Създаването на комфортни условия за живот или работа е основната задача на строителството. Значителна част от територията на нашата страна се намира в северните ширини със студен климат. Ето защо поддържането на комфортна температура в сградите винаги е важно. С нарастването на енергийните тарифи, намаляването на потреблението на енергия за отопление излиза на преден план.
Климатични характеристики
Изборът на стенна и покривна конструкция зависи преди всичко от климатичните условия на строителната зона. За да ги определите, е необходимо да се обърнете към SP131.13330.2012 "Строителна климатология". При изчисленията се използват следните количества:
- температурата на най-студения петдневен период със сигурност 0,92, означена с Tn;
- средна температура, означена с Tot;
- продължителност, означена със ZOT.
В примера за Мурманск, стойностите имат следните стойности:
- Тн=-30 градуса;
- Tot=-3,4 градуса;
- ZOT=275 дни.
Освен това е необходимо да се зададе проектната температура вътре в стайния телевизор, тя се определя в съответствие с GOST 30494-2011. За жилище можете да вземете TV=20 градуса.
За да извършите топлинно инженерно изчисление на ограждащите конструкции, предварително изчислете стойността на GSOP (градусен ден от отоплителния период):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. В нашия пример GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Ключови индикатори
За правилния избор на материали за обвивка на сградата е необходимо да се определи какви топлинни характеристики трябва да имат. Способността на веществото да провежда топлина се характеризира с неговата топлопроводимост, обозначена с гръцката буква l (ламбда) и се измерва в W / (m x deg.). Способността на конструкцията да задържа топлина се характеризира с нейната устойчивост на топлопреминаване R и е равна на съотношението на дебелината към топлопроводимостта: R=d/l.
Ако структурата се състои от няколко слоя, съпротивлението се изчислява за всеки слой и след това се сумира.
Устойчивостта на топлопреминаване е основният индикатор за външната конструкция. Стойността му трябва да надвишава стандартната стойност. При извършване на топлотехнически изчисления на обвивката на сградата трябва да определим икономически обоснования състав на стените и покрива.
Стойности на топлопроводимост
Качество на изолациятасе определя основно от топлопроводимостта. Всеки сертифициран материал се подлага на лабораторни тестове, в резултат на които тази стойност се определя за работни условия "A" или "B". За нашата страна повечето региони отговарят на условията на работа "B". При извършване на топлоинженерно изчисление на ограждащите конструкции на къща, тази стойност трябва да се използва. Стойностите на топлопроводимост са посочени на етикета или в паспорта на материала, но ако не са налични, можете да използвате референтните стойности от Кодекса за практика. Стойностите за най-популярните материали са изброени по-долу:
- Обикновена тухлена зидария - 0,81 W(m x градус).
- Силикатна тухлена зидария - 0,87 W(m x град.).
- Газ и пенобетон (плътност 800) - 0,37 W(m x град.).
- Мека дървесина - 0,18 W(m x град.).
- Екструдиран стиропор - 0,032 W(m x град.).
- Плочи от минерална вата (плътност 180) - 0,048 W(m x град.).
Редовна стойност на съпротивлението на топлопреминаване
Изчислената стойност на съпротивлението на топлопреминаване не трябва да е по-малка от базовата стойност. Базовата стойност се определя съгласно Таблица 3 SP50.13330.2012 "Термична защита на сгради". Таблицата определя коефициентите за изчисляване на основните стойности на съпротивлението на топлопреминаване за всички ограждащи конструкции и видове сгради. Продължавайки започнатото топлотехническо изчисление на ограждащи конструкции, пример за изчисление може да бъде представен по следния начин:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x deg/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x deg/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x deg/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Термотехническо изчисление на външната ограждаща конструкция се извършва за всички конструкции, които затварят "топлия" контур - подът на терена или пода на техническото подземие, външните стени (включително прозорци и врати), комбинираните покривка или пода на неотопляемото таванско помещение. Също така изчислението трябва да се извърши за вътрешни конструкции, ако температурната разлика в съседните помещения е повече от 8 градуса.
Термотехническо изчисление на стени
Повечето стени и тавани са многослойни и хетерогенни в своя дизайн. Топлоинженерното изчисление на ограждащи конструкции на многослойна конструкция е както следва:
Ако разгледаме тухлена измазана стена, получаваме следната конструкция:
- външен слой мазилка с дебелина 3 см, топлопроводимост 0,93 W(m x град.);
- зидария от масивна глина 64 см, топлопроводимост 0,81 W(m x град.);
- Вътрешен слой мазилка с дебелина 3 см, топлопроводимост 0,93 W(m x град.).
Формулата за топлинно инженерно изчисление на ограждащи конструкции е както следва:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x deg/W).
Резултантната стойност е значително по-малка от предварително определената стойност на базовото съпротивлениетоплопренос на стените на жилищна сграда в Мурманск 3, 65 (m x deg / W). Стената не отговаря на нормативните изисквания и се нуждае от изолация. За изолация на стени използваме плочи от минерална вата с дебелина 150 mm и топлопроводимост 0,048 W (m x deg.).
След избор на изолационната система е необходимо да се извърши проверка на топлотехническото изчисление на ограждащите конструкции. Примерно изчисление е показано по-долу:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x deg/W).
Получената изчислена стойност е по-голяма от базовата стойност - 3,65 (m x deg / W), изолираната стена отговаря на изискванията на стандартите.
Изчисляването на припокриванията и комбинираните покрития се извършва по подобен начин.
Топлотехнически изчисления на подове в контакт със земята
Често в частни къщи или обществени сгради подовете на първите етажи се правят на земята. Устойчивостта на топлопреминаване на такива подове не е стандартизирана, но като минимум дизайнът на подовете не трябва да позволява изпадане на роса. Изчисляването на конструкциите в контакт със земята се извършва, както следва: подовете са разделени на ивици (зони) с ширина 2 метра, като се започне от външната граница. Разпределени са до три такива зони, останалата площ принадлежи към четвъртата зона. Ако подовата конструкция не осигурява ефективна изолация, тогава съпротивлението на топлопреминаване на зоните се приема, както следва:
- 1 зона – 2, 1 (m x deg/W);
- 2 зона – 4, 3 (m x deg/W);
- 3 зона – 8, 6 (m x deg/W);
- 4 зона – 14, 3 (m x deg/W).
Лесно е да се види, че колкото по-далеч е подът от външната стена, толкова по-висока е неговата устойчивост на пренос на топлина. Поради това те често се ограничават до затопляне на периметъра на пода. В същото време съпротивлението на топлопреминаване на изолираната конструкция се добавя към съпротивлението на топлопреминаване на зоната. По-долу ще бъде разгледан пример за изчисляване на етажите на земята. Да вземем площта на пода 10 x 10, равна на 100 квадратни метра.
- Площта на 1 зона ще бъде 64 квадратни метра.
- Площта на зона 2 ще бъде 32 квадратни метра.
- Площта на зона 3 ще бъде 4 квадратни метра.
Средно съпротивление на пода на топлопреминаване на земята:Rпод=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x deg/ вт).
След като завършихме изолацията на периметъра на пода с плоча от пенополистирол с дебелина 5 см, лента с ширина 1 метър, получаваме средната стойност на съпротивлението на топлопреминаване:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x град/W).
Важно е да се отбележи, че по този начин се изчисляват не само подовете, но и стенните конструкции в контакт със земята (стени на вдлъбнат под, топло мазе).
Термотехническо изчисление на врати
Базовата стойност на съпротивлението на топлопреминаване на входните врати се изчислява малко по-различно. За да го изчислите, първо ще трябва да изчислите съпротивлението на топлопреминаване на стената според санитарно-хигиенния критерий (без изпаданероса): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Тук ДТн - температурната разлика между вътрешната повърхност на стената и температурата на въздуха в помещението, се определя съгласно Кодекса на правилата и за жилища е 4.0.
av - топлопреминаването коефициент на вътрешната повърхност на стената, според съвместното предприятие е 8, 7. Основната стойност на вратите се приема равна на 0, 6xRst.
За избрания дизайн на вратата е необходимо да се извърши проверка на топлотехническо изчисление на ограждащите конструкции. Пример за изчисляване на входната врата:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Тази дизайнерска стойност ще съответства на врата, изолирана с плоскост от минерална вата с дебелина 5 см.
Сложни изисквания
Изчисленията на стени, подове или покрития се извършват, за да се проверят изискванията за елемент по елемент на разпоредбите. Наборът от правила също така установява цялостно изискване, което характеризира качеството на изолацията на всички ограждащи конструкции като цяло. Тази стойност се нарича "специфична топлозащитна характеристика". Нито едно топлотехническо изчисление на ограждащи конструкции не може да мине без неговата проверка. Пример за изчисление на JV е показано по-долу.
| Име на дизайн | Квадрат | R | A/R |
| Стени | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Покриване | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Таван на мазето | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Врати | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Сума | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, което е по-малко от нормализираната стойност от 0,52. В този случай площта и обемът се вземат за къща с размери 10 x 10 x 2,5 м. Пренос на топлина съпротивленията са равни на базовите стойности.
Нормализираната стойност се определя в съответствие със съвместното предприятие, в зависимост от отопляемия обем на къщата.
В допълнение към сложното изискване, за изготвяне на енергиен паспорт, те извършват и топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции, пример за паспорт е даден в Приложението към SP50.13330.2012.
Коефициент на равномерност
Всички по-горе изчисления са приложими за хомогенни структури. Което е доста рядко на практика. За да се вземат предвид нехомогенностите, които намаляват съпротивлението на топлопреминаване, се въвежда корекционен коефициент за термична еднородност r. Отчита промяната в съпротивлението на топлопреминаване, внесена от отвори за прозорци и врати, външни ъгли, нехомогенни включвания (например прегради, греди, армировъчни ремъци), студени мостове и др.
Изчисляването на този коефициент е доста сложно, така че в опростена форма можете да използвате приблизителни стойности от справочната литература. Например за тухлена зидария - 0,9, трислойни панели - 0,7.
Ефективна изолация
При избора на система за изолация на дома е лесно да се уверите, че е почти невъзможно да се изпълнят съвременните изисквания за топлинна защита без използването на ефективна изолация. Така че, ако използвате традиционна глинена тухла, ще ви е необходима зидария с дебелина няколко метра, което не е икономически осъществимо. В същото време ниската топлопроводимост на съвременната изолация на базата на експандиран полистирол или каменна вата ви позволява да се ограничите до дебелини от 10-20 см.
Например, за да постигнете основна стойност на съпротивление на топлопреминаване от 3,65 (m x deg/W), ще ви трябва:
- 3 м дебела тухлена стена;
- полагане на пенобетонни блокове 1, 4 м;
- изолация от минерална вата 0,18 m.
