Calculul ingineriei termice a structurilor de închidere: un exemplu de calcul și proiectare. Formula pentru calculul calității structurilor de închidere

Crearea condițiilor confortabile pentru viața profesională sau viața profesională este o sarcină primordială a construcției. O parte semnificativă a teritoriului țării noastre este în latitudinile nordice cu un climat rece. Prin urmare, menținerea unei temperaturi confortabile în clădiri este întotdeauna actuală. Odată cu creșterea tarifelor la energie, reducerea consumului de energie pentru încălzire se află în prim-plan.

Caracteristici climatice

Alegerea construcției pereților și acoperișului depinde în primul rând de condițiile climatice ale zonei de construcție. Pentru definiția acestora este necesar să se facă referire la SP131.13330.2012 "Climatology in Construction". În calcule se utilizează următoarele valori:

• Temperatura celei mai reci perioade de cinci zile este de 0,92, indicată de Tn;
• temperatura medie este notată de Thoth;
• durata, este notată de ZOT.

Pentru exemplul lui Murmansk, valorile au următoarele semnificații:

• Тн = -30 grade;
• Asta = -3,4 grade;
• ZOT = 275 de zile.

În plus, este necesar să se stabilească temperatura de proiectare în interiorul camerei TV, este determinată în conformitate cu GOST 30494-2011. Pentru locuințe, puteți lua TV = 20 de grade.

Pentru a efectua calculul calorifer al structurilor de închidere, se calculează în avans GSOP (gradul-zi al perioadei de încălzire):
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
În exemplul nostru, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Indicatori cheie

Pentru alegerea corectă a materialelor structurilor de închidere, este necesar să se determine ce caracteristici termice ar trebui să le posede. Capacitatea unei substanțe de a conduce căldură este caracterizată prin conductivitatea termică, indicată prin litera greacă l (lambda) și măsurată în W / (mx deg.). Capacitatea structurii de a reține căldura este caracterizată de rezistența sa la transferul de căldură R și este egală cu raportul dintre grosime și conductivitatea termică: R = d / l.

În cazul în care structura constă din mai multe straturi, rezistența este calculată pentru fiecare strat și apoi este însumată.

Rezistența la transferul de căldură este principalul indicator al structurii externe. Valoarea sa ar trebui să depășească valoarea normativă. Efectuând calculul calorifer al anvelopei clădirii, trebuie să determinăm compoziția justificată din punct de vedere economic a pereților și acoperișului.

Valori ale conductivității termice

Calitatea izolației termice este determinată în primul rând de conductivitatea termică. Fiecare material certificat este supus unor teste de laborator, determinând astfel această valoare pentru condițiile de funcționare "A" sau "B". Pentru țara noastră, majoritatea regiunilor corespund condițiilor de funcționare ale "B". Efectuând calculul calorifer al structurilor de închidere ale casei, această valoare trebuie utilizată. Valorile de conductivitate termică sunt indicate pe etichetă sau în pașaportul materialului, dar dacă acestea nu sunt disponibile, pot fi utilizate valori de referință din Codul de Practică. Valorile pentru cele mai populare materiale sunt prezentate mai jos:

• Masoneria cărămizilor obișnuite - 0,81 W (m х deg.).
• Zidărie din cărămidă de siliciu - 0,87 W (m х deg.).
• Gaze și spumă de beton (densitate 800) - 0,37 W (grad mx).
• Lemnul de specii de conifere este de 0,18 W (gradul mx).
• Spumă de polistiren extrudat - 0,032 W (grad mx).
• Placi din vată minerală (densitate 180) - 0,048 W (grad mx).

Valoarea normativă a rezistenței la transferul de căldură

Valoarea calculată a rezistenței la transferul de căldură nu trebuie să fie mai mică decât valoarea de bază. Valoarea de bază este determinată conform Tabelului 3 SP50.13330.2012 "Protecția termică a clădirilor". Tabelul definește coeficienții pentru calculul valorilor de bază ale rezistenței la transferul de căldură al tuturor structurilor de închidere și al tipurilor de clădiri. Continuând calculele începute cu temperaturahnichesky ale modelelor de închidere, un exemplu de calcul poate fi prezentat după cum urmează:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (mx deg / W).
• Рпкр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m x grade / W).
• Rceard = 0,00045x6435 + 1,9 = 4,79 (m x grade / W).
• Rockne = 0,005 x 6435 + 0,3 = 0,62 (m x deg / W).

Calculul termic Fațade extern este valabil pentru toate desenele sau modelele, închiderea „cald“ bucla - un etaj la parter sau la etajul tehpodpolya, pereți exteriori (inclusiv ferestre și uși), acoperirea combinate sau Overlay mansarda neîncălzită. De asemenea, calculul trebuie să fie efectuate pentru structurile interne, în cazul în scădere a temperaturii în camere adiacente este mai mare de 8 grade.

Ingineria termica a peretilor

Majoritatea pereților și plafoanelor sunt mai multe și mai eterogene în construcția lor. Calculul termotehnic al structurilor de închidere ale structurii multistrat este după cum urmează:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
unde n este parametrii stratului n.

Dacă luăm în considerare un zid turnat din cărămidă, obținem următoarea construcție:

• strat exterior de tencuială grosime 3 cm, conductivitate termică 0,93 W (grad mx);
• zidărie din cărămizi solide din argilă 64 cm, conductivitate termică 0.81 W (grad mx);
• stratul interior al grosimii tencuielii de 3 cm, conductivitate termică 0,93 W (m × deg.).

Formula pentru calculul calorific al structurilor de închidere este următoarea:

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

Valoarea obținută este semnificativ mai mică decât valoarea inițială determinată anterior a rezistenței la transferul de căldură în pereții unei clădiri rezidențiale din Murmansk 3.65 (mx deg / W). Zidul nu îndeplinește cerințele de reglementare și trebuie izolat. Pentru izolarea peretelui pe care îl folosim plăci din vată minerală grosime de 150 mm și o conductivitate termică de 0,048 W (grad mx).

După selectarea sistemului de izolație termică, este necesar să se efectueze calculul calității verificării căldurii a structurilor de închidere. Exemplul de calcul este prezentat mai jos:

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

Valoarea calculată rezultată este mai mare decât valoarea de bază - 3.65 (mx deg / W), peretele izolat îndeplinește cerințele normelor.

Calcularea suprapunerilor și acoperirilor suprapuse se efectuează într-un mod similar.

Calcularea termică a pardoselilor în contact cu solul

Adesea în case private sau clădiri publice, etajele primelor etaje se efectuează pe teren. Rezistența la transferul de căldură a unor astfel de pardoseli nu este standardizată, dar cel puțin construcția de podele nu trebuie să permită căderea rocii. Calcularea structurilor în contact cu solul se efectuează după cum urmează: podelele sunt împărțite în benzi (zone) de 2 metri lățime, începând de la limita exterioară. Aceste zone sunt alocate până la trei, restul zonei aparținând celei de-a patra zone. Dacă construcția podelei nu asigură o izolație efectivă, rezistența la transferul de căldură al zonelor este adoptată după cum urmează:

• 1 zonă - 2,1 (m x grade / W);
• 2 zone - 4,3 (m x grade / W);
• 3 zone - 8,6 (m x grade / W);
• 4 zone - 14,3 (m x grade / W).

Este ușor de văzut că suprafața podelei este mai departe de peretele exterior, cu cât este mai mare rezistența la transferul de căldură. Prin urmare, adesea limitată la izolarea perimetrului pardoselii. În acest caz, rezistența la transferul de căldură al structurii izolate este adăugată rezistenței de transfer termic a zonei.
Calcularea rezistenței la transferul de căldură al podelei trebuie să fie inclusă în calculul termic general al structurilor de închidere. Un exemplu de calcul al podelelor pe teren va fi luat în considerare mai jos. Luăm o suprafață de 10 x 10, egală cu 100 mp

• Zona de 1 zonă va fi de 64 de metri pătrați.
• Zona zonei 2 este de 32 de metri pătrați.
• Zona zonei a 3-a va fi de 4 metri patrati.

Valoarea medie a rezistenței la transferul de căldură a podelei pe pământ:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m x grade / W).

După finalizarea izolației perimetrului podelei cu o placă de polistiren cu o grosime de 5 cm, o bandă lată de 1 metru, obținem valoarea medie a rezistenței la transferul de căldură:

Rpola = 100 / (32 / 2.1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4.3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m x K / W).

Este important de menționat că în acest fel se calculează nu numai podelele, ci și structurile pereților care intră în contact cu solul (pereții pardoselii încastrate, subsolul cald).

Ingineria termica a usilor

Valoarea de bază a rezistenței la transferul de căldură al ușilor de intrare este calculată puțin diferit. Pentru a calcula acest lucru, va trebui mai întâi să calculați rezistența la transferul de căldură al peretelui în funcție de criteriul sanitar și igienic (rocă care nu se încadrează):
Rst = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Aici DTN - diferența de temperatură între suprafața interioară a peretelui și temperatura aerului în cameră este determinată de Codul de Standarde, iar pentru locuință este de 4.0.
av este coeficientul de transfer de căldură al suprafeței interioare a peretelui, în conformitate cu proiectul comun este 8.7.
Valoarea de bază a ușilor este luată egală cu 0,6 x Pst.

Pentru proiectarea aleasă a ușii, este necesar să se efectueze un calcul de verificare a căldurii de verificare a structurilor de închidere. Exemplu de calcul al ușii de intrare:

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

Această valoare calculată va corespunde ușii, vată minerală izolată de 5 cm grosime. Rezistenta de transfer de căldură să fie R = 0,05 / 0,048 = 1,04 (m x K / W), care este mai mare decât calculată.

Cerințe complete

Sunt efectuate calcule pentru pereți, plafoane sau acoperiri pentru a verifica cerințele elementare ale standardelor. Setul de reguli stabilește, de asemenea, o cerință completă, care caracterizează calitatea izolației tuturor structurilor de închidere în general. Această valoare se numește "caracteristică specifică de ecranare a căldurii". Fără verificarea sa, nici un calcul termic al structurilor de închidere nu este complet. Exemplul de calcul al SP este dat mai jos.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, care este mai mică decât valoarea normalizată de 0,52. În acest caz, suprafața și volumul sunt luate pentru o casă de 10 x 10 x 2,5 m. Rezistența la transferul de căldură este egală cu valorile de bază.

Valoarea standardizată este determinată în conformitate cu JV, în funcție de volumul încălzit al casei.

Pe lângă cerința complexă, pentru calcularea unui pașaport energetic se utilizează și un calcul termic al structurilor de închidere, un exemplu de emitere a unui pașaport este dat în atașamentul la SP50.13330.2012.

Coeficientul de omogenitate

Toate calculele de mai sus sunt aplicabile structurilor omogene. Acest lucru este foarte rar în practică. Pentru a ține cont de eterogenitate reducerii rezistenței termice este introdus probare coeficient de corecție omogenitate - r. Se ia în considerare modificarea rezistenței termice introduse prin deschiderea ușilor și ferestrelor, unghiurile exterioare, incluziunile eterogene (de exemplu poduri, grinzi, centuri de fixare) poduri reci și altele.

Calculul acestui coeficient este destul de complicat, prin urmare, în formă simplificată, este posibil să se utilizeze valori aproximative din literatura de specialitate. De exemplu, pentru zidarie - 0,9, panouri cu trei straturi - 0,7.

Izolație efectivă

Alegerea unui sistem de izolație la domiciliu, este ușor să vă asigurați că îndepliniți cerințele moderne protecția termică fără utilizarea unei izolații eficiente este aproape imposibilă. Deci, dacă utilizați caramida tradițională de lut, veți avea nevoie de o zidărie de câțiva metri grosime, care nu este practică din punct de vedere economic. În același timp, conductivitatea termică scăzută a încălzitoarelor moderne pe bază de polistiren expandat sau vată minerală ne permite să ne limităm la grosimi de 10-20 cm.

De exemplu, pentru a obține o rezistență la transferul termic de referință de 3,65 (m × deg / W), veți avea nevoie de:

• un zid de cărămidă de 3 m grosime;
• zidărie de blocuri de beton spongios de 1,4 m;
• Izolație de vată minerală 0,18 m.