Toplotni kalkulator zunanjih sten. Toplotnotehnični izračun ovoja stavbe. Možnosti za izvajanje izračunov

Da bo vaš dom topel v najhujših zmrzali, je treba izbrati pravi sistem toplotne izolacije - za to se izvede toplotnotehnični izračun zunanja stena.Rezultat izračuna pokaže, kako učinkovita je dejanska ali projektirana metoda izolacije.

Kako narediti toplotnotehnični izračun zunanje stene

Najprej morate pripraviti začetne podatke. Na izračunani parameter vplivajo naslednji dejavniki:

• podnebno območje, v katerem se nahaja hiša;
• namembnost prostorov - stanovanjski objekt, industrijski objekt, bolnišnica;
• način delovanja stavbe - sezonski ali celoletni;
• prisotnost vratnih in okenskih odprtin v zasnovi;
• notranja vlažnost, razlika med notranjo in zunanjo temperaturo;
• število etaž, lastnosti etaž.

Po zbiranju in zapisu začetnih informacij se določijo koeficienti toplotne prevodnosti gradbeni materiali, iz katerega je izdelana stena. Stopnja absorpcije in prenosa toplote je odvisna od tega, kako vlažno je podnebje. V zvezi s tem so za izračun koeficientov sestavljene karte vlažnosti Ruska federacija. Po tem se vse numerične vrednosti, potrebne za izračun, vnesejo v ustrezne formule.

Toplotnotehnični izračun zunanje stene, primer za steno iz pene betona

Kot primer so izračunane toplotno zaščitne lastnosti stene iz penastih blokov, izolirane z ekspandiranim polistirenom z gostoto 24 kg / m3 in obojestransko ometane z apneno-peščeno malto. Izračuni in izbor tabelarnih podatkov temeljijo na gradbeni predpisi.Začetni podatki: območje gradnje - Moskva; relativna vlažnost - 55%, povprečna temperatura v hiši tв = 20О С. Debelina vsakega sloja je nastavljena: δ1, δ4=0,01m (omet), δ2=0,2m (penasti beton), δ3=0,065m (ekspandiran polistiren). "SP Radoslav" ).
Namen termotehnični izračun zunanje stene je določiti zahtevano (Rtr) in dejansko (Rph) upornost prenosa toplote.
Izračun

1. V skladu s tabelo 1 SP 53.13330.2012 se pod danimi pogoji predvideva, da je režim vlažnosti normalen. Zahtevana vrednost Rtr se najde po formuli:
   Rtr=a GSOP+b,
   kjer sta a, b vzeta v skladu s tabelo 3 SP 50.13330.2012. Za stanovanjsko stavbo in zunanjo steno a = 0,00035; b = 1,4.
   GSOP – stopinjski dan ogrevalna sezona, se najdejo s formulo (5.2) SP 50.13330.2012:
   GSOP=(tv-tot)zot,
   kjer je tв=20О С; tot – povprečna temperatura zunanjega zraka v ogrevalnem obdobju, po tabeli 1 SP131.13330.2012 tot = -2,2°C; zod = 205 dni. (trajanje ogrevalna sezona po isti tabeli).
   Če nadomestimo vrednosti tabele, ugotovimo: GSOP = 4551О С*dan; Rtr = 2,99 m2*C/W
2. V skladu s tabelo 2 SP50.13330.2012 za normalno vlažnost so izbrani koeficienti toplotne prevodnosti vsake plasti "pite": λB1 = 0,81 W/(m°C), λB2 = 0,26 W/(m°C), λB3 = 0,041 W/(m°C), λB4=0,81 W/(m°C).
   S formulo E.6 SP 50.13330.2012 se določi pogojna odpornost na prenos toplote:
   R0pogoj=1/αint+δn/λn+1/αext.
   kjer je αext = 23 W/(m2°C) iz klavzule 1 tabele 6 SP 50.13330.2012 za zunanje stene.
   Če zamenjamo številki, dobimo R0cond=2,54m2°C/W. Razjasnimo ga s koeficientom r=0,9, odvisno od homogenosti konstrukcij, prisotnosti reber, ojačitve in hladnih mostov:
   Rf=2,54 0,9=2,29m2 °C/W.

Iz dobljenega rezultata je razvidno, da je dejanska toplotna upornost manjša od zahtevane, zato je potrebno ponovno razmisliti o izvedbi stene.

Toplotni izračun zunanje stene, program poenostavi izračune

Enostavne računalniške storitve pospešijo računske procese in iskanje zahtevanih koeficientov. Vredno se je seznaniti z najbolj priljubljenimi programi.

1. "TeReMok". Vnesejo se začetni podatki: vrsta stavbe (stanovanjska), notranja temperatura 20O, režim vlažnosti - normalno, območje bivanja - Moskva. V naslednjem oknu se odpre izračunana vrednost standardnega upora toplotne prehodnosti - 3,13 m2*оС/W.
   Na podlagi izračunanega koeficienta se izvede toplotnotehnični izračun zunanje stene iz penastih blokov (600 kg/m3), izolirane z ekstrudirano polistirensko peno "Flurmat 200" (25 kg/m3) in ometane s cementno-apneno malto. V meniju izberite potrebne materiale, pri čemer navedite njihovo debelino (penasti blok - 200 mm, mavec - 20 mm), celico pa pustite z debelino izolacije.
   S klikom na gumb “Izračun” dobimo želeno debelino toplotnoizolacijskega sloja – 63 mm. Priročnost programa ne odpravi njegove pomanjkljivosti: ne upošteva različnih toplotnih prevodnosti zidakov in malte. Hvala avtorju lahko rečete na tem naslovu http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
2. Drugi program ponuja spletno mesto http://rascheta.net/. Njena razlika od prejšnje storitve je v tem, da se vse debeline nastavljajo neodvisno. V izračun je uveden koeficient toplotne enakomernosti r. Izbere se iz tabele: za pene betonske bloke z žično ojačitvijo v vodoravnih sklepih r = 0,9.
   Po izpolnitvi polj program izda poročilo o dejanski toplotni upornosti izbrane konstrukcije in ali ustreza klimatskim pogojem. Poleg tega je na voljo zaporedje izračunov s formulami, normativnimi viri in vmesnimi vrednostmi.

Pri gradnji hiše ali izvajanju toplotnoizolacijskih del je pomembno oceniti učinkovitost izolacije zunanje stene: toplotnotehnični izračun, opravljen neodvisno ali s pomočjo strokovnjaka, vam omogoča, da to storite hitro in natančno.

Ustvarjanje udobnih bivalnih pogojev oz delovna dejavnost je primarna naloga gradbeništva. Pomemben del ozemlja naše države se nahaja na severnih zemljepisnih širinah s hladnim podnebjem. Zato je vzdrževanje ugodne temperature v stavbah vedno pomembno. Z naraščajočimi cenami energije v ospredje prihaja zmanjševanje porabe energije za ogrevanje.

Podnebne značilnosti

Izbira izvedbe sten in strehe je odvisna predvsem od podnebnih razmer na območju gradnje. Če jih želite določiti, se morate sklicevati na SP131.13330.2012 "Gradbena klimatologija". Pri izračunih se uporabljajo naslednje vrednosti:

• temperatura najhladnejšega petdnevnega obdobja z verjetnostjo 0,92 je označena s Tn;
• povprečna temperatura, imenovana Thot;
• trajanje, označeno z ZOT.

Če uporabimo primer za Murmansk, imajo vrednosti naslednje vrednosti:

• Tn=-30 stopinj;
• Tot=-3,4 stopinje;
• ZOT=275 dni.

Poleg tega je treba nastaviti ocenjeno temperaturo v TV sobi, določeno v skladu z GOST 30494-2011. Za stanovanje lahko vzamete TV = 20 stopinj.

Za izvedbo toplotnotehničnega izračuna ograjenih konstrukcij najprej izračunajte vrednost GSOP (stopinjski dan ogrevalnega obdobja):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
V našem primeru je GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Osnovni indikatorji

Za prava izbira materialov ograjenih konstrukcij, je treba določiti, kakšne toplotne lastnosti morajo imeti. Sposobnost snovi, da prevaja toploto, je značilna njena toplotna prevodnost, označena z grško črko l (lambda) in merjena v W/(m x deg.). Sposobnost konstrukcije, da zadrži toploto, je označena z odpornostjo na prenos toplote R in je enaka razmerju med debelino in toplotno prevodnostjo: R = d/l.

Če je struktura sestavljena iz več plasti, se upor izračuna za vsako plast in nato sešteje.

Odpornost na prenos toplote je glavni pokazatelj zunanje strukture. Njegova vrednost mora presegati standardno vrednost. Pri izvedbi toplotnotehničnih izračunov ovoja stavbe moramo določiti ekonomsko upravičeno sestavo sten in strehe.

Vrednosti toplotne prevodnosti

Kakovost toplotne izolacije določa predvsem toplotna prevodnost. Vsak certificiran material prestane laboratorijske raziskave, zaradi česar je ta vrednost določena za pogoje delovanja "A" ali "B". Za našo državo večina regij ustreza pogojem delovanja "B". Pri izvedbi toplotnotehničnih izračunov ovoja stavbe je treba uporabiti to vrednost. Vrednosti toplotne prevodnosti so navedene na etiketi ali v potnem listu materiala, če pa niso na voljo, lahko uporabite referenčne vrednosti iz Kodeksa ravnanja. Vrednosti za najbolj priljubljene materiale so navedene spodaj:

• Zid iz navadne opeke - 0,81 W (m x stopinj).
• Apneno-peščena opeka - 0,87 W (m x stopinj).
• Plinski in penasti beton (gostota 800) - 0,37 W (m x stopinj).
• Les iglavcev - 0,18 W (m x stopinj).
• Ekstrudirana polistirenska pena - 0,032 W (m x stopinj).
• Plošče iz mineralne volne (gostota 180) - 0,048 W (m x stopinj).

Standardna vrednost odpornosti na prenos toplote

Izračunana vrednost upora prenosa toplote ne sme biti manjša od osnovne vrednosti. Osnovna vrednost je določena po tabeli 3 SP50.13330.2012 »stavbe«. Tabela določa koeficiente za izračun osnovnih vrednosti odpornosti na prenos toplote vseh ograjenih konstrukcij in vrst stavb. Če nadaljujemo z začetim toplotnotehničnim izračunom ograjenih konstrukcij, lahko primer izračuna predstavimo na naslednji način:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (m x stopinj/W).
• Rpokr = 0,0005x6435 + 2,2 = 5,41 (m x stopinj/W).
• Rcherd = 0,00045x6435 + 1,9 = 4,79 (m x stopinj/W).
• Rokna = 0,00005x6435 + 0,3 = x stopinj/W).

Toplotnotehnični izračuni zunanje ograjene konstrukcije se izvajajo za vse konstrukcije, ki zapirajo "toplo" vezje - tla na tleh ali strop tehničnega podzemlja, zunanje stene (vključno z okni in vrati), kombinirano oblogo ali strop neogrevano podstrešje. Izračun je treba opraviti tudi za notranje strukture, če je temperaturna razlika v sosednjih prostorih večja od 8 stopinj.

Toplotni izračun sten

Večina sten in stropov je večplastnih in heterogenih po svoji zasnovi. Toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij večplastne konstrukcije je naslednji:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
kjer so n parametri n-te plasti.

Če upoštevamo opečno ometano steno, dobimo naslednjo zasnovo:

• zunanji sloj ometa debeline 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W (m x st.);
• zid iz polne glinene opeke 64 cm, toplotna prevodnost 0,81 W (m x st.);
• notranji sloj ometa je debel 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W (m x st.).

Formula za toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij je naslednja:

R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 0,85 (m x stopinj/W).

Dobljena vrednost je bistveno manjša od predhodno določene osnovne vrednosti upora toplotne prehodnosti sten stanovanjske stavbe v Murmansku 3,65 (m x deg/W). Stena ne zadovolji regulativne zahteve in potrebuje izolacijo. Za izolacijo stene uporabimo debelino 150 mm in toplotno prevodnost 0,048 W (m x stopinj).

Po izbiri izolacijskega sistema je potrebno opraviti verifikacijski toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij. Primer izračuna je podan spodaj:

R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 3,97 (m x stopinj/W).

Dobljena računska vrednost je večja od osnovne vrednosti - 3,65 (m x deg/W), izolirana stena ustreza zahtevam standardov.

Podobno se izvede izračun tal in kombiniranih oblog.

Toplotnotehnični izračun tlakov v stiku s tlemi

Pogosto se v zasebnih domovih ali javnih zgradbah izvajajo na tleh. Odpornost na prenos toplote takšnih tal ni standardizirana, vendar pa vsaj konstrukcija tal ne sme dopuščati rošenja. Izračun konstrukcij v stiku s tlemi se izvede na naslednji način: tla so razdeljena na trakove (cone) širine 2 metra, začenši z zunanje meje. Obstajajo do tri takšne cone, preostalo območje spada v četrto cono. Če zasnova tal ne zagotavlja učinkovite izolacije, se predpostavlja, da je upor prenosa toplote con naslednji:

• 1 cona - 2,1 (m x stopinj/W);
• Cona 2 - 4,3 (m x stopinj/W);
• Cona 3 - 8,6 (m x stopinj/W);
• Cona 4 - 14,3 (m x stopinj/W).

Preprosto opazimo, da bolj ko je površina tal oddaljena od zunanje stene, večja je njena odpornost na prenos toplote. Zato so pogosto omejeni na izolacijo oboda tal. V tem primeru se upor prenosa toplote izolirane konstrukcije prišteje k uporu prenosa toplote cone.
Izračun odpornosti proti prenosu toplote tal mora biti vključen v splošni toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij. Spodaj bomo obravnavali primer izračuna tal na tleh. Vzemimo talno površino 10 x 10 enako 100 kvadratnih metrov.

• Površina cone 1 bo 64 kvadratnih metrov.
• Površina cone 2 bo 32 kvadratnih metrov.
• Površina cone 3 bo 4 kvadratne metre.

Povprečna vrednost odpornosti proti prenosu toplote tal nad tlemi:
Rpol = 100 / (64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (m x stopinj/W).

Po izolaciji oboda tal plošča iz polistirenske pene 5 cm debel, 1 meter širok trak dobimo povprečno vrednost upora toplotnega prenosa:

Rpol = 100 / (32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (m x stopinj/W).

Pomembno je opozoriti, da se na ta način ne izračunavajo samo tla, temveč tudi stenske konstrukcije v stiku s tlemi (stene pogreznjenega poda, topla klet).

Toplotni izračun vrat

Osnovna vrednost upora toplotnega prehoda se izračuna nekoliko drugače vhodna vrata. Za izračun morate najprej izračunati upor toplotne prehodnosti stene glede na sanitarno-higienski kriterij (brez rosenja):
Rst = (Tv - Tn)/(DTn x av).

Tu je DTn temperaturna razlika med notranjo površino stene in temperaturo zraka v prostoru, določena v skladu s pravilnikom in za stanovanja 4,0.
ab je koeficient toplotne prehodnosti notranje površine stene, po SP je 8,7.
Osnovna vrednost vrat je enaka 0,6xРst.

Za izbrano konstrukcijo vrat je potrebno opraviti verifikacijski toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij. Primer izračuna vhodnih vrat:

Rdv = 0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7) = 0,86 (m x stopinj/W).

Ta izračunana vrednost bo ustrezala vratom, izoliranim s ploščo iz mineralne volne debeline 5 cm. Njihova toplotna upornost bo R=0,05 / 0,048=1,04 (m x deg/W), kar je več od izračunane vrednosti.

Celovite zahteve

Izračuni sten, tal ali oblog se izvajajo za preverjanje zahtev standardov po elementih. Sklop pravil določa tudi celovito zahtevo, ki označuje kakovost izolacije vseh ograjenih konstrukcij kot celote. Ta vrednost se imenuje "specifična toplotna zaščitna karakteristika". Nobenega toplotnotehničnega izračuna ograjenih konstrukcij ni mogoče narediti brez preverjanja. Spodaj je podan primer izračuna za skupno podjetje.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, kar je manj od normalizirane vrednosti 0,52. V tem primeru sta površina in prostornina vzeta za hišo dimenzij 10 x 10 x 2,5 m. Upornosti toplotne prehodnosti so enake osnovnim vrednostim.

Normalizirana vrednost se določi v skladu s SP glede na ogrevano prostornino hiše.

Poleg kompleksne zahteve za izdelavo energetskega potnega lista je v prilogi k SP50.13330.2012 izveden tudi toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij;

Koeficient enakomernosti

Vsi zgornji izračuni veljajo za homogene strukture. Kar je v praksi precej redko. Za upoštevanje nehomogenosti, ki zmanjšujejo odpornost na prenos toplote, je uveden korekcijski faktor za toplotno homogenost - r. Upošteva spremembo upora prenosa toplote, ki jo povzroči okno in vrata, zunanji koti, heterogeni vključki (na primer preklade, tramovi, ojačitveni pasovi) itd.

Izračun tega koeficienta je precej zapleten, zato lahko v poenostavljeni obliki uporabite približne vrednosti iz referenčne literature. Na primer za zidanje- 0,9, troslojne plošče - 0,7.

Učinkovita izolacija

Pri izbiri izolacijskega sistema doma je lahko ugotoviti, da je skoraj nemogoče izpolniti sodobne zahteve toplotne zaščite brez uporabe učinkovite izolacije. Torej, če uporabljate tradicionalno glineno opeko, boste potrebovali več metrov debelo zidavo, kar ni ekonomsko izvedljivo. Hkrati je nizka toplotna prevodnost sodobnih izolacij na osnovi penastega polistirena oz kamena volna vam omogoča, da se omejite na debelino 10-20 cm.

Na primer, da bi dosegli osnovno vrednost odpornosti proti prenosu toplote 3,65 (m x deg/W), boste potrebovali:

• opečna stena debeline 3 m;
• zidanje iz penastih betonskih blokov 1,4 m;
• izolacija iz mineralne volne 0,18 m.

Pred davnimi časi so bile zgradbe in objekti zgrajeni, ne da bi razmišljali o tem, kakšne lastnosti toplotne prevodnosti so imele ograjene konstrukcije. Z drugimi besedami, stene so bile preprosto debele. In če ste se kdaj znašli v starih trgovskih hišah, ste morda opazili, da so zunanje stene teh hiš izdelane iz keramičnih opek, katerih debelina je približno 1,5 metra. Takšna debelina opečne stene je zagotavljala in še vedno zagotavlja popolnoma udobno bivanje ljudi v teh hišah tudi v najhujših zmrzali.

Dandanes se je vse spremenilo. In zdaj ni ekonomsko donosno narediti stene tako debele. Zato so bili izumljeni materiali, ki ga lahko zmanjšajo. Nekateri od njih: izolacija in plinski silikatni bloki. Zahvaljujoč tem materialom je na primer mogoče zmanjšati debelino zidakov na 250 mm.

Zdaj so stene in stropi najpogosteje izdelani iz 2 ali 3 plasti, od katerih je ena plast material z dobro toplotnoizolacijske lastnosti. Da bi določili optimalno debelino tega materiala, se izvede toplotnotehnični izračun in določi rosišče.

Kako izračunati rosišče, lahko izveste na naslednji strani. Tukaj bomo obravnavali tudi izračune toplotne tehnike na primeru.

Zahtevani regulativni dokumenti

Za izračun boste potrebovali dva SNiP, eno skupno podjetje, en GOST in en priročnik:

• SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Toplotna zaščita stavb." Posodobljena izdaja iz leta 2012.
• SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Gradbena klimatologija". Posodobljena izdaja iz leta 2012.
• SP 23-101-2004. "Načrtovanje toplotne zaščite stavb".
• GOST 30494-96 (od leta 2011 nadomeščen z GOST 30494-2011). "Stanovanjske in javne zgradbe. Parametri mikroklime v zaprtih prostorih".
• Korist. Npr. Malyavin "Toplotne izgube stavbe. Referenčni vodnik" .

Izračunani parametri

V procesu izvedbe toplotnotehničnih izračunov se določi naslednje:

• toplotne lastnosti gradbenih materialov ograjenih konstrukcij;
• zmanjšana odpornost na prenos toplote;
• skladnost te zmanjšane odpornosti s standardno vrednostjo.

Primer. Toplotnotehnični izračun troslojne stene brez zračne reže

Začetni podatki

1. Lokalna klima in notranja mikroklima

Območje gradnje: Nižni Novgorod.

Namembnost objekta: stanovanjska.

Izračunana relativna vlažnost notranjega zraka pod pogojem odsotnosti kondenzacije na notranjih površinah zunanjih ograj je enaka - 55% (SNiP 23-02-2003 klavzula 4.3. Tabela 1 za normalne pogoje vlažnosti).

Optimalna temperatura zraka v dnevni sobi v hladni sezoni je t int = 20 ° C (GOST 30494-96, tabela 1).

Ocenjena zunanja temperatura zraka t ekst, določena s temperaturo najhladnejšega petdnevnega obdobja z verjetnostjo 0,92 = -31 ° C (SNiP 23-01-99 tabela 1 stolpec 5);

Trajanje ogrevalne dobe s povprečno dnevno temperaturo zunanjega zraka 8°C je enako z ht = 215 dni (SNiP 23-01-99 tabela 1 stolpec 11);

Povprečna temperatura zunanjega zraka za ogrevalno obdobje t ht = -4,1 ° C (SNiP 23-01-99 tabela 1 stolpec 12).

2. Oblikovanje sten

Stena je sestavljena iz naslednjih plasti:

• Dekorativna opeka (besser) debeline 90 mm;
• izolacija (plošča iz mineralne volne), na sliki je njena debelina označena z znakom "X", saj bo ugotovljena med postopkom izračuna;
• apneno-peščena opeka debelina 250 mm;
• omet (kompleksna malta), dodatni sloj za bolj objektivno sliko, saj je njegov vpliv minimalen, vendar obstaja.

3. Termofizične lastnosti materialov

Vrednosti lastnosti materiala so povzete v tabeli.

Opomba(*): Te lastnosti lahko najdete tudi pri proizvajalcih toplotnoizolacijskih materialov.

Izračun

4. Določitev debeline izolacije

Za izračun debeline toplotnoizolacijskega sloja je treba določiti odpornost na prenos toplote ograjene konstrukcije na podlagi zahtev sanitarnih standardov in varčevanja z energijo.

4.1. Določitev standarda toplotne zaščite na podlagi pogojev varčevanja z energijo

Določitev stopinjskega dneva ogrevalnega obdobja v skladu s klavzulo 5.3 SNiP 23.02.2003:

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

Opomba: stopinjski dnevi so označeni tudi kot GSOP.

Standardno vrednost zmanjšane odpornosti na prenos toplote je treba vzeti ne manj kot standardizirane vrednosti, določene v skladu s SNIP 23-02-2003 (tabela 4), odvisno od stopnje dneva gradbenega območja:

R req = a×D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214 m2 × °C/W,

kjer je: Dd stopinja-dan ogrevalnega obdobja v Nižnem Novgorodu,

a in b - koeficienti, sprejeti v skladu s tabelo 4 (če je SNiP 23-02-2003) ali v skladu s tabelo 3 (če je SP 50.13330.2012) za stene stanovanjske stavbe (stolpec 3).

4.1. Določitev standardov toplotne zaščite na podlagi sanitarnih pogojev

V našem primeru se obravnava kot primer, saj ta indikator izračunano za industrijske stavbe s presežno zaznavno toploto večjo od 23 W/m3 in stavbe, namenjene sezonskemu obratovanju (jeseni ali spomladi), ter stavbe s projektno notranjo temperaturo zraka 12 °C in nižjo od zmanjšanega upora toplotnega prehoda ograje. strukture (razen prosojnih) .

Določitev standardne (največje dovoljene) odpornosti na prenos toplote glede na sanitarne pogoje (formula 3 SNiP 23.02.2003):

kjer: n = 1 - koeficient, sprejet v skladu s tabelo 6 za zunanjo steno;

t int = 20°С - vrednost iz izvirnih podatkov;

t ext = -31°С - vrednost iz izvirnih podatkov;

Δt n = 4 ° С - normalizirana temperaturna razlika med temperaturo notranjega zraka in temperaturo notranje površine ograjene konstrukcije, vzeta v skladu s tabelo 5 v tem primeru za zunanje stene stanovanjskih stavb;

α int = 8,7 W / (m 2 × ° C) - koeficient toplotne prehodnosti notranje površine ograjene konstrukcije, vzet v skladu s tabelo 7 za zunanje stene.

4.3. Standard toplotne zaščite

Iz zgornjih izračunov izberemo zahtevano odpornost na prenos toplote R req iz pogoja varčevanja z energijo in ga sedaj označimo z R tr0 = 3,214 m 2 × °C/W .

5. Določitev debeline izolacije

Za vsako plast dane stene je treba izračunati toplotno odpornost po formuli:

kjer je: δi - debelina sloja, mm;

λ i je izračunani koeficient toplotne prevodnosti materiala plasti W/(m × °C).

1 sloj (dekorativna opeka): R 1 = 0,09/0,96 = 0,094 m2 × °C/W .

Sloj 3 (apnenopeščena opeka): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 m2 × °C/W .

4. sloj (omet): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 m2 × °C/W .

Določitev najmanjše dopustne (zahtevane) toplotne upornosti toplotnoizolacijski material(formula 5.6 E.G. Malyavina "Toplotne izgube stavbe. Referenčni priročnik"):

kjer: R int = 1/α int = 1/8,7 - upornost prenosa toplote na notranji površini;

R ext = 1/α ext = 1/23 - odpornost na prenos toplote na zunanji površini, α ext se vzame v skladu s tabelo 14 za zunanje stene;

ΣR i = 0,094 + 0,287 + 0,023 - vsota toplotnih uporov vseh plasti stene brez sloja izolacije, določena ob upoštevanju koeficientov toplotne prevodnosti materialov, sprejetih v stolpcu A ali B (stolpca 8 in 9 tabele D1 SP 23-101-2004) v v skladu s pogoji vlažnosti stene, m 2 °C /W

Debelina izolacije je enaka (formula 5.7):

kjer je: λ ut - koeficient toplotne prevodnosti izolacijskega materiala, W/(m °C).

Določitev toplotne upornosti stene pod pogojem, da bo skupna debelina izolacije 250 mm (formula 5.8):

kjer je: ΣR t,i vsota toplotnih uporov vseh plasti ograje, vključno s plastjo izolacije, sprejete konstrukcijske debeline, m 2 °C/W.

Iz dobljenega rezultata lahko sklepamo, da

R 0 = 3,503 m 2 × °C/W> R tr0 = 3,214 m 2 × °C/W→ zato je izbrana debelina izolacije Prav.

Učinek zračne reže

V primeru, da se kot izolacija uporablja troslojni zid mineralna volna, stekleno volno ali drugo ploščasto izolacijo, je treba med zunanji zid in izolacijo vgraditi prezračevano zračno plast. Debelina tega sloja mora biti najmanj 10 mm, po možnosti 20-40 mm. To je potrebno, da se posuši izolacija, ki postane mokra zaradi kondenzacije.

Ta zračna reža ni zaprt prostor, zato je treba, če je prisoten v izračunu, upoštevati zahteve iz točke 9.1.2 SP 23-101-2004, in sicer:

a) plasti konstrukcije, ki se nahajajo med zračno režo in zunanjo površino (v našem primeru je to dekorativna opeka (besser)), se pri izračunu toplotne tehnike ne upoštevajo;

b) na površini konstrukcije, ki je obrnjena proti plasti, ki jo prezračuje zunanji zrak, je treba vzeti koeficient toplotne prehodnosti α ext = 10,8 W/(m°C).

Opomba: vpliv zračna luknja upoštevati na primer pri toplotnem izračunu plastičnih oken z dvojno zasteklitvijo.

Namen toplotnotehničnega izračuna je izračunati debelino izolacije za določeno debelino nosilnega dela zunanje stene, ki ustreza sanitarno higienskim zahtevam in pogojem varčevanja z energijo. Z drugimi besedami, imamo zunanje zidove debeline 640 mm iz apneno opeke in jih bomo izolirali s polistirensko peno, ne vemo pa, kakšno debelino izolacije moramo izbrati, da bo ustrezalo gradbenim standardom.

Izračuni toplotne tehnike zunanje stene stavbe se izvajajo v skladu s SNiP II-3-79 "Toplotna tehnika stavb" in SNiP 23-01-99 "Gradbena klimatologija".

Tabela 1

Indikatorji toplotne učinkovitosti uporabljenih gradbenih materialov (po SNiP II-3-79*)

Shema št.	Material	Lastnosti materiala v suhem stanju		Projektni koeficienti (odvisno od delovanja v skladu z dodatkom 2) SNiP II-3-79*
		Gostota γ 0, kg/m3	Koeficient toplotne prevodnosti λ, W/m*°С	Toplotna prevodnost λ, W/m*°С		Absorpcija toplote (v obdobju 24 ur) S, m 2 *°C/W
	Cementno-peščena malta (postavka 71)	1800	0.57	0.76	0.93		11.09
	Opeka iz polne silikatne opeke (GOST 379-79) na cementno-peščena malta(poz. 87)	1800	0.88	0.76	0.87	9.77	10.90
	Ekspandirani polistiren (GOST 15588-70) (točka 144)		0.038	0.038	0.041	0.41	0.49
	Cementno-peščena malta - tankoslojni omet (poz. 71)	1800	0.57	0.76	0.93		11.09

1-notranji omet (cementno-peščena malta) - 20 mm

2-opečna stena (apneno-peščena opeka) - 640 mm

3-izolacija (ekspandirani polistiren)

4-tankoslojni omet (dekorativni sloj) - 5 mm

Pri izvedbi toplotnotehničnih izračunov je bil sprejet običajni režim vlažnosti v prostorih - pogoji delovanja ("B") v skladu s SNiP II-3-79 t.1 in adj. 2, tj. Toplotno prevodnost uporabljenih materialov upoštevamo v stolpcu "B".

Izračunajmo potrebno toplotno odpornost ograje ob upoštevanju sanitarnih, higienskih in udobnih pogojev po formuli:

R 0 tr = (t in – t n) * n / Δ t n *α in (1)

kjer je t in projektirana temperatura notranjega zraka ° C, sprejeta v skladu z GOST 12.1.1.005-88 in standardi za načrtovanje

ustrezne zgradbe in objekte, za stanovanjske stavbe vzamemo enako +22 ° C v skladu z Dodatkom 4 k SNiP 2.08.01-89;

t n - ocenjena zimska zunanja temperatura zraka, °C, enaka povprečni temperaturi najhladnejšega petdnevnega obdobja, z verjetnostjo 0,92 po SNiP 23-01-99 za mesto Yaroslavl je -31 °C ;

n - koeficient, sprejet v skladu s SNiP II-3-79* (tabela 3*), odvisno od položaja zunanje površine ograjene konstrukcije glede na zunanji zrak in je enak n = 1;

Δ t n - standardna in temperaturna razlika med temperaturo notranjega zraka in temperaturo notranje površine ograjene konstrukcije - je določena v skladu s SNiP II-3-79* (tabela 2*) in je enaka Δ t n = 4,0 °C;

R 0 tr = (22- (-31))*1 / 4,0* 8,7 = 1,52

Določimo stopinjo-dan ogrevalnega obdobja po formuli:

GSOP= (t in – t iz.prev.)*z iz.prev. (2)

kjer je t in enak kot v formuli (1);

t od.per - povprečna temperatura, ° C, obdobja s povprečno dnevno temperaturo zraka pod ali enako 8 ° C v skladu s SNiP 23-01-99;

z od.per - trajanje, dnevi, obdobja s povprečno dnevno temperaturo zraka pod ali enako 8 ° C v skladu s SNiP 23.01.99;

GSOP=(22-(-4))*221=5746 °C*dan.

Določimo zmanjšano odpornost na prenos toplote Ro tr glede na pogoje varčevanja z energijo v skladu z zahtevami SNiP II-3-79* (tabela 1b*) ter sanitarne, higienske in udobne pogoje. Vmesne vrednosti so določene z interpolacijo.

tabela 2

Odpornost na prenos toplote ograjenih konstrukcij (po SNiP II-3-79*)

Zgradbe in prostori	Stopinj-dnevi ogrevalnega obdobja, ° C*dni	Zmanjšana odpornost na prenos toplote sten, najmanj R 0 tr (m 2 *°C)/W
Javno upravno in gospodinjsko, z izjemo prostorov z vlažnimi ali mokrimi pogoji	5746	3,41

Kot največjo izmed prej izračunanih vrednosti vzamemo upornost toplotnega prehoda ograjenih konstrukcij R(0):

R 0 tr = 1,52< R 0 тр = 3,41, следовательно R 0 тр = 3,41 (м 2 *°С)/Вт = R 0 .

Napišimo enačbo za izračun dejanskega upora prenosa toplote R 0 ograjene konstrukcije z uporabo formule v skladu z dano konstrukcijsko shemo in določimo debelino δ x konstrukcijske plasti ohišja iz pogoja:

R 0 = 1/α n + Σδ i/ λ i + δ x/ λ x + 1/α in = R 0

kjer je δ i debelina posameznih slojev ograje, razen izračunane v m;

λ i - koeficienti toplotne prevodnosti posameznih ograjnih slojev (razen konstrukcijskega sloja) v (W / m * ° C) se vzamejo v skladu s SNiP II-3-79 * (Dodatek 3 *) - za ta izračun tabela 1;

δ x – debelina projektiranega sloja zunanje ograje v m;

λ x - koeficient toplotne prevodnosti konstrukcijske plasti zunanje ograje v (W / m * ° C) se vzame v skladu s SNiP II-3-79 * (Dodatek 3 *) - za ta izračun tabela 1;

α in - koeficient toplotnega prenosa notranje površine ograjenih konstrukcij se vzame v skladu s SNiP II-3-79 * (tabela 4 *) in je enak α in = 8,7 W / m 2 * ° C.

α n - koeficient prenosa toplote (za zimske razmere) zunanje površine ograjene konstrukcije se vzame v skladu s SNiP II-3-79* (tabela 6*) in je enak α n = 23 W/m 2 *° C.

Toplotno upornost ovoja stavbe z zaporedoma razporejenimi homogenimi sloji je treba določiti kot vsoto toplotnih uporov posameznih slojev.

Za zunanje stene in strope velja debelina toplotnoizolacijskega sloja ograje δ x se izračuna iz pogoja, da vrednost dejanske zmanjšane odpornosti na prenos toplote ograjene konstrukcije R 0 ne sme biti manjša od standardizirane vrednosti R 0 tr, izračunane po formuli (2):

R 0 ≥ R 0 tr

Če razširimo vrednost R 0, dobimo:

R0=1 / 23 + (0,02/ 0,93 + 0,64/ 0,87 + 0,005/ 0,93) + δ x / 0,041 + 1/ 8,7

Na podlagi tega določimo najmanjšo vrednost debeline toplotnoizolacijske plasti

δ x = 0,041*(3,41- 0,115 - 0,022 - 0,74 - 0,005 - 0,043)

δ x = 0,10 m

Upoštevamo debelino izolacije (ekspandiranega polistirena) δ x = 0,10 m

Določite dejanski upor pri prenosu toplote izračunane ograjene konstrukcije R 0 ob upoštevanju sprejete debeline toplotnoizolacijskega sloja δ x = 0,10 m

R0=1 / 23 + (0,02/ 0,93 + 0,64/ 0,87 + 0,005/ 0,93 + 0,1/ 0,041) + 1/ 8,7

R 0 = 3,43 (m 2 *°C)/W

Pogoj R 0 ≥ R 0 tr opazovano, R 0 = 3,43 (m 2 *°C)/W ≥ R 0 tr =3,41 (m 2 *°C)/W

Potrebno je določiti debelino izolacije v troslojni zunanji steni iz opeke v stanovanjski stavbi v Omsku. Zidna konstrukcija: notranji sloj - opeka iz navadnih glinenih zidakov debeline 250 mm in gostote 1800 kg/m 3, zunanja plast - opeka iz opeke. obrnjena opeka debelina 120 mm in gostota 1800 kg/m 3; Med zunanjo in notranjo plastjo je učinkovita izolacija iz polistirenske pene z gostoto 40 kg/m 3; Zunanja in notranja plast sta med seboj povezani s fleksibilnimi povezavami iz steklenih vlaken s premerom 8 mm, ki se nahajajo v korakih po 0,6 m.

1. Začetni podatki

Namembnost objekta – stanovanjski objekt

Gradbeno območje - Omsk

Ocenjena temperatura zraka v zaprtih prostorih t int= plus 20 0 C

Ocenjena zunanja temperatura zraka t ekst= minus 37 0 C

Ocenjena notranja vlažnost zraka – 55%

2. Določitev normaliziranega upora za prenos toplote

Določeno po tabeli 4 glede na stopinjo-dan ogrevalnega obdobja. Stopinjski dnevi kurilne sezone, D d , °С×dan, določeno s formulo 1 na podlagi povprečne zunanje temperature in trajanja ogrevalne dobe.

V skladu s SNiP 23-01-99* ugotavljamo, da je v Omsku povprečna zunanja temperatura zraka v ogrevalnem obdobju enaka: t ht = -8,4 0 C, trajanje ogrevalnega obdobja z ht = 221 dni. Vrednost stopinj-dan ogrevalne dobe je enaka:

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

Glede na tabelo. 4. standardizirana odpornost na prenos toplote Rreg zunanje stene za stanovanjske objekte, ki ustrezajo vrednosti D d = 6276 0 C dan enako R reg = a D d + b = 0,00035 × 6276 + 1,4 = 3,60 m 2 0 C/W.

3. Izbira oblikovalske rešitve za zunanjo steno

Konstrukcijska rešitev zunanjega zidu je bila predlagana v nalogi in je troslojna ograja z notranjim slojem opečnega zidaka debeline 250 mm, zunanjim slojem opečnega zidaka debeline 120 mm, z izolacijo iz polistirenske pene med zunanjim in notranjim slojem. . Zunanja in notranja plast sta med seboj povezani s fleksibilnimi vezmi iz steklenih vlaken s premerom 8 mm, ki se nahajajo v korakih po 0,6 m.

4. Določanje debeline izolacije

Debelina izolacije je določena s formulo 7:

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

Kje Rreg. – standardizirana odpornost na prenos toplote, m 2 0 C/W; r– koeficient toplotne homogenosti; int– koeficient toplotne prehodnosti notranje površine, W/(m 2 ×°C); a ext– koeficient toplotne prehodnosti zunanje površine, W/(m 2 ×°C); d kk- debelina zidakov, m; l kk– izračunani koeficient toplotne prevodnosti zidakov, W/(m×°С); l ut– izračunani koeficient toplotne prevodnosti izolacije, W/(m×°С).

Normalizirana odpornost na prenos toplote se določi: R reg = 3,60 m 2 0 C/W.

Koeficient toplotne enakomernosti za troslojno opečno steno s gibkimi povezavami iz steklenih vlaken je približno r=0,995, in se ne smejo upoštevati pri izračunih (za informacijo, če se uporabljajo jeklene gibljive povezave, lahko koeficient toplotne enakomernosti doseže 0,6-0,7).

Koeficient toplotne prehodnosti notranje površine se določi iz tabele. 7 a int = 8,7 W/(m 2 ×°C).

Koeficient toplotne prehodnosti zunanje površine se vzame v skladu s tabelo 8 a e xt = 23 W/(m 2 × °C).

Skupna debelina zidakov je 370 mm ali 0,37 m.

Izračunani koeficienti toplotne prevodnosti uporabljenih materialov se določijo glede na pogoje delovanja (A ali B). Pogoji delovanja so določeni v naslednjem zaporedju:

Glede na tabelo 1 določimo režim vlažnosti prostorov: ker je izračunana temperatura notranjega zraka +20 0 C, je izračunana vlažnost 55%, režim vlažnosti prostorov je normalen;

S pomočjo dodatka B (zemljevid Ruske federacije) ugotovimo, da se mesto Omsk nahaja v suhem območju;

Glede na tabelo 2, odvisno od območja vlažnosti in pogojev vlažnosti prostorov, ugotovimo, da so pogoji delovanja ograjenih konstrukcij A.

Po prid. D določimo koeficiente toplotne prevodnosti za pogoje delovanja A: za ekspandiran polistiren GOST 15588-86 z gostoto 40 kg / m 3 l ut = 0,041 W/(m×°C); za zidanje iz navadne glinene opeke na cementno-peščeni malti z gostoto 1800 kg/m 3 l kk = 0,7 W/(m×°C).

Nadomestimo vse določene vrednosti v formulo 7 in izračunamo najmanjšo debelino izolacije iz polistirenske pene:

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

Dobljeno vrednost zaokrožimo navzgor na najbližjih 0,01 m: d ut = 0,12 m. Izvedemo izračun preverjanja s formulo 5:

R 0 = (1/a i + d kk /l kk + d ut /l ut + 1/a e)

R 0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 m 2 0 J/Z

5. Omejitev temperature in kondenzacije vlage na notranji površini ovoja stavbe

Δt o, °C, med temperaturo notranjega zraka in temperaturo notranje površine ograjene konstrukcije ne sme presegati standardiziranih vrednosti Δtn, °С, določeno v tabeli 5, in je opredeljeno, kot sledi

Δt o = n(t int – t ekst)/(R 0 a int) = 1(20+37)/(3,61 x 8,7) = 1,8 0 C, tj. manj kot Δt n = 4,0 0 C, določeno iz tabele 5.

Sklep: t debelina izolacije iz polistirenske pene v trosloju zid je 120 mm. Hkrati je odpornost proti prenosu toplote zunanje stene R 0 = 3,61 m 2 0 C/W, ki je večji od normaliziranega upora prenosa toplote Rreg. = 3,60 m 2 0 C/W na 0,01 m 2 0 C/W. Ocenjena temperaturna razlika Δt o, °C, med notranjo temperaturo zraka in temperaturo notranje površine ograjene konstrukcije ne presega standardne vrednosti Δtn,.

Primer toplotnotehničnega izračuna prosojnih ograjenih konstrukcij

Prosojne ograjene strukture (okna) so izbrane po naslednji metodi.

Standardizirana odpornost na prenos toplote Rreg določeno v skladu s tabelo 4 SNiP 23.02.2003 (stolpec 6), odvisno od stopinjskega dneva ogrevalnega obdobja D d. Hkrati je vrsta stavbe in D d kot v prejšnjem primeru toplotnotehniškega izračuna svetlobno nepropustnih ograjnih konstrukcij. V našem primeru D d = 6276 0 C dan, nato za okno stanovanjske stavbe R reg = a D d + b = 0,00005 × 6276 + 0,3 = 0,61 m 2 0 C/W.

Izbira prosojnih struktur se izvaja glede na vrednost zmanjšanega upora prenosa toplote R o r pridobljeno na podlagi certifikacijskih preizkusov ali v skladu z dodatkom L Pravilnika. Če je zmanjšan upor prenosa toplote izbrane prosojne strukture R o r, več ali enako Rreg, potem ta zasnova izpolnjuje zahteve standardov.

Zaključek: za stanovanjski objekt v Omsku sprejmemo okna v PVC okvirjih z dvojno zasteklitvijo iz trdega stekla selektivni premaz in polnjenje medsteklenega prostora z argonom, v katerem R o r = 0,65 m 2 0 C/W več R reg = 0,61 m 2 0 C/W.

LITERATURA

1. SNiP 23.02.2003. Toplotna zaščita stavb.
2. SP 23-101-2004. Oblikovanje toplotne zaščite.
3. SNiP 23-01-99*. Gradbena klimatologija.
4. SNiP 31.01.2003. Stanovanjske večstanovanjske stavbe.
5. SNiP 2.08.02-89 *. Javne zgradbe in objekti.