Un exemplu de calcul termic al unui perete de cărămidă. Un exemplu de calcul termic al unui perete exterior. Documente de reglementare necesare

În condițiile climatice ale latitudinilor nordice, un calcul termic corect făcut al unei clădiri este extrem de important pentru constructori și arhitecți. Indicatorii obținuți vor oferi informațiile necesare pentru proiectare, inclusiv despre materialele utilizate pentru construcție, izolație suplimentară, pardoseli și chiar finisaje.

În general, calculul căldurii afectează mai multe proceduri:

• luând în considerare de către designeri atunci când planifică amenajarea camerelor, pereți portantiși garduri;
• realizarea unui proiect de sistem de încălzire și structură de ventilație;
• selecția materialelor de construcție;
• analiza conditiilor de functionare a cladirii.

Toate acestea sunt legate de valori unice obținute în urma operațiunilor de decontare. În acest articol vă vom spune cum să faceți un calcul termic perete exterior clădiri și, de asemenea, oferiți exemple de utilizare a acestei tehnologii.

Obiectivele procedurii

O serie de obiective sunt relevante numai pentru clădirile rezidențiale sau, dimpotrivă, spațiile industriale, dar majoritatea problemelor care sunt rezolvate sunt potrivite pentru toate clădirile:

• Menținerea unor condiții climatice confortabile în interiorul camerelor. Termenul „confort” include atât sistemul de încălzire, cât și condițiile naturale de încălzire a suprafeței pereților, acoperișului și utilizarea tuturor surselor de căldură. Același concept include și sistemul de aer condiționat. Fără o ventilație adecvată, în special în producție, spațiile vor fi nepotrivite pentru lucru.
• Economisirea energiei electrice și a altor resurse de încălzire. Are loc aici următoarele valori:
  • capacitatea termică specifică a materialelor și a placajelor utilizate;
  • climatul din exteriorul clădirii;
  • puterea de incalzire.

Este extrem de neeconomic să instalați un sistem de încălzire care pur și simplu nu va fi folosit în măsura în care ar trebui, dar va fi dificil de instalat și costisitor de întreținut. Aceeași regulă poate fi aplicată și materialelor de construcție scumpe.

Calcul de inginerie termică - ce este?

Calcularea căldurii vă permite să setați grosimea optimă (două limite - minimă și maximă) a pereților de închidere și structuri portante, care va asigura funcționarea pe termen lung fără înghețarea și supraîncălzirea tavanelor și pereților despărțitori. Cu alte cuvinte, această procedură vă permite să calculați sarcina termică reală sau așteptată, dacă se realizează în faza de proiectare, a clădirii, care va fi considerată normă.

Analiza se bazează pe următoarele date:

• designul camerei - prezența pereților despărțitori, a elementelor care reflectă căldura, înălțimea tavanului etc.;
• caracteristici ale regimului climatic dintr-o zonă dată - limitele maxime și minime de temperatură, diferența și rapiditatea schimbărilor de temperatură;
• amplasarea clădirii în direcțiile cardinale, adică ținând cont de absorbția căldurii solare, la ce oră din zi există susceptibilitate maximă la căldură de la soare;
• efectele mecanice și proprietățile fizice ale șantierului;
• indicatori ai umidității aerului, prezența sau absența protecției pereților împotriva pătrunderii umidității, prezența materialelor de etanșare, inclusiv a impregnărilor de etanșare;
• funcționarea ventilației naturale sau artificiale, prezența „efectului de seră”, permeabilitatea la vapori și multe altele.

În același timp, evaluarea acestor indicatori trebuie să respecte o serie de standarde - nivelul de rezistență la transferul de căldură, permeabilitatea aerului etc. Să le luăm în considerare mai detaliat.

Cerințe pentru calculele termotehnice ale incintei și documentația aferentă

Organele de control de stat care guvernează organizarea și reglementarea construcțiilor, precum și verificarea implementării reglementărilor de siguranță, au întocmit SNiP nr. 23-02-2003, care stabilește în detaliu standardele de realizare a măsurilor de protecție termică a cladiri.

Documentul propune soluții inginerești care să asigure cel mai economic consum de energie termică, care este cheltuită în spații de încălzire (rezidențiale sau industriale, municipale) în perioada de încălzire. Aceste recomandări și cerințe au fost elaborate luând în considerare ventilația, conversia aerului și locația punctelor de intrare a căldurii.

SNiP este un proiect de lege la nivel federal. Documentația regională este prezentată sub forma TSN - standarde teritoriale de construcție.

Nu toate clădirile sunt sub jurisdicția acestor coduri. În special, acele clădiri care sunt încălzite neregulat sau sunt construite fără încălzire nu sunt verificate în conformitate cu aceste cerințe. Calculele de căldură sunt obligatorii pentru următoarele clădiri:

• rezidential - privat si blocuri de apartamente;
• publice, municipale - birouri, scoli, spitale, gradinite etc.;
• industriale – fabrici, concernuri, lifturi;
• agricole - orice clădiri încălzite în scopuri agricole;
• depozite – hambare, depozite.

Textul documentului specifică standarde pentru toate acele componente care sunt incluse în analiza termică.

Cerințe de proiectare:

• Izolatie termica. Aceasta nu este doar păstrarea căldurii în sezonul rece și prevenirea hipotermiei și înghețului, ci și protecția împotriva supraîncălzirii în timpul verii. Izolarea, prin urmare, trebuie să fie bidirecțională - prevenind influențele din exterior și eliberarea de energie din interior.
• Valoarea admisibilă a diferenței de temperatură dintre atmosfera din interiorul clădirii și regimul termic al interiorului structurilor de împrejmuire. Acest lucru va duce la acumularea de condens pe pereți, precum și la un impact negativ asupra sănătății oamenilor din cameră.
• Stabilitatea termică, adică stabilitatea temperaturii, prevenind schimbările bruște ale aerului încălzit.
• Respirabilitate. Echilibrul este important aici. Pe de o parte, clădirea nu poate fi lăsată să se răcească din cauza transferului de căldură activ, pe de altă parte, este important să se prevină apariția „efectului de seră”. Se întâmplă atunci când se folosește izolație sintetică, „nerespirabilă”.
• Fără umezeală. Umiditate ridicată– acesta este nu numai motivul apariției mucegaiului, ci și un indicator din cauza căruia apar pierderi grave de energie termică.

Cum să faci calcule de inginerie termică ale pereților unei case - parametri de bază

Înainte de a continua cu calculele directe de căldură, trebuie să colectați informații detaliate despre construcție. Raportul va include răspunsuri la următoarele puncte:

• Scopul clădirii este spații rezidențiale, industriale sau publice, un scop specific.
• Latitudinea geografică a zonei în care se află sau va fi amplasată instalația.
• Caracteristicile climatice ale zonei.
• Direcția pereților este către punctele cardinale.
• Dimensiuni structuri de intrareŞi rame de ferestre- înălțimea, lățimea, permeabilitatea acestora, tipul ferestrelor - lemn, plastic etc.
• Puterea echipamentului de încălzire, dispunerea conductelor, bateriile.
• Numărul mediu de rezidenți sau vizitatori, lucrători, dacă acestea sunt spații industriale care sunt situate în interiorul pereților în același timp.
• Materiale de construcție din care sunt realizate podele, tavane și orice alte elemente.
• Prezența sau absența aprovizionării apă fierbinte, tipul de sistem care este responsabil pentru acest lucru.
• Caracteristici de ventilație, atât naturală (ferestre) cât și artificială - puțuri de ventilație, aer condiționat.
• Configurația întregii clădiri - numărul de etaje, suprafața totală și individuală a spațiilor, locația camerelor.

Odată ce aceste date au fost colectate, inginerul poate începe calculele.

Vă oferim trei metode care sunt cel mai des folosite de specialiști. Puteți folosi și o metodă combinată, atunci când faptele sunt luate din toate cele trei posibilități.

Opțiuni pentru calculul termic al structurilor de închidere

Iată trei indicatori care vor fi luați ca fiind principali:

• zona clădirii din interior;
• volum exterior;
• coeficienţii de conductivitate termică specializaţi ai materialelor.

Calculul căldurii pe suprafața camerei

Nu cea mai economică, dar cea mai frecventă metodă, mai ales în Rusia. Implică calcule primitive bazate pe indicatorul de zonă. Aceasta nu ține cont de climă, bandă, valorile minime și maxime ale temperaturii, umiditatea etc.

De asemenea, nu sunt luate în considerare principalele surse de pierdere de căldură, cum ar fi:

• Sistem de ventilație – 30-40%.
• Pantele acoperișului – 10-25%.
• Ferestre și uși – 15-25%.
• Pereți – 20-30%.
• Podeaua la sol – 5-10%.

Aceste inexactități datorate eșecului de a lua în considerare cele mai importante elemente duc la faptul că calculul de căldură în sine poate avea o eroare puternică în ambele direcții. De obicei, inginerii lasă o „rezervă”, așa că trebuie să instaleze echipamente de încălzire care nu sunt utilizate pe deplin sau care amenință o supraîncălzire severă. Există adesea cazuri când sistemele de încălzire și aer condiționat sunt instalate în același timp, deoarece acestea nu pot calcula corect pierderile de căldură și câștigul de căldură.

Se folosesc indicatori „mai mari”. Dezavantajele acestei abordări:

• echipamente și materiale scumpe de încălzire;
• microclimat interior inconfortabil;
• instalare suplimentară de control automat pentru conditii de temperatura;
• posibilă înghețare a pereților iarna.

Q=S*100 W (150 W)

• Q este cantitatea de căldură necesară pentru un climat confortabil în întreaga clădire;
• W S – zona încălzită a camerei, m.

Valoarea de 100-150 wați este un indicator specific al cantității de energie termică necesară pentru a încălzi 1 m2.

Dacă alegeți această metodă, atunci ascultați următoarele sfaturi:

• Dacă înălțimea pereților (până la tavan) nu depășește trei metri, iar numărul de ferestre și uși pe suprafață este 1 sau 2, atunci înmulțiți rezultatul cu 100 W. De obicei totul cladiri rezidentiale, atât private, cât și multifamiliale, folosesc această valoare.
• Dacă designul conține două deschideri de fereastră sau un balcon, logie, atunci indicatorul crește la 120-130 W.
• Pentru spațiile industriale și de depozit, se ia mai des un coeficient de 150 W.
• Atunci când alegeți dispozitive de încălzire (radiatoare), dacă acestea sunt situate lângă o fereastră, merită să le creșteți puterea proiectată cu 20-30%.

Calculul termic al structurilor de inchidere in functie de volumul cladirii

De obicei, această metodă este utilizată pentru acele clădiri în care tavanele înalte sunt mai mari de 3 metri. Adică instalații industriale. Dezavantajul acestei metode este că nu se ține cont de conversia aerului, adică de faptul că este întotdeauna mai cald în partea de sus decât în ​​partea de jos.

Q=V*41 W (34 W)

• V – volumul exterior al clădirii în metri cubi;
• 41 W este cantitatea specifică de căldură necesară pentru a încălzi un metru cub al unei clădiri. Dacă construcția se realizează folosind modern materiale de constructii, atunci cifra este de 34 W.

• Sticla la ferestre:
  • pachet dublu – 1;
  • obligatoriu – 1,25.
• Materiale de izolare:
  • noi dezvoltări moderne – 0,85;
  • zidărie standard în două straturi - 1;
  • grosime mică a peretelui – 1,30.
• Temperatura aerului iarna:
  • -10 – 0,7;
  • -15 – 0,9;
  • -20 – 1,1;
  • -25 – 1,3.
• Procentul de ferestre comparativ cu suprafața totală:
  • 10% – 0,8;
  • 20% – 0,9;
  • 30% – 1;
  • 40% – 1,1;
  • 50% – 1,2.

Toate aceste erori pot și trebuie luate în considerare, cu toate acestea, ele sunt rareori folosite în construcția reală.

Un exemplu de calcul termic al anvelopei exterioare a clădirii prin analiza izolației utilizate

Dacă construiți singur o clădire rezidențială sau o cabană, vă recomandăm insistent să gândiți totul până la cel mai mic detaliu pentru a economisi bani, pentru a crea un climat optim în interior și pentru a asigura funcționarea pe termen lung a unității.

Pentru a face acest lucru, trebuie să rezolvați două probleme:

• faceți calculul corect de căldură;
• instalați un sistem de încălzire.

Exemple de date:

• sufragerie pe colt;
• o fereastră – 8,12 m2;
• regiune – regiunea Moscova;
• grosimea peretelui – 200 mm;
• zona conform parametrilor externi – 3000*3000.

Este necesar să aflați câtă putere este necesară pentru a încălzi 1 metru pătrat de spațiu. Rezultatul va fi Qsp = 70 W. Dacă izolația (grosimea peretelui) este mai mică, și valorile vor fi mai mici. Să comparăm:

• 100 mm – Qsp = 103 W.
• 150 mm – Qsp = 81 W.

Acest indicator va fi luat în considerare la instalarea încălzirii.

Software pentru proiectarea sistemelor de încălzire

Folosind programe de calculator de la compania ZVSOFT, puteți calcula toate materialele cheltuite pentru încălzire, precum și puteți face un plan detaliat al comunicațiilor care să arate caloriferele, capacitatea termică specifică, costurile energiei și componentele.

Compania oferă CAD de bază pentru munca de proiectare de orice complexitate - . În acesta nu puteți doar să proiectați un sistem de încălzire, ci și să creați o diagramă detaliată pentru construcția întregii case. Acest lucru poate fi realizat datorită funcționalității mari, numărului de instrumente, precum și lucrului în spațiu bidimensional și tridimensional.

Puteți instala un add-on la software-ul de bază. Acest program este conceput pentru a proiecta toate sisteme de inginerie, inclusiv pentru incalzire. CU folosind ușor funcții de trasare a liniilor și planuri de stratificare, puteți proiecta mai multe comunicații pe un singur desen - alimentare cu apă, electricitate etc.

Înainte de a construi o casă, faceți un calcul de inginerie termică. Acest lucru vă va ajuta să nu faceți o greșeală cu alegerea echipamentelor și achiziționarea de materiale de construcție și izolație.

În timpul funcționării clădirii, atât supraîncălzirea, cât și înghețarea sunt nedorite. Calculele de inginerie termică, care nu sunt mai puțin importante decât calcularea eficienței, rezistenței, rezistenței la foc și durabilității, vă vor permite să determinați media de aur.

Pe baza standardelor de inginerie termică, a caracteristicilor climatice, a permeabilității la abur și la umiditate, sunt selectate materiale pentru construcția structurilor de închidere. Ne vom uita la modul de efectuare a acestui calcul în articol.

Depinde mult de caracteristicile tehnice termice ale incintelor permanente ale clădirii. Aceasta include umiditatea elementelor structurale și indicatorii de temperatură, care afectează prezența sau absența condensului pe compartimentari interioareși podele.

Calculul va arăta dacă caracteristicile stabile de temperatură și umiditate vor fi menținute la valori pozitive și temperatura sub zero. Lista acestor caracteristici include și un indicator precum cantitatea de căldură pierdută de anvelopa clădirii în perioada rece.

Nu puteți începe să proiectați fără să aveți toate aceste date. Pe baza acestora, se aleg grosimea pereților și a tavanelor și succesiunea straturilor.

Conform reglementărilor GOST 30494-96, valorile temperaturii în interior. În medie, este de 21⁰. În același timp, umiditatea relativă trebuie să rămână într-un interval confortabil, care este în medie de 37%. Cea mai mare viteză de mișcare a masei de aer este de 0,15 m/s

Calculul de inginerie termică urmărește să determine:

1. Sunt modelele identice cu cerințele declarate în ceea ce privește protecția termică?
2. Cât de complet este asigurat un microclimat confortabil în interiorul clădirii?
3. Este asigurată o protecție termică optimă a structurilor?

Principiul principal este menținerea unui echilibru al diferențelor în indicatorii de temperatură atmosferică structuri interne garduri si incinte. Dacă acest lucru nu este urmat, căldura va fi absorbită de aceste suprafețe și temperatura din interior va rămâne foarte scăzută.

Temperatura internă nu ar trebui să fie afectată semnificativ de modificările fluxului de căldură. Această caracteristică se numește rezistență la căldură.

Prin efectuarea unui calcul termic se determină limitele optime (minime și maxime) ale dimensiunilor pereților și grosimilor tavanelor. Acest lucru garantează funcționarea clădirii pe o perioadă lungă de timp, atât fără înghețarea extremă a structurilor sau supraîncălzirea.

Opțiuni pentru efectuarea calculelor

Pentru a efectua calcule de căldură, aveți nevoie de parametri inițiali.

Ele depind de o serie de caracteristici:

1. Scopul clădirii și tipul acesteia.
2. Orientari ale structurilor verticale de inchidere fata de directiile cardinale.
3. Parametrii geografici ai viitoarei locuințe.
4. Volumul clădirii, numărul de etaje, suprafața.
5. Tipuri și dimensiuni ale deschiderilor pentru uși și ferestre.
6. Tipul de încălzire și parametrii tehnici ai acestuia.
7. Numărul de rezidenți permanenți.
8. Materiale pentru structuri de garduri verticale si orizontale.
9. Plafoane etaj superioare.
10. Echipament de alimentare cu apă caldă.
11. Tip de ventilație.

Altele sunt, de asemenea, luate în considerare la calcul caracteristici de proiectare cladiri. Permeabilitatea la aer a structurilor de închidere nu trebuie să contribuie la răcirea excesivă în interiorul casei și să reducă caracteristicile de protecție termică ale elementelor.

Pierderea de căldură este cauzată și de îndesarea pereților și, în plus, aceasta implică umiditate, care afectează negativ durabilitatea clădirii.

În procesul de calcul se determină, în primul rând, datele tehnice termice ale materialelor de construcție din care sunt realizate elementele de închidere ale clădirii. În plus, rezistența redusă la transferul de căldură și conformitatea cu valoarea sa standard sunt supuse determinării.

Formule pentru efectuarea calculelor

Pierderile de căldură dintr-o locuință pot fi împărțite în două părți principale: pierderi prin anvelopa clădirii și pierderi cauzate de funcționare. În plus, căldura se pierde atunci când apa caldă este descărcată în sistemul de canalizare.

Pentru materialele din care sunt construite structurile de inchidere este necesar sa se gaseasca valoarea indicelui de conductivitate termica Kt (W/m x grad). Acestea sunt în cărțile de referință relevante.

Acum, cunoscând grosimea straturilor, după formula: R = S/Kt, calculați rezistența termică a fiecărei unități. Dacă structura este multistrat, toate valorile obținute se adună împreună.

Cel mai simplu mod de a determina dimensiunea pierderilor de căldură este prin adunarea fluxurilor termice prin structurile de închidere care formează de fapt această clădire.

Ghidați de această metodologie, ei țin cont de faptul că materialele care alcătuiesc structura au o structură diferită. De asemenea, se ține cont de faptul că fluxul de căldură care trece prin ele are specificități diferite.

Pentru fiecare structură individuală, pierderea de căldură este determinată de formula:

Q = (A/R) x dT

• A - suprafață în m².
• R - rezistența structurii la transferul de căldură.
• dT - diferența de temperatură între exterior și interior. Trebuie determinat pentru cea mai rece perioadă de 5 zile.

Efectuând calculul în acest fel, puteți obține rezultatul doar pentru cea mai rece perioadă de cinci zile. Pierderea totală de căldură pentru întreg sezonul rece este determinată luând în considerare parametrul dT, luând în considerare nu cea mai scăzută temperatură, ci cea medie.

Măsura în care căldura este absorbită, precum și transferul de căldură, depind de umiditatea climatului din regiune. Din acest motiv, hărțile de umiditate sunt folosite în calcule.

Există o formulă pentru asta:

W = ((Q + Qв) x 24 x N)/1000

În el, N este durata perioadei de încălzire în zile.

Dezavantajele calculului suprafeței

Calculul bazat pe indicatorul de zonă nu este foarte precis. Aici nu sunt luați în considerare parametri precum clima, indicatorii de temperatură, atât minim, cât și maxim, și umiditatea. Din cauza ignorării multor puncte importante, calculul are erori semnificative.

Încercând adesea să le acopere, proiectul include o „rezervă”.

Dacă, totuși, această metodă este aleasă pentru calcul, trebuie luate în considerare următoarele nuanțe:

1. Dacă înălțimea gardurilor verticale este de până la trei metri și nu există mai mult de două deschideri pe o suprafață, este mai bine să înmulțiți rezultatul cu 100 W.
2. Dacă proiectul include un balcon, două ferestre sau o logie, înmulțiți cu o medie de 125 W.
3. Atunci când spațiile sunt industriale sau de depozit, se folosește un multiplicator de 150 W.
4. Dacă radiatoarele sunt amplasate lângă ferestre, capacitatea lor de proiectare este crescută cu 25%.

Formula pentru suprafață este:

Q=S x 100 (150) W.

Aici Q este nivelul de căldură confortabil din clădire, S este suprafața încălzită în m². Numerele 100 sau 150 reprezintă cantitatea specifică de energie termică consumată pentru a încălzi 1 m².

Pierderi de aerisire a casei

Parametrul cheie în acest caz este cursul de schimb al aerului. Cu condiția ca pereții casei să fie permeabili la vapori, această valoare este egală cu unu.

Pătrunderea aerului rece în casă se realizează prin ventilație de alimentare. Ventilație de evacuare favorizează evacuarea aerului cald. Recuperator-schimbător de căldură reduce pierderile prin ventilație. Nu permite căldurii să scape împreună cu aerul de ieșire și încălzește fluxurile de aer de intrare

Se prevede ca aerul din interiorul clădirii să fie complet reînnoit într-o oră. Clădirile construite conform standardului DIN au pereți cu bariere de vapori, așa că aici rata de schimb de aer este considerată a fi două.

Există o formulă care determină pierderea de căldură prin sistemul de ventilație:

Qv = (V x Kv: 3600) x P x C x dT

Aici simbolurile înseamnă următoarele:

1. Qв - pierderi de căldură.
2. V este volumul camerei în mᶾ.
3. P - densitatea aerului. valoarea sa este luată egală cu 1,2047 kg/mᶾ.
4. Kv - cursul de schimb al aerului.
5. C - capacitate termică specifică. Este egal cu 1005 J/kg x C.

Pe baza rezultatelor acestui calcul, este posibil să se determine puterea generatorului de căldură al sistemului de încălzire. Dacă valoarea puterii este prea mare, o ieșire din situație poate fi. Să ne uităm la câteva exemple de case din diferite materiale.

Exemplu de calcul termic Nr. 1

Să calculăm o clădire rezidențială situată în regiunea climatică 1 (Rusia), subdistrictul 1B. Toate datele sunt preluate din tabelul 1 din SNiP 23-01-99. Cea mai rece temperatură observată pe parcursul a cinci zile cu o probabilitate de 0,92 este tн = -22⁰С.

În conformitate cu SNiP, perioada de încălzire (zop) durează 148 de zile. Temperatura medie în perioada de încălzire cu temperatura medie zilnică a aerului exterior este de 8⁰ - tot = -2,3⁰. Temperatura exterioară în timpul sezonului de încălzire este tht = -4,4⁰.

Pierderi de căldură acasă - cel mai important momentîn stadiul de proiectare. Alegerea materialelor de construcție și a izolației depinde de rezultatele calculului. Nu există pierderi zero, dar trebuie să vă străduiți să vă asigurați că acestea sunt cât mai oportune

A fost stipulată condiția ca temperatura în încăperile casei să fie de 22⁰. Casa are doua etaje si pereti de 0,5 m inaltimea este de 7 m, dimensiunile planului sunt de 10 x 10 m ceramică caldă. Pentru aceasta, coeficientul de conductivitate termică este de 0,16 W/m x C.

Ca izolatie exterioara a fost folosita vata minerala, grosimea de 5 cm. Valoarea Kt pentru acesta este de 0,04 W/m x C. Numărul de deschideri de ferestre din casă este de 15 buc. 2,5 m² fiecare.

Pierderi de căldură prin pereți

În primul rând, trebuie să determinați rezistența termică atât a peretelui ceramic, cât și a izolației. În primul caz, R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 sq. m x C/W. În al doilea - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 sq. m x C/W. În general, pentru un anvelopă vertical de clădire: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 mp. m x C/W.

Deoarece pierderea de căldură este direct proporțională cu aria structurilor de închidere, calculăm aria pereților:

A = 10 x 4 x 7 – 15 x 2,5 = 242,5 m²

Acum puteți determina pierderea de căldură prin pereți:

Qс = (242,5: 4,375) x (22 – (-22)) = 2438,9 W.

Pierderile de căldură prin structurile orizontale de închidere sunt calculate într-un mod similar. La final, toate rezultatele sunt rezumate.

Dacă subsolul de sub podeaua primului etaj este încălzit, podeaua nu trebuie izolată. Este mai bine să căptușiți pereții subsolului cu izolație, astfel încât căldura să nu scape în pământ.

Determinarea pierderilor prin ventilație

Pentru a simplifica calculul, nu iau în considerare grosimea pereților, ci pur și simplu determină volumul de aer din interior:

V = 10x10x7 = 700 mᶾ.

Cu o rată de schimb de aer de Kv = 2, pierderea de căldură va fi:

Qв = (700 x 2) : 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 20.776 W.

Dacă Kv = 1:

Qв = (700 x 1) : 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 10.358 W.

Schimbătoarele de căldură rotative și cu plăci asigură o ventilație eficientă a clădirilor rezidențiale. Eficiența primei este mai mare, ajunge la 90%.

Exemplu de calcul termic Nr. 2

Este necesar să se calculeze pierderile printr-un perete de cărămidă de 51 cm grosime. Este izolat cu un strat de 10 cm vata minerala. În exterior – 18⁰, în interior – 22⁰. Dimensiunile peretelui sunt de 2,7 m inaltime si 4 m lungime. Singurul perete exterior al camerei este orientat spre sud, nu există uși exterioare.

Pentru cărămidă, coeficientul de conductivitate termică Kt = 0,58 W/mºC, pentru vată minerală - 0,04 W/mºC. Rezistenta termica:

R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 sq. m x C/W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 sq. m x C/W. În general, pentru un anvelopă vertical de clădire: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 mp. m x C/W.

Suprafața peretelui exterior A = 2,7 x 4 = 10,8 m²

Pierderi de căldură prin perete:

Qс = (10,8: 3,379) x (22 – (-18)) = 127,9 W.

Pentru a calcula pierderile prin ferestre, se folosește aceeași formulă, dar rezistența lor termică, de regulă, este indicată în pașaport și nu trebuie calculată.

În izolarea termică a unei case, ferestrele sunt „veriga slabă”. Prin ele se pierde o proporție destul de mare de căldură. Geamurile cu geam dublu multistrat, foliile care reflectă căldura, ramele duble vor reduce pierderile, dar nici măcar acest lucru nu va ajuta la evitarea completă a pierderii de căldură.

Dacă casa are ferestre economisitoare de energie de 1,5 x 1,5 m², orientate spre Nord, iar rezistența termică este de 0,87 m2°C/W, atunci pierderile vor fi:

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

Exemplu de calcul termic Nr. 3

Să efectuăm un calcul termic al unei clădiri din bușteni de lemn cu o fațadă construită din bușteni de pin cu un strat de 0,22 m grosime Coeficientul pentru acest material este K = 0,15. În această situație, pierderea de căldură va fi:

R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰С/W.

Temperatura cea mai scăzută a perioadei de cinci zile este de -18⁰, pentru confort în casă temperatura este setată la 21⁰. Diferența va fi de 39⁰. Pe o suprafață de 120 m², rezultatul va fi:

Qс = 120 x 39: 1,47 = 3184 W.

Pentru comparație, să definim pierderile casă de cărămidă. Coeficientul pentru cărămida nisipo-var este 0,72.

R = 0,22: 0,72 = 0,306 m² x ⁰С/W.
Qс = 120 x 39: 0,306 = 15.294 W.

In aceleasi conditii casa de lemn mai economic. Cărămida nisip-var nu este deloc potrivită pentru construirea de pereți aici.

Structura din lemn are o capacitate termica mare. Structurile sale de închidere mențin o temperatură confortabilă pentru o lungă perioadă de timp. Cu toate acestea, chiar și o casă din bușteni trebuie izolată și este mai bine să faceți acest lucru atât în ​​interior, cât și în exterior

Exemplul de calcul al căldurii nr. 4

Casa va fi construită în regiunea Moscova. Pentru calcul s-a luat un perete din blocuri de spumă. Cum se aplică izolația. Finisarea structurii este ipsos pe ambele părți. Structura sa este de calcar-nisip.

Polistirenul expandat are o densitate de 24 kg/mᶾ.

Umiditatea relativă a aerului din cameră este de 55% la o temperatură medie de 20⁰. Grosimea stratului:

• ipsos - 0,01 m;
• beton spumos - 0,2 m;
• polistiren expandat - 0,065 m.

Sarcina este de a găsi rezistența necesară la transferul de căldură și cea reală. Rtr necesar este determinat prin înlocuirea valorilor din expresia:

Rtr=a x GSOP+b

unde GOSP este gradul-zi al sezonului de încălzire, a și b sunt coeficienți preluați din tabelul nr. 3 din Codul de reguli 50.13330.2012. Deoarece clădirea este rezidențială, a este 0,00035, b = 1,4.

GSOP se calculează folosind o formulă luată din același SP:

GOSP = (tv – tot) x zot.

În această formulă tв = 20⁰, tоt = -2,2⁰, zоt - 205 este perioada de încălzire în zile. Prin urmare:

GSOP = (20 – (-2,2)) x 205 = 4551⁰ C x zi;

Rtr = 0,00035 x 4551 + 1,4 = 2,99 m2 x C/W.

Folosind tabelul nr. 2 SP50.13330.2012, determinați coeficienții de conductivitate termică pentru fiecare strat al peretelui:

• λb1 = 0,81 W/m⁰С;
• λb2 = 0,26 W/m⁰С;
• λb3 = 0,041 W/m⁰С;
• λb4 = 0,81 W/m ⁰С.

Rezistența condiționată totală la transferul de căldură Ro este egală cu suma rezistențelor tuturor straturilor. Se calculează folosind formula:

Înlocuind valorile obținem: Rо arb. = 2,54 m2°C/W. Rф se determină înmulțind Ro cu un coeficient r egal cu 0,9:

Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x °C/W.

Rezultatul necesită modificarea designului elementului de închidere, deoarece rezistența termică reală este mai mică decât cea calculată.

Există multe servicii informatice care accelerează și simplifică calculele.

Calculele termice sunt direct legate de definiție. Veți afla ce este și cum să-i găsiți sensul din articolul pe care vi-l recomandăm.

Concluzii și video util pe această temă

Efectuarea calculelor de inginerie termică folosind un calculator online:

Calcul corect de inginerie termică:

Un calcul termotehnic competent vă va permite să evaluați eficacitatea izolației elementelor exterioare ale casei și să determinați puterea echipamentului de încălzire necesar.

Drept urmare, puteți economisi bani la achiziționarea de materiale și dispozitive de încălzire. Este mai bine să știți dinainte dacă echipamentul poate face față încălzirii și aerului condiționat al clădirii decât să cumpărați totul la întâmplare.

Vă rugăm să lăsați comentarii, să puneți întrebări și să postați fotografii legate de subiectul articolului în blocul de mai jos. Spuneți-ne cum v-au ajutat calculele de inginerie termică să alegeți echipamentul de încălzire cu puterea necesară sau sistemul de izolație. Este posibil ca informațiile dvs. să fie utile vizitatorilor site-ului.

Este necesar să se determine grosimea izolației într-un perete exterior de cărămidă cu trei straturi într-o clădire rezidențială situată în Omsk. Construcția peretelui: strat interior - zidărie din cărămizi obișnuite de lut cu grosimea de 250 mm și densitatea de 1800 kg/m3, stratul exterior - cărămidă din cărămidă de parament cu o grosime de 120 mm și o densitate de 1800 kg/m3 ; Între stratul exterior și cel interior există o izolație eficientă din spumă de polistiren cu densitatea de 40 kg/m 3; Straturile exterior și interior sunt conectate între ele prin conexiuni flexibile din fibră de sticlă cu un diametru de 8 mm, situate în trepte de 0,6 m.

1. Date inițiale

Scopul clădirii – clădire de locuit

Zona de construcție - Omsk

Temperatura estimată a aerului interior t int= plus 20 0 C

Temperatura aerului exterior estimată t ext= minus 37 0 C

Umiditatea estimată a aerului interior – 55%

2. Determinarea rezistenței la transferul termic normalizat

Determinat conform Tabelului 4 în funcție de gradul-zi a perioadei de încălzire. Grade-zile ale sezonului de încălzire, D d , °С×zi, determinată prin formula 1, pe baza temperaturii medii exterioare și a duratei perioadei de încălzire.

Conform SNiP 23-01-99*, determinăm că în Omsk temperatura medie a aerului exterior în timpul perioadei de încălzire este egală cu: t ht = -8,4 0 C, durata sezonului de încălzire z ht = 221 zile. Valoarea gradului-zi a perioadei de încălzire este egală cu:

D d = (t int - t ht) z ht = (20 + 8,4)×221 = 6276 0 C zi.

Conform tabelului. 4. rezistență standardizată la transferul de căldură Rreg pereţi exteriori pentru clădiri de locuit corespunzători valorii D d = 6276 0 C zi egală R reg = a D d + b = 0,00035 × 6276 + 1,4 = 3,60 m 2 0 C/W.

3. Alegerea unei soluții de design pentru peretele exterior

Soluția constructivă pentru peretele exterior este propusă în sarcină și este un gard cu trei straturi cu un strat interior de zidărie 250 mm grosime, un strat exterior de zidărie de 120 mm grosime, între straturile exterior și interior există izolație din spumă de polistiren. Straturile exterior și interior sunt conectate între ele prin legături flexibile din fibră de sticlă cu un diametru de 8 mm, situate în trepte de 0,6 m.

4. Determinarea grosimii izolației

Grosimea izolației este determinată de formula 7:

d ut = (R reg ./r – 1/a int – d kk /l kk – 1/a ext)× l ut

Unde Rreg. - rezistență standardizată la transferul de căldură, m20 C/W; r– coeficient de omogenitate termică; un int– coeficientul de transfer termic al suprafeței interioare, W/(m2 ×°C); o ext– coeficientul de transfer termic al suprafeței exterioare, W/(m2 ×°C); d kk- grosimea zidăriei, m; eu kk– coeficientul de conductivitate termică calculat al zidăriei, W/(m×°С); l ut– coeficientul de conductivitate termică calculat al izolației, W/(m×°С).

Rezistența normalizată la transferul de căldură este determinată: R reg = 3,60 m 2 0 C/W.

Coeficientul de uniformitate termică pentru un perete de cărămidă cu trei straturi cu conexiuni flexibile din fibră de sticlă este de aproximativ r=0,995, și pot să nu fie luate în considerare în calcule (cu titlu informativ, dacă se folosesc îmbinări flexibile din oțel, atunci coeficientul de uniformitate termică poate ajunge la 0,6-0,7).

Coeficientul de transfer de căldură al suprafeței interioare este determinat din tabel. 7 a int = 8,7 W/(m 2 ×°C).

Coeficientul de transfer de căldură al suprafeței exterioare este luat conform tabelului 8 a e xt = 23 W/(m 2 ×°C).

Grosimea totală a zidăriei este de 370 mm sau 0,37 m.

Coeficienții de conductivitate termică calculați ai materialelor utilizate se determină în funcție de condițiile de funcționare (A sau B). Condițiile de funcționare sunt determinate în următoarea secvență:

Conform tabelului 1 determinăm regimul de umiditate al incintei: deoarece temperatura calculată a aerului interior este de +20 0 C, umiditatea calculată este de 55%, regimul de umiditate al încăperii este normal;

Folosind Anexa B (harta Federației Ruse), determinăm că orașul Omsk este situat într-o zonă uscată;

Conform tabelului 2, în funcție de zona de umiditate și de condițiile de umiditate ale incintei, determinăm că condițiile de funcționare ale structurilor de împrejmuire sunt O.

După adj. D determinăm coeficienții de conductivitate termică pentru condițiile de funcționare A: pentru polistiren expandat GOST 15588-86 cu o densitate de 40 kg/m 3 l ut = 0,041 W/(m×°C); pentru zidărie din cărămizi obișnuite de lut pe mortar de ciment-nisip cu o densitate de 1800 kg/m 3 l kk = 0,7 W/(m×°C).

Să înlocuim toate valorile definite în formula 7 și să calculăm grosimea minimă a izolației din spumă de polistiren:

d ut = (3,60 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23)× 0,041 = 0,1194 m

Rotunjim valoarea rezultată până la cel mai apropiat 0,01 m: d ut = 0,12 m. Efectuăm un calcul de verificare folosind formula 5:

R 0 = (1/a i + d kk /l kk + d ut /l ut + 1/a e)

R 0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 m 2 0 S/W

5. Limitarea temperaturii și a condensului de umezeală pe suprafața interioară a anvelopei clădirii

Δt o, °C, între temperatura aerului interior și temperatura suprafeței interioare a structurii de închidere nu trebuie să depășească valorile standardizate Δtn, °С, stabilit în tabelul 5 și este definit după cum urmează

Δt o = n(t int – t ext)/(R 0 a int) = 1(20+37)/(3,61 x 8,7) = 1,8 0 C i.e. mai mic decât Δt n = 4,0 0 C, determinat din tabelul 5.

Concluzie: t Grosimea izolației din spumă de polistiren într-un perete de cărămidă cu trei straturi este de 120 mm. În același timp, rezistența la transferul de căldură a peretelui exterior R0 = 3,61 m20 S/W, care este mai mare decât rezistența normalizată la transferul de căldură Reg. = 3,60 m 2 0 C/W pe 0,01 m 2 0 O/V. Diferența de temperatură estimată Δt o, °C, între temperatura aerului interior și temperatura suprafeței interioare a structurii de închidere nu depășește valoarea standard Δtn,.

Un exemplu de calcul de inginerie termică a structurilor de închidere translucide

Structurile de închidere translucide (ferestre) sunt selectate conform următoarei metode.

Rezistenta standardizata la transferul de caldura Rreg determinat conform Tabelului 4 din SNiP 23.02.2003 (coloana 6) in functie de gradul-zi a perioadei de incalzire D d. În același timp, tipul de clădire și D d luate ca în exemplul anterior de calcul termic al structurilor de închidere opace la lumină. În cazul nostru D d = 6276 0 C zi, apoi pentru o fereastră de clădire rezidențială R reg = a D d + b = 0,00005 × 6276 + 0,3 = 0,61 m 2 0 C/W.

Selectarea structurilor translucide se realizează în funcție de valoarea rezistenței reduse la transferul de căldură R o r obţinute în urma testelor de certificare sau conform Anexei L din Codul de reguli. Dacă rezistența redusă la transferul de căldură a structurii translucide selectate R o r, mai mare sau egal Rreg, atunci acest design satisface cerințele standardelor.

Concluzie: pentru o cladire rezidentiala in Omsk acceptam ferestre in rame PVC cu geamuri termopan realizat din sticlă cu un strat selectiv dur și umplerea spațiului intersticlă cu argon R o r = 0,65 m 2 0 C/W Mai mult R reg = 0,61 m20 C/W.

LITERATURĂ

1. SNiP 23.02.2003. Protecția termică a clădirilor.
2. SP 23-101-2004. Proiectarea protecției termice.
3. SNiP 23-01-99*. Climatologia constructiilor.
4. SNiP 31.01.2003. Clădiri de locuințe cu mai multe apartamente.
5. SNiP 2.08.02-89 *. Clădiri și structuri publice.

Calculele de inginerie termică fac posibilă determinarea grosimii minime a structurilor de închidere pentru a se asigura că nu există cazuri de supraîncălzire sau îngheț în timpul funcționării structurii.

Elementele structurale de închidere ale clădirilor publice și rezidențiale încălzite, cu excepția cerințelor de stabilitate și rezistență, durabilitate și rezistență la foc, eficiență și proiectare arhitecturală, trebuie să îndeplinească în primul rând standardele de inginerie termică. Elementele de închidere sunt selectate în funcție de soluția de proiectare, de caracteristicile climatologice ale zonei de dezvoltare, proprietăți fizice, condițiile de umiditate și temperatură din clădire, precum și în conformitate cu cerințele de rezistență la transfer de căldură, permeabilitate la aer și permeabilitate la vapori.

Care este rostul calculului?

1. Dacă, atunci când se calculează costul unei clădiri viitoare, se iau în considerare doar caracteristicile de rezistență, atunci, în mod natural, costul va fi mai mic. Cu toate acestea, aceasta este o economie vizibilă: ulterior, se vor cheltui mult mai mulți bani pentru încălzirea camerei.
2. Materialele selectate în mod corespunzător vor crea un microclimat optim în cameră.
3. Atunci când planificați un sistem de încălzire, este necesar și un calcul de inginerie termică. Pentru ca sistemul să fie rentabil și eficient, este necesar să se înțeleagă capacitățile reale ale clădirii.

Cerințe termice

Este important ca structurile exterioare să îndeplinească următoarele cerințe termice:

• Au avut suficiente proprietăți de protecție termică. Cu alte cuvinte, nu ar trebui să fie permis ora de vara supraîncălzirea spațiilor, iar iarna - pierderi excesive de căldură.
• Diferența de temperatură a aerului dintre elementele interne ale gardurilor și spațiilor nu trebuie să fie mai mare decât valoarea standard. În caz contrar, se poate produce o răcire excesivă a corpului uman prin radiația de căldură pe aceste suprafețe și condensarea umidității din fluxul de aer intern de pe structurile înconjurătoare.
• În cazul unei modificări a fluxului de căldură, fluctuațiile de temperatură în interiorul încăperii ar trebui să fie minime. Această proprietate numită rezistență la căldură.
• Este important ca etanșeitatea gardurilor să nu provoace răcirea puternică a spațiilor și să nu afecteze proprietățile termoizolante ale structurilor.
• Gardurile trebuie să aibă condiții normale de umiditate. Deoarece supraumidificarea gardurilor crește pierderea de căldură, provoacă umiditate în cameră și reduce durabilitatea structurilor.

Pentru ca structurile să îndeplinească cerințele de mai sus, se efectuează calcule de inginerie termică, iar rezistența la căldură, permeabilitatea la vapori, permeabilitatea aerului și transferul de umiditate sunt calculate conform cerințelor documentației de reglementare.

Calitati termice

Caracteristicile termice ale elementelor structurale exterioare ale clădirilor depind de:

• Condițiile de umiditate ale elementelor structurale.
• Temperatura structurilor interne, care asigură că nu există condens pe ele.
• Umiditate si temperatura constanta in incinta, atat in anotimpul rece cat si in cel cald.
• Cantitatea de căldură pierdută de o clădire în perioada de iarna timp.

Deci, pe baza tuturor celor de mai sus, calculul termic al structurilor este considerat o etapă importantă în procesul de proiectare a clădirilor și structurilor, atât civile, cât și industriale. Designul începe cu alegerea structurilor - grosimea lor și secvența straturilor.

Probleme de calcul de inginerie termică

Deci, calculul de inginerie termică a elementelor structurale de închidere se realizează cu scopul de a:

1. Conformitatea structurilor cu cerințele moderne de protecție termică a clădirilor și structurilor.
2. Dispoziții pentru spatii interioare microclimat confortabil.
3. Asigurarea protectiei termice optime a gardurilor.

Parametrii de bază pentru calcul

Pentru a determina consumul de căldură pentru încălzire, precum și pentru a face un calcul termic al clădirii, este necesar să se ia în considerare mulți parametri în funcție de următoarele caracteristici:

• Scopul și tipul clădirii.
• Amplasarea geografică a clădirii.
• Orientarea pereților după direcții cardinale.
• Dimensiunile structurilor (volum, suprafață, număr de etaje).
• Tipul și dimensiunile ferestrelor și ușilor.
• Caracteristicile sistemului de incalzire.
• Numărul de persoane din clădire în același timp.
• Materialul pereților, pardoselilor și tavanelor ultimului etaj.
• Disponibilitatea sistemului de alimentare cu apă caldă.
• Tipul sistemelor de ventilație.
• Alte caracteristici de proiectare ale structurii.

Calcul de inginerie termică: program

Până în prezent, au fost dezvoltate multe programe pentru a face acest calcul. De regulă, calculul se efectuează pe baza metodologiei prevăzute în documentația de reglementare și tehnică.

Aceste programe vă permit să calculați următoarele:

• Rezistenta termica.
• Pierderi de căldură prin structuri (tavan, podea, deschideri ale ușilor și ferestrelor și pereților).
• Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat.
• Selecție de radiatoare secționale (bimetalice, fontă, aluminiu).
• Selecția radiatoarelor cu panou din oțel.

Calcul de inginerie termică: exemplu de calcul pentru pereții exteriori

Pentru calcul, este necesar să se determine următorii parametri de bază:

• t in = 20°C este temperatura fluxului de aer din interiorul clădirii, care este luată pentru a calcula gardurile pe baza valorilor minime ale celui mai mare temperatura optima clădirea și structura relevante. Este acceptat în conformitate cu GOST 30494-96.

• În conformitate cu cerințele GOST 30494-96, umiditatea din cameră ar trebui să fie de 60%, ca urmare, camera va fi asigurată cu condiții normale de umiditate.
• În conformitate cu Anexa B din SNiP 23/02/2003, zona de umiditate este uscată, ceea ce înseamnă că condițiile de funcționare pentru garduri sunt A.
• t n = -34 °C este temperatura fluxului de aer exterior în timpul iernii, care este acceptată conform SNiP pe baza celei mai reci perioade de cinci zile, care are o probabilitate de 0,92.
• Z ot.per = 220 de zile - aceasta este durata perioadei de încălzire, care este acceptată conform SNiP, în timp ce temperatura medie zilnică mediu≤ 8 °C.
• T din.trad. = -5,9 °C este temperatura ambientală (medie) în perioada de încălzire, care este acceptată conform SNiP, cu o temperatură ambientală zilnică ≤ 8 °C.

Datele inițiale

În acest caz, se va efectua un calcul termic al peretelui pentru a determina grosimea optimă a panourilor și materialul termoizolant pentru acestea. Panourile sandwich vor fi folosite ca pereți exteriori (TU 5284-001-48263176-2003).

Condiții confortabile

Să luăm în considerare modul în care se efectuează calculul de inginerie termică a unui perete exterior. În primul rând, ar trebui să calculați rezistența necesară la transferul de căldură, concentrându-vă pe condițiile confortabile și sanitare:

R 0 tr = (n × (t in - t n)): (Δt n × α in), unde

n = 1 este un coeficient care depinde de poziția elementelor structurale exterioare în raport cu aerul exterior. Ar trebui luată conform datelor SNiP 02/23/2003 din Tabelul 6.

Δt n = 4,5 °C este diferența de temperatură standardizată dintre suprafața internă a structurii și aerul interior. Acceptat conform datelor SNiP din tabelul 5.

α in = 8,7 W/m 2 °C este transferul de căldură al structurilor interne de închidere. Datele sunt preluate din tabelul 5, conform SNiP.

Inlocuim datele in formula si obtinem:

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

Condiții de economisire a energiei

Atunci când se efectuează un calcul de inginerie termică a unui perete, pe baza condițiilor de economisire a energiei, este necesar să se calculeze rezistența necesară la transferul de căldură a structurilor. Se determină prin GSOP (perioada de încălzire grad-zi, °C) folosind următoarea formulă:

GSOP = (t în - t din.trans.) × Z din.trans., unde

t in este temperatura fluxului de aer din interiorul clădirii, °C.

Z din bandă iar t din.per. este durata (zile) și temperatura (°C) perioadei având temperatura medie zilnică aer ≤ 8 °C.

Astfel:

GSOP = (20 - (-5,9)) ×220 = 5698.

Pe baza condițiilor de economisire a energiei, determinăm R 0 tr prin interpolare conform SNiP din Tabelul 4:

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

R 0 = 1/ α în + R 1 + 1/ α n, unde

d este grosimea izolației termice, m.

l = 0,042 W/m°C este conductivitatea termică a plăcii de vată minerală.

α n = 23 W/m 2 °C este transferul de căldură al elementelor structurale externe, acceptat conform SNiP.

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

Grosimea izolației

Grosime material termoizolant se determină pe baza faptului că R 0 = R 0 tr, în timp ce R 0 tr este luat în condiții de economisire a energiei, astfel:

2,909 = 0,158 + d/0,042, de unde d = 0,116 m.

Selectam marca de panouri sandwich din catalog cu grosimea optima a materialului termoizolant: DP 120, in timp ce grosimea totala a panoului trebuie sa fie de 120 mm. Calculele de inginerie termică ale clădirii în ansamblu sunt efectuate într-un mod similar.

Necesitatea de a efectua un calcul

Proiectate pe baza calculelor de inginerie termică, efectuate în mod competent, structurile de închidere pot reduce costurile de încălzire, al căror cost crește în mod regulat. În plus, economisirea căldurii este considerată o sarcină importantă de mediu, deoarece este direct legată de reducerea consumului de combustibil, ceea ce duce la reducerea impactului factorilor negativi asupra mediului.

În plus, merită să ne amintim că izolarea termică efectuată necorespunzător poate duce la înfundarea structurilor, ceea ce va duce la formarea mucegaiului pe suprafața pereților. Formarea mucegaiului, la rândul său, va duce la deteriorare decor interior(decojirea tapetului și a vopselei, distrugerea stratului de ipsos). În cazuri deosebit de avansate, poate fi necesară o intervenție radicală.

Foarte des, companiile de construcții se străduiesc să folosească în activitățile lor tehnologii moderne si materiale. Doar un specialist poate înțelege necesitatea utilizării unui anumit material, atât separat, cât și în combinație cu altele. Calculul termotehnic este cel care va ajuta la determinarea cel mai mult solutii optime, care va asigura durabilitatea elementelor structurale și costuri financiare minime.

Crearea unor condiţii confortabile de viaţă sau activitatea muncii este sarcina principală a construcției. O parte semnificativă a teritoriului țării noastre este situată în latitudinile nordice, cu o climă rece. Prin urmare, menținerea unei temperaturi confortabile în clădiri este întotdeauna importantă. Odată cu creșterea tarifelor la energie, reducerea consumului de energie pentru încălzire vine în prim-plan.

Caracteristicile climatice

Alegerea designului peretelui și acoperișului depinde în primul rând de condițiile climatice ale zonei de construcție. Pentru a le determina, trebuie să consultați SP131.13330.2012 „Climatologia clădirii”. Următoarele cantități sunt utilizate în calcule:

• temperatura celei mai reci perioade de cinci zile cu o probabilitate de 0,92 este desemnată Tn;
• temperatura medie, desemnată Thot;
• durata, notată cu ZOT.

Folosind exemplul pentru Murmansk, valorile au următoarele valori:

• Tn=-30 grade;
• Tot=-3,4 grade;
• ZOT=275 zile.

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

Pentru a efectua un calcul de inginerie termică a structurilor de închidere, mai întâi calculați valoarea GSOP (grad-zi a perioadei de încălzire):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
În exemplul nostru, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Indicatori cheie

Pentru alegerea corectă materialele structurilor de închidere, este necesar să se determine ce caracteristici termice ar trebui să aibă. Capacitatea unei substanțe de a conduce căldura se caracterizează prin conductibilitatea sa termică, notată cu litera greacă l (lambda) și măsurată în W/(m x deg.). Capacitatea unei structuri de a reține căldura se caracterizează prin rezistența sa la transferul de căldură R și este egală cu raportul dintre grosime și conductivitate termică: R = d/l.

Dacă structura este formată din mai multe straturi, rezistența este calculată pentru fiecare strat și apoi însumată.

Rezistența la transferul de căldură este principalul indicator al structurii externe. Valoarea sa trebuie să depășească valoarea standard. La efectuarea calculelor de inginerie termică ale anvelopei clădirii, trebuie să stabilim compoziția justificată din punct de vedere economic a pereților și a acoperișului.

Valori de conductivitate termică

Calitatea izolației termice este determinată în primul rând de conductivitatea termică. Fiecare material certificat este supus unor teste de laborator, în urma cărora această valoare este determinată pentru condițiile de funcționare „A” sau „B”. Pentru țara noastră, majoritatea regiunilor corespund condițiilor de funcționare „B”. Când se efectuează calcule de inginerie termică ale anvelopei clădirii, această valoare trebuie utilizată. Valorile conductibilității termice sunt indicate pe etichetă sau în pașaportul material, dar dacă nu sunt disponibile, puteți utiliza valori de referință din Codul de practică. Valori pentru majoritatea materiale populare sunt date mai jos:

• Zidărie din cărămidă obișnuită - 0,81 W (m x grade).
• Cărămidă nisip-var - 0,87 W (m x grade).
• Beton cu gaz și spumă (densitate 800) - 0,37 W (m x grade).
• Lemn specii de conifere- 0,18 W (m x grade).
• Spuma de polistiren extrudat - 0,032 W (m x grade).
• Plăci de vată minerală (densitate 180) - 0,048 W (m x grade).

Valoarea standard a rezistenței la transferul de căldură

Valoarea calculată a rezistenței la transferul de căldură nu trebuie să fie mai mică decât valoarea de bază. Valoarea de bază se determină conform Tabelului 3 SP50.13330.2012 „clădiri”. Tabelul definește coeficienții pentru calcularea valorilor de bază ale rezistenței la transferul de căldură pentru toate structurile și tipurile de clădiri. Continuând calculul de inginerie termică început al structurilor de închidere, un exemplu de calcul poate fi prezentat după cum urmează:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (m x grade/W).
• Rpokr = 0,0005x6435 + 2,2 = 5,41 (m x grade/W).
• Rcherd = 0,00045x6435 + 1,9 = 4,79 (m x grade/W).
• Rokna = 0,00005x6435 + 0,3 = x deg/W).

Calculele de inginerie termică ale structurii exterioare de închidere sunt efectuate pentru toate structurile care închid circuitul „cald” - podeaua de la sol sau tavanul unui subteran tehnic, pereții exteriori (inclusiv ferestre și uși), un înveliș combinat sau tavanul de o mansardă neîncălzită. De asemenea, calculul trebuie efectuat pentru structurile interne dacă diferența de temperatură în încăperile adiacente este mai mare de 8 grade.

Calculul termic al pereților

Majoritatea pereților și tavanelor sunt multistratificate și eterogene în designul lor. Calculul de inginerie termică a structurilor de închidere a unei structuri multistrat este după cum urmează:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
unde n sunt parametrii stratului al n-lea.

Dacă luăm în considerare un perete tencuit cu cărămidă, obținem următorul design:

• strat exterior de ipsos de 3 cm grosime, conductivitate termică 0,93 W (m x grade);
• zidărie din cărămidă solidă de lut 64 cm, conductivitate termică 0,81 W (m x grade);
• stratul interior de ipsos are 3 cm grosime, conductivitate termică 0,93 W (m x grade).

Formula pentru calculul ingineriei termice a structurilor de închidere este următoarea:

R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 0,85 (m x grade/W).

Valoarea obținută este semnificativ mai mică decât valoarea de bază determinată anterior a rezistenței la transferul de căldură a pereților unei clădiri rezidențiale din Murmansk 3,65 (m x grade/W). Peretele nu îndeplinește cerințele de reglementare și necesită izolație. Pentru izolarea peretelui folosim o grosime de 150 mm si o conductivitate termica de 0,048 W (m x grade).

După selectarea unui sistem de izolare, este necesar să se efectueze un calcul de verificare termică a structurilor de închidere. Un exemplu de calcul este dat mai jos:

R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 3,97(m x grade/W).

Valoarea calculată rezultată este mai mare decât valoarea de bază - 3,65 (m x grade/W), peretele izolat îndeplinește cerințele standardelor.

Calculul podelelor și acoperirilor combinate se efectuează în mod similar.

Calcul termic al pardoselilor în contact cu solul

Adesea, în case private sau clădiri publice, acestea sunt efectuate la sol. Rezistența la transferul de căldură a unor astfel de pardoseli nu este standardizată, dar cel puțin designul podelelor nu ar trebui să permită apariția rouei. Calculul structurilor în contact cu solul se efectuează astfel: planșeele sunt împărțite în benzi (zone) de 2 metri lățime, începând de la marginea exterioară. Există până la trei astfel de zone; zona rămasă aparține celei de-a patra zone. Dacă designul podelei nu asigură o izolație eficientă, atunci rezistența la transferul de căldură a zonelor se presupune a fi după cum urmează:

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

Este ușor de observat că, cu cât suprafața podelei este mai departe de peretele exterior, cu atât este mai mare rezistența acesteia la transferul de căldură. Prin urmare, ele sunt adesea limitate la izolarea perimetrului podelei. În acest caz, rezistența la transferul de căldură a structurii izolate se adaugă la rezistența la transferul de căldură a zonei.
Calculul rezistenței de transfer de căldură a pardoselii trebuie inclus în calculul general de inginerie termică a structurilor de închidere. Vom lua în considerare un exemplu de calculare a etajelor la sol de mai jos. Să luăm o suprafață de 10 x 10 egală cu 100 de metri pătrați.

• Suprafața zonei 1 va fi de 64 de metri pătrați.
• Suprafața zonei 2 va fi de 32 de metri pătrați.
• Suprafața zonei 3 va fi de 4 metri pătrați.

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

După ce am izolat perimetrul podelei cu o placă de polistiren expandat de 5 cm grosime, o bandă de 1 metru lățime, obținem valoarea medie a rezistenței la transferul de căldură:

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

Este important să rețineți că într-un mod similar se calculează nu numai etajele, ci și structurile pereților în contact cu solul (pereții unei podele încastrate, subsol cald).

Calculul termic al ușilor

Valoarea de bază a rezistenței la transferul de căldură este calculată ușor diferit ușile de intrare. Pentru a o calcula, mai întâi va trebui să calculați rezistența la transferul de căldură a peretelui în funcție de criteriul sanitar și igienic (fără rouă):
Rst = (Tv - Tn)/(DTn x av).

Aici DTn este diferența de temperatură dintre suprafața interioară a peretelui și temperatura aerului din încăpere, determinată conform Codului de Reguli și pentru locuințe este de 4,0.
ab este coeficientul de transfer termic al suprafeței interioare a peretelui, conform SP este 8,7.
Valoarea de bază a ușilor este luată egală cu 0,6xРst.

Pentru proiectarea ușii selectate, este necesar să se efectueze un calcul termic de verificare a structurilor de închidere. Un exemplu de calcul al unei uși de intrare:

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

Această valoare calculată va corespunde unei uși izolate cu o placă de vată minerală cu grosimea de 5 cm Rezistenta ei la transfer termic va fi R=0,05 / 0,048=1,04 (m x grade/W), care este mai mare decât cea calculată.

Cerințe cuprinzătoare

Calculele pereților, podelelor sau acoperirilor sunt efectuate pentru a verifica cerințele element cu element ale standardelor. Setul de reguli stabilește, de asemenea, o cerință cuprinzătoare care caracterizează calitatea izolației tuturor structurilor de închidere în ansamblu. Această valoare se numește „caracteristică specifică de protecție termică”. Nici un singur calcul de inginerie termică a structurilor de închidere nu poate fi făcut fără a-l verifica. Un exemplu de calcul pentru o asociere în participație este prezentat mai jos.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, care este mai mică decât valoarea normalizată de 0,52. ÎN în acest caz, aria și volumul sunt presupuse pentru o casă cu dimensiunile de 10 x 10 x 2,5 m. Rezistențele la transfer de căldură sunt egale cu valorile de bază.

Valoarea normalizată se determină în conformitate cu SP în funcție de volumul încălzit al casei.

Pe lângă cerința complexă, pentru întocmirea unui pașaport energetic, se efectuează și un calcul termic al structurilor de închidere, în anexa la SP50.13330.2012 este dat un exemplu de pregătire a unui pașaport;

Coeficient de uniformitate

Toate calculele de mai sus sunt aplicabile pentru structuri omogene. Ceea ce în practică este destul de rar. Pentru a lua în considerare neomogenitățile care reduc rezistența la transferul de căldură, se introduce un factor de corecție pentru omogenitatea termică - r -. Se ține cont de modificarea rezistenței la transferul de căldură introdusă de fereastră și uşile, colțurile exterioare, incluziuni eterogene (de exemplu, buiandrugi, grinzi, curele de armare) etc.

Calculul acestui coeficient este destul de complicat, astfel încât într-o formă simplificată puteți utiliza valori aproximative din literatura de referință. De exemplu, pentru cărămidă - 0,9, panouri cu trei straturi - 0,7.

Izolație eficientă

Atunci când alegeți un sistem de izolare a locuinței, este ușor de observat că este aproape imposibil să îndepliniți cerințele moderne de protecție termică fără a utiliza o izolație eficientă. Deci, dacă utilizați cărămizi tradiționale de lut, veți avea nevoie de zidărie grosime de câțiva metri, ceea ce nu este fezabil din punct de vedere economic. În același timp, conductibilitatea termică scăzută a izolației moderne pe bază de spumă de polistiren sau vată de piatră vă permite să vă limitați la grosimi de 10-20 cm.

De exemplu, pentru a obține o valoare de bază a rezistenței la transferul de căldură de 3,65 (m x grade/W), veți avea nevoie de:

• zid de caramida grosime 3 m;
• zidarie din blocuri de beton spumos 1,4 m;
• izolatie vata minerala 0,18 m.