Izračun toplotnega inženiringa obodnih konstrukcij: primer izračuna in oblikovanja. Formula za izračun toplotnega inženiringa obodnih struktur

Ustvarjanje udobnih pogojev za življenje ali delovno življenje je najpomembnejša naloga gradnje. Pomemben del ozemlja naše države je na severnih latitudah z mrzlim podnebjem. Zato je ohranjanje udobne temperature v stavbah vedno aktualno. Z rastjo tarif za energijo se zmanjšuje poraba energije za ogrevanje.

Podnebne značilnosti

Izbira gradnje sten in strehe je odvisna predvsem od klimatskih pogojev v gradbenem območju. Za njihovo opredelitev je potrebno omeniti SP131.13330.2012 "Gradbena klimatologija". V izračunih se uporabljajo naslednje vrednosti:

• Najhladnejša petdnevna temperatura je 0,92, označena s Tn;
• povprečno temperaturo označuje Thoth;
• trajanje, označuje ZOT.

Za primer za Murmansk imajo vrednosti naslednje pomene:

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

Poleg tega je potrebno nastaviti temperaturo načrtovanja v TV-sobi, določiti pa jo je treba v skladu z GOST 30494-2011. Za stanovanje lahko sprejemate TV = 20 stopinj.

Za izračun toplotnega inženiringa ograjnih struktur se GSOP (stopnja dneva ogrevanja) izračuna vnaprej:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
V našem primeru je GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Ključni kazalniki

Za pravilno izbiro materialov obodnih struktur je potrebno določiti, katere toplotne lastnosti naj bi imele. Za zmožnost snovi, da izvaja toploto, je značilna toplotna prevodnost, označena z grško črko l (lambda) in izmerjena v W / (mx deg.). Zmožnost strukture, da zadrži toploto, je značilna njegova odpornost na prenos toplote R in je enako razmerju med debelino in toplotno prevodnostjo: R = d / l.

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

Odpornost na prenos toplote je glavni indikator zunanje strukture. Njena vrednost bi morala presegati normativno vrednost. Izvedba toplotnega inženirskega izračuna obodne zgradbe mora določiti ekonomsko upravičeno sestavo sten in strehe.

Vrednosti toplotne prevodnosti

Kakovost toplotne izolacije določa predvsem toplotna prevodnost. Vsak certificiran material se opravi z laboratorijskimi testi, zaradi česar se ta vrednost določi za delovne pogoje "A" ali "B". Za našo državo večina regij ustreza pogojem delovanja "B". Izvedba toplotnega inženirskega izračuna obodnih struktur hiše je treba uporabiti. Vrednosti toplotne prevodnosti so navedene na etiketi ali v potnem listu materiala, če pa niso na voljo, se lahko uporabijo referenčne vrednosti iz Kodeksa ravnanja. Vrednote za najbolj priljubljene materiale so navedene spodaj:

• Zidarstvo navadnih opek - 0,81 W (m x deg.).
• Zidarstvo iz silicijevega opeka - 0,87 W (m x deg.).
• Plin in pena beton (gostota 800) - 0,37 W (mx stopnja).
• Les iglavcev je 0,18 W (mx degree).
• Ekstrudirana polistirenska pena - 0,032 W (mx stopnja).
• Plošče iz mineralne volne (gostota 180) - 0,048 W (mx stopnja).

Normativna vrednost odpornosti proti prenosu toplote

Izračunana vrednost odpornosti proti prenosu toplote ne sme biti manjša od osnovne vrednosti. Osnovna vrednost se določi v skladu s tabelo 3 SP50.13330.2012 "Toplotna zaščita stavb". Tabela definira koeficiente za izračun osnovnih vrednosti odpornosti prenosa toplote vseh zaprtih struktur in tipov stavb. Nadaljevanje pričetega teplotehnicheskega izračuna obodnih modelov, primer izračuna lahko predstavimo na naslednji način:

• Rsten = 0.00035x6435 + 1,4 = 3,65 (mx deg / W).
• Rpkr = 0,0005 x 6435 + 2,2 = 5,41 (m x stopinj / W).
• Rčard = 0,00045h6435 + 1,9 = 4,79 (m x stopinj / W).
• Rockne = 0,00005 x 6435 + 0,3 = 0,62 (m x deg / W).

Toplotna izračun zunanje fasade velja za vse modele, zapiranje "toplo" zanko - tla na tleh in tehpodpolya, zunanje stene (vključno z okni in vrati), v kombinaciji ali površinska neogrevano podstrešje. Prav tako je treba računati za notranje strukture, če je temperaturna razlika v sosednjih prostorih več kot 8 stopinj.

Toplotno inženirstvo sten

Večina sten in stropov je večplastna in heterogena pri njihovi konstrukciji. Termotehnični izračun obodnih struktur večplastne strukture je naslednji:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
kjer je n parametre n-tega sloja.

Če upoštevamo opečnjeno zidno opeko, dobimo naslednjo konstrukcijo:

• zunanja plast mavca 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W (mx degree);
• opeka iz trdnih glinenih opek 64 cm, toplotna prevodnost 0,81 W (mx stopnja);
• notranji sloj debeline ometa 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W (m × deg.).

Formula za izračun toplotnega inženiringa obodnih struktur je naslednja:

R = 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 0,85 (mx deg / W).

Dobljena vrednost je bistveno nižja od predhodno določene izhodiščne vrednosti odpornosti prenosa toplote v stene stanovanjske stavbe v Murmansk 3,65 (mx deg / W). Stena ne ustreza predpisanim zahtevam in mora biti izolirana. Za izolacijo stene uporabljamo plošče mineralne volne debeline 150 mm in toplotno prevodnost 0,048 W (mx stopinj).

Po izboru sistema toplotne izolacije je potrebno izvesti preverjanje toplotnega inženiringa obodnih struktur. Primer izračuna je naveden spodaj:

R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (mx deg / W).

Izračunana vrednost je večja od osnovne vrednosti - 3,65 (mx deg / W), izolirana stena pa izpolnjuje zahteve norm.

Izračun prekrivanja in prekrivanja prevlek se izvede na podoben način.

Toplotni izračun tal v stiku s tlemi

Pogosto v zasebnih domovih ali javnih stavbah se tla prvih nadstropij izvajajo na tleh. Odpornost na prenos toplote takih nadstropij ni standardizirana, vendar pa vsaj tla ne smejo dopuščati padca rosišča. Izračun konstrukcij v stiku s tlemi se izvaja na naslednji način: tla so razdeljena na pasove (cone) širine 2 metra, začenši od zunanje meje. Taka območja so dodeljena do tri, preostala površina pripada četrti coni. Če talna konstrukcija ne zagotavlja učinkovite izolacije, se odpornost na prenos toplote območij sprejme na naslednji način:

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

Preprosto je videti, da je talna površina od zunanje stene večja odpornost na prenos toplote. Zato je pogosto omejena na izolacijo oboda tla. V tem primeru se odpornost prenosa toplote izolirane strukture doda k odpornosti prenosa toplote v območju.
Izračun odpornosti na prenos toplote tal mora biti vključen v splošni izračun toplotnega inženiringa ogradnih struktur. Spodaj bo obravnavan primer izračuna tal na tleh. Vzamemo tlorisno površino 10 x 10, enako 100 m2.

• Območje 1 cone bo 64 kvadratnih metrov.
• Območje 2 območja je 32 kvadratnih metrov.
• Območje tretje cone bo 4 kvadratne metre.

Povprečna vrednost odpornosti na prenos toplote tal na tla:
Rpola = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m x stopinj / W).

Po zaključku izolacije oboda tla s polistirensko ploščo debeline 5 cm, širine 1 metra, dobimo povprečno vrednost odpornosti na prenos toplote:

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

Pomembno je omeniti, da na ta način izračunamo ne samo tla, ampak tudi strukture sten v stiku s tlemi (stene vgradne tla, topla klet).

Toplotno inženirstvo vrat

Osnovna vrednost odpornosti na prenos toplote vhodnih vrat se izračuna nekoliko drugače. Da bi ga izračunali, boste najprej morali izračunati odpornost proti prenosu toplote stene glede na sanitarno in higiensko merilo (ne-padajoča rosa):
Rst = (Tv - Tn) / (DTn h av).

Tukaj DTN - razlika v temperaturi med notranjo površino stene in temperaturo zraka v prostoru, je določena s Kodeksom standardov in za stanovanja je 4,0.
av je koeficient prenosa toplote notranje površine stene, v skladu s skupnim podjetjem je 8,7.
Osnovna vrednost vrat je enaka 0,6 x Pst.

Za izbrano zasnovo vrat je potrebno izvesti preverjanje toplotnega inženiringa obodnih konstrukcij. Primer izračuna vhodnih vrat:

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

Ta izračunana vrednost se ujema z vrati, izolirane iz mineralne volne na 5 cm debela. Njegova toplotna upornost nakazilo R = 0,05 / 0.048 = 1,04 (m x K / W), ki je večja od izračunane.

Celovite zahteve

Izvedejo se izračuni sten, stropov ali premazov, da se preverijo elementarne zahteve standardov. Sestava pravil določa tudi popolno zahtevo, ki označuje kakovost izolacije vseh ograjenih struktur na splošno. Ta vrednost se imenuje "specifična toplotna zaščita". Brez preverjanja ni nobenega izračuna toplotnega inženiringa zaprtih struktur. Primer izračuna za SP je podan spodaj.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, kar je manj od normalizirane vrednosti 0,52. V tem primeru se površina in prostornina izvedeta za hišo, ki meri 10 x 10 x 2,5 m. Odpornost na prenos toplote je enaka osnovnim vrednostim.

Standardizirana vrednost se določi v skladu z JV, odvisno od ogrevane prostornine hiše.

Poleg zapletene zahteve se za izračun energetskega potnega lista uporablja tudi toplotno-tehnični izračun obodnih struktur, primer pri izdaji potnega lista pa je v prilogi k SP50.13330.2012.

Koeficient homogenosti

Vsi zgoraj navedeni izračuni se uporabljajo za homogene strukture. To je v praksi zelo redko. Zaradi upoštevanja heterogenosti zmanjšanje toplotne upornosti uvedemo thermotechnical korekcijski homogenost koeficient - r. Upošteva spremembo toplotne upornosti, ki ga okenskih in vratnih odprtin, zunanjih kotih uveden, heterogene vključkov (npr mostov, tramovi, ojačitveni pasovi) hladni mostovi in drugi.

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

Učinkovita izolacija

Izbira izolacijskega sistema doma, je enostavno zagotoviti, da izpolnjujete sodobne zahteve toplotna zaščita brez uporabe učinkovite izolacije je skoraj nemogoče. Torej, če uporabljate tradicionalni gline opeke, zidane potrebujejo več metrov debela, kar ni ekonomsko izvedljivo. Vendar pa je nizka toplotna prevodnost moderne izolacije na osnovi polistirena ali kamene volne nam omogoča omejevanje debelina 10-20 cm.

Na primer, če želite doseči izhodiščno odpornost prenosa toplote 3,65 (m × deg / W), boste potrebovali:

• opečna stena 3 m debela;
• zidanje pene betonskih blokov 1,4 m;
• izolacija mineralne volne 0,18 m.