Toplinski tehnički proračun konstrukcija: što je to i kako se provodi. Toplinskotehnički proračun ogradnih konstrukcija zgrada Toplinskotehnički proračun vanjskog zida 640

Izračun toplinske tehnike omogućuje vam određivanje minimalne debljine ovojnica zgrade kako ne bi došlo do pregrijavanja ili smrzavanja tijekom rada zgrade.

Ogradni konstruktivni elementi grijanih javnih i stambenih zgrada, osim zahtjeva stabilnosti i čvrstoće, trajnosti i vatrootpornosti, ekonomičnosti i arhitektonskog oblikovanja, moraju prvenstveno zadovoljavati norme toplinske tehnike. Izbor zaštitne ograde ovisno o konstruktivno rješenje, klimatološkim karakteristikama područja građenja, fizikalnim svojstvima, uvjetima vlažnosti i temperature u zgradi, kao iu skladu sa zahtjevima otpornosti na prijenos topline, propusnosti zraka i paropropusnosti.

Što je smisao izračuna?

1. Ako se tijekom izračuna troškova buduće zgrade uzmu u obzir samo karakteristike čvrstoće, tada će, naravno, trošak biti manji. Međutim, to je vidljiva ušteda: naknadno će se mnogo više novca potrošiti na grijanje prostorije.
2. Ispravno odabrani materijali stvorit će optimalnu mikroklimu u sobi.
3. Pri planiranju sustava grijanja neophodan je i izračun toplinske tehnike. Kako bi sustav bio isplativ i učinkovit, potrebno je razumjeti stvarne mogućnosti zgrade.

Toplinski zahtjevi

Važno je da vanjske strukture budu u skladu sa sljedećim toplinskim zahtjevima:

• Imali su dovoljna svojstva zaštite od topline. Drugim riječima, nemoguće je dopustiti pregrijavanje prostora ljeti, a prekomjerne gubitke topline zimi.
• Razlika temperature zraka između unutarnjih elemenata ograde i prostora ne smije biti veća od standardne vrijednosti. U suprotnom može doći do prekomjernog hlađenja ljudskog tijela toplinskim zračenjem na ovim površinama i kondenzacije vlage unutarnjeg protoka zraka na zatvorenim strukturama.
• U slučaju promjene protoka topline, temperaturne fluktuacije unutar prostorije trebaju biti minimalne. Ovo se svojstvo naziva otpornost na toplinu.
• Važno je da zračna nepropusnost ograda ne uzrokuje snažno hlađenje prostora i ne pogoršava svojstva toplinske zaštite konstrukcija.
• Ograde moraju imati normalan režim vlažnosti. Budući da natapanje ograda povećava gubitak topline, uzrokuje vlagu u prostoriji i smanjuje trajnost konstrukcija.

Kako bi konstrukcije zadovoljile gore navedene zahtjeve, provode toplinski proračun, a također izračunavaju otpornost na toplinu, paropropusnost, propusnost zraka i prijenos vlage prema zahtjevima regulatorne dokumentacije.

Termotehničke kvalitete

Od toplinskih karakteristika vanjskog konstruktivni elementi zgrade ovise o:

• Režim vlage konstrukcijskih elemenata.
• Temperatura unutarnjih struktura, koja osigurava da na njima nema kondenzacije.
• Stalna vlažnost i temperatura u prostorijama, kako u hladnoj tako iu toploj sezoni.
• Količina topline koju zgrada izgubi tijekom zime.

Dakle, na temelju svega navedenog, proračun toplinske tehnike smatra se važnom fazom u procesu projektiranja zgrada i građevina, kako civilnih tako i industrijskih. Projektiranje počinje izborom konstrukcija - njihove debljine i redoslijeda slojeva.

Zadaci toplinskotehničkog proračuna

Dakle, izračun toplinske tehnike građevinskih elemenata za ograđivanje provodi se kako bi se:

1. Sukladnost konstrukcija sa suvremenim zahtjevima za toplinsku zaštitu zgrada i građevina.
2. Osiguravanje ugodne mikroklime u interijeru.
3. Osiguravanje optimalne toplinske zaštite ograda.

Osnovni parametri za proračun

Za određivanje potrošnje topline za grijanje, kao i za izračun toplinske tehnike zgrade, potrebno je uzeti u obzir mnoge parametre koji ovise o sljedećim karakteristikama:

• Namjena i vrsta građevine.
• Geografski položaj zgrade.
• Orijentacija zidova prema kardinalnim točkama.
• Dimenzije objekata (volumen, površina, katnost).
• Vrsta i veličina prozora i vrata.
• Karakteristike sustava grijanja.
• Broj ljudi u zgradi u isto vrijeme.
• Materijal zidova, poda i stropa zadnje etaže.
• Prisutnost sustava tople vode.
• Vrsta ventilacijskih sustava.
• ostalo značajke dizajna građevine.

Toplinskotehnički proračun: program

Do danas su razvijeni mnogi programi koji vam omogućuju da napravite ovaj izračun. Izračun se u pravilu provodi na temelju metodologije navedene u regulatornoj i tehničkoj dokumentaciji.

Ovi programi vam omogućuju izračunavanje sljedećeg:

• Toplinska otpornost.
• Gubitak topline kroz konstrukcije (strop, pod, otvori vrata i prozora i zidovi).
• Količina topline potrebna za zagrijavanje infiltriranog zraka.
• Izbor sekcijskih (bimetalnih, lijevanog željeza, aluminija) radijatora.
• Izbor panelnih čeličnih radijatora.

Termotehnički proračun: primjer proračuna vanjskih zidova

Za izračun je potrebno odrediti sljedeće glavne parametre:

• t u \u003d 20 ° C je temperatura protoka zraka unutar zgrade, koja se uzima za izračun ograda prema minimalnim vrijednostima najoptimalnije temperature odgovarajuće zgrade i strukture. Prihvaća se u skladu s GOST 30494-96.

• Prema zahtjevima GOST 30494-96, vlažnost u prostoriji treba biti 60%, kao rezultat toga, u sobi će se osigurati normalan režim vlažnosti.
• U skladu s Dodatkom B SNiPa 23-02-2003, zona vlažnosti je suha, što znači da su radni uvjeti ograda A.
• t n \u003d -34 ° C je temperatura protoka vanjskog zraka u zimskom razdoblju, koja se uzima prema SNiP-u na temelju najhladnijeg petodnevnog razdoblja, koje ima sigurnost od 0,92.
• Z ot.per = 220 dana - ovo je trajanje razdoblja grijanja, koje se uzima prema SNiP-u, dok je prosječna dnevna temperatura okoliš≤ 8°C.
• T od.per. = -5,9 °C je temperatura okoline (prosjek) tijekom sezone grijanja, koja je prihvaćena prema SNiP-u, pri dnevnoj temperaturi okoline ≤ 8 °C.

Početni podaci

U tom slučaju provodi se termotehnički proračun zida kako bi se odredila optimalna debljina ploča i toplinski izolacijski materijal za njih. Kao vanjski zidovi koristit će se sendvič paneli (TU 5284-001-48263176-2003).

Udobni uvjeti

Razmotrite kako se izvodi proračun toplinske tehnike vanjski zid. Prvo morate izračunati potrebni otpor prijenosu topline, fokusirajući se na udobne i sanitarne uvjete:

R 0 tr \u003d (n × (t in - t n)) : (Δt n × α in), gdje je

n = 1 je faktor koji ovisi o položaju vanjskih konstrukcijskih elemenata u odnosu na vanjski zrak. Treba ga uzeti prema SNiP 23-02-2003 iz tablice 6.

Δt n \u003d 4,5 ° C je normalizirana temperaturna razlika unutarnje površine strukture i zrak u zatvorenom prostoru. Prihvaćeno prema podacima SNiP-a iz tablice 5.

α u \u003d 8,7 W / m 2 ° C je prijenos topline unutarnjih zatvorenih konstrukcija. Podaci su preuzeti iz tablice 5, prema SNiP-u.

Zamjenjujemo podatke u formuli i dobivamo:

R 0 tr \u003d (1 × (20 - (-34)) : (4,5 × 8,7) = 1,379 m 2 ° C / W.

Uvjeti uštede energije

Prilikom izvođenja termotehničkog proračuna zida, na temelju uvjeta uštede energije, potrebno je izračunati potrebni otpor prijenosa topline konstrukcija. Određuje ga GSOP (stupanj-dan grijanja, °C) pomoću sljedeće formule:

GSOP = (t in - t od.per.) × Z od.per, gdje

t in je temperatura strujanja zraka unutar zgrade, °C.

Z od.per. i t od.per. je trajanje (dani) i temperatura (°C) razdoblja sa srednjom dnevnom temperaturom zraka ≤ 8 °C.

Na ovaj način:

GSOP = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Na temelju uvjeta uštede energije, R 0 tr određujemo interpolacijom prema SNiP-u iz tablice 4:

R 0 tr \u003d 2,4 + (3,0 - 2,4) × (5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) \u003d 2,909 (m 2 ° C / W)

R 0 = 1/ α u + R 1 + 1/ α n, gdje je

d je debljina toplinske izolacije, m.

l = 0,042 W/m°C je toplinska vodljivost ploče od mineralne vune.

α n \u003d 23 W / m 2 ° C je prijenos topline vanjskih konstrukcijskih elemenata, uzet prema SNiP-u.

R 0 \u003d 1 / 8,7 + d / 0,042 + 1/23 \u003d 0,158 + d / 0,042.

Debljina izolacije

Debljina toplinsko-izolacijskog materijala određuje se na temelju činjenice da je R 0 \u003d R 0 tr, dok se R 0 tr uzima u uvjetima uštede energije, dakle:

2,909 = 0,158 + d/0,042, odakle je d = 0,116 m.

Odabiremo marku sendvič panela iz kataloga sa optimalna debljina termoizolacijski materijal: DP 120, dok ukupna debljina panela treba biti 120 mm. Proračun toplinske tehnike zgrade u cjelini provodi se na sličan način.

Potreba za izvođenjem izračuna

Dizajnirane na temelju kompetentno izvedenog proračuna toplinske tehnike, ovojnice zgrade mogu smanjiti troškove grijanja, čiji troškovi redovito rastu. Osim toga, očuvanje topline smatra se važnim ekološkim zadatkom, jer je izravno povezano sa smanjenjem potrošnje goriva, što dovodi do smanjenja utjecaja negativnih čimbenika na okoliš.

Osim toga, vrijedi zapamtiti da nepravilno izvedena toplinska izolacija može dovesti do vlaženja konstrukcija, što će rezultirati stvaranjem plijesni na površini zidova. Stvaranje plijesni dovest će do kvarenja uređenje interijera(ljuštenje tapeta i boje, uništavanje sloja žbuke). U posebno naprednim slučajevima može biti potrebna radikalna intervencija.

Često građevinske tvrtke skloni koristiti u svojim aktivnostima moderne tehnologije i materijala. Samo stručnjak može razumjeti potrebu korištenja jednog ili drugog materijala, odvojeno ili u kombinaciji s drugima. Izračun toplinske tehnike pomoći će u određivanju najoptimalnijih rješenja koja će osigurati trajnost konstrukcijskih elemenata i minimalne financijske troškove.

U klimatskim uvjetima sjevernih geografskih širina za graditelje i arhitekte izuzetno je važan pravilno napravljen toplinski proračun zgrade. Dobiveni pokazatelji pružit će potrebne informacije za dizajn, uključujući materijale koji se koriste za izgradnju, dodatnu izolaciju, stropove, pa čak i završnu obradu.

Općenito, proračun topline utječe na nekoliko postupaka:

• račun dizajnera pri planiranju položaja prostorija, nosivih zidova i ograda;
• izrada projekta sustava grijanja i ventilacije;
• izbor građevinskog materijala;
• analiza uvjeta rada zgrade.

Sve je to povezano pojedinačnim vrijednostima dobivenim kao rezultat operacija poravnanja. U ovom članku ćemo vam reći kako napraviti toplinski proračun vanjskog zida zgrade, kao i dati primjere korištenja ove tehnologije.

Zadaci postupka

Brojni ciljevi relevantni su samo za stambene zgrade ili, naprotiv, industrijske prostore, ali većina problema koje treba riješiti prikladna je za sve zgrade:

• Održavanje udobnosti klimatskim uvjetima unutar soba. Pojam "udobnost" uključuje i sustav grijanja i prirodne uvjete za zagrijavanje površine zidova, krovova i korištenje svih izvora topline. Isti koncept uključuje i sustav klimatizacije. Bez odgovarajuće ventilacije, posebno u proizvodnji, prostorije će biti neprikladne za rad.
• Ušteda električne energije i drugih sredstava za grijanje. Ovdje se nalaze sljedeće vrijednosti:
  • specifični toplinski kapacitet upotrijebljenih materijala i obloga;
  • klima izvan zgrade;
  • snaga grijanja.

Krajnje neekonomično do sistem grijanja, koji se jednostavno neće koristiti u pravoj mjeri, ali će ga biti teško instalirati i skupo održavati. Isto pravilo može se pripisati skupim građevinskim materijalima.

Termotehnički proračun - što je to

Izračun topline omogućuje vam da postavite optimalnu (dvije granice - minimalnu i maksimalnu) debljinu zidova ograde i nosive konstrukcije, koji će osigurati dugotrajan rad bez smrzavanja i pregrijavanja stropova i pregrada. Drugim riječima, ovaj postupak omogućuje vam izračunavanje stvarnog ili pretpostavljenog, ako se provodi u fazi projektiranja, toplinskog opterećenja zgrade, što će se smatrati normom.

Analiza se temelji na sljedećim podacima:

• dizajn prostorije - prisutnost pregrada, elemenata koji reflektiraju toplinu, visina stropa itd .;
• značajke klimatskog režima u određenom području - maksimalne i minimalne granice temperature, razlika i brzina promjena temperature;
• položaj zgrade na kardinalnim točkama, odnosno, uzimajući u obzir apsorpciju sunčeve topline, u koje doba dana je najveća osjetljivost topline od sunca;
• mehanički učinci i fizikalna svojstva građevnog objekta;
• pokazatelji vlažnosti zraka, prisutnost ili odsutnost zaštite zidova od prodiranja vlage, prisutnost brtvila, uključujući impregnacije za brtvljenje;
• rad prirodne ili umjetne ventilacije, prisutnost "efekta staklenika", propusnost pare i još mnogo toga.

Istodobno, procjena ovih pokazatelja mora biti u skladu s nizom standarda - razinom otpornosti na prijenos topline, propusnošću zraka itd. Razmotrimo ih detaljnije.

Zahtjevi za proračun toplinske tehnike prostorija i prateća dokumentacija

Državna inspekcijska tijela koja upravljaju organizacijom i regulacijom izgradnje, kao i provjerom provedbe sigurnosnih mjera, sastavila su SNiP br. 23-02-2003, koji detaljno opisuje norme za provođenje mjera toplinske zaštite zgrada.

Dokument predlaže inženjerska rješenja koja će pružiti najviše ekonomična potrošnja toplinska energija koja se troši za grijanje prostorija (stambenih ili industrijskih, komunalnih) tijekom sezone grijanja. Ove smjernice i zahtjevi razvijeni su s obzirom na ventilaciju, pretvorbu zraka i lokaciju ulaznih točaka topline.

SNiP je prijedlog zakona na saveznoj razini. Regionalna dokumentacija predstavljena je u obliku TSN - teritorijalnih građevinskih kodova.

Ne potpadaju sve zgrade u nadležnost ovih trezora. Osobito se prema ovim zahtjevima ne provjeravaju one zgrade koje se neredovito griju ili su potpuno izgrađene bez grijanja. Obavezan proračun topline je za sljedeće zgrade:

• stambeno – privatno i stambene zgrade;
• javne, općinske - uredi, škole, bolnice, vrtići itd.;
• industrijski - tvornice, koncerni, dizala;
• poljoprivredna - svaka grijana zgrada za poljoprivredne svrhe;
• skladište - staje, skladišta.

Tekst dokumenta sadrži norme za sve one komponente koje su uključene u toplinsku analizu.

Zahtjevi za dizajn:

• Toplinska izolacija. Ovo nije samo očuvanje topline u hladnoj sezoni i sprječavanje hipotermije, smrzavanja, već i zaštita od pregrijavanja ljeti. Izolacija, dakle, mora biti obostrana - sprječavanje utjecaja izvana i vraćanje energije iznutra.
• Dopuštena vrijednost temperaturne razlike između atmosfere unutar zgrade i toplinskog režima unutrašnjosti ovojnice zgrade. To će dovesti do nakupljanja kondenzacije na zidovima, kao i do negativan utjecaj na zdravlje ljudi u prostoriji.
• Otpornost na toplinu, odnosno stabilnost temperature, sprječavanje naglih promjena zagrijanog zraka.
• Prozračnost. Ravnoteža je ovdje važna. S jedne strane, nemoguće je dopustiti da se zgrada ohladi zbog aktivnog prijenosa topline, s druge strane, važno je spriječiti pojavu "efekta staklenika". To se događa kada se koristi sintetička izolacija koja "ne diše".
• Odsutnost vlage. Visoka vlažnost zraka nije samo razlog za pojavu plijesni, već i pokazatelj zbog kojeg dolazi do ozbiljnih gubitaka toplinske energije.

Kako napraviti toplinski proračun zidova kuće - glavni parametri

Prije nego što nastavite s izravnim proračunom topline, morate prikupiti detaljne podatke o zgradi. Izvješće će sadržavati odgovore na sljedeće stavke:

• Namjena građevine je stambeni, industrijski ili javni prostor određene namjene.
• Zemljopisna širina područja na kojem se objekt nalazi ili će se nalaziti.
• Klimatske značajke područja.
• Smjer zidova prema kardinalnim točkama.
• Dimenzije ulaznih struktura i okviri prozora- njihova visina, širina, propusnost, vrsta prozora - drveni, plastični itd.
• Snaga opreme za grijanje, raspored cijevi, baterije.
• Prosječan broj stanovnika ili posjetitelja, radnika, ako se radi o industrijskim prostorima koji se nalaze unutar zidova odjednom.
• Građevinski materijali od kojih se izrađuju podovi, stropovi i bilo koji drugi elementi.
• Prisutnost ili odsutnost ponude Vruća voda, tip sustava koji je za to odgovoran.
• Značajke ventilacije, prirodne (prozori) i umjetne - ventilacijske osovine, klimatizacija.
• Konfiguracija cijele zgrade - broj katova, ukupna i pojedinačna površina prostorija, položaj prostorija.

Kada se ti podaci prikupe, inženjer može pristupiti izračunu.

Nudimo vam tri metode koje stručnjaci najčešće koriste. Također možete koristiti kombiniranu metodu, kada se uzimaju činjenice iz sve tri mogućnosti.

Varijante toplinskog proračuna zatvorenih konstrukcija

Evo tri pokazatelja koji će se uzeti kao glavni:

• građevinsko područje iznutra;
• volumen izvana;
• specijalizirani koeficijenti toplinske vodljivosti materijala.

Proračun topline po površini

Nije najekonomičnija, ali najčešća, posebno u Rusiji, metoda. Uključuje primitivne izračune temeljene na indikatoru površine. Ovo ne uzima u obzir klimu, pojas, minimalne i maksimalne vrijednosti temperature, vlažnost itd.

Također, glavni izvori gubitka topline nisu uzeti u obzir, kao što su:

• Sustav ventilacije - 30-40%.
• Nagibi krova - 10-25%.
• Prozori i vrata - 15-25%.
• Zidovi - 20-30%.
• Pod na tlu - 5-10%.

Ove netočnosti, zbog zanemarivanja najvažnijih elemenata, dovode do toga da sam proračun topline može imati jaku pogrešku u oba smjera. Obično inženjeri ostavljaju "rezervu", tako da morate instalirati takvu opremu za grijanje koja nije u potpunosti aktivirana ili prijeti teškim pregrijavanjem. Nije rijetkost da se sustav grijanja i klimatizacije ugrađuju u isto vrijeme, jer oni ne mogu pravilno izračunati toplinske gubitke i toplinske dobitke.

Koristite "zbirne" pokazatelje. Loše strane ovog pristupa:

• skupa oprema i materijali za grijanje;
• neugodna klima u zatvorenom prostoru;
• dodatna instalacija automatska kontrola temperature;
• moguće smrzavanje zidova zimi.

Q=S*100W (150W)

• Q je količina topline potrebna za ugodnu klimu u cijeloj zgradi;
• W S - grijana površina prostorije, m.

Vrijednost od 100-150 W je specifičan pokazatelj količine toplinske energije potrebne za zagrijavanje 1 m.

Ako odaberete ovu metodu, poslušajte sljedeće savjete:

• Ako visina zidova (do stropa) nije veća od tri metra, a broj prozora i vrata po površini je 1 ili 2, tada pomnožite rezultat sa 100 vata. Obično sve stambene zgrade, privatne i višeobiteljske, koriste ovu vrijednost.
• Ako dizajn sadrži dva prozorska otvora ili balkon, lođu, tada se brojka povećava na 120-130 vata.
• Za industrijske i skladišne ​​prostore češće se uzima faktor od 150 W.
• Prilikom odabira grijača (radijatora), ako se nalaze blizu prozora, vrijedi dodati njihovu predviđenu snagu za 20-30%.

Toplinski proračun ogradnih konstrukcija prema volumenu zgrade

Obično se ova metoda koristi za one zgrade u kojima su visoki stropovi veći od 3 metra. To su industrijski objekti. Loša strana ove metode je što se ne uzima u obzir konverzija zraka, odnosno činjenica da je vrh uvijek topliji od dna.

Q=V*41W (34W)

• V je vanjski volumen zgrade u kubnim metrima;
• 41 W je specifična količina topline potrebna za grijanje jednog kubnog metra zgrade. Ako se gradnja izvodi korištenjem suvremenih Građevinski materijal, tada je indikator 34 vata.

• Staklo u prozorima:
  • dvostruki paket - 1;
  • uvez - 1,25.
• Izolacijski materijali:
  • novi moderni razvoj - 0,85;
  • standardna opeka u dva sloja - 1;
  • mala debljina stijenke - 1,30.
• Temperatura zraka zimi:
  • -10 – 0,7;
  • -15 – 0,9;
  • -20 – 1,1;
  • -25 – 1,3.
• Postotak prozora u odnosu na ukupnu površinu:
  • 10% – 0,8;
  • 20% – 0,9;
  • 30% – 1;
  • 40% – 1,1;
  • 50% – 1,2.

Sve ove pogreške mogu se i trebaju uzeti u obzir, međutim, one se rijetko koriste u stvarnoj gradnji.

Primjer termotehničkog proračuna vanjskih ogradnih konstrukcija zgrade analizom upotrijebljene izolacije

Ako sami gradite stambenu zgradu ili vikendicu, toplo preporučamo da razmislite o svemu do najsitnijih detalja kako biste u konačnici uštedjeli novac i stvorili optimalnu klimu unutra, osiguravajući dugotrajan rad objekta.

Da biste to učinili, morate riješiti dva problema:

• napraviti ispravan izračun topline;
• ugraditi sustav grijanja.

Primjer podataka:

• kutni dnevni boravak;
• jedan prozor - 8,12 četvornih metara;
• regija - Moskovska regija;
• debljina stijenke - 200 mm;
• područje prema vanjskim parametrima - 3000 * 3000.

Potrebno je saznati koliko je snage potrebno za zagrijavanje 1 četvornog metra prostorije. Rezultat će biti Qsp = 70 W. Ako je izolacija (debljina stijenke) manja, tada su i vrijednosti niže. Usporedi:

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

Ovaj pokazatelj će se uzeti u obzir prilikom postavljanja grijanja.

Softver za projektiranje sustava grijanja

Uz pomoć računalnih programa tvrtke ZVSOFT možete izračunati sve utrošene materijale za grijanje, kao i izraditi detaljan tlocrt komunikacija s prikazom radijatora, specifične topline, potrošnje energije, čvorova.

Tvrtka nudi osnovni CAD za projektantski rad bilo koje složenosti. U njemu ne samo da možete dizajnirati sustav grijanja, već i stvarati detaljan dijagram za izgradnju cijele kuće. To se može ostvariti zahvaljujući velikoj funkcionalnosti, broju alata, kao i radu u dvodimenzionalnom i trodimenzionalnom prostoru.

Možete instalirati dodatak osnovnom softveru. Ovaj program je dizajniran za dizajn svih inženjerski sustavi, uključujući i za grijanje. Uz pomoć jednostavnog crtanja linija i funkcije slojevitosti plana, možete dizajnirati nekoliko komunikacija na jednom crtežu - vodoopskrba, struja itd.

Prije izgradnje kuće napravite toplinski proračun. To će vam pomoći da ne pogriješite s izborom opreme i kupnjom građevinskog materijala i izolacije.

Svrha termotehničkog proračuna je izračunati debljinu izolacije za zadanu debljinu nosivog dijela vanjskog zida, koja zadovoljava sanitarno-higijenske zahtjeve i uvjete uštede energije. Drugim riječima - imamo vanjske zidove debljine 640 mm od silikatna opeka i mi ćemo ih izolirati polistirenskom pjenom, ali ne znamo koje je debljine potrebno odabrati grijač kako bi se pridržavali građevinskih normi.

Proračun toplinske tehnike vanjskog zida zgrade provodi se u skladu s SNiP II-3-79 "Građevinska toplinska tehnika" i SNiP 23-01-99 "Građevinska klimatologija".

stol 1

Toplinska izvedba upotrijebljenih građevinskih materijala (prema SNiP II-3-79*)

1-unutarnja žbuka (cementno-pješčani mort) - 20 mm

Zid od 2 opeke (silikatna opeka) - 640 mm

3-izolacija (polistirenska pjena)

4-tankoslojna žbuka (dekorativni sloj) - 5 mm

Prilikom izvođenja proračuna toplinske tehnike usvojen je normalan režim vlažnosti u prostorijama - radni uvjeti ("B") u skladu sa SNiP II-3-79 v.1 i adj. 2, tj. toplinska vodljivost korištenih materijala uzima se prema koloni "B".

Izračunavamo potrebni otpor prijenosa topline ograde, uzimajući u obzir sanitarne i higijenske i ugodnim uvjetima prema formuli:

R 0 tr \u003d (t in - t n) * n / Δ t n * α in (1)

gdje je t in projektirana temperatura unutarnjeg zraka °S, uzeta u skladu s GOST 12.1.1.005-88 i standardima dizajna

relevantne zgrade i građevine, prihvaćamo jednake +22 ° C za stambene zgrade u skladu s Dodatkom 4 SNiP 2.08.01-89;

t n je procijenjena zimska temperatura vanjskog zraka, °S, jednaka prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog razdoblja, uz sigurnost od 0,92 prema SNiP 23-01-99 za grad Yaroslavl uzima se jednaka - 31°S;

n je koeficijent prihvaćen prema SNiP II-3-79* (tablica 3*) ovisno o položaju vanjske površine ogradne konstrukcije u odnosu na vanjski zrak i uzima se jednak n=1;

Δ t n - normativna i temperaturna razlika između temperature unutarnjeg zraka i temperature unutarnje površine zatvorene konstrukcije - postavlja se prema SNiP II-3-79 * (tablica 2 *) i uzima se jednako Δ t n \ u003d 4,0 ° S;

R 0 tr \u003d (22- (-31)) * 1 / 4,0 * 8,7 \u003d 1,52

Stupanj-dan razdoblja grijanja određujemo formulom:

GSOP \u003d (t in - t od.per) * z od.per. (2)

gdje je t u - isto kao u formuli (1);

t od.per - prosječna temperatura, ° C, razdoblja s prosječnom dnevnom temperaturom zraka ispod ili jednakom 8 ° C prema SNiP 23-01-99;

z od.per - trajanje, dani, razdoblja s prosječnom dnevnom temperaturom zraka ispod ili jednakom 8 ° C prema SNiP 23-01-99;

GSOP \u003d (22-(-4)) * 221 \u003d 5746 ° C * dan.

Odredimo smanjeni otpor prijenosu topline Ro tr prema uvjetima uštede energije u skladu sa zahtjevima SNiP II-3-79* (tablica 1b*) i sanitarno-higijenskim i ugodnim uvjetima. Međuvrijednosti se određuju interpolacijom.

tablica 2

Otpornost prijenosa topline zatvorenih konstrukcija (prema SNiP II-3-79*)

Otpor na prijenos topline zatvorenih konstrukcija R(0) uzima se kao najveća od ranije izračunatih vrijednosti:

R 0 tr \u003d 1,52< R 0 тр = 3,41, следовательно R 0 тр = 3,41 (м 2 *°С)/Вт = R 0 .

Napišemo jednadžbu za izračun stvarnog otpora prijenosa topline R 0 ogradne konstrukcije koristeći formulu u skladu s danom projektnom shemom i odredimo debljinu δ x proračunskog sloja ograde iz uvjeta:

R 0 \u003d 1 / α n + Σδ i / λ i + δ x / λ x + 1 / α u \u003d R 0

gdje je δ i debljina pojedinih slojeva ograde, osim proračunske, u m;

λ i - koeficijenti toplinske vodljivosti pojedinih slojeva ograde (osim izračunatog sloja) u (W / m * ° C) uzimaju se prema SNiP II-3-79 * (Dodatak 3 *) - za ovu proračunsku tablicu 1 ;

δ x - debljina projektiranog sloja vanjske ograde, m;

λ x - koeficijent toplinske vodljivosti izračunatog sloja vanjske ograde u (W / m * ° C) uzimaju se prema SNiP II-3-79 * (Dodatak 3 *) - za ovu proračunsku tablicu 1;

α in - koeficijent prijenosa topline unutarnje površine ogradnih konstrukcija uzima se prema SNiP II-3-79 * (tablica 4 *) i uzima se jednak α in \u003d 8,7 W / m 2 * ° S.

α n - koeficijent prolaza topline (za zimski uvjeti) vanjska površina ograđene konstrukcije uzima se prema SNiP II-3-79 * (tablica 6 *) i uzima se jednakom α n = 23 W / m 2 * ° S.

Toplinski otpor ovojnice zgrade s uzastopno postavljenim homogenim slojevima treba odrediti kao zbroj toplinskih otpora pojedinih slojeva.

Za vanjske zidove i stropove debljina toplinsko-izolacijskog sloja ograde δ x izračunava se iz uvjeta da vrijednost stvarnog reduciranog otpora prijenosu topline ogradne konstrukcije R 0 ne smije biti manja od normalizirane vrijednosti R 0 tr izračunate formulom (2):

R 0 ≥ R 0 tr

Proširujući vrijednost R 0 , dobivamo:

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

Na temelju toga određujemo minimalnu vrijednost debljine toplinsko-izolacijskog sloja

δ x \u003d 0,041 * (3,41 - 0,115 - 0,022 - 0,74 - 0,005 - 0,043)

δx = 0,10 m

Uzimamo u obzir debljinu izolacije (polistirenska pjena) δ x = 0,10 m

Odredite stvarni otpor prijenosu topline proračunske ogradne konstrukcije R 0, uzimajući u obzir prihvaćenu debljinu toplinsko-izolacijskog 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 \u003d 3,43 (m 2 * ° C) / W

Stanje R 0 ≥ R 0 tr promatrano, R 0 = 3,43 (m 2 * ° C) / W ≥ R 0 tr \u003d 3,41 (m 2 * ° C) / W

Stvaranje ugodnih uvjeta za život ili radna aktivnost je primarni cilj izgradnje. Značajan dio teritorija naše zemlje nalazi se u sjevernim geografskim širinama s hladnom klimom. Stoga je održavanje ugodne temperature u zgradama uvijek važno. Rastom tarifa energenata dolazi do izražaja smanjenje potrošnje energije za grijanje.

Karakteristike klime

Izbor zidne i krovne konstrukcije ovisi prvenstveno o klimatskim uvjetima područja izgradnje. Za njihovo određivanje potrebno je obratiti se na SP131.13330.2012 "Građevinska klimatologija". U izračunima se koriste sljedeće količine:

• temperatura najhladnijeg petodnevnog razdoblja sa sigurnošću od 0,92 označena je s Tn;
• prosječna temperatura, označena s Tot;
• trajanje, označava se ZOT.

Na primjeru za Murmansk, vrijednosti imaju sljedeće vrijednosti:

• Tn=-30 stupnjeva;
• Tot=-3,4 stupnja;
• ZOT=275 dana.

Osim toga, potrebno je postaviti projektnu temperaturu unutar prostorije Tv, određuje se u skladu s GOST 30494-2011. Za stanovanje možete uzeti TV \u003d 20 stupnjeva.

Da biste izvršili izračun toplinske tehnike ogradnih konstrukcija, unaprijed izračunajte vrijednost GSOP (stupnjev-dan razdoblja grijanja):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
U našem primjeru, GSOP \u003d (20 - (-3,4)) x 275 \u003d 6435.

Glavne karakteristike

Za pravi izbor materijala ograđujućih konstrukcija, potrebno je odrediti koje toplinske karakteristike trebaju imati. Sposobnost tvari da provodi toplinu karakterizirana je njezinom toplinskom vodljivošću, koja se označava grčkim slovom l (lambda) i mjeri se u W / (m x stupnjeva). Sposobnost konstrukcije da zadrži toplinu karakterizira njezina otpornost na prijenos topline R i jednaka je omjeru debljine i toplinske vodljivosti: R = d/l.

Ako se struktura sastoji od nekoliko slojeva, otpor se izračunava za svaki sloj i zatim zbraja.

Glavni pokazatelj je otpor prijenosa topline vanjska struktura. Njegova vrijednost mora biti veća od standardne vrijednosti. Pri izvođenju toplinskotehničkog proračuna ovojnice zgrade moramo utvrditi ekonomski opravdan sastav zidova i krovišta.

Vrijednosti toplinske vodljivosti

Kvaliteta toplinske izolacije određena je prvenstveno toplinskom vodljivošću. Svaki certificirani materijal podvrgava se laboratorijskim ispitivanjima, na temelju kojih se ova vrijednost utvrđuje za radne uvjete "A" ili "B". Za našu zemlju većina regija odgovara uvjetima rada "B". Prilikom izvođenja proračuna toplinske tehnike ograđujućih konstrukcija kuće, treba koristiti ovu vrijednost. Vrijednosti toplinske vodljivosti navedene su na naljepnici ili u putovnici materijala, ali ako nisu dostupne, možete koristiti referentne vrijednosti iz Kodeksa prakse. Vrijednosti za najpopularnije materijale dane su u nastavku:

• Obična cigla - 0,81 W (m x stupanj).
• Zidanje od silikatne opeke - 0,87 W (m x stupanj).
• Plin i pjenasti beton (gustoća 800) - 0,37 W (m x stupnjeva).
• Crnogorično drvo - 0,18 W (m x stupanj).
• Ekstrudirana polistirenska pjena - 0,032 W (m x stupnjeva).
• Ploče od mineralne vune (gustoća 180) - 0,048 W (m x stupnjeva).

Standardna vrijednost otpora prijenosu topline

Izračunata vrijednost otpora prijenosu topline ne smije biti manja od osnovne vrijednosti. Bazna vrijednost određena je prema tablici 3 SP50.13330.2012 "građevine". Tablica definira koeficijente za izračun osnovnih vrijednosti otpora prijenosa topline za sve zatvorene konstrukcije i vrste zgrada. Nastavljajući započeti toplinski tehnički proračun ogradnih konstrukcija, primjer proračuna može se prikazati na sljedeći način:

• Rsten \u003d 0,00035x6435 + 1,4 \u003d 3,65 (m x deg / W).
• Rpocr \u003d 0,0005x6435 + 2,2 \u003d 5,41 (m x deg / W).
• Rcherd \u003d 0,00045x6435 + 1,9 \u003d 4,79 (m x deg / W).
• Rockna \u003d 0,00005x6435 + 0,3 \u003d x deg / W).

Termotehnički proračun vanjske ogradne konstrukcije izvodi se za sve konstrukcije koje zatvaraju "toplu" konturu - pod na tlu ili pod tehničkog podzemlja, vanjske zidove (uključujući prozore i vrata), kombinirani pokrov ili pod negrijanog tavana. Također, izračun se mora izvršiti za unutarnje strukture, ako je temperaturna razlika u susjednim prostorijama veća od 8 stupnjeva.

Toplinskotehnički proračun zidova

Većina zidova i stropova je višeslojna i heterogena u svom dizajnu. Termotehnički proračun zatvorenih konstrukcija višeslojne konstrukcije je sljedeći:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
gdje su n parametri n-tog sloja.

Ako uzmemo u obzir ožbukani zid od opeke, dobivamo sljedeći dizajn:

• vanjski sloj žbuke debljine 3 cm, toplinske vodljivosti 0,93 W (m x stup.);
• zidanje od pune glinene opeke 64 cm, toplinske vodljivosti 0,81 W (m x stup.);
• unutarnji sloj žbuke debljine 3 cm, toplinske vodljivosti 0,93 W (m x st.).

Formula za termotehnički proračun zatvorenih konstrukcija je sljedeća:

R \u003d 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 0,85 (m x stupnjeva / W).

Dobivena vrijednost znatno je manja od ranije utvrđene osnovne vrijednosti otpora prolazu topline zidova stambene zgrade u Murmansku 3,65 (m x deg/W). Zid ne zadovoljava zakonske zahtjeve i treba ga izolirati. Za zidnu izolaciju koristimo debljinu od 150 mm i toplinsku vodljivost od 0,048 W (m x stup.).

Nakon odabira izolacijskog sustava potrebno je izvršiti verifikacijski termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna prikazan je u nastavku:

R \u003d 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 3,97 (m x stupanj / W).

Dobivena izračunata vrijednost veća je od osnovne vrijednosti - 3,65 (m x deg / W), izolirani zid zadovoljava zahtjeve standarda.

Izračun preklapanja i kombiniranih obloga provodi se na sličan način.

Toplinskotehnički proračun podova u kontaktu s tlom

Često se u privatnim kućama ili javnim zgradama izvode na tlu. Otpornost na prijenos topline takvih podova nije standardizirana, ali u najmanju ruku konstrukcija podova ne smije dopustiti ispadanje rose. Proračun konstrukcija u kontaktu s tlom provodi se na sljedeći način: podovi su podijeljeni u trake (zone) širine 2 metra, počevši od vanjske granice. Dodijeljene su do tri takve zone, preostala površina pripada četvrtoj zoni. Ako podna konstrukcija ne osigurava učinkovitu izolaciju, tada se otpor prijenosu topline zona uzima kako slijedi:

• 1 zona - 2,1 (m x stupanj / W);
• zona 2 - 4,3 (m x stupanj / W);
• zona 3 - 8,6 (m x stupnjeva / W);
• 4 zona - 14,3 (m x stupnjeva / W).

Lako je vidjeti da što je površina poda udaljenija od vanjskog zida, to je veća njegova otpornost na prijenos topline. Stoga su često ograničeni na zagrijavanje perimetra poda. U ovom slučaju, otpor prijenosu topline izolirane konstrukcije dodaje se otporu prijenosa topline zone.
Proračun otpornosti na prijenos topline poda mora biti uključen u cjelokupni proračun toplinske tehnike ogradnih konstrukcija. U nastavku će se razmotriti primjer izračuna podova na tlu. Uzmimo površinu poda 10 x 10, jednaku 100 četvornih metara.

• Površina 1 zone bit će 64 m2.
• Površina zone 2 bit će 32 m2.
• Površina 3. zone bit će 4 m2.

Prosječna vrijednost otpora prijenosu topline poda na tlu:
Rpol \u003d 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 2,6 (m x deg / W).

Izvođenjem izolacije perimetra poda polistirenskom pjenastom pločom debljine 5 cm, trakom širine 1 metar, dobivamo prosječnu vrijednost otpora prijenosu topline:

Rpol \u003d 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 4,09 (m x deg / W).

Važno je napomenuti da se na ovaj način ne izračunavaju samo podovi, već i konstrukcije zidova u kontaktu s tlom (zidovi udubljenog poda, topli podrum).

Termotehnički proračun vrata

Osnovna vrijednost otpora prijenosu topline izračunava se nešto drugačije ulazna vrata. Da biste ga izračunali, prvo morate izračunati otpor prijenosa topline zida prema sanitarno-higijenskom kriteriju (ne rošenje):
Rst \u003d (Tv - Tn) / (DTn x av).

Ovdje je DTN temperaturna razlika između unutarnje površine zida i temperature zraka u prostoriji, određena Kodeksom pravila i za stanovanje je 4,0.
av - koeficijent prolaza topline unutarnje površine zida, prema zajedničkom ulaganju je 8,7.
Osnovna vrijednost vrata je jednaka 0,6xRst.

Za odabrani dizajn vrata potrebno je izvršiti kontrolni termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna ulaznih vrata:

Rdv \u003d 0,6 x (20-(-30)) / (4 x 8,7) \u003d 0,86 (m x stupnjeva / W).

Ova izračunata vrijednost će odgovarati vratima izoliranim pločom od mineralne vune debljine 5 cm.

Složeni zahtjevi

Proračuni zidova, poda ili krova izvode se kako bi se provjerili zahtjevi propisa za svaki element. Skup pravila također uspostavlja potpuni zahtjev koji karakterizira kvalitetu izolacije svih zatvorenih konstrukcija u cjelini. Ta se vrijednost naziva "specifična karakteristika toplinske zaštite". Niti jedan termotehnički proračun ogradnih konstrukcija ne može bez njegove provjere. Primjer izračuna SP-a prikazan je u nastavku.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, što je manje od normalizirane vrijednosti od 0,52. U ovom slučaju, površina i volumen se uzimaju za kuću dimenzija 10 x 10 x 2,5 m. Otpori prijenosa topline jednaki su osnovnim vrijednostima.

Normalizirana vrijednost se određuje u skladu sa zajedničkim ulaganjem, ovisno o grijanom volumenu kuće.

Osim složenog zahtjeva, za izradu energetske putovnice provodi se i toplinskotehnički proračun ovojnica zgrade, primjer izdavanja putovnice dat je u prilogu SP50.13330.2012.

Koeficijent ujednačenosti

Svi gornji proračuni primjenjivi su za homogene strukture. Što je u praksi prilično rijetko. Kako bi se uzele u obzir nehomogenosti koje smanjuju otpor prijenosu topline, uvodi se korekcijski faktor za toplinskotehničku uniformnost, r. Uzima u obzir promjenu otpora prijenosu topline koju unose prozor i vrata, vanjski kutovi, nehomogeni uključci (na primjer, nadvoji, grede, armaturni pojasevi) itd.

Izračun ovog koeficijenta prilično je kompliciran, stoga u pojednostavljenom obliku možete koristiti približne vrijednosti iz referentne literature. Na primjer, za zidanje opekom- 0,9, troslojne ploče - 0,7.

Učinkovita izolacija

Prilikom odabira sustava izolacije doma lako se uvjeriti da je gotovo nemoguće zadovoljiti suvremene zahtjeve toplinske zaštite bez upotrebe učinkovite izolacije. Dakle, ako koristite tradicionalnu glinenu opeku, trebat će vam zidanje debljine nekoliko metara, što nije ekonomski isplativo. Međutim, niska toplinska vodljivost moderni grijači na bazi ekspandiranog polistirena ili kamena vuna omogućuje vam da se ograničite na debljine od 10-20 cm.

Na primjer, da biste postigli osnovnu vrijednost otpora prijenosu topline od 3,65 (m x deg/W), trebate:

• zid od opeke debljine 3 m;
• zidanje od pjenastih betonskih blokova 1,4 m;
• izolacija od mineralne vune 0,18 m.

Ako ćete graditi
mala zidana kućica, onda ćete naravno imati pitanja: „Što
zid treba biti debeo?”, “Trebam li izolaciju?”, “Koju stranu staviti
grijač? itd. itd.

U ovom ćemo članku pokušati
shvatiti i odgovoriti na sva vaša pitanja.

Toplinskotehnički proračun
ogradna struktura je potrebna, prije svega, kako bi se saznalo koji
debljina bi trebala biti vaš vanjski zid.

Prvo morate odlučiti koliko
katova će biti u vašoj zgradi i ovisno o tome se vrši izračun
ogradne konstrukcije prema nosivost(nije u ovom članku).

Na temelju ovog izračuna utvrđujemo
broj cigli u zidu vaše zgrade.

Na primjer, ispalo je 2 gline
opeke bez šupljina, duljina opeke 250 mm,
debljina morta 10 mm, ukupno 510 mm (gustoća opeke 0,67
kasnije će nam biti od koristi). vanjska površina odlučite pokriti
pločice za oblaganje debljine 1 cm (pri kupnji se svakako informirajte
gustoća), a unutarnja površina običnom žbukom debljine sloja 1,5
cm, također ne zaboravite saznati njegovu gustoću. Ukupno 535 mm.

Da bi se zgrada
urušio, naravno, dovoljno, ali nažalost u većini gradova
Ruske zime su hladne i stoga će se takvi zidovi smrznuti. I ne da
zidovi su zamrznuti, treba još jedan sloj izolacije.

Izračunava se debljina izolacijskog sloja
na sljedeći način:

1. Na internetu morate preuzeti SNiP
II 3-79* —
"Građevinska toplinska tehnika" i SNiP 23-01-99 - "Građevinska klimatologija".

2. Otvaramo SNiP konstrukciju
klimatologije i pronađite svoj grad u tablici 1 *, te pogledajte vrijednost na raskrižju
stupac "Temperatura zraka najhladnijeg petodnevnog razdoblja, ° S, sigurnost
0,98" i žice s vašim gradom. Za grad Penza, na primjer, t n \u003d -32 o C.

3. Procijenjena temperatura zraka u zatvorenom prostoru
uzeti

t in = 20 o C.

Koeficijent prolaza topline za unutarnje zidovea c \u003d 8,7 W / m 2 ˚S

Koeficijent prolaza topline za vanjske zidove u zimskim uvjetimaa n \u003d 23 W / m 2 ˚S

Normativna temperaturna razlika između temperature unutarnje
zraka i temperature unutarnje površine ogradnih konstrukcijaΔ t n \u003d 4 o C.

4. Dalje
određujemo potrebni otpor prijenosu topline prema formuli # G0 (1a) iz građevinske toplinske tehnike
GSOP = (t in - t od.per.) z od.per , GSOP=(20+4,5) 207=507,15 (za grad
Penza).

Prema formuli (1) izračunavamo:

(gdje je sigma izravno debljina
materijala i lambda gustoće. jauzeo kao grijač
poliuretanska pjenaploče gustoće 0,025)

Uzimamo debljinu izolacije jednaku 0,054 m.

Dakle, debljina stijenke će biti:

d = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 =

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

Stigla je sezona popravaka. Razbio sam glavu: kako napraviti dobar popravak za manje novca. Nema razmišljanja o kreditu. Oslanjajući se samo na postojeće...

Umjesto da odgađate velike popravke iz godine u godinu, možete se pripremiti za to na način da ga preživite umjereno ...

Prvo morate ukloniti sve što je ostalo od stare tvrtke koja je tamo radila. Probijamo umjetnu barijeru. Nakon toga sve pokidamo...