Å skape komfortable forhold for å bo eller arbeide er hovedoppgaven for konstruksjon. En betydelig del av territoriet til landet vårt ligger i nordlige breddegrader med kaldt klima. Derfor er det alltid viktig å opprettholde en behagelig temperatur i bygninger. Med veksten av energitariffer kommer reduksjonen av energiforbruket til oppvarming i forgrunnen.
Klimatiske egenskaper
Valget av vegg- og takkonstruksjon avhenger først og fremst av de klimatiske forholdene i byggeområdet. For å bestemme dem, er det nødvendig å referere til SP131.13330.2012 "Konstruksjonsklimatologi". Følgende mengder er brukt i beregningene:
- temperaturen i den kaldeste femdagersperioden med en sikkerhet på 0,92, angitt med Tn;
- gjennomsnittstemperatur, angitt med Tot;
- varighet, angitt med ZOT.
På eksemplet for Murmansk har verdiene følgende verdier:
- Тн=-30 grader;
- Tot=-3,4 grader;
- ZOT=275 dager.
I tillegg er det nødvendig å stille inn designtemperaturen inne i rom-TVen, den bestemmes i samsvar med GOST 30494-2011. For bolig kan du ta TV=20 grader
For å utføre en varmeteknisk beregning av omsluttende konstruksjoner, forhåndsberegn verdien av GSOP (graddagen for oppvarmingsperioden):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. I vårt eksempel er GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Nøkkelindikatorer
For riktig valg av bygningskonvoluttmaterialer er det nødvendig å bestemme hvilke termiske egenskaper de skal ha. Et stoffs evne til å lede varme er preget av dets varmeledningsevne, betegnet med den greske bokstaven l (lambda) og måles i W / (m x grader). En strukturs evne til å holde på varmen er karakterisert ved dens motstand mot varmeoverføring R og er lik forholdet mellom tykkelse og termisk ledningsevne: R=d/l.
Hvis strukturen består av flere lag, beregnes motstanden for hvert lag og summeres deretter.
Varmeoverføringsmotstand er hovedindikatoren for utendørs konstruksjon. Verdien må overstige standardverdien. Når vi utfører en varmeteknisk beregning av klimaskjermen, må vi bestemme den økonomisk forsvarlige sammensetningen av vegger og tak.
Vermeledningsevneverdier
Isolasjonskvalitetbestemmes først og fremst av termisk ledningsevne. Hvert sertifisert materiale gjennomgår laboratorietester, som et resultat av at denne verdien bestemmes for driftsforholdene "A" eller "B". For vårt land tilsvarer de fleste regioner driftsbetingelsene "B". Når du utfører en varmeteknisk beregning av de omsluttende strukturene til et hus, bør denne verdien brukes. Verdiene for termisk ledningsevne er angitt på etiketten eller i materiellpasset, men hvis de ikke er tilgjengelige, kan du bruke referanseverdiene fra anbefalingen. Verdiene for de mest populære materialene er oppført nedenfor:
- Vanlig murverk - 0,81 W(m x grader).
- Silikat murverk - 0,87 W(m x grader).
- Gass og skumbetong (densitet 800) - 0,37 W(m x grader).
- Myndtre - 0,18 W(m x grader).
- Ekstrudert Styrofoam - 0,032 W(m x grader).
- Mineralullplater (densitet 180) - 0,048 W(m x grader).
Vanlig verdi for varmeoverføringsmotstand
Den beregnede verdien av varmeoverføringsmotstanden skal ikke være mindre enn grunnverdien. Grunnverdien er fastsatt i henhold til Tabell 3 SP50.13330.2012 "Termisk beskyttelse av bygninger". Tabellen definerer koeffisientene for å beregne de grunnleggende verdiene for varmeoverføringsmotstand for alle omsluttende strukturer og typer bygninger. Fortsetter den påbegynte termotekniske beregningen av omsluttende konstruksjoner, kan et beregningseksempel presenteres som følger:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x grader/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x grader/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x grader/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x grader/W).
Termoteknisk beregning av utvendig omsluttende konstruksjon utføres for alle konstruksjoner som lukker den "varme" konturen - gulvet på bakken eller gulvet i den tekniske undergrunnen, ytterveggene (inkludert vinduer og dører), den kombinerte dekke eller gulvet på det uoppvarmede loftet. Beregningen må også utføres for interne strukturer, hvis temperaturforskjellen i tilstøtende rom er mer enn 8 grader.
Termoteknisk beregning av vegger
De fleste vegger og tak er flerlags og heterogene i utformingen. Termisk ingeniørberegning av omsluttende strukturer av en flerlagsstruktur er som følger:
Vurderer vi en murpusset vegg, får vi følgende konstruksjon:
- ytre lag av gips 3 cm tykt, varmeledningsevne 0,93 W(m x grader);
- solid leire murstein 64 cm, varmeledningsevne 0,81 W(m x grader);
- Indre lag av gips 3 cm tykt, varmeledningsevne 0,93 W(m x grader).
Formelen for termisk beregning av omsluttende konstruksjoner er som følger:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85(m x grader/W).
Den resulterende verdien er betydelig mindre enn den tidligere bestemte basisresistansverdienvarmeoverføring av veggene i et bolighus i Murmansk 3, 65 (m x grader / W). Veggen oppfyller ikke forskriftskravene og må isoleres. Til veggisolering bruker vi mineralullplater med en tykkelse på 150 mm og en varmeledningsevne på 0,048 W (m x grader).
Etter å ha valgt isolasjonssystem, er det nødvendig å utføre en verifikasjon termoteknisk beregning av omsluttende konstruksjoner. Et eksempel på beregning er vist nedenfor:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97(m x grader/W).
Den beregnede verdien som oppnås er større enn grunnverdien - 3,65 (m x grader / W), den isolerte veggen oppfyller kravene i standardene.
Beregning av overlappinger og kombinerte belegg utføres på samme måte.
Varmeteknisk beregning av gulv i kontakt med bakken
Ofte i private hus eller offentlige bygninger er gulvene i de første etasjene laget på bakken. Motstanden mot varmeoverføring av slike gulv er ikke standardisert, men i det minste må utformingen av gulvene ikke tillate dugg å falle ut. Beregningen av strukturer i kontakt med bakken utføres som følger: Gulvene er delt inn i strimler (soner) 2 meter brede, med start fra den ytre grensen. Inntil tre slike soner er tildelt, det resterende arealet tilhører den fjerde sonen. Hvis gulvdesignet ikke gir effektiv isolasjon, tas varmeoverføringsmotstanden til sonene som følger:
- 1 sone – 2, 1 (m x grader/W);
- 2 sone – 4, 3 (m x grader/W);
- 3 sone – 8, 6 (m x grader/W);
- 4 sone – 14, 3 (m x grader/W).
Det er lett å se at jo lenger gulvet er fra ytterveggen, desto høyere motstand mot varmeoverføring. Derfor er de ofte begrenset til å varme gulvets omkrets. Samtidig legges varmeoverføringsmotstanden til den isolerte strukturen til varmeoverføringsmotstanden til sonen. Et eksempel på beregning av gulv på bakken vil bli vurdert nedenfor. La oss ta gulvarealet 10 x 10, lik 100 kvadratmeter.
- Arealet til 1 sone vil være 64 kvadratmeter.
- Arealet til Sone 2 vil være 32 kvadratmeter.
- Arealet til Sone 3 vil være 4 kvadratmeter.
Gjennomsnittlig gulvvarmeoverføringsmotstand på bakken:Rgulv=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x grader/ ti).
Etter å ha fullført isoleringen av gulvomkretsen med en polystyrenskumplate 5 cm tykk, en stripe 1 meter bred, får vi gjennomsnittsverdien for varmeoverføringsmotstand:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x grader/W).
Det er viktig å merke seg at ikke bare gulv beregnes på denne måten, men også veggkonstruksjoner i kontakt med bakken (vegger i nedfelt gulv, varm kjeller).
Termoteknisk beregning av dører
Grunnverdien til varmeoverføringsmotstanden til inngangsdører beregnes noe annerledes. For å beregne det, må du først beregne varmeoverføringsmotstanden til veggen i henhold til det sanitære og hygieniske kriteriet (ikke-nedfall)dugg): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Here ДТн - temperaturforskjellen mellom veggens indre overflate og lufttemperaturen i rommet, bestemmes i henhold til regelverket og for bolig er 4,0.
av - varmeoverføringen koeffisienten til den indre overflaten av veggen, ifølge joint venture er 8, 7. Dørenes basisverdi er tatt lik 0, 6xRst.
For valgt dørdesign er det påkrevd å utføre en verifikasjon termoteknisk beregning av omsluttende konstruksjoner. Eksempel på beregning av inngangsdør:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x grader/W).
Denne designverdien vil tilsvare en dør isolert med en mineralullplate 5 cm tykk.
Komplekse krav
Beregninger av vegger, gulv eller belegg utføres for å kontrollere forskriftens element-for-element-krav. Regelsettet etablerer også et komplett krav som karakteriserer isolasjonskvaliteten til alle omsluttende konstruksjoner som helhet. Denne verdien kalles "spesifikk varmeskjermingskarakteristikk". Ikke en eneste termoteknisk beregning av omsluttende strukturer kan klare seg uten verifiseringen. Et eksempel på en JV-beregning er vist nedenfor.
| Designnavn | Square | R | A/R |
| Vegger | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Covering | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Kjellertak | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Dører | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Amount | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, som er mindre enn den normaliserte verdien på 0,52. I dette tilfellet tas arealet og volumet for et hus som måler 10 x 10 x 2,5 m. Varmeoverføring motstandene er lik grunnverdiene.
Den normaliserte verdien bestemmes i samsvar med fellesforetaket, avhengig av husets oppvarmede volum.
I tillegg til det komplekse kravet, for å lage et energipass, utfører de også en varmeteknisk beregning av omsluttende konstruksjoner, et eksempel på et pass er gitt i vedlegget til SP50.13330.2012.
Uniformitetskoeffisient
Alle beregningene ovenfor gjelder for homogene strukturer. Noe som er ganske sjeldent i praksis. For å ta hensyn til inhomogeniteter som reduserer motstanden mot varmeoverføring, innføres en korreksjonsfaktor for termisk jevnhet, r. Den tar hensyn til endringen i varmeoverføringsmotstanden som introduseres av vindus- og døråpninger, utvendige hjørner, inhomogene inneslutninger (for eksempel overliggere, bjelker, forsterkende belter), kuldebroer osv.
Beregningen av denne koeffisienten er ganske komplisert, så i en forenklet form kan du bruke omtrentlige verdier fra referanselitteraturen. For eksempel, for murverk - 0,9, trelagspaneler - 0,7.
Effektiv isolasjon
Når du velger et isolasjonssystem for hjemmet, er det enkelt å forsikre seg om at det er nesten umulig å oppfylle moderne krav til termisk beskyttelse uten bruk av effektiv isolasjon. Så hvis du bruker en tradisjonell leirstein, trenger du flere meter tykke murverk, noe som ikke er økonomisk gjennomførbart. Samtidig lar den lave varmeledningsevnen til moderne isolasjon basert på ekspandert polystyren eller steinull deg begrense deg til tykkelser på 10-20 cm.
For å oppnå en basisvarmeoverføringsmotstandsverdi på 3,65 (m x grader/W), trenger du for eksempel:
- 3m tykk murvegg;
- legging av skumbetongblokker 1, 4 m;
- mineralullisolasjon 0,18 m.
