Методика теплотехнического расчета наружных стен зданий. Теплотехнический расчет наружной стены здания с вентилируемым фасадом

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий :: SYL.ru

Теплотехнический расчет позволяет определить минимальную толщину ограждающих конструкций для того, чтобы не было случаев перегрева или промерзания в процессе эксплуатации строения.

Ограждающие конструктивные элементы отапливаемых общественных и жилых зданий, за исключением требований устойчивости и прочности, долговечности и огнестойкости, экономичности и архитектурного оформления, должны отвечать в первую очередь теплотехническим нормам. Выбирают ограждающие элементы в зависимости от конструктивного решения, климатологических характеристик района застройки, физических свойств, влажно-температурного режима в здании, а также в соответствии с требованиями сопротивления теплопередаче, воздухонипроницанию и паропроницанию.

В чем смысл расчета?

1. Если во время расчета стоимости будущего строения учитывать лишь прочностные характеристики, то, естественно, стоимость будет меньше. Однако это видимая экономия: впоследствии на обогрев помещения уйдет значительно больше средств.
2. Грамотно подобранные материалы создадут в помещении оптимальный микроклимат.
3. При планировке системы отопления также необходим теплотехнический расчет. Чтобы система была рентабельной и эффективной, необходимо иметь понятие о реальных возможностях здания.

Теплотехнические требования

Важно, чтобы наружные конструкции соответствовали следующим теплотехническим требованиям:

• Имели достаточные теплозащитные свойства. Другими словами, нельзя допускать в летнее время перегрева помещений, а зимой – излишних потерь тепла.
• Разность температур воздуха внутренних элементов ограждений и помещений не должна быть выше нормативного значения. В противном случае может произойти чрезмерное охлаждение тела человека излучением тепла на данные поверхности и конденсация влаги внутреннего воздушного потока на ограждающих конструкциях.
• В случае изменения теплового потока температурные колебания внутри помещения должны быть минимальные. Данное свойство называется теплоустойчивостью.
• Важно, чтобы воздухонепроницаемость ограждений не вызывала сильного охлаждения помещений и не ухудшала теплозащитные свойства конструкций.
• Ограждения должны иметь нормальный влажностный режим. Так как переувлажнение ограждений увеличивает потери тепла, вызывает в помещении сырость, уменьшает долговечность конструкций.

Чтобы конструкции соответствовали вышеперечисленным требованиям, выполняют теплотехнический расчет, а также рассчитывают теплоустойчивость, паропроницаемость, воздухопроницаемость и влагопередачу по требованиям нормативной документации.

Теплотехнические качества

От теплотехнических характеристик наружных конструктивных элементов строений зависит:

• Влажностный режим элементов конструкции.
• Температура внутренних конструкций, которая обеспечивает отсутствие на них конденсата.
• Постоянная влажность и температура в помещениях, как в холодное, так и в теплое время года.
• Количество тепла, которое теряется зданием в зимний период времени.

Итак, исходя из всего перечисленного выше, теплотехнический расчет конструкций считается немаловажным этапом в процессе проектирования зданий и сооружений, как гражданских, так и промышленных. Проектирование начинается с выбора конструкций – их толщины и последовательности слоев.

Задачи теплотехнического расчета

Итак, теплотехнический расчет ограждающих конструктивных элементов осуществляется с целью:

1. Соответствия конструкций современным требованиям по тепловой защите зданий и сооружений.
2. Обеспечения во внутренних помещениях комфортного микроклимата.
3. Обеспечения оптимальной тепловой защиты ограждений.

Основные параметры для расчета

Чтобы определить расход тепла на отопление, а также произвести теплотехнический расчет здания, необходимо учесть множество параметров, зависящих от следующих характеристик:

• Назначение и тип здания.
• Географическое расположение строения.
• Ориентация стен по сторонам света.
• Размеры конструкций (объем, площадь, этажность).
• Тип и размеры окон и дверей.
• Характеристики отопительной системы.
• Количество людей, находящихся в здании одновременно.
• Материал стен, пола и перекрытия последнего этажа.
• Наличие системы горячего водоснабжения.
• Тип вентиляционных систем.
• Другие конструктивные особенности строения.

Теплотехнический расчет: программа

На сегодняшний день разработано множество программ, позволяющих произвести данный расчет. Как правило, расчет осуществляется на основании методики, изложенной в нормативно-технической документации.

Данные программы позволяют вычислить следующее:

• Термическое сопротивление.
• Потери тепла через конструкции (потолок, пол, дверные и оконные проемы, а также стены).
• Количество тепла, требуемого для нагрева инфильтрирующего воздуха.
• Подбор секционных (биметаллических, чугунных, алюминиевых) радиаторов.
• Подбор панельных стальных радиаторов.

Теплотехнический расчет: пример расчета для наружных стен

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

• tв = 20°C – это температура воздушного потока внутри здания, которая принимается для расчета ограждений по минимальным значениям наиболее оптимальной температуры соответствующего здания и сооружения. Принимается она в соответствии с ГОСТом 30494-96.

• По требованиям ГОСТа 30494-96 влажность в помещении должна составлять 60%, в результате в помещении будет обеспечен нормальный влажностный режим.
• В соответствии с приложением B СНиПа 23-02-2003, зона влажности сухая, значит, условия эксплуатации ограждений – A.
• tн = -34 °C – это температура наружного воздушного потока в зимний период времени, которая принимается по СНиП исходя из максимально холодной пятидневки, имеющей обеспеченность 0,92.
• Zот.пер = 220 суток – это длительность отопительного периода, которая принимается по СНиПу, при этом среднесуточная температура окружающей среды ≤ 8 °C.
• Tот.пер. = -5,9 °C – это температура окружающей среды (средняя) в отопительный период, которая принимается по СНиП, при суточной температуре окружающей среды ≤ 8 °C.

Исходные данные

В таком случае теплотехнический расчет стены будет производиться с целью определения оптимальной толщины панелей и теплоизоляционного материала для них. В качестве наружных стен будут использоваться сэндвич-панели (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортные условия

Рассмотрим, как выполняется теплотехнический расчет наружной стены. Для начала следует вычислить требуемое сопротивление теплопередачи, ориентируясь на комфортные и санитарно-гигиенические условия:

R0тр = (n × (tв – tн)) : (Δtн × αв), где

n = 1 – это коэффициент, который зависит от положения наружных конструктивных элементов по отношению к наружному воздуху. Его следует принимать по данным СНиПа 23-02-2003 из таблицы 6.

Δtн = 4,5 °C – это нормируемый перепад температуры внутренней поверхности конструкции и внутреннего воздуха. Принимается по данным СНиПа из таблицы 5.

αв = 8,7 Вт/м2 °C – это теплопередача внутренних ограждающих конструкций. Данные берутся из таблицы 5, по СНиПу.

Подставляем данные в формулу и получаем:

R0тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5× 8,7) = 1,379 м2 °C/Вт.

Условия энергосбережения

Выполняя теплотехнический расчет стены, исходя из условий энергосбережения, необходимо вычислить требуемое сопротивление теплопередачи конструкций. Оно определяется по ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °C) по следующей формуле:

ГСОП = (tв – tот.пер.) × Zот.пер, где

tв – это температура воздушного потока внутри здания, °C.

Zот.пер. иtот.пер. – это продолжительность (сут.) и температура (°C) периода, имеющего среднесуточную температуру воздуха ≤ 8 °C.

Таким образом:

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

Исходя из условий энергосбережения, определяем R0тр методом интерполяции по СНиПу из таблицы 4:

R0тр = 2,4 + (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м2°C/Вт)

Далее, выполняя теплотехнический расчет наружной стены, следует вычислить сопротивление теплопередаче R0:

R0 = 1/ αв + R1 + 1/ αн, где

R1= d/l.

d – это толщина теплоизоляции, м.

l = 0,042 Вт/м°C – это теплопроводность минераловатной плиты.

αн = 23 Вт/м2°C – это теплоотдача наружных конструктивных элементов, принимаемый по СНиПу.

R0 = 1/8,7 + d/0,042+1/23 = 0,158 + d/0,042.

Толщина утеплителя

Толщина теплоизоляционного материала определяется исходя из того, что R0 = R0тр, при этом R0тр берется при условиях энергосбережения, таким образом:

2,909 = 0,158 + d/0,042, откуда d = 0,116 м.

Подбираем марку сэндвич-панелей по каталогу с оптимальной толщиной теплоизоляционного материала: ДП 120, при этом общая толщина панели должна составлять 120 мм. Аналогичным образом производится теплотехнический расчет здания в целом.

Необходимость выполнения расчета

Запроектированные на основании теплотехнического расчета, выполненного грамотно, ограждающие конструкции позволяют сократить затраты на отопление, стоимость которого регулярно увеличиваются. К тому же сбережение тепла считается немаловажной экологической задачей, ведь это напрямую связано с уменьшением потребления топлива, что приводит к снижению воздействия негативных факторов на окружающую среду.

Кроме того, стоит помнить о том, что неправильно выполненная теплоизоляция способна привести к переувлажнению конструкций, что в результате приведет к образованию плесени на поверхности стен. Образование плесени, в свою очередь, приведет к порче внутренней отделки (отслаивание обоев и краски, разрушение штукатурного слоя). В особо запущенных случаях может понадобиться радикальное вмешательство.

Очень часто строительные компании в своей деятельности стремятся использовать современные технологии и материалы. Только специалисту под силу разобраться в необходимости применения того или иного материала, как отдельно, так и в совокупности с другими. Именно теплотехнический расчет поможет определиться с наиболее оптимальными решениями, которые обеспечат долговечность конструктивных элементов и минимальные финансовые затраты.

www.syl.ru

Теплотехнический расчет конструкции здания

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

1. Расчет потерь тепла по площади помещений.
2. Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
3. Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

• В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
• При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
• Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

1. Тип остекления:

• тройной пакет 0,85,
• двойной 1,0,
• двойной переплет 1,27.

1. Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
2. Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:

• современные теплоизоляционные материалы 0,85
• стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
• низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.

1. Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
2. Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
3. Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
4. Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

• Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
• Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

• Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
• Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

• Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
• Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

• От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
• Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

santech-info.ru

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены, пример

Чтобы в жилище было тепло в самые сильные морозы, необходимо правильно подобрать систему теплоизоляции – для этого выполняют теплотехнический расчет наружной стены.Результат вычислений показывает, насколько эффективен реальный или проектируемый способ утепления.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Вначале следует подготовить исходные данные. На расчетный параметр влияют следующие факторы:

• климатический регион, в котором находится дом;
• назначение помещения – жилой дом, производственное здание, больница;
• режим эксплуатации здания – сезонный или круглогодичный;
• наличие в конструкции дверных и оконных проемов;
• влажность внутри помещения, разница внутренней и наружной температуры;
• число этажей, особенности перекрытия.

После сбора и записи исходной информации определяют коэффициенты теплопроводности строительных материалов, из которых изготовлена стена. Степень усвоения тепла и теплоотдачи зависит от того, насколько сырым является климат. В связи с этим для вычисления коэффициентов используют карты влажности, составленные для Российской Федерации. После этого все числовые величины, необходимые для расчета, вводятся в соответствующие формулы.

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

В качестве примера рассчитываются теплозащитные свойства стены, выложенной из пеноблоков, утепленной пенополистиролом с плотностью 24 кг/м3 и оштукатуренной с двух сторон известково-песчаным раствором. Вычисления и подбор табличных данных ведутся на основании строительных правил. Исходные данные: район строительства – Москва; относительная влажность – 55%, средняя температура в доме tв = 20О С. Задается толщина каждого слоя: δ1, δ4=0,01м (штукатурка), δ2=0,2м (пенобетон), δ3=0,065м (пенополистирол «СП Радослав»).Целью теплотехнического расчета наружной стены является определение необходимого (Rтр) и фактического (Rф) сопротивления теплопередаче.Расчет

1. Согласно таблице 1 СП 53.13330.2012 при заданных условиях режим влажности принимается нормальным. Требуемое значениеRтр находят по формуле:Rтр=a•ГСОП+b,где a,b принимаются по таблице 3 СП 50.13330.2012. Для жилого здания и наружной стены a = 0,00035; b = 1,4.ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, их находят по формуле(5.2) СП 50.13330.2012:ГСОП=(tв-tот)zот,где tв=20О С; tот – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода, по таблице 1 СП131.13330.2012tот = -2,2ОС; zот = 205 сут. (продолжительность отопительного сезона согласно той же таблице).Подставив табличные значения, находят: ГСОП = 4551О С*сут.; Rтр = 2,99 м2*С/Вт
2. По таблице 2 СП50.13330.2012 для нормальной влажности выбирают коэффициенты теплопроводности каждого слоя «пирога»:λБ1=0,81Вт/(м°С), λБ2=0,26Вт/(м°С), λБ3=0,041Вт/(м°С), λБ4=0,81Вт/(м°С).По формуле E.6 СП 50.13330.2012 определяют условное сопротивление теплопередаче:R0усл=1/αint+δn/λn+1/αext.гдеαext = 23 Вт/(м2°С) из п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.Подставляя числа, получаютR0усл=2,54м2°С/Вт. Уточняют его с помощью коэффициента r=0.9, зависящего от однородности конструкций, наличия ребер, арматуры, мостиков холода:Rф=2,54•0,9=2,29м2•°С/Вт.

Полученный результат показывает, что фактическое теплосопротивление меньше требуемого, поэтому нужно пересмотреть конструкцию стены.

Теплотехнический расчет наружной стены, программа упрощает вычисления

Несложные компьютерные сервисы ускоряют вычислительные процессы и поиск нужных коэффициентов. Стоит ознакомиться с наиболее популярными программами.

1. «ТеРеМок». Вводятся исходные данные: тип здания (жилой), внутренняя температура 20О , режим влажности – нормальный, район проживания – Москва. В следующем окне открывается рассчитанное значение нормативного сопротивления теплопередаче – 3,13 м2*оС/Вт.На основании вычисленного коэффициента происходит теплотехнический расчет наружной стены из пеноблоков (600 кг/м3), утепленной экструдированным пенополистиролом «Флурмат 200» (25 кг/м3) и оштукатуренной цементно-известковым раствором. Из меню выбирают нужные материалы, проставляя их толщину (пеноблок – 200 мм, штукатурка – 20 мм), оставив незаполненной ячейку с толщиной утеплителя.Нажав кнопку «Расчет», получают искомую толщину слоя теплоизолятора – 63 мм. Удобство программы не избавляет ее от недостатка: в ней не принимается во внимание разная теплопроводность кладочного материала и раствора. Спасибо автору можно сказать по этому адресу http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
2. Вторая программа предлагается сайтом http://rascheta.net/. Ее отличие от предыдущего сервиса в том, что все толщины задаются самостоятельно. В расчет вводится коэффициент теплотехнической однородности r. Его выбирают из таблицы: для пенобетонных блоков с проволочной арматурой в горизонтальных швах r = 0,9.После заполнения полей программа выдает отчет о том, каково фактическое тепловое сопротивление выбранной конструкции, отвечает ли она климатическим условиям. Кроме того, предоставляется последовательность вычислений с формулами, нормативными источниками и промежуточными значениями.

При возведении дома или проведении теплоизоляционных работ важна оценка результативности утепления наружной стены: теплотехнический расчет, выполненный самостоятельно или с помощью специалиста позволяет сделать это быстро и точно.

wallsgrow.ru

Методика теплотехнического расчета здания для вентфасада 👍

В этой статье мы хотим рассказать вам, как произвести теплотехнический расчет наружных стен с системами вентилируемых фасадов, а также как рассчитать правильное движение потоков воздуха и влаги в прослойках.  Все это, в совокупности, носит название теплотехническое проектирование. Принципы, лежащие в основе всех этих расчетов, изложены в требованиях СНиП  II-3-79 и МГСН 2.01-99. Цель выполняемого проекта — соответствие проектируемой конструкции изложенным правилам. С практической точки зрения, это обеспечит оптимальный микроклимат, предотвратит появление грибка и конденсата, а также поможет снизить затраты на отопление.

В расчетах часто используются некоторые понятия, с которыми мы хотим вас сразу ознакомить. Например, прослойка между стеной и экраном – она вентилируется наружным воздухом. Различные отверстия, щели, швы или зазоры. Они могут быть расположены в вертикальном, так и горизонтальном положении. Экран-панель, о которой мы упомянули, сделана из разнообразных материалов, устойчивых к изменению погоды.

Пример теплотехнического расчета наружной стены

Содержание статьи

Главные принципы расчетов

Если производится расчет для сооружений с вентилируемым фасадом, то всегда необходимо брать во внимание характеристики экранируемой стены. Необходимо рассчитать правильное соотношение размера полости (шва) для воздушного притока и величины используемого экрана. Шов должен быть спроектирован так, чтобы избежать возможности его закупорки.

Правила проектирования

При выполнении теплотехнического расчета, важно придерживаться правильной последовательности.

1. Первый шаг проектирования — это определение характеристик стены, экранов, отверстий.
2. После этого уже можно заняться теплотехническим расчетом наружных стен с экраном. На этом этапе вы должны определить требуемую толщину теплоизоляции, основываясь на правилах СНиП и МГСН.
3. После расчета воздухообмена, производится вычисление  влагообмена.

Если формулы выявили, что экранируемые стены соответствуют нормам, значит, расчет верный и проектирование завершаем. Если же нет, то нужно привести конструкцию в соответствие с требованиями, путем замены используемых материалов.

Нормативные акты

Как мы и говорили вначале, основные нормативные требования проектирования изложены в СНиП  II-3-79 и МГСН 2.01-99. Критерии для оценивания систем являются показатели санитарных и гигиенических условий, уровень комфорта, а также условия энергосбережения.

Способ теплотехнического  расчета для наружной стены с системой вентфасада

Пример теплотехнического расчета вентилируемого фасада

Сначала необходимо подобрать толщину слоя теплоизоляции.

Затем определить показатели влажностного режима, учитывая годовые изменения и согласованность с действующими нормами. Толщина теплоизоляции, по методу определения влажностного режима наружных стен высчитываются также согласно принятым стандартам в СНиП  II-3-79. Однако, влажностный режим варьируется от уровня влаги, поэтому при его расчете важно учитывать баланс влажности в годовом диапазоне.

Установить параметры воздухообмена. Чтобы определить характеристики воздушной массы в прослойке, требуется определить ее движение, вызванное воздействием гравитации и ветра.

Определить показатели тепловлажностного режима в прослойке. Чтобы рассчитать тепловлажностный режим, необходимо высчитать какова температура воздуха, проникающего в прослойку. Затем определить температурное сопротивление создаваемое прослойкой. После чего мы рассчитываем давление, создаваемое водяным паром, выходящим из прослойки.

Определить условный приведенный коэффициент паропроницаемости, учитывая швы меж панелей экранов. Чтобы получить коэффициента паропроницаемости экрана используют нормативы СНиП  II-3-79. Также допускается экспериментальное получение этого коэффициента. Первый шаг вычисления – определить относительное сопротивление паропроницанию в стыковых местах. Второй шаг – определить сопротивление паропроницанию плит экрана на его поверхности.  Третий шаг – определить сопротивление уже беря во внимание стыковые швы. Четвертый шаг – определение условного приведенного коэффициента паропроницанию  экрана, учитывая щели.

Уровень влажности, воздушной прослойки будет зависеть от того, какое сопротивление у паропроницания материалов экрана. Например, если во время проектирования использовали в качестве материала экрана гранит или природные камни, не учитывая стыковые швы, то влажностный режим не может соответствовать теплотехническим нормам. Ели же они были учтены, тогда требования удовлетворены.

От длины прослойки зависит скорость движения воздушных потоков, соответственно и эффективность влагообмена. Чем больше ее длина, тем выше скорость. Но при этом, чем она длиннее, тем ниже условный коэффициент паропроницаемости. Это увеличит возможность накопления влаги недопустимых значений на поверхности экрана. Поэтому определить уровень распределения влаги в вентилируемых стенах, возможно только проведя расчет согласно 2-му пункту.

Общие советы по ведению расчета

Старайтесь производить расчет в правильном порядке.

1. Необходимо назначить величину швов, воздушных прослоек, панелей. Чтобы определить правильную величину, необходимо помнить о нижеследующих правилах:

• расстояние между экраном и уплотнителем должно иметь минимальное значение– 30 мм;
• воздуховыводящее пространство не должны площадью быть меньше приточного;
• при использовании влагонепроницаемого экрана, величина приточной щели должна быть больше 0,015    0,020 м2 на 1 м2 экрана;
• швы стыков рекомендуется делать высотой больше 15 мм.

1. Определить какая толщина у утеплителя, согласно 1-му пункту.
2. Рассчитать влажностный режим стены в согласии с нормами  (учитывая коэффициент паропроницаемости на поверхности экрана).
3. Вычисление условного приведенного коэффициента паропроницаемости со швами, в согласии с 5-м пунктом.
4. Вычисление упругости водяного пара, если нет расхода воздуха в прослойке.

При том, что расчет соответствует требованиям и имеет положительные результаты, то конструкция будет правильной. Однако, если обнаружены недостатки, требуется выполнить определенные действия для продолжения расчета:

• вычислить показатели влажностного режима конструкции стены, взяв за основу годовой цикл;
• рассчитать температуру и определить параметры воздушного и влажностного режима (скорости потока воздуха и упругости воздушного пара), которые будет иметь конструкция, включая прослойку;
• привести структуру наружной стены и ее частей в согласие с нормативами.

Содержание проектно-сметной документации

Положение об общем порядке подготовки предпроектных и проектных документов для строительства определяют правила содержания рабочего проекта или рабочей документации для систем наружных стен с воздушной вентиляцией.

Документация состоит из нижеуказанных сведений:

Общая пояснительная записка, содержащая нижеуказанную информацию:

• архитектурная идея решения фасадной части сооружения и отдельных архитектурных частей;
• сведения о решении касательно конструкции систем и их частей;
• сведения о решении специальных устройств на фасаде;
• сведения  об эффективности работы систем энергосбережения,  утвержденных  технологических  решений,  итог теплотехнического расчета;
• информацию о системах по экологии;
• определяющие технические и экономические сведения о системе.

Архитектурный раздел – содержит чертежные схемы фасада здания, отдельных архитектурных частей и их связей. На чертежах должно быть продемонстрировано, то какие цвета будет иметь фасад и его отдельные части.

Конструкторский  раздел содержит чертежные схемы конструкций частей систем, с узлами и деталями, а также полноценные сведения об используемых материалах и изделиях.

Специальный раздел содержит чертежные схемы фасадов с указанием расположения устройств, узлы и части крепежных конструкций этих устройств на фасаде, а также информацию об оборудовании, материальных и изделиях, указанных в проекте. Дополнительно к этому, проект должен включать информацию об устройствах, которые будут обеспечивать возможность качественного обслуживания фасада (включая клининг) во время его эксплуатации.

Сметы на устройство системы создаются, используя действующие правила, единичные расценки, фактическую стоимость оборудования и материалов, а также установленные заказчиком калькуляции на определенные типы работ и компоненты конструкции.

Похожие статьи

bazafasada.ru

Пример теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой

2.1 Исходные данные.

В г. Челябинск существует 10-этажное кирпичное отдельно стоящее здание. В здании располагаются офисные помещения. Высота здания 30 м.

Конструктивный слой стены – кладка из силикатного кирпича толщиной δκ=0,51 м, коэффициент теплопроводности кладки λκ=0,87 Вт/(м°С).

Утеплитель – минераловатные плиты с коэффициентом теплопроводности λy=0,045 Вт/(м°С).

Ширина вентилируемой прослойки dпр =0,05 м.

Используется облицовочный материал – фасадная панель производства ЗАО «ИНСИ»,толщиной 0,5 мм.

Количество креплений на квадратный метр конструкции nк= 1,72.

2.2 Расчетные характеристики климата района строительства и микроклимата здания.

Средняя температура наиболее холодной пятидневки tн =-34 °С.Средняя температура отопительного периода tht = -6,5 °С.Продолжительность отопительного периода zht = 218 сут.Характеристики микроклимата помещения берутся по СНиП 23-02-2003.Температура внутреннего воздуха tint = 20 °С по [14]Относительная влажность внутреннего воздуха φв = 55%.Градусо-сутки отопительного периода по СНиП 23-02-2003 Dd = (tint — tht)∙zht = (20°С + 6,5°С)∙218 сут =5777 °С∙сут.

2.3 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стены.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии со СНиП 23-02-2003 следует принимать не менее нормируемого значения Rreg = a∙Dd + b. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен из условий энергоснабжения определяется по таблице 4 СНиП 23-02-2003. Для стен a = 0,0003; b = 1,2. Rreg = 0,0003∙5777 + 1,2 = 2,93 м2°С/Вт

2.4 Определение требуемой толщины теплоизоляционного слоя.

Толщина теплоизоляционного слоя определяется методом интерации по формуле (3). На первом шаге итерации коэффициент теплотехнической однородности принимается равным единице r = 1.

Соответствующая толщина теплоизоляционного слоя:

Для получившейся толщины теплоизоляционного слоя по табл. 1. методом интерполяции определяется коэффициент теплотехнической однородности конструкции:

Второй шаг итерации.r = 0,980

На последнем шаге итерации толщина утеплителя изменилась менее чем на 5 мм, значит процесс итерации можно прекратить.

По результатам расчета толщина утеплителя должна быть не менее 0,101 м.

Из конструктивных соображений принимается толщина утеплителя δу =0,15 м.

Коэффициент теплотехнической однородности конструкции r = 0,95.

2.5 Определение параметров воздухообмена в прослойке.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее холодного месяца. В данном случае наиболее холодный месяц январь и tн = -15,8 °С.

Приточные и вытяжные отверстия воздушной прослойки расположены на одной стороне здания, т.е. Кн = Кз.

ξэкв = ξвх + ξвых + ξповоротов = 1 + 1 + 0,75∙2=3,5.Rв = r∙R0 = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м2°С/Вт.Rн= 1/αн + Rоб = 1/23 = 0,043 м2°С/Вт. (Rоб = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)На первом шаге интерации принимаем Vпр = 1 м/с.αпр = ακ + αл.ακ = 7,34 ∙ 10,656 + 3,78 е-1,9 = 7,9 Вт/(м2°С).

Второй шаг итерации

ακ = 7,34 ∙ 0,390,656 + 3,78 е-1,9 ∙ 0,39 = 5,76 Вт/(м2°С).αл =0,61 Вт/(м2°С).αпр = 5,76 + 0,61 = 6,37 Вт/(м2°С).γcp = 353/(273-15,12) = 1,37

Третий шаг итерации

ακ = 7,34 ∙ 0,520,656 + 3,78 е-1,9 ∙ 0,52 = 6,2 Вт/(м2°С).αл =0,61 Вт/(м2°С).αпр = 6,2 + 0,61 = 6,81 Вт/(м2°С).γcp = 353/(273-14,6) = 1,37

Четвертый шаг итерации

ακ = 7,34 ∙ 0,490,656 + 3,78 е-1,9 ∙ 0,49 = 6,11 Вт/(м2°С).αл =0,61 Вт/(м2°С).αпр = 6,11 + 0,61 = 6,72 Вт/(м2°С).γcp = 353/(273-14,75) = 1,37

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее жаркого месяца в момент нагрева стены солнцем. В данном случае наиболее жаркий месяц июль и температура наружного воздуха tн = 27 °С (средняя максимальная дневная температура июля). Удельный поток лучистой энергии падающий на стену qс = 788 Вт/м2.

ξэкв = 3,5Приходящий удельный поток тепла составляет qпр = ρпл∙qс.

ρпл – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом облицовки, принимаемый по таблице 14 СП 23-101-2004. Для стали листовой окрашенной зелёной краской ρпл = 0,6

qпр = 0,6 ∙ 788 = 466,8 Вт/м2.Rв = r∙R0 = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м2°С/Вт.Rн = 1/αн + Rоб = 1/23 = 0,043 м2°С/Вт. (Rоб = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)

Первый шаг итерации

На первом шаге итерации Vпр = 1 м/с, tоб = 50 °С. αпр = 11 Вт/(м2∙°С).

Второй шаг итерации.

αк = 7,34 ∙ 1,720,656 + 3,78 е-1,9 ∙ 1,72 = 10,64 Вт/(м2°С).αпр = 10,64 + 0,61 = 11,25 Вт/(м2°С). = 0,09

Третий шаг итерации.

αк = 7,34 ∙ 1,370,656 + 3,78 е-1,9 ∙ 1,37 = 9,31 Вт/(м2°С).αпр = 9,31 + 0,61 = 9,92 Вт/(м2°С).

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

2.6 Расчет защиты от переувлажнения ограждающих конструкций.

Расчет сопротивления паропроницанию рассматриваемой конструкции производится по методике описанной в разделе 1.6

Так как рассматриваемая конструкция многослойна, то Rvp равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих её слоев.

Расчетная температура для жилых помещений tint = 20 °С [14], относительная влажность внутреннего воздуха для жилых помещений φint = 55% [4]

Revp вычислить невозможно, т.к. по п 13.5 примечания 1 [13] сопротивление паро-проницанию воздушной прослойки равно 0 и сопротивление паропроницанию облицовки из листовой стали также равно 0

z0 = (31 + 28 + 31 + 30 + 31) = 151 сут.t0 = — 11,32 °С

Е0 = 237 Па.

Согласно [4] в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель минераловатный

ρw = ρ0 = 100 кг/м3, при толщине δw = 0,15 м, предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно [4] Δwav = 3%

Rvp > Rvp2reg следовательно, условие по защите ограждающей конструкции от переувлажнения выполняется.

2.7 Расчет температурного поля.

Длина крепления 50 мм + 150 мм = 200мм. Толщина метала, из которого изготавливаются детали 1,0 мм. Суммарная ширина части кронштейна, прорезающей минераловатные плиты 100 мм. Площадь сечения кронштейна 100 мм2. Площадь части кронштейна прилегающей к конструктивному слою стены (опоры) 3000 мм2.

Площадь паронитовой прокладки 3000 мм2. Толщина паронитовой прокладки 4мм.

Диаметр стального крепления (анкера) 7 мм. Количество анкеров 2 шт. Глубина погружения стального анкера в конструктивный слой 90 мм.

Для оцинкованного стального кронштейна

ξн = 0,22 м.Sн = 1,0 ∙ 10-4 м2.tкк = 8 °С.tпр = -14,73 °С.αпр = 6,72 Вт/(м2°С).

R0пр 0,95  4,08 = 3,88 м2°С/ Вт

Приведенное сопротивление конструкции 3,88 м2°С/ Вт больше требуемого значения 2,93 м2°С/ Вт, значит конструкция удовлетворяет СНиП 23-02-2003 по энергоснабжению.

2.8 Расчет влажности воздуха на выходе из вентилируемой воздушной прослойки.

tпр = -14,73°С.Vпр = 0,49 м/с.eу = 272,7 Па.eн = 25 Па.

Rобn исключается так как сталь паронепроницаема

Парциальное давление водяного пара в вентилируемой прослойке меньше давления насыщенного водяного пара при температуре равной температуре воздуха в вентилируемой прослойке и составляющего 170,2 Па, значит, конструкция вентилируемой прослойки, с точки зрения обеспечения благоприятного влажностного режима не нуждается в улучшении.

Нормативные документы и литература по разделу

1. СНиП 2.08.01-89 — Жилые здания.
2. СНиП 2.01.07-85 — Нагрузки и воздействия.
3. СНиП II-23-81 — Стальные конструкции.
4. СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий.
5. СНиП 23-01-99 — Строительная климатология.
6. СНиП 2.03.11-85 — Защита строительных конструкций от коррозии.
7. СНиП 21-01-97 — Пожарная безопасность зданий и сооружений.
8. ГОСТ 17177-94 — Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний.
9. СНиП 2.01.01-82 — Строительная климатология и геофизика.
10. Фокин К.Ф. — «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. 1973.
11. Богословский В.Н. — «Тепловой режим здания». 1979.
12. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. 1984.
13. СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий
14. ГОСТ 30494 — Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

insi-dom.ru

1.3.1 Теплотехнический расчет наружной стены.

2. Строительная физика.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания проведен по методике предложенной СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» [2] в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и требованиями по энергосбережению.

Исходные данные

1. Расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 – tн = –37 С [1].

2. Расчетная температура внутреннего воздуха по ГОСТ 12.1.005-88 –

tв =+20 С.

3. Влажностный режим помещения – нормальный, зона влажности – сухая [1].

4. Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – Δ tн =4,5 С [2].

В качестве теплоизоляционного материала принимается полужесткая минераловатная плита на синтетическом связующем ГОСТ 10140-80. Теплопроводность =0,09 Вт/м* 0С.

Определение требуемого термического сопротивления наружной стены.

Расчет ведется по п.2 [2].

Из условия энергосбережения:

, (1а)

где zот.п – средняя температура, С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С по [1];

tот.п.  средняя температура по [1];

По таблице 1б [2] получаем:

;

рис. 1.1 фрагмент стены.

1- силикатный кирпич ГОСТ 379-95 марки 100 1=380 мм;

2- пенобетонные блоки =2=300 мм;

3- минераловатные плиты на синтетическом связующем ГОСТ 10140-80 3=х мм;

4- воздушная прослойка 22 мм;

5- плита типа «ФАССТ»;

Из условия санитарно-гигиенических требований Rтр определяем:

, (1)

где n  коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по таблице 3 [2];

;

Вывод: Для соблюдения требований по теплозащите необходимо вести расчет по требованиям энергосбережения, Rтр=.

Сопротивление теплопередаче r ограждающей конструкции определяется по формуле (4) [2]:

(2)

где в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4* [2], в=;

Rк– термическое сопротивление ограждающей конструкции, определяемое в соответствии с п. 2.7 [2];

н – коэффициент теплопередачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице (6*)[2], н=;

Термическое сопротивление Rк ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями определяется как сумма термических сопротивлений отдельных слоев по формуле (5) [2]:

Rк=R1+R2++Rn+Rв.п,

Расчет термических сопротивлений слоев конструкции наружной стены приведен в таблице 4.1.

таблица 1.1

;

;

;

Требуемая толщина утеплителя составила 0,20 м. Наружные стены облицовываются плитами «ФАССТ» и толщину утеплителя принимаем, в соответствии с технологией, 50мм.

studfiles.net

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций и наружных стен здания — пример теплового анализа здания

В климатических условиях северных географических широт для строителей и архитекторов крайне важен верно сделанный тепловой расчет здания. Полученные показатели дадут для проектирования необходимые сведения, в том числе и об используемых материалах для строительства, дополнительных утеплителях, перекрытиях и даже об отделке.

В целом теплорасчет влияет на несколько процедур:

• учет проектировщиками при планировании расположения комнат, несущих стен и ограждений;
• создание проекта отопительной системы и вентиляционных сооружений;
• подбор стройматериалов;
• анализ условий эксплуатации постройки.

Все это связано едиными значениями, полученными в результате расчетных операций. В этой статье мы расскажем, как сделать теплотехнический расчет наружной стены здания, а также приведем примеры использования этой технологии.

Задачи проведения процедуры

Ряд целей актуален только для жилых домов или, напротив, промышленных помещений, но большинство решаемых проблем подходит для всех построек:

• Сохранение комфортных климатических условий внутри комнат. В термин «комфорт» входит как отопительная система, так и естественные условия нагревания поверхности стен, крыши, использование всех источников тепла. Это же понятие включают и систему кондиционирования. Без должной вентиляции, особенно на производстве, помещения будут непригодны для работы.
• Экономия электроэнергии и других ресурсов на отопление. Здесь имеют место следующие значения:
  • удельная теплоемкость используемых материалов и обшивки;
  • климат снаружи здания;
  • мощность отопления.

Крайне неэкономично проводить отопительную систему, которая просто не будет использоваться в должной степени, но зато будет трудна в установлении и дорога в обслуживании. То же правило можно отнести к дорогостоящим стройматериалам.

Теплотехнический расчет – что это

Теплорасчет позволяет установить оптимальную (две границы – минимальная и максимальная) толщину стен ограждающих и несущих конструкций, которые обеспечат длительную эксплуатацию без промерзаний и перегревов перекрытий и перегородок. Иначе говоря, эта процедура позволяет вычислить реальную или предполагаемую, если она проводится на этапе проектирования, тепловую нагрузку здания, которая будет считаться нормой.

В основу анализа входят следующие данные:

• конструкция помещения – наличие перегородок, теплоотражающих элементов, высота потолков и пр.;
• особенности климатического режима в данной местности – максимальные и минимальные границы температур, разница и стремительность температурных перепадов;
• расположенность строения по сторонам света, то есть учет поглощения солнечного тепла, на какое время суток приходится максимальная восприимчивость тепла от солнца;
• механические воздействия и физические свойства строительного объекта;
• показатели влажности воздуха, наличие или отсутствие защиты стен от проникновения влаги, присутствие герметиков, в том числе герметизирующих пропиток;
• работа естественной или искусственной вентиляции, присутствие «парникового эффекта», паропроницаемость и многое другое.

При этом оценка этих показателей должна соответствовать ряду норм – уровню сопротивления теплопередаче, воздухопроницаемости и пр. Рассмотрим их подробнее.

Базовый САПР, совместимость с форматами DWG, DGN. Срок действия лицензии — 1год. Полная функциональность стандартной версии

3D-моделирование и визуализация, поддержка внешних приложений, интерфейсов .Net/VBA/ZRX и все возможности стандартной версии

Проектирование наружных инженерных сетей : водоснабжения, канализации, газоснабжения, теплоснабжения.

Автоматизация проектно-изыскательских работ. Модули Топоплан, Генплан, Сети, Трассы, Сечения, Геомодель

Требования по теплотехническому расчету помещения и сопутствующая документация

Государственные проверяющие органы, руководящие организацией и регламентацией строительства, а также проверкой выполнения техники безопасности, составили СНиП № 23-02-2003, в котором подробно излагаются нормы проведения мероприятий по тепловой защите зданий.

Документ предлагает инженерные решения, которые обеспечат наиболее экономичный расход теплоэнергии, которая уходит на отопление помещений (жилых или промышленных, муниципальных) в отопительный период. Эти рекомендации и требования были разработаны с учетом вентиляции, конверсии воздуха, а также со вниманием к месторасположению точек поступления тепла.

СНиП – это законопроект на федеральном уровне. Региональная документация представлена в виде ТСН – территориально-строительных норм.

Не все постройки входят в юрисдикцию этих сводов. В частности, не проверяются по этим требованиям те строения, которые отапливаются нерегулярно или вовсе сконструированы без отопления. Обязательным теплорасчет является для следующих зданий:

• жилые – частные и многоквартирные дома;
• общественные, муниципальные – офисы, школы, больницы, детские сады и пр.;
• производственные – заводы, концерны, элеваторы;
• сельскохозяйственные – любые отапливаемые постройки с/х назначения;
• складские – амбары, склады.

В тексте документа прописаны нормы для всех тех составляющих, которые входят в теплотехнический анализ.

Требования к конструкциям:

• Теплоизоляция. Это не только сохранение тепла в холодное время года и недопущение переохлаждений, промерзаний, но и защита от перегрева летом. Изоляция, таким образом, должна быть обоюдосторонней – предупреждение влияний извне и отдачи энергии изнутри.
• Допустимое значение перепада температур между атмосферой внутри здания и терморежимом внутренней части ограждающих конструкций. Это приведет к скоплению конденсата на стенах, а также к негативному влиянию на здоровье людей, находящихся в помещении.
• Теплоустойчивость, то есть температурная стабильность, недопущение резких перемен в нагреваемом воздухе.
• Воздухопроницаемость. Здесь важен баланс. С одной стороны, нельзя допустить остывания постройки из-за активной отдачи тепла, с другой стороны, важно предупредить появление «парникового эффекта». Он бывает, когда использован синтетический, «недышащий» утеплитель.
• Отсутствие сырости. Повышенная влажность – это не только причина для появления плесени, но и показатель, из-за которого происходят серьезные потери теплоэнергии.

Как делать теплотехнический расчет стен дома – основные параметры

Перед тем как приступить к непосредственному теплорасчету, нужно собрать подробные сведения о постройке. В отчет будут входить ответы на следующие пункты:

• Назначение здания – жилое это, промышленное или общественное помещение, конкретное предназначение.
• Географическая широта участка, где находится или будет располагаться объект.
• Климатические особенности местности.
• Направление стен по сторонам света.
• Размеры входных конструкций и оконных рам – их высота, ширина, проницаемость, тип окон – деревянные, пластиковые и пр.
• Мощность отопительного оборудования, схема расположения труб, батарей.
• Среднее количество жильцов или посетителей, работников, если это промышленные помещения, которые находятся внутри стен единовременно.
• Стройматериалы, из которых выполнены полы, перекрытия и любые другие элементы.
• Наличие или отсутствие подачи горячей воды, тип системы, которая за это отвечает.
• Особенности вентиляции, как естественной (окна), так и искусственной – вентиляционные шахты, кондиционирование.
• Конфигурация всего строения – количество этажей, общая и отдельная площадь помещений, расположение комнат.

Когда эти данные будут собраны, инженер может приступать к расчету.

Мы предлагаем вам три метода, которыми чаще всего пользуются специалисты. Также можно использовать комбинированный способ, когда факты берутся из всех трех возможностей.

Варианты теплового расчета ограждающих конструкций

Вот три показателя, которые будут приниматься за главный:

• площадь постройки изнутри;
• объем снаружи;
• специализированные коэффициенты теплопроводности материалов.

Теплорасчет по площади помещений

Не самый экономичный, но наиболее частотный, особенно в России, способ. Он предполагает примитивные вычисления исходя из площадного показателя. При этом не учитывается климат, полоса, минимальные и максимальные температурные значения, влажность и пр.

Также в учет не берут основные источники теплопотерь, такие как:

• Вентиляционная система – 30-40%.
• Скаты крыши – 10-25%.
• Окна и двери – 15-25%.
• Стены – 20-30%.
• Пол на грунте – 5-10%.

Эти неточности из-за неучета большинства важных элементов приводят к тому, что сам теплорасчет может иметь сильную погрешность в обе стороны. Обычно инженеры оставляют «запас», поэтому приходится устанавливать такое отопительное оборудование, которое полностью не задействуется или грозит сильному перегреву. Нередки случаи, когда одновременно монтируют отопление и систему кондиционирования, так как не могут правильно рассчитать теплопотери и теплопоступления.

Используют «укрупненные» показатели. Минусы такого подхода:

• дорогостоящее отопительное оборудование и материалы;
• некомфортный микроклимат внутри помещения;
• дополнительная установка автоматизированного контроля за температурным режимом;
• возможные промерзания стен зимой.

Формула:

Q=S*100 Вт (150 Вт)

• Q – количество тепла, необходимое для комфортного климата во всем здании;
• Вт S – отапливаемая площадь помещения, м.

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м.

Если вы выбираете этот метод, то прислушайтесь к следующим советам:

• Если высота стен (до потолка) не более трех метров, а количество окон и дверей на одну поверхность 1 или 2, то умножайте полученный результат на 100 Вт. Обычно все жилые дома, как частные, так и многоквартирные, используют это значение.
• Если в конструкции присутствуют два оконных проема или балкон, лоджия, то показатель возрастает до 120-130 Вт.
• Для промышленных и складских помещений чаще берется коэффициент в 150 Вт.
• При выборе отопительных приборов (радиаторов), если они будут расположены возле окна, стоит прибавить их проектируемую мощность на 20-30%.

Теплорасчет ограждающих конструкций по объему здания

Обычно такой способ используется для тех строений, где высокие потолки – более 3 метров. То есть промышленные объекты. Минусом такого способа является то, что не учитывается конверсия воздуха, то есть то, что вверху всегда теплее, чем внизу.

Формула:

Q=V*41 Вт (34 Вт)

• V – наружный объем строения в м куб;
• 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания. Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то показатель равен 34 Вт.

Для общей формулы мы советуем дополнительно использовать коэффициенты – это число, на которое нужно умножить результат:

• Стекла в окнах:
  • двойной пакет – 1;
  • переплет – 1,25.
• Материалы утеплителя:
  • новые современные разработки – 0,85;
  • стандартная кирпичная кладка в два слоя – 1;
  • малая толщина стен – 1,30.
• Температура воздуха зимой:
  • -10 – 0,7;
  • -15 – 0,9;
  • -20 – 1,1;
  • -25 – 1,3.
• Процент окон в сравнении с общей поверхностью:
  • 10% – 0,8;
  • 20% – 0,9;
  • 30% – 1;
  • 40% – 1,1;
  • 50% – 1,2.

Все эти погрешности могут и должны быть учтены, однако, редко используются в реальном строительстве.

Пример теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций здания методом анализа используемого утеплителя

Если вы самостоятельно возводите жилой дом или коттедж, то мы настоятельно рекомендуем продумать все до мелочей, чтобы в итоге сэкономить и сделать оптимальный климат внутри, обеспечить долгую эксплуатацию объекта.

Для этого нужно решить две задачи:

• сделать правильный теплорасчет;
• установить систему отопления.

Данные для примера:

• угловая жилая комната;
• одно окно – 8,12 м кв;
• регион – Московская область;
• толщина стен – 200 мм;
• площадь по наружным параметрам – 3000*3000.

Необходимо выяснить, какая мощность нужна для обогрева 1 м кв помещения. Результатом будет Qуд = 70 Вт. Если утеплитель (толщина стен) будет меньше, то значения также будут ниже. Сравним:

• 100 мм – Qуд= 103 Вт.
• 150 мм – Qуд= 81 Вт.

Этот показатель будет учитываться при прокладке отопления.

Программное обеспечение при проектировании отопительной системы

С помощью компьютерных программ от компании «ЗВСОФТ» можно рассчитать все материалы, затраченные на отопление, а также сделать подробный поэтажный план коммуникаций с отображением радиаторов, удельной теплоемкости, энергозатрат, узлов.

Фирма предлагает базовый САПР для проектных работ любой сложности – ZWCAD 2018 Professional. В нем можно не только сконструировать отопительную систему, но и создать подробную схему для строительства всего дома. Это можно реализовать благодаря большому функционалу, числу инструментов, а также работе в двух– и трехмерном пространстве.

К базовому софту можно установить надстройку ИНЖКАД. Эта программа разработана для проектирования всех инженерных систем, в том числе для отопления. С помощью легкой трассировки линий и функции наслоения планов можно спроектировать на одном чертеже несколько коммуникаций – водоснабжение, электричество и пр.

Перед постройкой дома сделайте теплотехнический расчет. Это поможет вам не ошибиться с выбором оборудования и покупкой стройматериалов и утеплителей.

www.zwsoft.ru

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены, пример

Чтобы в жилище было тепло в самые сильные морозы, необходимо правильно подобрать систему теплоизоляции – для этого выполняют теплотехнический расчет наружной стены.Результат вычислений показывает, насколько эффективен реальный или проектируемый способ утепления.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Вначале следует подготовить исходные данные. На расчетный параметр влияют следующие факторы:

• климатический регион, в котором находится дом;
• назначение помещения – жилой дом, производственное здание, больница;
• режим эксплуатации здания – сезонный или круглогодичный;
• наличие в конструкции дверных и оконных проемов;
• влажность внутри помещения, разница внутренней и наружной температуры;
• число этажей, особенности перекрытия.

После сбора и записи исходной информации определяют коэффициенты теплопроводности строительных материалов, из которых изготовлена стена. Степень усвоения тепла и теплоотдачи зависит от того, насколько сырым является климат. В связи с этим для вычисления коэффициентов используют карты влажности, составленные для Российской Федерации. После этого все числовые величины, необходимые для расчета, вводятся в соответствующие формулы.

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

В качестве примера рассчитываются теплозащитные свойства стены, выложенной из пеноблоков, утепленной пенополистиролом с плотностью 24 кг/м3 и оштукатуренной с двух сторон известково-песчаным раствором. Вычисления и подбор табличных данных ведутся на основании строительных правил. Исходные данные: район строительства – Москва; относительная влажность – 55%, средняя температура в доме tв = 20О С. Задается толщина каждого слоя: δ1, δ4=0,01м (штукатурка), δ2=0,2м (пенобетон), δ3=0,065м (пенополистирол «СП Радослав»).
Целью теплотехнического расчета наружной стены является определение необходимого (Rтр) и фактического (Rф) сопротивления теплопередаче.
Расчет

1. Согласно таблице 1 СП 53.13330.2012 при заданных условиях режим влажности принимается нормальным. Требуемое значениеRтр находят по формуле:
   Rтр=a•ГСОП+b,
   где a,b принимаются по таблице 3 СП 50.13330.2012. Для жилого здания и наружной стены a = 0,00035; b = 1,4.
   ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, их находят по формуле(5.2) СП 50.13330.2012:
   ГСОП=(tв-tот)zот,
   где tв=20О С; tот – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода, по таблице 1 СП131.13330.2012tот = -2,2ОС; zот = 205 сут. (продолжительность отопительного сезона согласно той же таблице).
   Подставив табличные значения, находят: ГСОП = 4551О С*сут.; Rтр = 2,99 м2*С/Вт
2. По таблице 2 СП50.13330.2012 для нормальной влажности выбирают коэффициенты теплопроводности каждого слоя «пирога»:λБ1=0,81Вт/(м°С), λБ2=0,26Вт/(м°С), λБ3=0,041Вт/(м°С), λБ4=0,81Вт/(м°С).
   По формуле E.6 СП 50.13330.2012 определяют условное сопротивление теплопередаче:
   R0усл=1/αint+δn/λn+1/αext.
   гдеαext = 23 Вт/(м2°С) из п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.
   Подставляя числа, получаютR0усл=2,54м2°С/Вт. Уточняют его с помощью коэффициента r=0.9, зависящего от однородности конструкций, наличия ребер, арматуры, мостиков холода:
   Rф=2,54•0,9=2,29м2•°С/Вт.

Полученный результат показывает, что фактическое теплосопротивление меньше требуемого, поэтому нужно пересмотреть конструкцию стены.

Теплотехнический расчет наружной стены, программа упрощает вычисления

Несложные компьютерные сервисы ускоряют вычислительные процессы и поиск нужных коэффициентов. Стоит ознакомиться с наиболее популярными программами.

1. «ТеРеМок». Вводятся исходные данные: тип здания (жилой), внутренняя температура 20О , режим влажности – нормальный, район проживания – Москва. В следующем окне открывается рассчитанное значение нормативного сопротивления теплопередаче – 3,13 м2*оС/Вт.
   На основании вычисленного коэффициента происходит теплотехнический расчет наружной стены из пеноблоков (600 кг/м3), утепленной экструдированным пенополистиролом «Флурмат 200» (25 кг/м3) и оштукатуренной цементно-известковым раствором. Из меню выбирают нужные материалы, проставляя их толщину (пеноблок – 200 мм, штукатурка – 20 мм), оставив незаполненной ячейку с толщиной утеплителя.
   Нажав кнопку «Расчет», получают искомую толщину слоя теплоизолятора – 63 мм. Удобство программы не избавляет ее от недостатка: в ней не принимается во внимание разная теплопроводность кладочного материала и раствора. Спасибо автору можно сказать по этому адресу http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
2. Вторая программа предлагается сайтом http://rascheta.net/. Ее отличие от предыдущего сервиса в том, что все толщины задаются самостоятельно. В расчет вводится коэффициент теплотехнической однородности r. Его выбирают из таблицы: для пенобетонных блоков с проволочной арматурой в горизонтальных швах r = 0,9.
   После заполнения полей программа выдает отчет о том, каково фактическое тепловое сопротивление выбранной конструкции, отвечает ли она климатическим условиям. Кроме того, предоставляется последовательность вычислений с формулами, нормативными источниками и промежуточными значениями.

При возведении дома или проведении теплоизоляционных работ важна оценка результативности утепления наружной стены: теплотехнический расчет, выполненный самостоятельно или с помощью специалиста позволяет сделать это быстро и точно.

пошаговое руководство с примерами и формулами

При эксплуатации здания нежелателен как перегрев, так и промерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем вычисление экономичности, прочности, стойкости к огню, долговечности.

Исходя из теплотехнических норм, климатических характеристик, паро – и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для сооружения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.

Содержание статьи:

Цель теплотехнического расчета

От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, которые влияют на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и  перекрытиях.

Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.

Нельзя начинать проектирование, не имея всех этих данных. Опираясь на них, выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.

По регламенту ГОСТ 30494-96 температурные значения внутри помещений. В среднем она равна 21⁰. При этом относительная влажность обязана пребывать в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость перемещения массы воздуха — 0,15 м/с

Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:

1. Идентичны ли конструкции заявленным запросам с точки зрения тепловой защиты?
2. Настолько полно обеспечивается комфортный микроклимат внутри здания?
3. Обеспечивается ли оптимальная тепловая защита конструкций?

Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой.

На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.

Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы (минимальный и максимальный) габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.

Зависят они от ряда характеристик:

1. Назначения постройки и ее типа.
2. Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света.
3. Географических параметров будущего дома.
4. Объема здания, его этажности, площади.
5. Типов и размерных данных дверных, оконных проемов.
6. Вида отопления и его технических параметров.
7. Количества постоянных жильцов.
8. Материала вертикальных и горизонтальных оградительных конструкций.
9. Перекрытия верхнего этажа.
10. Оснащения горячим водоснабжением.
11. Вида вентиляции.

Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.

Потери тепла вызывает и переувлажнение стен, а кроме того, это влечет за собой сырость, отрицательно влияющую на долговечность здания.

В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.

Формулы для производства расчета

Утечки тепла, теряемого домом, можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием . Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых устроены ограждающие конструкции, нужно найти величину показателя теплопроводности Кт (Вт/м х градус). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S/Кт, высчитывают термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения складывают.

Размеры тепловых потерь проще всего определить путем сложения тепловых течений через ограждающие конструкции, которые собственно и образуют это здание

Руководствуясь такой методикой, к учету принимают тот момент, что материалы, составляющие конструкции, имеют неодинаковую структуру. Также учитывается, что поток тепла, проходящий сквозь них, имеет разную специфику.

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

Здесь:

• А — площадь в м².
• R — сопротивление конструкции теплопередаче.
• dT — разность температур снаружи и изнутри. Определять ее нужно для самого холодного 5- дневного периода.

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только для самого холодного пятидневного периода. Общие теплопотери за весь холодный сезон определяют путем учета параметра dT, учитывая температуру не самую низкую, а среднюю.

В какой степени усваивается тепло, а также теплоотдача зависит от влажности климата в регионе. По этой причине при вычислениях применяют карты влажности

Далее, высчитывают количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедшего как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Оно обозначается символом W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности, результат лучше умножить на 100 Вт.
2. Если в проект заложен балкон, два окна либо лоджия, умножают в среднем на 125 Вт.
3. Когда помещения промышленные или складские, применяют множитель 150 Вт.
4. В случае расположения радиаторов вблизи окон, их проектную мощность увеличивают на 25%.

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

Здесь Q — комфортный уровень тепла в здании, S — площадь с отоплением в м². Числа 100 или 150 — удельная величина тепловой энергии, расходуемой для нагрева 1 м².

Потери через вентиляцию дома

Ключевым параметром в этом случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемые, эта величина равна единице.

Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется по приточной вентиляции. Вытяжная вентиляция способствует уходу теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию рекуператор-теплообменник. Он не допускает ухода тепла вместе с выходящим воздухом, а входящие потоки он нагревает

Предусматривается полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь кратность воздухообмена принимают равной двум.

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

1. Qв — теплопотери.
2. V — объем комнаты в мᶾ.
3. Р — плотность воздуха. еличина ее принимается равной 1,2047 кг/мᶾ.
4. Кв — кратность воздухообмена.
5. С — удельная теплоемкость. Она равна 1005 Дж/кг х С.

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать . Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (zоп) продолжается 148 суток. Усредненная температура на протяжении отопительного периода при среднесуточных температурных показателях воздуха на улице 8⁰ — tот = -2,3⁰. Температура снаружи в отопительный сезон — tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома — важнейший момент на этапе его проектирования. От итогов расчета зависит и выбор стройматериалов, и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремиться нужно к тому, чтобы они были максимально целесообразными

Оговорено условие, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22⁰. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Высота его — 7 м, габариты в плане — 10 х 10 м. Материал вертикальных ограждающих конструкций — теплая керамика. Для нее коэффициент теплопроводности — 0,16 Вт/м х С.

В качестве наружного утеплителя, толщиной 5 см, использована минеральная вата. Значение Кт для нее — 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме — 15 шт. по 2,5 м² каждое.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

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

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньшими, поскольку в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

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

Если Кв = 1:

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

Эффективную вентиляцию жилых домов обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД у первых выше, он достигает 90%.

Пример теплотехнического расчета №2

Требуется произвести расчет потерь сквозь стену из кирпича толщиной 51 см. Она утеплена 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри — 22⁰. Габариты стены — 2,7 м по высоте и 4 м по длине. Единственная наружная стена помещения ориентирована на юг, внешних дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Термическое сопротивление:

R1 = 0,51 : 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1 : 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 0.879 + 2,5 = 3.379 кв. м х С/Вт.

Площадь внешней стены А = 2,7 х 4 = 10,8 м²

Потери тепла через стену:

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

Для расчета потерь через окна применяют ту же формулу, но термическое сопротивление их, как правило, указано в паспорте и рассчитывать его не нужно.

В теплоизоляции дома окна — «слабое звено». Через них уходит довольно большая доля тепла. Уменьшат потери многослойные стеклопакеты, теплоотражающие пленки, двойные рамы, но даже это не поможет избежать теплопотерь полностью

Если в доме окна с размерами 1,5 х 1,5 м ² энергосберегающие, ориентированы на Север, а термическое сопротивление равно 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

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

Пример теплотехнического расчета №3

Выполним тепловой расчет деревянного бревенчатого здания с фасадом, возведенным из сосновых бревен слоем толщиной 0,22 м. Коэффициент для этого материала — К=0,15. В этой ситуации теплопотери составят:

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

Самая низкая температура пятидневки — -18⁰, для комфорта в доме задана температура 21⁰. Разница составит 39⁰. Если исходить из площади 120 м², получится результат:

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определим потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича — 0,72.

R = 0,22 : 0,72 = 0,306 м² х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39 : 0,306 = 15 294 Вт.

В одинаковых условиях деревянный дом более экономичный. Силикатный кирпич для возведения стен здесь не подходит вовсе.

Деревянное строение имеет высокую теплоемкость. Его ограждающие конструкции долго хранят комфортную температуру. Все же, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше сделать это и изнутри, и снаружи

Строители и архитекторы рекомендуют обязательно делать для грамотного подбора оборудования и на стадии проектирования дома для выбора подходящей системы утепления.

Пример теплорасчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета взята стена, созданная из пеноблоков. Как утеплитель применен . Отделка конструкции — штукатурка с двух сторон. Структура ее — известково-песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительные показатели влажности воздуха в комнате — 55% при усредненной температуре 20⁰. Толщина слоев:

• штукатурка — 0,01 м;
• пенобетон — 0,2 м;
• пенополистирол — 0,065 м.

Задача — отыскать нужное сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимое Rтр определяют, подставив значения в выражение:

Rтр=a х ГСОП+b

где ГОСП — это градусо-сутки сезона отопления, а и b — коэффициенты, взятые из таблицы №3 Свода Правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, a равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

В этой формуле tв = 20⁰, tот = -2,2⁰, zот — 205 — отопительный период в сутках. Следовательно:

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

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

Используя таблицу №2 СП50.13330.2012, определяют коэффициенты теплопроводности для каждого пласта стены:

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

Полное условное сопротивление теплопередаче Rо, равно сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитывают его по формуле:

Эта формула взята из СП 50.13330.2012. Здесь 1/ав – это противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1/ан — то же наружных, δ / λ — сопротивление термическое слоя

Подставив значения получают: Rо усл. = 2,54 м2°С/Вт. Rф определяют путем умножения Rо на коэффициент r, равный 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, поскольку фактическое тепловое сопротивление меньше расчетного.

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Теплотехнические расчеты напрямую связаны с определением . Что это такое и как найти ее значение узнаете из рекомендуемой нами статьи.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение теплотехнического расчета при помощи онлайн-калькулятора:

Правильный теплотехнический расчет:

Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить результативность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.

Как результат, можно сэкономить при покупке материалов и нагревательных приборов. Лучше заранее знать, справиться ли техника с нагревом и кондиционированием строения, чем покупать все наугад.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам выбрать обогревательное оборудование нужной мощности или систему утепления. Не исключено, что ваша информация пригодится посетителям сайта.

Методика теплотехнического расчета здания для вентфасада ?

В этой статье мы хотим рассказать вам, как произвести теплотехнический расчет наружных стен с системами вентилируемых фасадов, а также как рассчитать правильное движение потоков воздуха и влаги в прослойках.  Все это, в совокупности, носит название теплотехническое проектирование. Принципы, лежащие в основе всех этих расчетов, изложены в требованиях СНиП  II-3-79 и МГСН 2.01-99. Цель выполняемого проекта – соответствие проектируемой конструкции изложенным правилам. С практической точки зрения, это обеспечит оптимальный микроклимат, предотвратит появление грибка и конденсата, а также поможет снизить затраты на отопление.

В расчетах часто используются некоторые понятия, с которыми мы хотим вас сразу ознакомить. Например, прослойка между стеной и экраном – она вентилируется наружным воздухом. Различные отверстия, щели, швы или зазоры. Они могут быть расположены в вертикальном, так и горизонтальном положении. Экран-панель, о которой мы упомянули, сделана из разнообразных материалов, устойчивых к изменению погоды.

Пример теплотехнического расчета наружной стены

Главные принципы расчетов

Если производится расчет для сооружений с вентилируемым фасадом, то всегда необходимо брать во внимание характеристики экранируемой стены. Необходимо рассчитать правильное соотношение размера полости (шва) для воздушного притока и величины используемого экрана. Шов должен быть спроектирован так, чтобы избежать возможности его закупорки.

Правила проектирования

При выполнении теплотехнического расчета, важно придерживаться правильной последовательности.

1. Первый шаг проектирования – это определение характеристик стены, экранов, отверстий.
2. После этого уже можно заняться теплотехническим расчетом наружных стен с экраном. На этом этапе вы должны определить требуемую толщину теплоизоляции, основываясь на правилах СНиП и МГСН.
3. После расчета воздухообмена, производится вычисление  влагообмена.

Если формулы выявили, что экранируемые стены соответствуют нормам, значит, расчет верный и проектирование завершаем. Если же нет, то нужно привести конструкцию в соответствие с требованиями, путем замены используемых материалов.

Нормативные акты

Как мы и говорили вначале, основные нормативные требования проектирования изложены в СНиП  II-3-79 и МГСН 2.01-99. Критерии для оценивания систем являются показатели санитарных и гигиенических условий, уровень комфорта, а также условия энергосбережения.

Способ теплотехнического  расчета для наружной стены с системой вентфасада

Пример теплотехнического расчета вентилируемого фасада

Сначала необходимо подобрать толщину слоя теплоизоляции.

Затем определить показатели влажностного режима, учитывая годовые изменения и согласованность с действующими нормами. Толщина теплоизоляции, по методу определения влажностного режима наружных стен высчитываются также согласно принятым стандартам в СНиП  II-3-79. Однако, влажностный режим варьируется от уровня влаги, поэтому при его расчете важно учитывать баланс влажности в годовом диапазоне.

Установить параметры воздухообмена. Чтобы определить характеристики воздушной массы в прослойке, требуется определить ее движение, вызванное воздействием гравитации и ветра.

Определить показатели тепловлажностного режима в прослойке. Чтобы рассчитать тепловлажностный режим, необходимо высчитать какова температура воздуха, проникающего в прослойку. Затем определить температурное сопротивление создаваемое прослойкой. После чего мы рассчитываем давление, создаваемое водяным паром, выходящим из прослойки.

Определить условный приведенный коэффициент паропроницаемости, учитывая швы меж панелей экранов. Чтобы получить коэффициента паропроницаемости экрана используют нормативы СНиП  II-3-79. Также допускается экспериментальное получение этого коэффициента. Первый шаг вычисления – определить относительное сопротивление паропроницанию в стыковых местах. Второй шаг – определить сопротивление паропроницанию плит экрана на его поверхности.  Третий шаг – определить сопротивление уже беря во внимание стыковые швы. Четвертый шаг – определение условного приведенного коэффициента паропроницанию  экрана, учитывая щели.

Уровень влажности, воздушной прослойки будет зависеть от того, какое сопротивление у паропроницания материалов экрана. Например, если во время проектирования использовали в качестве материала экрана гранит или природные камни, не учитывая стыковые швы, то влажностный режим не может соответствовать теплотехническим нормам. Ели же они были учтены, тогда требования удовлетворены.

От длины прослойки зависит скорость движения воздушных потоков, соответственно и эффективность влагообмена. Чем больше ее длина, тем выше скорость. Но при этом, чем она длиннее, тем ниже условный коэффициент паропроницаемости. Это увеличит возможность накопления влаги недопустимых значений на поверхности экрана. Поэтому определить уровень распределения влаги в вентилируемых стенах, возможно только проведя расчет согласно 2-му пункту.

Общие советы по ведению расчета

Старайтесь производить расчет в правильном порядке.

1. Необходимо назначить величину швов, воздушных прослоек, панелей. Чтобы определить правильную величину, необходимо помнить о нижеследующих правилах:

• расстояние между экраном и уплотнителем должно иметь минимальное значение– 30 мм;
• воздуховыводящее пространство не должны площадью быть меньше приточного;
• при использовании влагонепроницаемого экрана, величина приточной щели должна быть больше 0,015    0,020 м2 на 1 м2 экрана;
• швы стыков рекомендуется делать высотой больше 15 мм.

1. Определить какая толщина у утеплителя, согласно 1-му пункту.
2. Рассчитать влажностный режим стены в согласии с нормами  (учитывая коэффициент паропроницаемости на поверхности экрана).
3. Вычисление условного приведенного коэффициента паропроницаемости со швами, в согласии с 5-м пунктом.
4. Вычисление упругости водяного пара, если нет расхода воздуха в прослойке.

При том, что расчет соответствует требованиям и имеет положительные результаты, то конструкция будет правильной. Однако, если обнаружены недостатки, требуется выполнить определенные действия для продолжения расчета:

• вычислить показатели влажностного режима конструкции стены, взяв за основу годовой цикл;
• рассчитать температуру и определить параметры воздушного и влажностного режима (скорости потока воздуха и упругости воздушного пара), которые будет иметь конструкция, включая прослойку;
• привести структуру наружной стены и ее частей в согласие с нормативами.

Содержание проектно-сметной документации

Положение об общем порядке подготовки предпроектных и проектных документов для строительства определяют правила содержания рабочего проекта или рабочей документации для систем наружных стен с воздушной вентиляцией.

Документация состоит из нижеуказанных сведений:

Общая пояснительная записка, содержащая нижеуказанную информацию:

• архитектурная идея решения фасадной части сооружения и отдельных архитектурных частей;
• сведения о решении касательно конструкции систем и их частей;
• сведения о решении специальных устройств на фасаде;
• сведения  об эффективности работы систем энергосбережения,  утвержденных  технологических  решений,  итог теплотехнического расчета;
• информацию о системах по экологии;
• определяющие технические и экономические сведения о системе.

Архитектурный раздел – содержит чертежные схемы фасада здания, отдельных архитектурных частей и их связей. На чертежах должно быть продемонстрировано, то какие цвета будет иметь фасад и его отдельные части.

Конструкторский  раздел содержит чертежные схемы конструкций частей систем, с узлами и деталями, а также полноценные сведения об используемых материалах и изделиях.

Специальный раздел содержит чертежные схемы фасадов с указанием расположения устройств, узлы и части крепежных конструкций этих устройств на фасаде, а также информацию об оборудовании, материальных и изделиях, указанных в проекте. Дополнительно к этому, проект должен включать информацию об устройствах, которые будут обеспечивать возможность качественного обслуживания фасада (включая клининг) во время его эксплуатации.

Сметы на устройство системы создаются, используя действующие правила, единичные расценки, фактическую стоимость оборудования и материалов, а также установленные заказчиком калькуляции на определенные типы работ и компоненты конструкции.

Похожие статьи

Пример теплотехнического расчета наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой

2.1 Исходные данные.

В г. Челябинск существует 10-этажное кирпичное отдельно стоящее здание. В здании располагаются офисные помещения. Высота здания 30 м.

Конструктивный слой стены – кладка из силикатного кирпича толщиной δ_κ=0,51 м, коэффициент теплопроводности кладки λ_κ=0,87 Вт/(м°С).

Утеплитель – минераловатные плиты с коэффициентом теплопроводности λ_y=0,045 Вт/(м°С).

Ширина вентилируемой прослойки d_пр =0,05 м.

Используется облицовочный материал – фасадная панель производства ЗАО «ИНСИ»,толщиной 0,5 мм.

Количество креплений на квадратный метр конструкции n_к= 1,72.

2.2 Расчетные характеристики климата района строительства и микроклимата здания.

Средняя температура наиболее холодной пятидневки t_н =-34 °С.
Средняя температура отопительного периода t_ht = -6,5 °С.
Продолжительность отопительного периода z_ht = 218 сут.
Характеристики микроклимата помещения берутся по СНиП 23-02-2003.
Температура внутреннего воздуха t_int = 20 °С по [14]
Относительная влажность внутреннего воздуха φ_в = 55%.
Градусо-сутки отопительного периода по СНиП 23-02-2003 D_d = (t_int — t_ht)∙
z_ht = (20°С + 6,5°С)∙218 сут =5777 °С∙сут.

2.3 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стены.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии со СНиП 23-02-2003 следует принимать не менее нормируемого значения R_reg = a∙D_d + b. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче стен из условий энергоснабжения определяется по таблице 4 СНиП 23-02-2003. Для стен a = 0,0003; b = 1,2. R_reg = 0,0003∙5777 + 1,2 = 2,93 м2°С/Вт

2.4 Определение требуемой толщины теплоизоляционного слоя.

Толщина теплоизоляционного слоя определяется методом интерации по формуле (3). На первом шаге итерации коэффициент теплотехнической однородности принимается равным единице r = 1.

Соответствующая толщина теплоизоляционного слоя:

Для получившейся толщины теплоизоляционного слоя по табл. 1. методом интерполяции определяется коэффициент теплотехнической однородности конструкции:

Второй шаг итерации.
r = 0,980

На последнем шаге итерации толщина утеплителя изменилась менее чем на 5 мм, значит процесс итерации можно прекратить.

По результатам расчета толщина утеплителя должна быть не менее 0,101 м.

Из конструктивных соображений принимается толщина утеплителя δ_у =0,15 м.

Коэффициент теплотехнической однородности конструкции r = 0,95.

2.5 Определение параметров воздухообмена в прослойке.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее холодного месяца. В данном случае наиболее холодный месяц январь и tн = -15,8 °С.

Приточные и вытяжные отверстия воздушной прослойки расположены на одной стороне здания, т.е. К_н = К_з.

ξ_экв = ξ_вх + ξ_вых + ξ_{поворотов} = 1 + 1 + 0,75∙2=3,5.
R_в = r∙R₀ = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м²°С/Вт.
R_н= 1/α_н + R_об = 1/23 = 0,043 м²°С/Вт. (R_об = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)
На первом шаге интерации принимаем V_пр = 1 м/с.
α_пр = α_κ + α_л.
α_κ = 7,34 ∙ 1^0,656 + 3,78 е^-1,9 = 7,9 Вт/(м²°С).

Второй шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,39^0,656 + 3,78 е^{-1,9 ∙ 0,39} = 5,76 Вт/(м²°С).
α_л =0,61 Вт/(м²°С).
α_пр = 5,76 + 0,61 = 6,37 Вт/(м²°С).
γ_cp = 353/(273-15,12) = 1,37

Третий шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,52^0,656 + 3,78 е^{-1,9 ∙ 0,52} = 6,2 Вт/(м²°С).
α_л =0,61 Вт/(м²°С).
α_пр = 6,2 + 0,61 = 6,81 Вт/(м²°С).
γ_cp = 353/(273-14,6) = 1,37

Четвертый шаг итерации

α_κ = 7,34 ∙ 0,49^0,656 + 3,78 е^{-1,9 ∙ 0,49} = 6,11 Вт/(м²°С).
α_л =0,61 Вт/(м²°С).
α_пр = 6,11 + 0,61 = 6,72 Вт/(м²°С).
γ_cp = 353/(273-14,75) = 1,37

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

Определяется скорость движения воздуха, температура воздуха и коэффициент теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке для наиболее жаркого месяца в момент нагрева стены солнцем. В данном случае наиболее жаркий месяц июль и температура наружного воздуха tн = 27 °С (средняя максимальная дневная температура июля). Удельный поток лучистой энергии падающий на стену qс = 788 Вт/м².

ξ_экв = 3,5
Приходящий удельный поток тепла составляет q_пр = ρ_пл∙q_с.

ρ_пл – коэффициент поглощения солнечной радиации материалом облицовки, принимаемый по таблице 14 СП 23-101-2004. Для стали листовой окрашенной зелёной краской ρ_пл = 0,6

q_пр = 0,6 ∙ 788 = 466,8 Вт/м².
R_в = r∙R₀ = 0,95∙(1/23 + 1/8,7 + 0,51/0,87 + 0,15/0,045) = 3,87 м²°С/Вт.
R_н = 1/α_н + R_об = 1/23 = 0,043 м²°С/Вт. (R_об = 0, пренебрегаем термическим сопротивлением облицовки)

Первый шаг итерации

На первом шаге итерации V_пр = 1 м/с, t_об = 50 °С. α_пр = 11 Вт/(м²∙°С).

Второй шаг итерации.

α_к = 7,34 ∙ 1,72^0,656 + 3,78 е^{-1,9 ∙ 1,72} = 10,64 Вт/(м²°С).
α_пр = 10,64 + 0,61 = 11,25 Вт/(м²°С). = 0,09

Третий шаг итерации.

α_к = 7,34 ∙ 1,37^0,656 + 3,78 е^{-1,9 ∙ 1,37} = 9,31 Вт/(м²°С).
α_пр = 9,31 + 0,61 = 9,92 Вт/(м²°С).

Скорость движения воздуха на последнем шаге итерации изменилась менее чем на 5%, процесс итерации можно прекратить.

2.6 Расчет защиты от переувлажнения ограждающих конструкций.

Расчет сопротивления паропроницанию рассматриваемой конструкции производится по методике описанной в разделе 1.6

Так как рассматриваемая конструкция многослойна, то R_vp равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих её слоев.

Расчетная температура для жилых помещений t_int = 20 °С [14], относительная влажность внутреннего воздуха для жилых помещений φ_int = 55% [4]

R^e_vp вычислить невозможно, т.к. по п 13.5 примечания 1 [13] сопротивление паро-проницанию воздушной прослойки равно 0 и сопротивление паропроницанию облицовки из листовой стали также равно 0

z₀ = (31 + 28 + 31 + 30 + 31) = 151 сут.
t₀ = — 11,32 °С

Е0 = 237 Па.

Согласно [4] в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель минераловатный

ρ_w = ρ₀ = 100 кг/м³, при толщине δ_w = 0,15 м, предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно [4] Δw_av = 3%

R_vp > R_vp2^reg следовательно, условие по защите ограждающей конструкции от переувлажнения выполняется.

2.7 Расчет температурного поля.

Длина крепления 50 мм + 150 мм = 200мм. Толщина метала, из которого изготавливаются детали 1,0 мм. Суммарная ширина части кронштейна, прорезающей минераловатные плиты 100 мм. Площадь сечения кронштейна 100 мм². Площадь части кронштейна прилегающей к конструктивному слою стены (опоры) 3000 мм².

Площадь паронитовой прокладки 3000 мм². Толщина паронитовой прокладки 4мм.

Диаметр стального крепления (анкера) 7 мм. Количество анкеров 2 шт. Глубина погружения стального анкера в конструктивный слой 90 мм.

Для оцинкованного стального кронштейна

ξ_н = 0,22 м.
S_н = 1,0 ∙ 10^-4 м².
t_кк = 8 °С.
t_пр = -14,73 °С.
α_пр = 6,72 Вт/(м²°С).

R₀^пр 0,95  4,08 = 3,88 м²°С/ Вт

Приведенное сопротивление конструкции 3,88 м²°С/ Вт больше требуемого значения 2,93 м²°С/ Вт, значит конструкция удовлетворяет СНиП 23-02-2003 по энергоснабжению.

2.8 Расчет влажности воздуха на выходе из вентилируемой воздушной прослойки.

t_пр = -14,73°С.
V_пр = 0,49 м/с.
e_у = 272,7 Па.
e_н = 25 Па.

R_обⁿ исключается так как сталь паронепроницаема

Парциальное давление водяного пара в вентилируемой прослойке меньше давления насыщенного водяного пара при температуре равной температуре воздуха в вентилируемой прослойке и составляющего 170,2 Па, значит, конструкция вентилируемой прослойки, с точки зрения обеспечения благоприятного влажностного режима не нуждается в улучшении.

Нормативные документы и литература по разделу

1. СНиП 2.08.01-89 — Жилые здания.
2. СНиП 2.01.07-85 — Нагрузки и воздействия.
3. СНиП II-23-81 — Стальные конструкции.
4. СНиП 23-02-2003 — Тепловая защита зданий.
5. СНиП 23-01-99 — Строительная климатология.
6. СНиП 2.03.11-85 — Защита строительных конструкций от коррозии.
7. СНиП 21-01-97 — Пожарная безопасность зданий и сооружений.
8. ГОСТ 17177-94 — Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний.
9. СНиП 2.01.01-82 — Строительная климатология и геофизика.
10. Фокин К.Ф. — «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. 1973.
11. Богословский В.Н. — «Тепловой режим здания». 1979.
12. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. 1984.
13. СП 23-101-2004 — Проектирование тепловой защиты зданий
14. ГОСТ 30494 — Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций зданий

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

2. Комплекс мероприятий, обеспечивающих надлежащую тепловую защиту зданий и сооружений, относятся:

5. В курсовой работе выполняется только расчет плоских элементов наружной стены!

8. Теплотехнический расчет наружной кирпичной стены слоистой конструкции

11.   Рис.3 Расчётная схема

13. Б. Порядок расчета

17. Находим толщину утеплителя:

18. Производим проверку с учетом принятой толщины утеплителя:

19. Конструкции стен:

20. Конструкции стен:

22. Конструкции стен: утепление внутри кладки

24. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

27. Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

28. Б. Порядок расчета

33. СОСТАВЫ МАНСАРД с теплоизоляцией между стропильными ногами

34. Скатные крыши с теплоизоляцией, уложенной над стропилами 

36. Кровля с гибкой черепицей

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, наружных стен зданий

Теплотехнический расчет позволяет определить соответствие заданных ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, чердачных перекрытий и т.д.) современным нормам по тепловой защите здания или сооружения.

Зачем же необходимо соблюдать эти нормы и выполнять, скажем, теплотехнический расчет наружной стены? Утеплитель — это не несущие конструкции и от его наличия или отсутствия обвала ждать не приходится. На прочность и устойчивость объекта теплотехнические стандарты не оказывают практически никакого влияния.

Экономия при выполнении теплотехнических расчетов

Рассмотрим, что значит соответствие теплотехническим стандартам для собственника здания.

Существуют определенные требования к параметрам микроклимата помещений, необходимого для проживания и деятельности людей. Также имеются требования для сохранения необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования и пр. Внутри здания «должно быть сухо, тепло и комфортно».

Существуют два основных способа создания нужного микроклимата в случае его отсутствия: подкрутить в сторону увеличения температуры вентиль на трубе отопления (поставить дополнительные источники тепла, включить в розетку бытовые обогреватели и т.д.) либо выполнить утепление необходимых конструкций.

Поначалу первый вариант видится практически беспроигрышным: расходы на отопление не идут ни в какое сравнение со стоимостью материалов и строительных работ для утепления. Однако при эксплуатации здания длительное время оптимизм начинает понемногу уменьшаться в связи с регулярным ростом расходов на отопление.

Также не стоит забывать, что при нарушенном микроклимате, а также при каких-либо повреждениях ограждающих конструкций, в помещениях может появиться сырость и грибок, произойти выступление конденсата, а также разрушение и трещины чистовой отделки. Что приведет к дополнительным расходам на косметический ремонт.

Поэтому, учитывая периодическое повышение расценок на энергоносители и необходимость экономии тепла, выполнение теплотехнических расчётов наружных стен и других ограждающих конструкций стало обязательным этапом на стадии проектирования зданий и сооружений.

Кроме того, такие расчёты нужны для последующего расчёта источников отопления и оптимального подбора оборудования для отопительных систем. Грамотное выполнение теплотехнических расчётов позволяет значительно снизить затраты на отопление помещения (в отдельных случаях до 50%).

Кроме того, требования к повышению тепловой защиты рассматриваются также с точки зрения охраны окружающей среды, рационального использования невозобновляемых природных ресурсов и уменьшения влияния «парникового» эффекта и сокращения выделений двуокиси углерода и других вредных веществ в атмосферу.

Общий принцип выполнения теплотехнических расчетов

Чаще всего выполнение теплотехнических расчетов делается в процессе работ технического обследования здания либо экспертизы отдельных конструкций — например, наружных стен или покрытия.

Выполнение теплотехнических расчётов производится в соответствии с требованиями, изложенными в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» с учетом требований ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

В расчете учитываются потенциальные изменения характеристик материалов под влиянием эксплуатационных факторов. Поэтому при составлении проекта используются расчетные значения коэффициентов теплоусвоения, паропроницаемости и теплопроводности материалов строительных конструкций.

Наши цены

Заказать теплотехнический расчет

Для определения стоимости работ и получения подробной консультации по всем возникшим вопросам Вы можете позвонить по телефону +7 (495) 128-53-66 либо оставить заявку с помощью формы ниже, и мы сами Вам перезвоним.

Мы гарантируем выставление коммерческого предложения в течение суток.

Лицензии и Сертификаты

Сертификат соответствия

Выписка из реестра СРО СП

Выписка из реестра СРО СП — страница 2

Выписка из реестра СРО ЛИ

Выписка из реестра СРО ЛИ — страница 2

Тепловые потери от зданий

Общие тепловые потери от здания могут быть рассчитаны как

H = H _t + H _v + H _i (1)

где

H = общие потери тепла (Вт)

H _т = потери тепла из-за передачи через стены, окна, двери, полы и т.д. (Вт)

H _v = потери тепла из-за вентиляции (Вт)

H _i = потери тепла из-за инфильтрации (Вт)

1.Потери тепла через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д.>

Потери тепла или нормативная тепловая нагрузка через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Могут быть рассчитаны как

H _t = AU (t _i — t _o ) (2)

где

H _t = теплопотери при передаче (Вт)

A = площадь открытой поверхности (м ² )

U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / м ² K)

т _i = внутренняя температура воздуха ( ^o C )

t _o = температура наружного воздуха ( ^o C)

Необходимо добавить теплопотери через крышу 15% дополнительно из-за излучения в пространство.(2) можно изменить на:

H = 1,15 AU (t _i — t _o ) (2b)

Для стен и полов против земли (2) следует изменить с температура земли:

H = AU (t _i — t _e ) (2c)

где

t _e = температура земли ( ^o ) C)

Общий коэффициент теплопередачи

Общий коэффициент теплопередачи — U — можно рассчитать как

U = 1 / (1 / C _i + x ₁ / k ₁ + x ₂ / k ₂ + x ₃ / k ₃ +.. + 1 / C _o ) (3)

где

C _i = поверхностная проводимость внутренней стены (Вт / м ² K)

x = толщина материала (м)

k = теплопроводность материала (Вт / мК)

C _o = поверхностная проводимость для внешней стены (Вт / м ² K)

Электропроводность строительного элемента может быть выражена как:

C = k / x (4)

, где

C = проводимость, тепловой поток через единица площади в единицу времени (Вт / м ² K)

Термическое сопротивление строительного элемента является обратной величиной проводимости и может быть выражено выражается как:

R = x / k = 1 / C (5)

где

R = тепловое сопротивление (м ² K / W)

С (4) и (5), (3) можно изменить на

1 / U = _и + ₁ + ₂ + ₃ +.. + R _o (6)

где

R _i = удельное тепловое сопротивление внутренней поверхности стены (м ² К / Вт)

R _{1 ..} = тепловое сопротивление в отдельных слоях стены / конструкции (м ² K / Вт)

R _o = термическое сопротивление поверхность за пределами стены (м ² K / Вт)

Для стен и полов относительно земли (6) — можно изменить на

1 / U = R _i + R ₁ + R ₂ + R ₃ +.. + R _o + R _e (6b)

где

R _e = тепловое сопротивление земли (м ² K / Вт)

2. Потери тепла при вентиляции

Потери тепла при вентиляции без рекуперации тепла могут быть выражены как:

H _v = c _p ρ q _v (t _i — t _o ) (7)

где

H _v = тепловые потери вентиляции (Вт)

c _p = = теплый воздух (Дж / кг · К)

ρ = плотность воздуха (кг / м ³ )

q _v = объемный расход воздуха (м ³ / с)

t _i = внутренняя температура воздуха ( ^o C)

t _o = температура наружного воздуха ( ^o C)

Тепловые потери из-за вентиляции с рекуперацией тепла могут быть выражены как:

H _v = (1 — β / 100) c _p ρ q _v (t _i — t _o ) (8)

где

β = эффективность рекуперации тепла (%)

Эффективность рекуперации тепла примерно 50% обычно для обычного теплообменника с перекрестным потоком.Для вращающегося теплообменника КПД может превышать 80% .

3. Потери тепла за счет инфильтрации

Из-за протечек в конструкции здания, открытия и закрытия окон и т. Д. Воздух в здании перемещается. Как правило, количество воздушных смен часто устанавливается равным 0,5 в час. Значение сложно предсказать и зависит от нескольких переменных — скорости ветра, разницы между температурой снаружи и внутри, качества конструкции здания и т. Д.

Потери тепла, вызванные инфильтрацией, можно рассчитать как

H _i = c _p ρ n V (t _i — t _o ) (9)

где

H _i = инфильтрация потерь тепла (Вт)

c _p = удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг / K)

ρ = плотность воздуха (кг / м ³ )

n = количество смен воздуха, сколько раз воздух заменяется в помещении за секунду (1 / с) (0.5 1 / час = 1,4 10 ^-4 1 / с как правило)

V = объем помещения (м ³ )

т _i = температура внутреннего воздуха ( ^o C)

t _o = температура наружного воздуха ( ^o C)

Передача тепла через здания | JLC Онлайн

В среднем более половины общей годовой энергии, потребляемой домашними хозяйствами, идет на отопление и кондиционирование воздуха.Около 27% идет на нагрев воды, освещение и охлаждение вместе взятые, а оставшийся 21% — на все остальное — от стиральных машин и сушилок до зарядных устройств для мобильных телефонов, компьютеров и всех других устройств, которые мы используем в доме.

Количество энергии, потребляемой для отопления и охлаждения домов, значительно зависит от географического положения, размера дома, типа конструкции, а также используемого оборудования и топлива. Но большая часть бытовой энергии, которая используется для отопления и охлаждения, четко и ясно говорит о важности понимания того, как тепло движется через здания.Механизмы теплового потока не только влияют на системы отопления и охлаждения, которые мы устанавливаем, но и сообщают, как мы создаем «тепловое разделение» между внутренним и внешним пространством.

Основные понятия

Независимо от климата или дома, тепло всегда ведет себя предсказуемым образом, и это полезно для понимания того, как тепло движется через конструкции. Оценивая энергоэффективность любой конструкции, помните следующие важные концепции:

• Тепло всегда перемещается из более теплых мест в более холодные.Зимой мы отапливаем внутреннее пространство дома, поэтому направление теплового потока — изнутри наружу. Летом, когда на улице жарче, направление меняется на противоположное.
• Чем больше разница температур, тем быстрее течет тепло. Если внутри корпуса 70 ° F, а снаружи 75 ° F, то через корпус не проходит много энергии, и разница не очень заметна. Но если внутри 70 ° F, а на улице 0 ° F, будет большой поток тепла, и разница сразу заметна. (Примечание: тепловой поток оказывает большое влияние на комфорт, то есть на то, как мы относимся к теплу или его отсутствию.)
• Воздух содержит пары влаги. Чем теплее воздух, тем больше влаги он может удерживать. Если воздух охлаждается настолько, что вызывает конденсацию влаги в воздухе на какой-либо поверхности в доме, это может иметь огромное влияние на долговечность здания. (Механика потока влаги — это сама по себе целая серия уроков. Следите за обновлениями.)

Зависимость тепла от температуры

Тепло — это не то же самое, что температура. Тепло — это кинетическая энергия; Температура — это мера того, насколько интенсивна эта кинетическая энергия.Чтобы проиллюстрировать это, представьте себе два контейнера с водой: один на 10 галлонов, а другой — на 1 галлон. Температура воды в обоих контейнерах составляет 50 ° F. Хотя они имеют одинаковую температуру, больший контейнер вмещает в 10 раз больше тепла, чем меньший. Контейнер большего размера имеет большую тепловую массу и, следовательно, большую теплоемкость.

Теплопередача

Тепло перемещается через строительные конструкции в основном тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Проводимость — это движение тепловой энергии непосредственно через твердые материалы от молекулы к молекуле.Движение материала не играет роли в передаче тепла.

Строительные материалы проводят энергию с разной скоростью. Металлы, такие как медь и сталь, например, обладают высокой проводимостью, что означает, что тепловая энергия проходит через них с очень высокой скоростью. С другой стороны, войлок из стекловолокна и жесткий пенопласт обладают низкой проводимостью. Материалы с плохой проводимостью служат изоляторами, когда они помещаются между более проводящими материалами в таком сборочном узле, как стена или крыша.Изоляционные материалы заметно замедляют поток тепла через совокупность материалов. Дерево находится где-то посередине по проводимости. Это плохой изолятор, если он не измельчен и не имеет много воздушных карманов между древесными волокнами. (Секрет большей части изоляции — воздушные карманы, которые нарушают теплопроводный поток через материал.)

Скорость теплопроводного теплового потока измеряется как величина U, а сопротивление тепловому потоку измеряется обратной величиной R.

Значение U = скорость теплопередачи

Значение R = сопротивление теплопередаче

Чем ниже коэффициент теплопроводности данного материала, тем менее проводящим он является. Чем выше коэффициент теплопроводности материала, тем он более проводящий.

Конвекция — это поток тепла внутри жидкости, при котором более теплые жидкости поднимаются, а более холодные жидкости падают. В домах эта жидкость — воздух; в океане или в бойлере — вода.

В воздухе конвекцию часто называют «эффектом суммирования».По мере того, как воздух нагревается, молекулы отдаляются друг от друга, и воздух становится более плавным, поднимаясь вверх. По мере того, как этот воздух поднимается, холодный воздух вытягивается снизу, чтобы заменить его (подробнее см. «Основы работы с воздушным барьером», 19 января). В бойлере или тепловом насосе нагретая вода циркулирует аналогичным образом, и системы трубопроводов могут быть спроектированы для использования этого «термосифона» для циркуляции воды.

Когда мы учитываем конвективные потоки воздуха в зданиях, мы рассматриваем следующие переменные:

• Разница в температуре (ΔT): Как и при всех методах теплопередачи, разница в температуре от одной области к другой является необходимой. условие для потока тепла.
• Время (t): продолжительность движения воздуха.
• Объем воздуха (В): Объем воздуха в доме можно измерить, умножив длину, ширину и высоту внутреннего пространства. Объем воздуха в доме остается постоянным, хотя сам воздух меняется.
• Воздухообмен в час (перем. Ток / час): Скорость движения воздуха измеряется по мере изменения воздуха. «Изменение» — это движение в определенное пространство и из него, например, объем воздуха в комнате (количество, используемое для уравновешивания воздушного потока в системе HVAC) или во всем доме (количество, используемое для измерения дома утечка).

Нажмите для увеличения

Излучение — это движение тепла в пространстве (не в воздухе) в виде электромагнитных волн.Солнечная энергия достигает Земли посредством излучения. Воздух не влияет на радиацию. И солнце, и костер излучают лучистое тепло, даже когда дует ветер. Лучистое тепло движется со скоростью света, не нагревая пространство между источником излучения (часто называемым «сияющим телом», будь то солнце или нагретая плита, или масса асфальтовой кровли, подкладки и деревянной обшивки) и поверхностью. другого объекта.

Когда объект или сборка нагревается излучательной энергией, энергия поглощается материалом.Чтобы обогреться источником лучистого тепла, поверхность должна находиться в пределах прямой видимости источника тепла. Вот почему затенение работает. Мы можем поставить навес или навес между солнцем и окном, чтобы уменьшить поток лучистого тепла. В этом случае солнце нагревает навес или навес, когда энергия поглощается этими материалами.

Несколько других переменных влияют на скорость лучистой теплопередачи. Помимо разницы в температуре, которая влияет на скорость всех методов теплового потока, скорость лучистого теплового потока зависит от:

• Расстояние между двумя поверхностями.Солнце находится достаточно далеко, чтобы мы не испарялись из-за его огромной выработки энергии, как если бы Земля была ближе к Солнцу. Точно так же, чем дальше мы от костра или плиты, тем меньше мы чувствуем ее тепла.
• Оптические свойства поверхностей определяют, поглощается или отражается лучистая энергия. Например, темные поверхности поглощают лучистую энергию, а светлые или блестящие поверхности отражают лучистую энергию. Например, летом тепло, поглощаемое через крыши и окна, является двумя основными источниками тепла в домах.Чтобы контролировать этот приток тепла, многие окна имеют очень тонкое металлическое покрытие на одной поверхности для отражения лучистого тепла. А на крышах мы можем использовать кровлю светлого цвета, чтобы отражать тепло, или мы можем установить лучистый барьер — слой фольги на обшивке, обращенной к чердаку.
• Угол наклона поверхностей друг к другу связан с оптическими свойствами. Если одна поверхность наклонена под углом от другой поверхности, больше энергии будет отражаться или отражаться, чем если бы две поверхности были ближе к параллельности друг другу.Лучистая энергия движется по прямым линиям, и когда поверхность обращена непосредственно к другой, большая часть энергии теплой поверхности будет «видеть» обращенную поверхность.

Лучистая энергия является основным источником тепла в системах водяного отопления. Как водогрейные, так и паровые системы зависят от «излучателей тепла». Хотя они более известны как радиаторы, наиболее распространенные водяные излучатели тепла не передают тепло только за счет излучения. Большая часть тепла, производимого плинтусом из оребренных труб, является конвективным тепловым потоком: более холодный воздух поступает в нижнюю часть корпуса плинтуса и нагревается, когда воздух проходит через ребра, а затем более теплый воздух поднимается вверх. Напротив, большая часть тепла, производимого лучистыми полами и тяжелым чугунным лучистым плинтусом европейского образца, — это лучистое тепло, хотя некоторые конвекционные потоки также создаются, когда воздух вокруг них нагревается и поднимается.

Введение в строительную науку — Тепловой поток

Введение в строительную науку

Многие аспекты проектирования, строительства и эксплуатации здания могут повлиять на здоровье и комфорт людей в здании. В этом введении основное внимание уделяется трем конкретным областям:

• Воздушный поток
• Тепловой поток
• Moisture Flow.

Для каждого из этих вопросов во введении исследуются причины, меры контроля и влияние как на здания, так и на жителей.Это введение определяет многие теории, лежащие в основе требований ENERGY STAR New Homes.

Тепловой поток

В обычном доме большая часть всей потребляемой энергии расходуется на отопление и охлаждение. Большая часть этого объясняется утечкой воздуха и слишком слабой или неправильно установленной изоляцией. Хорошая тепловая граница, которая включает изоляцию, окна и двери, не только сокращает потери энергии, но и значительно повышает комфорт пассажиров.

В этом разделе рассматриваются основы теплового потока и тепловых потерь, в том числе:

• Основы теплового потока
• Расчет теплопотерь
• Распространенные ошибки изоляции
• Влияние теплового потока

Основы теплового потока

Тепловой поток может происходить посредством трех механизмов: теплопроводности, конвекции и излучения.Принципы прикладной строительной науки рассматривают, как каждый тип теплового потока может влиять на здания, оборудование и людей.

Проводимость

Когда две поверхности с разными температурами находятся в прямом контакте, тепло будет естественным образом перетекать от более теплого материала к более холодному, пока не будет достигнут баланс. Скорость, с которой происходит эта теплопередача, зависит от разницы температур между двумя поверхностями и от термического сопротивления
(R-значение) материала.

Конвекция

Теплый воздух естественным образом поднимается в помещении, а более холодный — падает.Эти движения теплого и холодного воздуха известны как конвекционные потоки, которые иногда движутся по кругу, называемым конвективными петлями.

Радиация

Теплые предметы испускают волны тепла, которые могут перемещаться по открытому пространству и поглощаться более холодными предметами. Самый распространенный пример этого — солнце, которое излучает тепло через космос, чтобы согреть Землю. Даже наши тела излучают определенное количество тепла.

Типичные изоляционные материалы не уменьшают потери тепла на излучение, если они не содержат излучающий барьер (например, отражающую фольгу).

БТЕ

Теплота часто измеряется в британских тепловых единицах (БТЕ). Одна БТЕ равна количеству тепла, необходимому для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. Одна горящая спичка выделяет приблизительно одну БТЕ тепла.

Коэффициент U

Скорость прохождения тепла через материал называется U-фактором материала. Технически, U-фактор — это количество БТЕ тепла, которое пройдет через один квадратный фут материала за один час на каждый градус разницы температур от одной стороны материала к другой.

Одно стекло, например, имеет коэффициент U 1,13. Двойное стекло имеет коэффициент U 0,45. Скорость теплового потока через одинарное остекление более чем вдвое выше, чем через двойное.

Чем выше коэффициент U, тем быстрее течет тепло.

R-значение

Способность материала противостоять тепловому потоку измеряется в R-Value. Значение R является обратной величиной коэффициента U (R = 1 / U). Чем выше значение R, тем медленнее тепловой поток через материал.

Расчет потерь тепла

Зная R-Value и площадь секции ограждающей конструкции здания, можно рассчитать скорость теплопотерь за счет теплопроводности (в БТЕ в час) через эту секцию при любой заданной разнице температур. Уравнение для расчета теплопотерь:

Потери тепла = [(Площадь) x (ΔT)] / R-значение

• Площадь = количество квадратных футов
• ΔT = разница температур внутри и снаружи по Фаренгейту
• R-Value = объединенные R-значения всей сборки

Расчет общего значения R

При расчетах потерь тепла обычно предполагается, что характеристики каждого материала равны его номинальному значению R.Если, например, используется изоляция R-13, расчеты производятся с использованием R-13 в качестве значения изоляции. Однако в полевых условиях часто возникают пустоты, зазоры и сжатие, которые изменяют фактическое значение сопротивления изоляции изоляции.

Изоляция

Изоляция предотвращает передачу тепла, задерживая воздушные карманы. Современные изоляционные материалы могут отлично препятствовать прохождению тепла через стены, потолки и полы здания. К сожалению, неправильная установка этих изоляционных материалов может значительно снизить их эффективность.Четыре наиболее распространенные ошибки, допущенные при установке изоляции, — это зазоры, пустоты, сжатие изоляции и несоосность между изоляцией и прилегающим воздушным барьером.

• Разрывы. Зазоры возникают из-за того, что полости недостаточно заполнены изоляцией. Эти пространства могут допускать как кондуктивные, так и конвективные потери тепла. Электропроводка, водопровод и вентиляционные отверстия могут создавать зазоры, если монтажники изоляции не позаботятся о полном и полном покрытии. Сшивание скобами изоляционных войлоков позволяет оставлять небольшие зазоры с обеих сторон стеновой полости, где могут развиваться конвективные воздушные потоки.
  Energy Design Update сообщает, что исследование, проведенное Национальным исследовательским советом Канады (NRCC), показало, что небольшие зазоры в стекловолоконных войлоках, установленных в стене, могут вызвать до 32% потери R-значения при -30º F. Они измерили R — потеря значения 4,6 (установленное значение R 14,4) при 23 ° F.
• пустот. Пустоты — это просто области, которые не имеют изоляции. В старых домах и некоторых домах для отдыха в теплую погоду изоляция может быть незначительной или вообще отсутствовать просто из-за нехватки средств или наличия материалов.
• Сжатие. Сжатая изоляция имеет пониженное значение R. Для обеспечения надлежащего сопротивления тепловому потоку изоляция должна быть установлена ​​и поддерживаться в соответствии с рекомендованной производителем плотностью и толщиной.
• Несоосность изоляции / воздушного барьера. Изоляцию и воздушный барьер следует устанавливать в одном месте и по возможности в контакте друг с другом. Когда они смещены из-за неисправного воздушного барьера, нагретый воздух может пройти через изоляцию. Такая ситуация часто возникает на подвесных потолках, перекрытиях, шахтах, каркасах дымоходов или напольных системах.

Многие установщики изоляции по ошибке устанавливают изоляцию поверх таких больших, непроектированных отверстий, вместо того, чтобы прикрепить изоляцию непосредственно к воздушной преграде (гипсокартон, пол и т. Д.). Это создает воздушное пространство, в котором могут образовываться конвекционные потоки, которые затем поднимаются через изоляцию в некондиционное пространство наверху.

Дисбаланс давления

Дисбаланс давления, как отрицательный, так и положительный, вызывает прохождение воздуха через изоляцию. Этот тип теплового байпаса снижает установленное значение R.Дисбаланс вызван вытяжными устройствами, протечками в воздуховодах и закрытием межкомнатных дверей в домах, использующих централизованный возврат воздуха. Герметизация здания и воздуховодов, а также уравновешивание давления в доме помогает уменьшить дисбаланс.

Влияние теплового потока

Воздействие теплового потока на людей

Здоровье и безопасность

Как отмечалось ранее, рост плесени и грибка может происходить при контакте влажного воздуха с холодными поверхностями. Правильный тепловой поток внутри здания помогает предотвратить появление таких локальных холодных точек.Однако в летние месяцы неправильно расположенные вентиляционные отверстия, негерметичные воздуховоды или слишком большая система могут привести к образованию конденсата.

Комфорт

Комфорт определяется в Справочнике по основам Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) как «душевное состояние, в котором выражается удовлетворение тепловой средой». По сути, это означает, что комфорт находится в сознании пассажира! Никто не может сказать жильцам, что им комфортно; они
должны решать это самостоятельно.

Большинство людей хотели бы иметь максимально возможный уровень комфорта при минимальных затратах. Даже пещерный человек хотел, чтобы его пещера была теплой и жаркой, и ему не приходилось слишком часто выходить на улицу в поисках дров. Это определенно не безосновательное желание. А применение принципов строительной науки поможет этим жильцам найти собственный уровень комфорта по доступной цене.

Большинство построек «пропускают» комфорт. Две простые иллюстрации — это ведро и лодка: вы не хотите, чтобы утечка из ведра или в лодку.То же самое и со зданиями, и с телами. В зданиях вы не должны допускать утечки тепла на улицу, когда на улице холодно, или утечки тепла в летние месяцы. Точно так же и с телами, если зимой уйти слишком много тепла, вы можете замерзнуть (или даже обморожиться), а слишком много тепла летом может сделать вас несчастным.

Влияние теплового потока на прочность здания

Пар влаги пытается перейти из теплого места в более холодное, где он может более легко конденсироваться.Когда такая конденсация происходит внутри стен и других конструктивных элементов, может произойти фактическое гниение древесины (наряду с деградацией других строительных материалов, таких как гипсокартон и изоляция), а также рост плесени. Непредусмотренный тепловой поток в зданиях, даже если он вызван солнечным излучением или иными обычными сценариями нагрева / охлаждения, может втягивать богатый влагой воздух в конструктивные узлы как изнутри, так и снаружи здания.

Влияние теплового потока на энергоэффективность

Если тепловые барьеры не установлены должным образом или воздух может проходить через изоляцию, возникающие в результате потери или усиление тепла могут значительно снизить энергоэффективность.Эта потеря или увеличение тепла обычно происходит в пяти различных ситуациях:

• Обжатие изоляции
• Пустоты в изоляции
• Зазоры между изоляцией и предполагаемой зоной покрытия
• Конвективный воздушный поток внутри изоляции
• Утечка воздуха в обход тепловой границы

ГЛАВА II

ГЛАВА II

ПРИБЫЛЬ И ПОТЕРЯ ТЕПЛА

2.1. ВВЕДЕНИЕ

Жара протекает через обшивку здания, влияя на его внутреннюю температуру. Основные компоненты здания Оболочка — это стены, крыши, полы, двери и окна.

Как известно из предыдущей главы, как температура разница увеличивается между двумя поверхностями любого объекта, также увеличивается тепло поток между этими двумя поверхностями.

Для уменьшения теплового потока в зданиях изоляция используется.Изоляция замедляет тепловой поток, но это не останавливает. Часто внутренние воздушные пространства используются в ограждающих конструкциях зданий для ограничения кондуктивного тепла поток.

Другой способ получения или потери тепла в здании: через воздух, который проникает в здание снаружи окружение.

Эта глава даст базовые знания для расчета количество тепла, полученного или потерянного в здании. Эти знания позволят студенту определить размеры обогрева и охлаждающее оборудование.

2.2. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ СТЕНУ

Как было показано в предыдущей главе, тепло перенос через твердые тела соответствует соотношению (1.4):

, но также было определено сопротивление R = 1 / C, откуда формулу можно записать как:

для стен с разными слоев общее тепловое сопротивление получается как сумма всех слоев сопротивление, как видно из рисунка 2.1.

Рисунок 2.1. стена образован тремя слоями.

Суммарное сопротивление составит:

R = ₁ + ₂ + ₃

Пример 2.1.

Рассчитайте сопротивление композитная конструкция, состоящая из каркасной стены 2х4, облицованной кирпичом, 3 шт. утеплитель и гипсокартон в интерьере.

Рисунок 2.2. Композитная стена.

В практических приложениях различные строительные материалы более или менее стандартизированы, и их значения сопротивления можно найти в таблицах. Как обычно при строительстве, облицовка здания состоит из разные слои из разных материалов, полезно определить другой термин известный как U-Value.

Значения U рассчитываются для конкретного элемента. (стена, дверь, корень и т. д.) путем определения сопротивления каждого из его компонентов материалы, включая воздушные слои и добавление всего сопротивления как:

Значение U является обратной величиной суммы сопротивлений.

Для композитной стены выражение (2.1) также может быть использовал. На рисунке 2.1 замена три слоя по одному эквиваленту с сопротивлением:

значение U будет:

и тепловой поток

Пример 2.2.

Здание с плоской крышей 40х100, построенное на 4 гипсовая плита на 1 стеклопластиковой плите.

Внутренний потолок подвешен на акустическую плитку. канал. Наружная температура 96 F и внутренняя температура 70 F.

Значение U, полученное из руководства, составляет 0,1.

Рассчитайте приток или потерю тепла в здании за час. через крышу.

Пример 2.3.

Рассчитайте коэффициент теплопередачи показанной стены

Рисунок 2.3. Композитный стена для примера 2.3.

Пример 2.4.

На рисунке показана одна стена со стеклянным окном в доме со следующим характеристики:

Материал стен: деревянная обшивка, 2 утеплителя Р-7 значение, а внутри закончено.U = 0,09 БТЕ · ч / фут ² -F.

Материал окна: Одинарное стекло, алюминиевая рама. U = 1,1 БТЕ · ч / фут ² -F.

Разница температур внутри и снаружи 40 F.

Рисунок 2.4. Стена для пример 2.4.

Тепловой поток в час рассчитывается независимо для стена и окно. Применение уравнения 2,5:

Стена:

Окно:

Суммарная теплопередача составляет:

2.3. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ТЕПЛООБМЕНА В ЗДАНИИ

В разных ситуациях передача тепла не может быть рассчитывается непосредственно с использованием уравнения 2.5, и некоторые допущения должны быть сделал. Некоторые из них следующие.

2.3.1. ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ПОДВАЛЬНЫЕ СТЕНЫ И ПОЛЫ.

Дело в том, что цокольный этаж и часть всей стены ниже отметки усложняет расчеты.

Для части конструкции, которая находится ниже уровня земли, используется Значения U должны соответствовать таблице 2.1.

Таблица 2.1 Значение коэффициента теплопередачи для стен подвала и полов ниже отметки [BTUh / ft ² -F]

Это связано с влиянием окружающей земли на тепловое сопротивление.

Также разница температур будет отличаться.Расчетная температура наружного воздуха в зимнее время составляет принимается за значение температуры глубокого грунта. Этот диапазон температур от 40F до 60F в холодный климат континентальной части США.

Если часть стены подвала находится над землей, а часть — ниже потери тепла для каждого рассчитываются отдельно.

Пример 2.5.

Подвал имеет площадь 400 футов ² и утепленная стена под землей площадью 640 футов ² .Комнатная температура 75F и температура земли 50F. Найдите тепло потерялся из комнаты.

Этаж: BTUh = 0,04 x 400 х 25 = 400

Стена: BTUh = 0,08 x 640 x 25 = 1280

Суммарные тепловые потери:

2.3.2. ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ПОЛ НА ПУТЬ И ПОЛ ЧЕРЕЗ ПОЛЕЗ КОСМОС.

Для пола, построенного над подвесным пространством, если пространство вентилируется, чтобы предотвратить конденсацию влаги, воздух в подзаголовке температура будет равна расчетной температуре наружного воздуха.

Когда пол находится в земле в холодную погоду, тепло потери больше по периметру зданий и пропорциональны длина периметра. В этом случае жара передача рассчитывается с использованием соотношения 2.6.

Где Q / t — потери теплопередачи через пол на уклоне BTU / hr, P — коэффициент потерь по периметру в BTU / h.ft-F, L — общая длина периметра в футах, а DT — расчетное разница температур внутри и снаружи в F.

2.4. ИНФИЛЬТРАЦИЯ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ПОТЕРИ ТЕПЛА ИЛИ ПРИБЫЛЬ

В здании тепло не только теряется и стены, крыша и пол. Существует количество тепла, которое поступает внутрь или выходит за пределы здания вместе с воздухом который циркулирует внутри или снаружи здания. Два способа, с помощью которых воздух передает тепло в здание или из него. называются инфильтрация и вентиляция .

2.4.1. ЗНАЧИТЕЛЬНАЯ ПОТЕРЯ ТЕПЛА ИЛИ ПОЛУЧИТЬ ЭФФЕКТ ИНФИЛЬТРАЦИИ ИЛИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХ.

Проникновение происходит, когда наружный воздух проникает через здание. проемы из-за давления ветра. Эти проемы могут появиться в дверных краях, дверные или оконные проемы или трещины вокруг окон.

Воздух, проникающий в помещение летом, увеличивает комнатная температура. Зимой эффект наоборот.Это тепло получилось или температура вытяжного воздуха должна компенсироваться в помещении для поддержания расчетной температуры.

Количество тепла, необходимое для поддержания температуры в помещении определяется с использованием уравнения явной теплопроводности, представленного в (1.4)

, где Q _с / т — тепло, необходимое для поддержания комнатная температура, м _т — массовый расход инфильтрации наружного воздуха в фунтах / час, c — удельная теплоемкость воздуха, DT — температура переключение между наружным и внутренним воздухом в F.

Расход воздуха в установках HVAC обычно измеряется в футах ³ / мин. (CFM), а расход воздуха в предыдущем уравнении выражается в фунтах / час.

Следовательно, необходимо осуществить преобразование. Включая в уравнение теплоемкость воздуха, который является постоянным, окончательный результат будет

, где Q _с / т — явное тепло от инфильтрация (или вентиляция) воздуха; CFM — это инфильтрация воздуха (или вентиляция) расход, фут ³ / мин; а DT — температура разница между наружным и внутренним воздухом в F.

2.4.2. СКРЫТАЯ ПОТЕРЯ ТЕПЛА ИЛИ УСИЛЕНИЕ ИНФИЛЬТРАЦИОННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ AIR

Так как влажность наружного воздуха часто отличается от влажности воздуха в помещении, этот параметр может упасть до недопустимый уровень комфорта.

Если требуется поддерживать влажность воздуха в помещении, водяной пар должны быть добавлены или извлечены. Перемена влаги требует тепла.

Следовательно, теплота испарения воды будет добавлена ​​или извлечен.Это выражается уравнение.

, где Q _L / т — скрытая теплота, необходимая для инфильтрация или вентиляция воздуха; CFM — скорость инфильтрации или вентиляции воздуха. футы ³ / мин; и (W ₁ W ₂ ) — разница в соотношение влажности в помещении и на улице в зернах воды / фунт.

Более подробное исследование свойств воздуха будет выполнено в Глава III.

Для определения количества инфильтрационного воздуха в здании, используются два метода: метод , метод , который предполагает, что точная оценка скорости инфильтрации воздуха на фут раскрытия трещины может быть измеренным или установленным, а также методом воздушного заряда . В этом курсе используется метод Air Charge . будет использоваться для расчета притока или потерь тепла зданием из-за инфильтрация воздуха.

Воздушный заряд основан на количестве воздуха зарядов в час (ACH) в комнате, вызванной инфильтрацией, где один воздух заряд определяется как равный объему воздуха в помещении.

Расчет ожидаемого количества воздухообменов основан на опыте и тестировании и отличается для разных объектов, и приведены в таблицах.

Чтобы узнать CFM в час по количеству воздухообменов в час следует использовать следующее соотношение:

Где CFM — скорость инфильтрации воздуха в комнату в футах ³ / мин, ACH — это количество воздухообменов в час для комнаты, а V — это комната. объем в футах ³ .

Пример 2.6.

Комната высотой 30 футов x 12 футов x 8 футов — это дом с 0,6 воздухом изменений в час из-за инфильтрации. Узнайте скорость проникновения в CFM.

V = 30 x 12 x 8 = 2880 футов ³

Используя уравнение (2.9)

2.4.3. НАГРУЗКА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Воздух, попадающий в жилые дома через оборудование механической вентиляции, чтобы поддерживать внутреннее Качество воздуха известно как вентиляционный воздух .

Системы распределения воздуха в жилых домах почти всегда используются только рециркулируемый воздух. В этом случае отсутствует вентиляционная нагрузка.

В нежилых зданиях всегда используется приточный воздух. В этом случае в расчетах нагрузкой инфильтрационного воздуха можно пренебречь.

Пример 2.7.

Поддерживается дом с герметичными окнами на 70F, с наружной температурой 95F. В Система механической вентиляции обеспечивает подачу наружного воздуха 6000 кубических футов в минуту.Что такое дополнительный ощутимый обогрев требование для этого эффекта?

2.5. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ ПЛЕНКИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ СТЕНЫ

Воздух вокруг стены образует пленку, которая влияет на общую термостойкость стены, повышая ее. В соответствии с этим тепло, передаваемое через стену, должно включать эффект конвекции на внутренней и внешней поверхностях.В таблице 2.2 показано сопротивление воздушной пленки. в разных условиях.

Таблица 2.2. Воздушная пленка Сопротивление.

Пример 2.8

Стена, обсуждаемая в Примере 2.4, имела общее сопротивление 12,89 .

Найдите полное сопротивление стены за лето.

2.6. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ РАЗНИЦА ТЕМПЕРАТУР (ETD)

Необходимо учитывать влияние солнца и накопления тепла. когда рассчитывается приток тепла через стену, крышу или другой компонент.

ETD зависит от ориентации экспозиции, времени суток, и строительные материалы.В процедура, описанная в Руководстве по основам ASHRAE, является упрощенной, который использует средний ETD _S , который исключает ориентацию и время суток.

Таблица 2.3 показывает некоторые значения, определенные для стен и дверей.

Более полную таблицу можно найти в руководствах ASHRAE.

Таблица 2.3. Эквивалентная разница температур.

Дневной диапазон:

л (низкий) <15 F

M (средний) от 15 до 25 F

H (высокий)> 25 F

Значения в таблице основаны на среднем показателе в помещении. температура 75F.

Приток тепла рассчитывается по формуле.

Дневной диапазон — это средняя разница между дневными высокая и дневная низкая температура для данного места.

Таблица 2.4. Показывает дневной диапазон для нескольких городов США

Таблица 2.4. Ежедневно Диапазон.

2.7. ТЕПЛОУПОЛНЕНИЕ ЧЕРЕЗ СТЕКЛО

Летом суммарный приток тепла через стекло равен комбинированные эффекты солнечного излучения и пропускания.

Солнечная радиация меняется в зависимости от месяца, времени суток, направление окна, количество стекол, тип стекла, тип наружного и внутреннее затенение, способность строительных материалов сохранять тепло.

Коэффициент передачи зависит от:

— Разница температуры воздуха по стеклу.

— Значение U стекла.

Для расчета тепловыделения используется теплопередача. Множитель (HTM), определяемый как количество тепла, протекающего через один фут ² ограждающих конструкций здания при заданном перепаде температур.

Таблица 2.5. показывает несколько значений HTM, основанных на средний приток тепла через стекло, который происходит в самый теплый летний месяц за почасовой период с середины утра до позднего вечера.Использование этой таблицы требует считать:

— Экспозиция

— Количество панелей

— Тип стекла

— Затенение для помещений

— Наружное затенение

Таблица 2.5. HTM хотя очки

Используя таблицу 2.5, тепловыделение через стекло будет равно рассчитано по

Пример 2.9.

Рассчитайте приток тепла для следующей стены:

Стена: Каркасный шпон на раме.Значение U = 0,25

Дверь: дерево Значение U = 0,45

Windows: Обычная одинарное стекло, без навеса или внутреннего затенения

Расположение: Майами, облицовка стен N. Внешний дизайн температура: 95F

Решение:

Стена : Ежедневно диапазон температур: 15F — M

Вне Т: 95F —— ETD = 23,6

Windows:

Тепловыделение = 1699.2 + 339,8 + 1240 = 3279 БТЕ

2,8. ТЕПЛОВЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

Системы переменного тока основаны на принципе теплообмена. Тепло извлекается изнутри здание, и доставлено за пределы здания.

На рисунке 2.5 показан способ теплообменника. работает. Вещество, предназначенное для вытяжное тепло проходит через змеевик который находится в тесном контакте с другим веществом на более высоком уровне температура.Вещество на более высоком уровне температура (T _h ) обеспечивает тепло, которое поглощается протекающим вещества внутри змеевика, понижая температуру T _h и повышение температуры текучего вещества с T _i до T _f . Возможна и обратная ситуация.

Количество извлеченного тепла можно рассчитать с помощью соотношение (2.12)

S.H — Удельная теплоемкость оборотная среда

TD — Разница температур между Ti и Tf

Произведя соответствующие расчеты, можно показали, что верны следующие соотношения:

Для воды:

Для воздуха:

Где галлоны в минуту — галлоны воды в минуту, а кубометры в минуту — объем циркулирующего воздуха в футах ³ в минуту.

Пример 2.11.

Воздухообрабатывающий агрегат перемещается на 2000 кубических футов в минуту при входной температуре. из 75F и уезжая на 65F. найди BTUh.

BTUh = 1,08 x 2000 x 10

= 21605 BTUh

Рисунок 2.5. Нагревать Интерчейнджер

Пример 2.10.

Вода циркулирует через конденсатор с водяным охлаждением на скорость 10 галлонов в минуту, температура на входе в конденсатор 65F, на выходе из конденсатора температура 75F.Найдите BTUh и тонны охлаждение. (1 галлон воды весит 8,33 фунта)

Произведя соответствующие расчеты, можно показали, что верны следующие соотношения:

Для воды:

BTUh = галлонов в минуту x 500 x TD (2,15)

для воздуха:

BTUh = 1,08 x CFN x ТД (2,16)

Где галлоны в минуту — галлоны воды в минуту, а кубометры в минуту — объем циркулирующего воздуха в футах ³ в минуту.

Пример 2.11.

Воздухообрабатывающий агрегат перемещается на 2000 кубических футов в минуту при входной температуре. из 75 F и уезжает в 65 F. Найдите BTUh

BTUh = 1,08 x 2000 x 10

= 21605 BTUh

Коэффициент теплопередачи в сочетании с повторно используемым бетонным кирпичом и стеной из теплоизоляционных плит из пенополистирола

Четыре образца тектонических форм были взяты для проверки их коэффициентов теплопередачи.Путем анализа и сравнения тестовых значений и теоретических значений коэффициента теплопередачи был предложен метод расчета скорректированного значения для определения коэффициента теплопередачи; Предложенный метод оказался достаточно корректным. Результаты показали, что коэффициент теплопередачи кирпичной стены из переработанного бетона выше, чем у стены из глиняного кирпича, коэффициент теплопередачи кирпичной стены из переработанного бетона может быть эффективно снижен в сочетании с изоляционной панелью из пенополистирола, а тип теплоизоляции сэндвич был лучше. чем у типа внешней теплоизоляции.

1. Введение

По мере того, как урбанизация постепенно расширяется, также увеличиваются быстрые темпы строительства зданий и выдающиеся достижения в области энергосбережения [1]. Энергосбережение играет важную роль в национальных энергетических стратегиях, снижая значительную нагрузку на ресурсы и окружающую среду [2, 3]. В элементах частокола здания площадь внешней стены занимает большую долю по сравнению с крышей здания, дверями, окнами и т. Д. [4, 5].Тепловая консервация наружных стен является ключом к достижению энергоэффективности в зданиях [5, 6]. Наружные стены различаются в зависимости от строительных материалов, типов конструкций и условий окружающей среды. Глиняный кирпич, который широко используется во многих существующих зданиях, нанес большой ущерб земельным ресурсам. Производственный процесс с использованием высокотемпературной печи также привел к увеличению выбросов парниковых газов. Таким образом, возникла растущая потребность в исследованиях строительных материалов для зеленых стен и их термоконсервации и теплоизоляционных характеристик.Переработанный бетонный кирпич, изготовленный из измельченных отходов бетона, широко используется в кирпичных конструкциях в качестве экологически чистых строительных материалов. Было проведено множество исследований его механических свойств, но лишь несколько измерений его теплоизоляционных свойств [7]. Кроме того, наиболее распространенным типом теплоизоляции было добавление теплосохраняющих материалов на внешней стороне внешней стены, с самым большим ограничением, заключающимся в более коротком сроке службы [8, 9]. Вспениваемый полистирол (EPS), используемый для теплоизоляции, продемонстрировал очевидные характеристики сохранения тепла и теплоизоляции.Тем не менее, различные материалы для наружных стен с различными формами структурных типов для сохранения тепла из пенополистирола, независимо от того, сильно ли отличаются вариации их теплоизоляционных свойств, традиционно не были в центре внимания в контексте сохранения тепла стен и энергосбережения.

Коэффициент теплопередачи () обычно использовался в качестве показателя для измерения термоконсервации и теплоизоляции стен корпуса и в основном определялся коэффициентом теплопроводности () материалов.Считается, что тепловая и влажная среда влияет на характеристики теплопередачи стенок корпуса [10–12]. Коэффициент теплопроводности изменялся в зависимости от температуры и влажности воздуха, что приводило к отклонению между фактическим и теоретическим значением. Однако во многих исследованиях предполагалось, что характеристики материалов не будут изменены или коэффициент теплопроводности () материалов выражен как постоянный. Следовательно, существует растущая потребность в изучении скорректированного коэффициента теплопроводности материала в различных средах и его расширенном применении в энергосберегающих конструкциях.

Переработанный бетонный кирпич имеет все больший потенциал развития и использования. Его различная комбинация с изоляционной плитой EPS имеет как эффект экологической защиты окружающей среды, так и энергосбережение. Понимание характеристик теплопередачи вторичного бетонного кирпича в сочетании с изоляционной плитой из пенополистирола становится все более необходимым для количественной оценки их вклада в энергосбережение.

Целями данного исследования было испытание коэффициента теплопередачи () кирпичной стены из вторичного бетона, прямое сравнение теплового поведения различных строительных решений стен и предложение скорректированного метода расчета коэффициента теплопередачи при оптимизации энергопотребления здания. .

2. Тест коэффициента теплопередачи

В настоящее время не существует официального стандарта для методов испытаний, которые непосредственно касаются динамических характеристик стен: основные справочные нормы [13] включают измерение стационарных характеристик отдельных материалов и многослойных конструкций. при стандартных граничных условиях. В этом исследовании был проведен экспериментальный анализ климатической камеры для сравнения влияния коэффициента теплопередачи элементов оболочки, которые характеризуются эквивалентными характеристиками в установившемся режиме.

2.1. Типы стен и свойства материалов

В этом исследовании были изготовлены четыре различных образца для количественной оценки их тепловых характеристик. Четыре образца, которые были отобраны среди типологий стен, подробно описаны на Рисунке 1 и в Таблице 1.

  Тепловые потери = k x A x (Ti - Te) / d

k = теплопроводность материала элемента
A = площадь поверхности элемента
Ti = внутренняя температура
Te = внешняя температура
d = толщина или глубина элемента

Стена из тюков соломы является частью здания с внутренней целевой температурой 20 ° C.Температура на улице -10 градусов. Таким образом, разница температур Ti-Te составляет 30 ° C.
0,832 * 30 = 24,96 Вт теряется через стену.  

  H = (кА / л) x (Ti - Te)  

  7 м x 7 м x 6 поверхностей = 294 м2  

  H = (0.04 x 294 / 0,1) x (21-12) = 1058 Вт  

  Тепловые потери = коэффициент теплопередачи x площадь x разница температур  

  Показатель U = k / l = 0,04 / 0,1 = 0,4 Вт / м2. К.