Головна
Ремонт
Теплотехнічний розрахунок стін по сніп. Приклад теплотехнічного розрахунку зовнішньої стіни

Теплотехнічний розрахунок стін по сніп. Приклад теплотехнічного розрахунку зовнішньої стіни

Потрібно визначити товщину утеплювача в тришаровій зовнішній цегляній стіні в житловому будинку, розташованому в м. Омську. Конструкція стіни: внутрішній шар - цегляна кладка із звичайної глиняної цегли товщиною 250 мм і щільністю 1800 кг/м 3 , зовнішній шар - цегляна кладка облицювальної цеглитовщиною 120 мм та щільністю 1800 кг/м 3 ; між зовнішнім та внутрішніми шарами розташований ефективний утеплювач із пінополістиролу щільністю 40 кг/м 3 ; зовнішній і внутрішній шари з'єднуються між собою гнучкими склопластиковими зв'язками діаметром 8 мм, розташованими з кроком 0,6 м.

1. Вихідні дані

Призначення будівлі – житловий будинок

Район будівництва – м. Омськ

Розрахункова температура внутрішнього повітря t int= плюс 200С

Розрахункова температура зовнішнього повітря t ext= мінус 370С

Розрахункова вологість внутрішнього повітря – 55%

2. Визначення нормованого опору теплопередачі

Визначається за таблицею 4, залежно від градусо-доб. опалювального періоду. Градусо-доба опалювального періоду, D d , °С×добу,визначають за формулою 1, виходячи із середньої температури зовнішнього повітря та тривалості опалювального періоду.

По СНиП 23-01-99* визначаємо, що у м. Омську середня температура зовнішнього повітря опалювального періоду дорівнює: t ht = -8,4 0 С, тривалість опалювального періоду z ht = 221 добу.Величина градусо-доби опалювального періоду дорівнює:

D d = (t int - t ht) z ht = (20 + 8,4) × 221 = 6276 0 добу.

Відповідно до табл. 4. нормований опір теплопередачі R regзовнішніх стін для житлових будівель відповідне значенню D d = 6276 0 З добуодно R reg = a D d + b = 0,00035 6276 + 1,4 = 3,60 м 2 0 С/Вт.

3. Вибір конструктивного рішення зовнішньої стіни

Конструктивне рішення зовнішньої стіни запропоновано в завданні і є тришаровою огорожею з внутрішнім шаром з цегляної кладкитовщиною 250 мм, зовнішнім шаром із цегляної кладки товщиною 120 мм, між зовнішнім та внутрішнім шаром розташований утеплювач із пінополістиролу. Зовнішній та внутрішній шар з'єднуються між собою гнучкими зв'язками із склопластику діаметром 8 мм, розташованими з кроком 0,6 м.



4. Визначення товщини утеплювача

Товщина утеплювача визначається за формулою 7:

d ут = (R reg ./r – 1/a int – d кк /l кк – 1/a ext)× l ут

де R reg. - Опір теплопередачі, що нормується, м 2 0 С/Вт; r- Коефіцієнт теплотехнічної однорідності; a int- Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні, Вт/(м 2 ×°С); a ext- Коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні, Вт/(м 2 ×°С); d кк- Товщина цегляної кладки, м; l кк – розрахунковий коефіцієнттеплопровідності цегляної кладки, Вт/(м×°С); l ут- Розрахунковий коефіцієнт теплопровідності утеплювача, Вт/(м×°С).

Нормований опір теплопередачі визначено: R reg = 3,60 м 2 0 С/Вт.

Коефіцієнт теплотехнічної однорідності для цегляної тришарової стіни зі склопластиковими гнучкими зв'язками становить близько r=0,995, й у розрахунках може враховуватися (для інформації – якщо застосували залізні гнучкі зв'язку, то коефіцієнт теплотехнічної однорідності може становити 0,6-0,7) .

Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні визначається табл. 7 a int = 8,7 Вт/(м 2 ×°С).

Коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні приймається за таблицею 8 a xt = 23 Вт/(м 2 ×°С).

Сумарна товщина кладки цегли становить 370 мм або 0,37 м.

Розрахункові коефіцієнти теплопровідності використовуваних матеріалів визначаються залежно та умовами експлуатації (А чи Б). Умови експлуатації визначаються в наступній послідовності:

За табл. 1 визначаємо вологий режимприміщень: оскільки розрахункова температура внутрішнього повітря +20 0 С, розрахункова вологість 55%, режим вологості приміщень – нормальний;

За додатком (карта РФ) визначаємо, що м. Омськ розташований у сухій зоні;

За табл. 2 , залежно від зони вологості та вологого режиму приміщень, визначаємо, що умови експлуатації огороджувальних конструкцій – А.

За дод. Д визначаємо коефіцієнти теплопровідності для умов експлуатації А: для пінополістиролу ГОСТ 15588-86 щільністю 40 кг/м 3 l ут = 0,041 Вт/(м×°С); для цегляної кладки із глиняної звичайної цегли на цементно-піщаному розчині щільністю 1800 кг/м 3 l кк = 0,7 Вт/(м×°С).

Підставимо всі певні значення у формулу 7 і розраховуємо мінімальну товщину утеплювача з пінополістиролу:

d ут = (3,60 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23)× 0,041 = 0,1194 м

Округлюємо отримане значення більший бікз точністю до 0,01 м: dут = 0,12 м.Виконуємо перевірочний розрахунок за формулою 5:

R 0 = (1/a i + d кк /l кк + d ут /l ут + 1/a e)

R 0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 м 2 0 С/Вт

5. Обмеження температури та конденсації вологи на внутрішній поверхні огороджувальної конструкції

Δt o, °С, між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції не повинен перевищувати нормованих величин Δt n, °С, встановлених у таблиці 5 , та визначено наступним чином

Δt o = n(t int – t ext)/(R 0 a int) = 1(20+37)/(3,61 х ​​8,7) = 1,8 0 З тобто. менше, ніж Δt n = 4,0 0 С, визначене за таблицею 5 .

Висновок: толщина утеплювача з пінополістиролу в тришаровій цегляній стіні становить 120 мм. При цьому опір теплопередачі зовнішньої стіни R 0 = 3,61 м 2 0 С/Втщо більше нормованого опору теплопередачі R reg. = 3,60 м 2 0 С/Втна 0,01м 2 0 С/Вт.Розрахунковий температурний перепад Δt o, °С, між температурою внутрішнього повітря та температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції не перевищує нормативне значення Δt n ,.

Приклад теплотехнічного розрахунку світлопрозорих огороджувальних конструкцій

Світлопрозорі огороджувальні конструкції (вікна) підбирають за такою методикою.

Нормований опір теплопередачі R regвизначається за таблицею 4 СНиП 23-02-2003 (колонка 6) залежно від градусо-доби опалювального періоду D d. При цьому тип будівлі та D dприймають як у попередньому прикладі теплотехнічного розрахункусвітлонепрозорих конструкцій, що захищають. У нашому випадку D d = 6276 0 З діб,тоді для вікна житлового будинку R reg = a D d + b = 0,00005 6276 + 0,3 = 0,61 м 2 0 С/Вт.

Вибір світлопрозорих конструкцій здійснюється за значенням наведеного опору теплопередачі R o r, отриманому внаслідок сертифікаційних випробувань або за додатком Л Зводу правил . Якщо наведений опір теплопередачі обраної світлопрозорої конструкції R o r, більше або дорівнює R reg, то ця конструкція відповідає вимогам норм.

Висновок:для житлового будинку в м. Омську приймаємо вікна в ПВХ-переплетах з двокамерними склопакетами зі скла з твердим селективним покриттям та заповненням аргоном міжскляного простору у яких R про r = 0,65 м 2 0 С/Втбільше R reg = 0,61 м 2 0 С/Вт.

ЛІТЕРАТУРА

  1. СНіП 23-02-2003. Тепловий захист будівель.
  2. СП 23-101-2004. Проектування теплового захисту.
  3. СНіП 23-01-99 *. Будівельна кліматологія
  4. СНіП 31-01-2003. Будинки житлові багатоквартирні.
  5. СНиП 2.08.02-89 *. Громадські будівлі та споруди.

створення комфортних умовдля проживання або трудової діяльностіє першорядним завданням будівництва. Значна частина території нашої країни знаходиться у північних широтах із холодним кліматом. Тому підтримання комфортної температури в будинках завжди актуальне. Зі зростанням тарифів на енергоносії зниження витрати енергії на опалення виходить на перший план.

Кліматичні характеристики

Вибір конструкції стін та покрівлі залежить насамперед від кліматичних умоврайону будівництва. Для їх визначення необхідно звернутись до СП131.13330.2012 «Будівельна кліматологія». У розрахунках використовуються такі величини:

  • температура найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 позначається Тн;
  • середня температура, що позначається Той;
  • тривалість, що позначається ZOT.

На прикладі для Мурманська величини мають такі значення:

  • Тн = -30 град;
  • Той = -3.4 град;
  • ZOT = 275 діб.

Крім того, необхідно встановити розрахункову температуру всередині приміщення Тв, вона визначається відповідно до ГОСТу 30494-2011. Для житла можна прийняти Тв = 20 град.

Щоб виконати теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій, попередньо обчислюють величину ДСОП (градусо-добу опалювального періоду):
ГСОП = (Тв - Той) х ZOT.
На прикладі ГСОП=(20 - (-3,4)) х 275 = 6435.

Основні показники

Для правильного виборуматеріалів огороджувальних конструкцій необхідно визначити, які теплотехнічні характеристики вони повинні володіти. Здатність речовини проводити тепло характеризується його теплопровідністю, позначається грецькою літерою l (лямбда) та вимірюється у Вт/(м х град.). Здатність конструкції утримувати тепло характеризується її опором теплопередачі R і дорівнює відношенню товщини теплопровідності: R = d/l.

Якщо конструкція складається з декількох шарів, опір розраховується для кожного шару і потім підсумовується.

Опір теплопередачі є основним показником зовнішньої конструкції. Його величина має перевищувати нормативне значення. Виконуючи теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій будівлі, ми маємо визначити економічно виправданий склад стін та покрівлі.

Значення теплопровідності

Якість теплоізоляції визначається насамперед теплопровідністю. Кожен сертифікований матеріал проходить лабораторні дослідження, у яких визначається це значення умов експлуатації «А» чи «Б». Для нашої країни більшості регіонів відповідають умови експлуатації «Б». Виконуючи теплотехнічний розрахунок конструкцій будинку, що захищають, слід використовувати саме це значення. Значення теплопровідності вказують на етикетці або паспорті матеріалу, але якщо їх немає, можна скористатися довідковими значеннями зі Зводу правил. Значення для найбільш популярних матеріалівнаведені нижче:

  • Кладка із звичайної цегли - 0,81 Вт(м х град.).
  • Кладка із силікатної цегли - 0,87 Вт(м х град.).
  • Газо- та пінобетон (щільністю 800) - 0,37 Вт(м х град.).
  • Деревина хвойних порід- 0,18 Вт (м х град.).
  • Екструдований пінополістирол - 0,032 Вт(м х град.).
  • Плити мінераловатні (щільність 180) – 0,048 Вт(м х град.).

Нормативне значення опору теплопередачі

Розрахункове значення опору теплопередачі не повинно бути меншим базового значення. Базове значення визначається за таблицею 3 СП50.13330.2012 «будівель». У таблиці визначено коефіцієнти для розрахунку базових значень опору теплопередачі всіх конструкцій, що захищають, і типів будівель. Продовжуючи розпочатий теплотехнічний розрахунок конструкцій, що захищають, приклад розрахунку можна представити наступним чином:

  • Рстен = 0,00035х6435 + 1,4 = 3,65 (м х град/Вт).
  • Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (м х град/Вт).
  • Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (м х град/Вт).
  • Рокна = 0,00005х6435 + 0,3 = х град/Вт).

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої огороджувальної конструкції виконується для всіх конструкцій, що замикають «теплий» контур - підлога по ґрунту або перекриття техпідпілля, зовнішні стіни (включаючи вікна та двері), суміщене покриття або перекриття горища, що не опалюється. Також розрахунок необхідно виконувати і для внутрішніх конструкційякщо перепад температур у суміжних кімнатах становить понад 8 градусів.

Теплотехнічний розрахунок стін

Більшість стін та перекриттів за своєю конструкцією багатошарові та неоднорідні. Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій багатошарової структури виглядає так:
R= d1/l1 + d2/l2 + dn/ln,
де n – параметри n-го шару.

Якщо розглядати цегляну штукатурену стіну, то отримаємо наступну конструкцію:

  • зовнішній шар штукатурки завтовшки 3 см, теплопровідність 0,93 Вт (м х град.);
  • кладка з повнотілої глиняної цегли 64 см, теплопровідність 0,81 Вт (м х град.);
  • внутрішній шар штукатурки завтовшки 3 см, теплопровідність 0,93 Вт(м х град.).

Формула теплотехнічного розрахунку огороджувальних конструкцій виглядає так:

R = 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 0,85 (м х град / Вт).

Отримане значення значно менше певного раніше базового значення опору теплопередачі стін будинку в Мурманську 3,65 (м х град/Вт). Стіна не задовольняє нормативним вимогамі потребує утеплення. Для утеплення стіни використовуємо товщиною 150 мм та теплопровідністю 0,048 Вт(м х град.).

Підібравши систему утеплення, необхідно виконати перевірочний теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку наведено нижче:

R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (м х град / Вт).

Отримана розрахункова величина більша за базову - 3,65 (м х град/Вт), утеплена стіна задовольняє вимогам норм.

Розрахунок перекриттів та суміщених покриттів виконується аналогічно.

Теплотехнічний розрахунок підлог, що стикаються з ґрунтом

Нерідко у приватних будинках або громадських будівляхвиконуються по ґрунту. Опір теплопередачі таких підлог не нормується, але як мінімум конструкція підлог не повинна допускати випадання роси. Розрахунок конструкцій, що стикаються з ґрунтом, виконується наступним чином: підлога розбивається на смуги (зони) шириною по 2 метри, починаючи із зовнішнього кордону. Таких зон виділяється до трьох, площа, що залишилася, відноситься до четвертої зони. Якщо конструкції підлоги не передбачений ефективний утеплювач, то опір теплопередачі зон приймається наступним:

  • 1 зона - 2,1 (м х град/Вт);
  • 2 зона - 4,3 (м х град/Вт);
  • 3 зона - 8,6 (м х град/Вт);
  • 4 зона – 14,3 (м х град/Вт).

Неважко помітити, що далі ділянка підлоги знаходиться від зовнішньої стінитим вище його опір теплопередачі. Тому найчастіше обмежуються утепленням периметра підлоги. При цьому до опору теплопередачі зони додається опір теплопередачі утепленої конструкції.
Розрахунок опору теплопередачі підлоги необхідно включати до загального теплотехнічного розрахунку огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку підлог по ґрунту розглянемо нижче. Приймемо площу підлоги 10 х 10, рівну 100 м кв.

  • Площа 1 зони становитиме 64 м кв.
  • Площа 2 зони становитиме 32 м кв.
  • Площа 3 зони становитиме 4 м кв.

Середнє значення опору теплопередачі підлоги по ґрунту:
Рпола = 100/(64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (м х град/Вт).

Виконавши утеплення периметра підлоги пінополістирольною плитоютовщиною 5 см, смугою шириною 1 метр, отримаємо середнє значення опору теплопередачі:

Рпола = 100/(32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (м х град/Вт).

Так само розраховуються не тільки підлоги, а й конструкції стін, що стикаються з грунтом (стіни заглибленого поверху, теплого підвалу).

Теплотехнічний розрахунок дверей

Дещо інакше розраховується базове значення опору теплопередачі вхідних дверей. Для його розрахунку потрібно спочатку обчислити опір теплопередачі стіни за санітарно-гігієнічним критерієм (невипадання роси):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Тут ДТн - різниця температур між внутрішньою поверхнею стіни та температурою повітря в кімнаті, визначається за Зведенням правил і для житла становить 4,0.
ав - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні стіни, СП становить 8,7.
Базове значення дверей береться рівним 0,6 хРст.

Для обраної конструкції дверей потрібно виконати перевірочний теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку вхідних дверей:

Рдв = 0,6 х (20-(-30))/(4 х 8,7) = 0,86 (м х град/Вт).

Цьому розрахунковому значенню відповідатиме двері, утеплені мінераловатною плитою товщиною 5 см. Її опір теплопередачі складе R=0,05/0,048=1,04 (м х град/Вт), що більше за розрахунковий.

Комплексні вимоги

Розрахунки стін, перекриттів чи покриття виконуються для перевірки поелементних вимог нормативів. Зведенням правил також встановлено комплектну вимогу, що характеризує якість утеплення всіх конструкцій, що захищають в цілому. Ця величина називається "питома теплозахисна характеристика". Без її перевірки не обходиться жоден теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку СП наведено нижче.

Коб = 88,77/250 = 0,35, що менше нормованого значення 0,52. У даному випадкуплощі та обсяг прийняті для будинку розмірами 10 х 10 х 2,5 м. Опір теплопередачі – рівні базовим величинам.

Нормоване значення визначається відповідно до СП залежно від опалювального об'єму будинку.

Крім комплексної вимоги, для складання енергетичного паспортатакож виконують теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій, приклад оформлення паспорта надано в додатку до СП50.13330.2012.

Коефіцієнт однорідності

Всі наведені вище розрахунки можна застосовувати для однорідних конструкцій. Що практично зустрічається досить рідко. Щоб врахувати неоднорідності, що знижують опір теплопередачі, вводиться поправний коефіцієнт теплотехнічної однорідності - r. Він враховує зміну опору теплопередачі, що вносяться віконними та дверними отворами, зовнішніми кутами, неоднорідними включеннями (наприклад перемичками, балками, армуючими поясами), та ін.

Розрахунок цього коефіцієнта досить складний, тому у спрощеному вигляді можна скористатися зразковими значеннями з довідкової літератури. Наприклад, для цегляної кладки – 0,9, тришарових панелей – 0,7.

Ефективне утеплення

Вибираючи систему утеплення будинку, легко переконатись, що виконати сучасні вимоги теплового захисту без використання ефективного утеплювачапрактично неможливо. Так, якщо використовувати традиційну глиняну цеглу, буде потрібно кладка завтовшки в кілька метрів, що економічно недоцільно. Водночас низька теплопровідність сучасних утеплювачівна основі пінополістиролу або кам'яної ватидозволяє обмежитися товщинами 10-20 см.

Наприклад, щоб досягти базового значення опору теплопередачі 3,65 (м х град/Вт), знадобиться:

  • цегляна стіна завтовшки 3 м;
  • кладка із пінобетонних блоків 1,4 м;
  • мінераловатний утеплювач 0,18м.

Давним-давно будівлі та споруди будувалися, не замислюючись про те, які теплопровідні якості мають огороджувальні конструкції. Іншими словами, стіни робилися просто товстими. І якщо вам колись траплялося бути в старих купецьких будинках, то ви могли помітити, що зовнішні стіни цих будинків виконані з керамічної цегли, Товщина яких становить близько 1,5 метрів. Така товщина цегляної стінизабезпечувала і забезпечує досі цілком комфортне перебування людей у ​​цих будинках навіть у найлютіші морози.

Нині все змінилося. І зараз економічно невигідно робити стіни такими товстими. Тому були вигадані матеріали, які можуть її зменшити. Одні з них: утеплювачі та газосилікатні блоки. Завдяки цим матеріалам, наприклад, товщина цегляної кладки може бути знижена до 250 мм.

Тепер стіни та перекриття найчастіше роблять 2-х або 3-х шаровими, одним шаром з яких є матеріал із гарними теплоізоляційними властивостями. А для того, щоб визначити оптимальну товщину цього матеріалу, проводиться теплотехнічний розрахунок та визначається точка роси.

Як проводиться розрахунок визначення точки роси ви можете ознайомитися на наступній сторінці. Тут буде розглянуто теплотехнічний розрахунок на прикладі.

Необхідні нормативні документи

Для розрахунку знадобляться два СНиПи, один СП, один ГОСТ та одна допомога:

  • СНіП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). "Тепловий захист будівель". Актуалізована редакція від 2012 року.
  • СНіП 23-01-99 * (СП 131.13330.2012). "Будівельна кліматологія". Актуалізована редакція від 2012 року.
  • СП 23-101-2004. "Проектування теплового захисту будівель".
  • ГОСТ 30494-96 (замінено на ГОСТ 30494-2011 з 2011 року). "Будівлі житлові та громадські. Параметри мікроклімату в приміщеннях".
  • Допомога. Є.Г. Малявіна "Тепловтрати будівлі. Довідковий посібник".

Параметри, що розраховуються

У процесі виконання теплотехнічного розрахунку визначають:

  • теплотехнічні характеристики будівельних матеріалівогороджувальних конструкцій;
  • наведений опір теплопередачі;
  • відповідність цього наведеного опору нормативному значенню.

приклад. Теплотехнічний розрахунок тришарової стіни без повітряного прошарку

Вихідні дані

1. Клімат місцевості та мікроклімат приміщення

Район будівництва: м. Нижній Новгород.

Призначення будівлі: житлове.

Розрахункова відносна вологість внутрішнього повітря з умови не випадання конденсату на внутрішніх поверхнях зовнішніх огорож дорівнює - 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального режиму вологості).

Оптимальна температура повітря в житловій кімнаті в холодну пору року t int = 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Розрахункова температура зовнішнього повітря t ext, Яка визначається за температурою найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 стовпець 5);

Тривалість опалювального періоду із середньою добовою температурою зовнішнього повітря 8°С дорівнює z ht = 215 діб (СНіП 23-01-99 табл. 1 стовпець 11);

Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період t ht = -4,1 ° С (СНиП 23-01-99 табл. 1 стовпець 12).

2. Конструкція стіни

Стіна складається з наступних шарів:

  • Цегла декоративна (безсер) товщиною 90 мм;
  • утеплювач (мінераловатна плита), на малюнку його товщина позначена знаком "Х", оскільки вона буде знайдена у процесі розрахунку;
  • силікатна цегла товщиною 250 мм;
  • штукатурка (складний розчин), додатковий шар для отримання більш об'єктивної картини, оскільки його вплив є мінімальним, але є.

3. Теплофізичні характеристики матеріалів

Значення параметрів матеріалів зведені в таблицю.


Примітка (*):Дані характеристики можна знайти у виробників теплоізоляційних матеріалів.

Розрахунок

4. Визначення товщини утеплювача

Для розрахунку товщини теплоізоляційного шару необхідно визначити опір теплопередачі огороджувальної конструкції, виходячи з вимог. санітарних нормта енергозбереження.

4.1. Визначення норми теплового захисту за умовами енергозбереження

Визначення градусо-доби опалювального періоду за п.5.3 СНиП 23-02-2003:

D d = ( t int - t ht) z ht = (20 + 4,1) 215 = 5182 ° С × добу

Примітка:також градусо-добу мають позначення – ДСОП.

Нормативне значення наведеного опору теплопередачі слід набувати не менше нормованих значень, що визначаються за СНІП 23-02-2003 (табл.4) залежно від градусо-доби району будівництва:

R req = a × D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214 м 2 × °С/Вт,

де: Dd - градусо-доба опалювального періоду в Нижньому Новгороді,

a та b - коефіцієнти, що приймаються за таблицею 4 (якщо СНіП 23-02-2003) або за таблицею 3 (якщо СП 50.13330.2012) для стін житлової будівлі (стовпець 3).

4.1. Визначення норми теплового захисту за умовою санітарії

У нашому випадку розглядається як приклад, так як даний показник розраховується для виробничих будівель з надлишками явної теплоти більше 23 Вт/м 3 та будівель, призначених для сезонної експлуатації(восени або навесні), а також будівель з розрахунковою температурою внутрішнього повітря 12 °С і нижче наведений опір теплопередачі конструкцій, що огороджують (за винятком світлопрозорих).

Визначення нормативного (максимально допустимого) опору теплопередачі за умовою санітарії (формула 3 СНіП 23-02-2003):

де: n = 1 – коефіцієнт, прийнятий за таблицею 6 для зовнішньої стіни;

t int = 20°С - значення вихідних даних;

t ext = -31 ° С - значення вихідних даних;

Δt n = 4°С - нормований температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, що приймається по таблиці 5 в даному випадку для зовнішніх стін житлових будівель;

α int = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) - коефіцієнт теплопередачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, що приймається по таблиці 7 для зовнішніх стін.

4.3. Норма теплового захисту

З наведених вище обчислень за необхідний опір теплопередачі вибираємо R req з умови енергозбереження та позначаємо його тепер R тр0 =3,214м 2 × °С/Вт .

5. Визначення товщини утеплювача

Для кожного шару заданої стіни необхідно розрахувати термічний опір за формулою:

де: δi-товщина шару, мм;

i - розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару Вт/(м × °С).

1 шар ( декоративна цегла): R 1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

3 шар (силікатна цегла): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

4 шар (штукатурка): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

Визначення мінімально допустимого (необхідного) термічного опору теплоізоляційного матеріалу(формула 5.6 Є.Г. Малявіна "Тепловтрати будівлі. Довідковий посібник"):

де: R int = 1/α int = 1/8,7 – опір теплообміну на внутрішній поверхні;

R ext = 1/α ext = 1/23 - опір теплообміну на зовнішній поверхні, ext приймається по таблиці 14 для зовнішніх стін;

ΣR i = 0,094 + 0,287 + 0,023 - сума термічних опорів всіх шарів стіни без шару утеплювача, визначених з урахуванням коефіцієнтів теплопровідності матеріалів, прийнятих за графою А або Б (стовпці 8 та 9 таблиці Д1 СП 23-101-2004) відповідно до вологих умов експлуатації стіни, м 2 ·°С /Вт

Товщина утеплювача дорівнює (формула 5,7):

де: λ ут - коефіцієнт теплопровідності матеріалу утеплювача, Вт/(м·С).

Визначення термічного опору стіни за умови, що загальна товщина утеплювача буде 250 мм (формула 5.8):

де: ΣR т,i - сума термічних опорів всіх шарів огородження, у тому числі і шару утеплювача, прийнятої конструктивної товщини, м 2 · ° С/Вт.

З отриманого результату можна зробити висновок, що

R 0 = 3,503 м 2 × °С/Вт> R тр0 = 3,214 м 2 × °С/Вт→ отже, товщина утеплювача підібрана правильно.

Вплив повітряного прошарку

У випадку, коли в тришаровій кладці в якості утеплювача застосовуються мінеральна вата, скловата або інший плитний утеплювач, необхідний пристрій повітряного вентильованого прошарку між зовнішньою кладкою та утеплювачем. Товщина цього прошарку має становити не менше 10 мм, а бажано 20-40 мм. Вона потрібна для того, щоб осушувати утеплювач, який намокає від конденсату.

Даний повітряний прошарок є не замкнутим простором, тому у разі його наявності в розрахунку необхідно враховувати вимоги п.9.1.2 СП 23-101-2004, а саме:

а) шари конструкції, розташовані між повітряним прошарком та зовнішньою поверхнею (у нашому випадку - це декоративна цегла (безсер)), у теплотехнічному розрахунку не враховуються;

б) на поверхні конструкції, зверненої у бік прошарку, що вентилюється зовнішнім повітрям, слід приймати коефіцієнт тепловіддачі α ext = 10,8 Вт/(м°С).

Примітка:Вплив повітряного прошарку враховується, наприклад, при теплотехнічному розрахунку пластикових склопакетів.

Під час експлуатації будівлі небажаний як перегрів, так і промерзання. Визначити золоту серединудозволить теплотехнічний розрахунок, який не менш важливий, ніж обчислення економічності, міцності, стійкості до вогню, довговічності.

Виходячи з теплотехнічних норм, кліматичних характеристик, паро - і вологопроникності здійснюється вибір матеріалів для спорудження конструкцій, що захищають. Як здійснити цей розрахунок, розглянемо у статті.

Від теплотехнічних особливостей капітальних огорож будівлі залежить багато чого. Це і вологість конструктивних елементів, та температурні показники, які впливають на наявність або відсутність конденсату на міжкімнатних перегородкахта перекриттях.

Розрахунок покаже, чи будуть підтримуватись стабільні температурні та вологісні характеристики при плюсовій та мінусової температури. У перелік цих характеристик входить і такий показник, як кількість тепла, що втрачається конструкціями, що захищають будову в холодний період.

Не можна розпочинати проектування, не маючи всіх цих даних. Спираючись на них, вибирають товщину стін та перекриттів, послідовність шарів.

За регламентом ГОСТ 30494-96 температурні значення усередині приміщень. У середньому вона дорівнює 21⁰. При цьому відносна вологість повинна перебувати в зручних рамках, а це в середньому 37%. Максимальна швидкість руху маси повітря - 0,15 м/с

Теплотехнічний розрахунок має на меті визначити:

  1. Чи ідентичні конструкції заявленим запитам з погляду теплового захисту?
  2. Наскільки повно забезпечується комфортний мікроклімат усередині будівлі?
  3. Чи забезпечується оптимальний тепловий захист конструкцій?

Основний принцип – дотримання балансу різниці температурних показників атмосфери внутрішніх конструкцій огорож та приміщень. Якщо його не дотримуватись, тепло поглинатимуть ці поверхні, а всередині температура залишиться дуже низькою.

На внутрішню температуру не повинні суттєво впливати зміни теплового потоку. Цю характеристику називають теплостійкістю.

Шляхом виконання теплового розрахункувизначають оптимальні межі (мінімальний та максимальний) габаритів стін, перекриттів по товщині. Це є гарантією експлуатації будівлі протягом тривалого періоду без екстремальних промерзань конструкцій, так і перегрівів.

Параметри для виконання розрахунків

Щоб здійснити теплорозрахунок, потрібні вихідні параметри.

Залежать вони від низки показників:

  1. Призначення споруди та її типу.
  2. Орієнтування вертикальних конструкцій, що захищають щодо спрямованості до сторін світла.
  3. Географічні параметри майбутнього будинку.
  4. Об'єму будівлі, її поверховості, площі.
  5. Типів та розмірних даних дверних, віконних отворів.
  6. Види опалення та його технічних параметрів.
  7. Кількість постійних мешканців.
  8. Матеріали вертикальних та горизонтальних огороджувальних конструкцій.
  9. Перекриття верхнього поверху
  10. Оснащення гарячим водопостачанням.
  11. Види вентиляції.

Враховуються при розрахунку та інші конструктивні особливостібудови. Повітропроникність конструкцій, що захищають, не повинна сприяти надмірному охолодженню всередині будинку і знижувати теплозахисні характеристики елементів.

Втрати тепла викликає і перезволоження стін, а крім того, це спричиняє вогкість, що негативно впливає на довговічність будівлі.

У процесі розрахунку насамперед визначають теплотехнічні дані будматеріалів, з яких виготовляються огороджувальні елементи будови. Крім цього, визначенню підлягає наведений опір теплопередачі та відповідність його нормативному значенню.

Формули для розрахунку

Витоку тепла, що втрачається будинком, можна розділити на дві основні частини: втрати через огороджувальні конструкції та втрати, спричинені функціонуванням. Крім того, тепло губиться при скиданні теплої водиу каналізаційну систему.

Для матеріалів, з яких влаштовані огороджувальні конструкції, необхідно визначити величину показника теплопровідності Кт (Вт/м х градус). Вони є у відповідних довідниках.

Тепер, знаючи товщину шарів, за формулою: R = S/Кт, Вираховують термічний опір кожної одиниці. Якщо конструкція багатошарова, усі отримані значення складають.

Розміри теплових втрат найпростіше визначити шляхом складання теплових течій через огороджувальні конструкції, які власне і утворюють цю будівлю.

Керуючись такою методикою, до обліку приймають той момент, що матеріали, що становлять конструкції, мають неоднакову структуру. Також враховується, що потік тепла, що проходить крізь них, має різну специфіку.

Для кожної окремої конструкції тепловтрати визначають за формулою:

Q = (A/R) х dT

  • А - площа м2.
  • R – опір конструкції теплопередачі.
  • dT - різниця температур зовні та зсередини. Визначати її потрібно для найхолоднішого 5-денного періоду.

Виконуючи розрахунок таким чином, можна отримати результат лише для найхолоднішого п'ятиденного періоду. Загальні втрати втрати за весь холодний сезон визначають шляхом обліку параметра dT, враховуючи температуру не найнижчу, а середню.

Якою мірою засвоюється тепло, а також тепловіддача залежить від вологості клімату в регіоні. Тому при обчисленнях застосовують карти вологості

Для цього є формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

У ній N - тривалість опалювального періоду на днях.

Недоліки розрахунку за площею

Розрахунок, заснований на майданному показнику, не відрізняється великою точністю. Тут не враховано такий параметр, як клімат, температурні показники як мінімальні, так і максимальні, вологість. Через ігнорування багатьох важливих моментів, розрахунок має значні похибки.

Часто намагаючись перекрити їх, у проекті передбачають «запас».

Якщо все ж таки для розрахунку обраний цей спосіб, потрібно враховувати такі нюанси:

  1. При висоті вертикальних огорож до трьох метрів та наявності не більше двох прорізів на одній поверхні, результат краще помножити на 100 Вт.
  2. Якщо проект закладено балкон, два вікна чи лоджія, множать загалом на 125 Вт.
  3. Коли приміщення промислові чи складські застосовують множник 150 Вт.
  4. У разі розташування радіаторів поблизу вікон їхню проектну потужність збільшують на 25%.

Формула за площею має вигляд:

Q = S x 100 (150) Вт.

Тут Q – комфортний рівень тепла у будівлі, S – площа з опаленням у м². Числа 100 або 150 - питома величина теплової енергії, яка витрачається для нагрівання 1 м ².

Втрати через вентиляцію будинку

Ключовим параметром у цьому випадку є кратність повітрообміну. За умови, що стіни будинку паропроникні, ця величина дорівнює одиниці.

Проникнення холодного повітря в будинок здійснюється по припливної вентиляції. Витяжна вентиляціясприяє догляду теплого повітря. Знижує втрати через вентиляцію рекуператор-теплообмінник. Він не допускає догляду тепла разом з повітрям, що виходить, а вхідні потоки він нагріває

Передбачається повне оновлення повітря всередині будівлі за годину. Будинки, побудовані за стандартом DIN, мають стіни з пароізоляцією, тому тут кратність повітрообміну приймають рівним двом.

Є формула, за якою визначають тепловтрати через систему вентиляції:

Qв = (V х Кв: 3600) х Р х З х dT

Тут символи позначають таке:

  1. Qв – тепловтрати.
  2. V - об'єм кімнати в міл.
  3. Р – щільність повітря. елічина її приймається рівною 1,2047 кг/мм.
  4. Кв – кратність повітрообміну.
  5. З - питома теплоємність. Вона дорівнює 1005 Дж/кг х З.

За підсумками цього розрахунку можна визначити потужність теплогенератора опалювальної системи. У разі надто високого значення потужності виходом із ситуації може стати. Розглянемо кілька прикладів для будинків із різних матеріалів.

Приклад теплотехнічного розрахунку №1

Розрахуємо житловий будинок, що знаходиться в 1 кліматичному районі(Росія), підрайон 1В. Усі дані взяті з таблиці 1 СНіП 23-01-99. Найбільш холодна температура, Що спостерігається протягом п'яти днів забезпеченістю 0,92 - tн = -22 ⁰С.

Відповідно до СНиП опалювальний період (zоп) триває 148 діб. Середня температура протягом опалювального періоду при середньодобових температурних показниках повітря на вулиці 8⁰ - tот = -2,3⁰. Температура зовні опалювальний сезон- tht = -4,4⁰.

Тепловтрати будинку - найважливіший моментна етапі його проектування. Від результатів розрахунку залежить вибір будматеріалів, і утеплювача. Нульових втрат не буває, але прагнути треба до того, щоб вони були максимально доцільними

Умови, що в кімнатах будинку повинна бути забезпечена температура 22⁰. Будинок має два поверхи та стіни товщиною 0,5 м. Висота його – 7 м, габарити в плані – 10 х 10 м. Матеріал вертикальних конструкцій, що захищають – тепла кераміка. Для неї коефіцієнт теплопровідності – 0,16 Вт/м х С.

Як зовнішній утеплювач, товщиною 5 см, використана мінеральна вата. Значення Кт для неї – 0,04 Вт/м х С. Кількість віконних отворів у будинку – 15 шт. по 2,5 м ² кожне.

Тепловтрати через стіни

Насамперед, потрібно визначити термічний опір як керамічної стіни, і утеплювача. У першому випадку R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. У другому – R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. Загалом для вертикальної огороджувальної конструкції: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м х С/Вт.

Так як тепловтрати мають прямо пропорційний взаємозв'язок з площею конструкцій, що обгороджують, розраховуємо площу стін:

А = 10 х 4 х 7 - 15 х 2,5 = 242,5 м ²

Тепер можна визначити втрати тепла через стіни:

Qс = (242,5: 4.375) х (22 - (-22)) = 2438,9 Вт.

Тепловтрати через горизонтальні огороджувальні конструкції розраховують аналогічно. У результаті всі результати підсумовують.

Якщо підвал під підлогою першого поверху опалюється, підлогу можна не утеплювати. Стіни підвалу все ж таки краще обшити утеплювачем, щоб тепло не йшло в грунт.

Визначення втрат через вентиляцію

Щоб спростити розрахунок, не враховують товщину стін, а просто визначають об'єм повітря усередині:

V = 10х10х7 = 700 м?.

При кратності повітрообміну Кв = 2, втрати тепла становитимуть:

Qв = (700 х 2): 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 - (-22)) = 20 776 Вт.

Якщо Кв = 1:

Qв = (700 х 1): 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 - (-22)) = 10 358 Вт.

Ефективну вентиляцію житлових будинківзабезпечують роторні та пластинчасті рекуператори. ККД у перших вище, він сягає 90%.

Приклад теплотехнічного розрахунку №2

Потрібно зробити розрахунок втрат крізь стіну з цегли товщиною 51 см. Вона утеплена 10-сантиметровим шаром мінеральної вати. Зовні – 18⁰, усередині – 22⁰. Габарити стіни – 2,7 м за висотою та 4 м за довжиною. Єдина зовнішня стіна приміщення орієнтована на південь, зовнішніх дверей немає.

Для цегли коефіцієнт теплопровідності Кт = 0,58 Вт/мºС, для мінеральної вати – 0,04 Вт/мºС. Термічний опір:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. Загалом для вертикальної огороджувальної конструкції: R = R1 + R2 = 0.879 + 2,5 = 3.379 кв. м х С/Вт.

Площа зовнішньої стіни А = 2,7 х 4 = 10,8 м ²

Втрати тепла через стіну:

Qс = (10,8: 3.379) х (22 - (-18)) = 127,9 Вт.

Для розрахунку втрат через вікна застосовують ту ж формулу, але термічний опір їх, як правило, зазначено у паспорті та розраховувати його не потрібно.

У теплоізоляції будинку вікна – «слабка ланка». Через них йде досить велика частка тепла. Зменшать втрати багатошарові склопакети, плівки, що відбивають, подвійні рами, але навіть це не допоможе уникнути тепловтрат повністю

Якщо в будинку вікна з розмірами 1,5 х 1,5 м ?

Qо = (2,25: 0,87) х (22 - (-18)) = 103,4 т.

Приклад теплотехнічного розрахунку №3

Виконаємо тепловий розрахунок дерев'яної зробленої з колод будівлі з фасадом, зведеним з соснових колод шаром товщиною 0,22 м. Коефіцієнт для цього матеріалу - К=0,15. У цій ситуації тепловтрати становитимуть:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 м х ⁰С/Вт.

Сама низька температурап'ятиденки - -18⁰, для комфорту в будинку задана температура 21⁰. Різниця складе 39⁰. Якщо виходити із площі 120 м², вийде результат:

Qс = 120 х 39: 1,47 = 3184 Вт.

Для порівняння визначимо втрати цегляного будинку. Коефіцієнт для силікатної цегли – 0,72.

R = 0,22: 0,72 = 0,306 м х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39: 0,306 = 15294 Вт.

В однакових умовах дерев'яний будинокНайбільш економічний. Силікатна цегладля зведення стін тут не підходить зовсім.

Дерев'яна будова має високу теплоємність. Його огороджувальні конструкції довго зберігають комфортну температуру. Все ж, навіть зроблений з колод будинок потрібно утеплювати і краще зробити це і зсередини, і зовні

Приклад теплорозрахунку №4

Будинок буде збудовано в Московській області. Для розрахунку взято стіну, створену з піноблоків. Як утеплювач застосований. Оздоблення конструкції – штукатурка з двох сторін. Структура її – вапняно-піщана.

Пінополістирол має щільність 24 кг/мм.

Відносні показники вологості повітря у кімнаті – 55% при усередненій температурі 20⁰. Товщина шарів:

  • штукатурка – 0,01 м;
  • пінобетон – 0,2 м;
  • пінополістирол – 0,065 м.

Завдання - знайти необхідний опір теплопередачі та фактичне. Необхідне Rтр визначають, підставивши значення вираз:

Rтр = a х ДСОП + b

де ДСП - це градусо-доба сезону опалення, а та b - коефіцієнти, взяті з таблиці №3 Зводу Правил 50.13330.2012. Оскільки будівля житлова, a дорівнює 0,00035, b = 1,4.

ДСОП вираховують за формулою, взятою з того ж СП:

ГОСП = (tв - tот) х zот.

У цій формулі tв = 20⁰, tвід = -2,2⁰, zот - 205 - опалювальний період на добу. Отже:

ГСОП = (20 - (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х добу.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Використовуючи таблицю №2 СП50.13330.2012, визначають коефіцієнти теплопровідності для кожного шару стіни:

  • λб1 = 0,81 Вт/м ⁰С;
  • λб2 = 0,26 Вт/м⁰С;
  • λб3 = 0,041 Вт/м⁰С;
  • λб4 = 0,81 Вт/м ⁰С.

Повний умовний опір теплопередачі Rо дорівнює сумі опорів всіх шарів. Розраховують його за формулою:

Підставивши значення набувають: Rо ум. = 2,54 м2 ° С/Вт. Rф визначають шляхом множення Rо коефіцієнт r, рівний 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х ° С/Вт.

Результат зобов'язує змінити конструкцію огороджувального елемента, оскільки фактичний тепловий опір менший за розрахунковий.

Існує безліч комп'ютерних сервісів, які прискорюють та спрощують розрахунки.

Теплотехнічні розрахунки безпосередньо пов'язані з визначенням. Що це таке і як знайти її значення дізнаєтеся з статті, що рекомендується.

Висновки та корисне відео на тему

Виконання теплотехнічного розрахунку за допомогою онлайн-калькулятора:

Правильний теплотехнічний розрахунок:

Грамотний теплотехнічний розрахунок дозволить оцінити результативність утеплення зовнішніх елементів будинку, визначити потужність необхідного опалювального обладнання.

Як результат, можна заощадити при покупці матеріалів та нагрівальних приладів. Краще заздалегідь знати, чи впоратися техніка з нагріванням та кондиціюванням будівлі, ніж купувати все навмання.

Залишайте, будь ласка, коментарі, ставте питання, розміщуйте фото за темою статті в блоці, що знаходиться нижче. Розкажіть про те, як теплотехнічний розрахунок допоміг вам вибрати обладнання для обігріву потрібної потужності або систему утеплення. Не виключено, що ваша інформація стане в нагоді відвідувачам сайту.

Теплотехнічний розрахунок дозволяє визначити мінімальну товщину конструкцій, що огороджують для того, щоб не було випадків перегріву або промерзання в процесі експлуатації будівлі.

Огороджувальні конструктивні елементи опалюваних громадських та житлових будівель, за винятком вимог стійкості та міцності, довговічності та вогнестійкості, економічності та архітектурного оформлення, повинні відповідати насамперед теплотехнічним нормам. Вибирають огороджувальні елементи в залежності від конструктивного рішення, кліматичних характеристик району забудови, фізичних властивостей, волого-температурного режиму в будівлі, а також відповідно до вимог опору теплопередачі, повітроніпроникненню та паропроникненню.

У чому сенс розрахунку?

  1. Якщо під час розрахунку вартості майбутньої будови враховувати лише характеристики міцності, то, природно, вартість буде меншою. Однак це видима економія: згодом на обігрів приміщення піде значно більше коштів.
  2. Грамотно підібрані матеріали створять у приміщенні оптимальний мікроклімат.
  3. При плануванні системи опалення також потрібний теплотехнічний розрахунок. Щоб система була рентабельною та ефективною, необхідно мати поняття про реальні можливості будівлі.

Теплотехнічні вимоги

Важливо, щоб зовнішні конструкції відповідали наступним теплотехнічним вимогам:

  • Мали достатні теплозахисні властивості. Іншими словами, не можна допускати в літній часперегріву приміщень, а взимку – зайвих втрат тепла.
  • Різниця температур повітря внутрішніх елементів огорож і приміщень не повинна бути вищою за нормативне значення. В іншому випадку може відбутися надмірне охолодження тіла людини випромінюванням тепла на дані поверхні та конденсація вологи внутрішньої. повітряного потокуна огороджувальних конструкціях.
  • У разі зміни теплового потоку температурні коливання всередині приміщення мають бути мінімальними. Ця властивість називається теплостійкістю.
  • Важливо, щоб повітронепроникність огорож не викликала сильного охолодження приміщень та не погіршувала теплозахисні властивості конструкцій.
  • Огородження повинні мати нормальний режим вологості. Так як перезволоження огорож збільшує втрати тепла, викликає в приміщенні вогкість, зменшує довговічність конструкцій.

Щоб конструкції відповідали вищепереліченим вимогам, виконують теплотехнічний розрахунок, а також розраховують теплостійкість, паропроникність, повітропроникність та вологопередачу за вимогами нормативної документації.

Теплотехнічні якості

Від теплотехнічних характеристик зовнішніх конструктивних елементів будов залежить:

  • Вологий режим елементів конструкції.
  • Температура внутрішніх конструкцій, що забезпечує відсутність конденсату.
  • Постійна вологість і температура в приміщеннях, як у холодну, так і в теплу пору року.
  • Кількість тепла, яке втрачається будинком у зимовий періодчасу.

Отже, з усього перерахованого вище, теплотехнічний розрахунок конструкцій вважається важливим етапом у процесі проектування будинків та споруд, як цивільних, і промислових. Проектування починається з вибору конструкцій - їх товщини та послідовності шарів.

Завдання теплотехнічного розрахунку

Отже, теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструктивних елементів здійснюється з метою:

  1. Відповідності конструкцій сучасним вимогам щодо теплового захисту будівель та споруд.
  2. Забезпечення в внутрішніх приміщенняхкомфортного мікроклімату
  3. Забезпечення оптимального теплового захисту огорож.

Основні параметри для розрахунку

Щоб визначити витрати тепла на опалення, а також провести теплотехнічний розрахунок будівлі, необхідно врахувати безліч параметрів, що залежать від таких характеристик:

  • Призначення та тип будівлі.
  • Географічне розташування будови.
  • Орієнтація стін з боків світла.
  • Розміри конструкцій (обсяг, площа, поверховість).
  • Тип та розміри вікон та дверей.
  • Характеристики системи опалення.
  • Кількість людей, які перебувають у будівлі одночасно.
  • Матеріал стін, підлоги та перекриття останнього поверху.
  • Наявність системи гарячого водопостачання.
  • Тип вентиляційних систем
  • Інші конструктивні особливості будови.

Теплотехнічний розрахунок: програма

На сьогоднішній день розроблено безліч програм, що дозволяють зробити цей розрахунок. Як правило, розрахунок здійснюється на підставі методики, викладеної у нормативно-технічній документації.

Дані програми дозволяють обчислити таке:

  • Термічний опір.
  • Втрати тепла через конструкції (стеля, підлога, дверні та віконні отвори, а також стіни).
  • Кількість тепла, необхідного для нагрівання повітря, що інфільтрує.
  • Підбір секційних (біметалевих, чавунних, алюмінієвих) радіаторів.
  • Підбір сталевих панельних радіаторів.

Теплотехнічний розрахунок: приклад розрахунку для зовнішніх стін

Для розрахунку необхідно визначити такі основні параметри:

  • t = 20°C - це температура повітряного потоку всередині будівлі, яка приймається для розрахунку огорож за мінімальними значеннями найбільш оптимальної температуривідповідної будівлі та споруди. Приймається вона відповідно до ГОСТу 30494-96.

  • За вимогами ГОСТу 30494-96 вологість у приміщенні повинна становити 60%, у результаті приміщенні буде забезпечений нормальний вологий режим.
  • Відповідно до додатку B СНиПа 23-02-2003, зона вологості суха, отже, умови експлуатації огорож - A.
  • t н = -34 °C - це температура зовнішнього повітряного потоку в зимовий період часу, яка приймається за СНиП виходячи з максимально холодної п'ятиденки, що має забезпеченість 0,92.
  • Z от.пер = 220 діб - це тривалість опалювального періоду, яка приймається за СНиП, при цьому середньодобова температура довкілля≤ 8 °C.
  • T от.пер. = -5,9 °C - це температура навколишнього середовища (середня) в опалювальний період, яка приймається за СНиП, за добової температури навколишнього середовища ≤ 8 °C.

Вихідні дані

У такому разі теплотехнічний розрахунок стіни буде проводитися з метою визначення оптимальної товщини панелей та теплоізоляційного матеріалу для них. Як зовнішні стіни будуть використовуватися сендвіч-панелі (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортні умови

Розглянемо, як виконується теплотехнічний розрахунок зовнішньої стінки. Для початку слід вирахувати необхідний опір теплопередачі, орієнтуючись на комфортні та санітарно-гігієнічні умови:

R 0 тр = (n × (t в - t н)) : (Δt n × α в), де

n = 1 - це коефіцієнт, який залежить від положення зовнішніх конструктивних елементів по відношенню до зовнішнього повітря. Його слід приймати за даними СНіП 23-02-2003 з таблиці 6.

Δt н = 4,5 °C - це нормований перепад температури внутрішньої поверхні конструкції та внутрішнього повітря. Приймається за даними СНіП з таблиці 5.

α = 8,7 Вт/м 2 °C - це теплопередача внутрішніх огороджувальних конструкцій. Дані беруться з таблиці 5, по БНіП.

Підставляємо дані у формулу та отримуємо:

R 0 тр = (1 × (20 - (-34))): (4,5 × 8,7) = 1,379 м 2 ° C / Вт.

Умови енергозбереження

Виконуючи теплотехнічний розрахунок стіни, з умов енергозбереження, необхідно обчислити необхідний опір теплопередачі конструкцій. Воно визначається за ГСОП (градусо-доба опалювального періоду, °C) за такою формулою:

ГСОП = (t в - t от.пер.) × Z от.пер, де

t - це температура повітряного потоку всередині будівлі, °C.

Z от.пер. і t от.пер. - це тривалість (доба) та температура (°C) періоду, що має середньодобову температуру повітря ≤ 8 °C.

Таким чином:

ДСОП = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Виходячи з умов енергозбереження, визначаємо R 0 тр методом інтерполяції по БНіП з таблиці 4:

R 0 тр = 2,4 + (3,0 - 2,4)×(5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) = 2,909 (м 2 ° C / Вт)

R 0 = 1/ α + R 1 + 1/ α н, де

d – це товщина теплоізоляції, м.м.

l = 0,042 Вт/м°C – це теплопровідність мінераловатної плити.

α н = 23 Вт/м 2 °C - це тепловіддача зовнішніх конструктивних елементів, що приймається за СНіП.

R 0 = 1/8,7 + d/0,042+1/23 = 0,158+d/0,042.

Товщина утеплювача

Товщина теплоізоляційного матеріалу визначається виходячи з того, що R 0 = R 0 тр, при цьому R 0 тр береться за умов енергозбереження, таким чином:

2,909 = 0,158 + d/0,042, звідки d = 0,116 м-коду.

Підбираємо марку сендвіч-панелей за каталогом з оптимальною товщиною теплоізоляційного матеріалу: ДП 120, при цьому загальна товщина панелі має становити 120 мм. Аналогічним чином виробляється теплотехнічний розрахунок будівлі загалом.

Необхідність виконання розрахунку

Запроектовані на підставі теплотехнічного розрахунку, виконаного грамотно, що захищають конструкції, дозволяють скоротити витрати на опалення, вартість якого регулярно збільшуються. До того ж збереження тепла вважається важливим екологічним завданням, адже це безпосередньо пов'язане зі зменшенням споживання палива, що призводить до зниження впливу негативних факторів на довкілля.

Крім того, варто пам'ятати про те, що неправильно виконана теплоізоляція здатна призвести до перезволоження конструкцій, що призведе до утворення плісняви ​​на поверхні стін. Освіта плісняви, у свою чергу, призведе до псування внутрішньої обробки(Відшаровування шпалер та фарби, руйнування штукатурного шару). В особливо занедбаних випадках може знадобитися радикальне втручання.

Дуже часто будівельні компаніїу своїй діяльності прагнуть використати сучасні технологіїта матеріали. Тільки фахівцеві під силу розібратися у необхідності застосування того чи іншого матеріалу, як окремо, так і в сукупності з іншими. Саме теплотехнічний розрахунок допоможе визначитися з найбільш оптимальними рішеннями, які забезпечать довговічність конструктивних елементів та мінімальні фінансові витрати.

Розділи