia izolacji, która nasiąka kondensatem.

Ta warstwa powietrza nie jest przestrzenią zamkniętą, dlatego jeśli jest obecna w obliczeniach, należy wziąć pod uwagę wymagania punktu 9.1.2 SP 23-101-2004, a mianowicie:

a) warstwy konstrukcyjne znajdujące się między szczeliną powietrzną a powierzchnią zewnętrzną (w naszym przypadku jest to cegła dekoracyjna (besser)) nie są uwzględniane w obliczeniach ciepłowniczych;

b) na powierzchni konstrukcji zwróconej w stronę warstwy wentylowanej powietrzem zewnętrznym należy przyjąć współczynnik przenikania ciepła α ext = 10,8 W/(m°C).

Notatka: wpływ szczeliny powietrznej jest uwzględniany na przykład w obliczeniach cieplnych plastikowych okien z podwójnymi szybami.