Att skapa bekväma förhållanden för att bo eller arbeta är byggandets primära uppgift. En betydande del av vårt lands territorium ligger på nordliga breddgrader med kallt klimat. Därför är det alltid viktigt att hålla en behaglig temperatur i byggnader. Med ökningen av energitarifferna kommer minskningen av energiförbrukningen för uppvärmning i förgrunden.
Klimategenskaper
Valet av vägg- och takkonstruktion beror i första hand på de klimatiska förhållandena i byggområdet. För att bestämma dem är det nödvändigt att hänvisa till SP131.13330.2012 "Konstruktionsklimatologi". Följande kvantiteter används i beräkningarna:
- temperaturen för den kallaste femdagarsperioden med en säkerhet på 0,92, betecknad med Tn;
- medeltemperatur, betecknad med Tot;
- duration, betecknad med ZOT.
I exemplet för Murmansk har värdena följande värden:
- Тн=-30 grader;
- Tot=-3,4 grader;
- ZOT=275 dagar.
Dessutom är det nödvändigt att ställa in designtemperaturen inuti rums-TV:n, den bestäms i enlighet med GOST 30494-2011. För bostad kan du ta TV=20 grader
För att utföra en värmeteknisk beräkning av omslutande strukturer, förberäkna värdet på GSOP (grad-dag för uppvärmningsperioden):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. I vårt exempel är GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Nyckelindikatorer
För rätt val av byggnadsskalsmaterial är det nödvändigt att bestämma vilka termiska egenskaper de ska ha. Ett ämnes förmåga att leda värme kännetecknas av dess värmeledningsförmåga, betecknad med den grekiska bokstaven l (lambda) och mäts i W / (m x grader). En strukturs förmåga att behålla värme kännetecknas av dess motstånd mot värmeöverföring R och är lika med förhållandet mellan tjocklek och värmeledningsförmåga: R=d/l.
Om strukturen består av flera lager beräknas resistansen för varje lager och summeras sedan.
Värmeöverföringsmotstånd är huvudindikatorn för utomhuskonstruktion. Dess värde måste överstiga standardvärdet. När vi utför en värmeteknisk beräkning av byggnadens klimatskal måste vi fastställa den ekonomiskt motiverade sammansättningen av väggar och tak.
Värmeledningsförmåga
Isoleringskvalitetbestäms främst av värmeledningsförmåga. Varje certifierat material genomgår laboratorietester, som ett resultat av vilket detta värde bestäms för driftsförhållandena "A" eller "B". För vårt land motsvarar de flesta regioner driftsvillkoren "B". När du utför en värmeteknisk beräkning av de omslutande strukturerna i ett hus, bör detta värde användas. Värdena för värmeledningsförmåga anges på etiketten eller i materialpasset, men om de inte är tillgängliga kan du använda referensvärdena från uppförandekoden. Värdena för de mest populära materialen listas nedan:
- Vanligt murverk - 0,81 W(m x grader).
- Silikat tegel murverk - 0,87 W(m x grader).
- Gas och skumbetong (densitet 800) - 0,37 W(m x grader).
- Mårträ - 0,18 W(m x grader).
- Extruderad frigolit - 0,032 W(m x grader).
- Mineralullsskivor (densitet 180) - 0,048 W(m x grader).
Värmeöverföringsmotståndets regelbundna värde
Det beräknade värdet för värmeöverföringsmotståndet bör inte vara mindre än basvärdet. Basvärdet bestäms enligt Tabell 3 SP50.13330.2012 "Termiskt skydd av byggnader". Tabellen definierar koefficienterna för beräkning av grundvärdena för värmeöverföringsmotstånd för alla omslutande strukturer och typer av byggnader. I fortsättningen av den påbörjade termotekniska beräkningen av omslutande konstruktioner kan ett beräkningsexempel presenteras enligt följande:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x grader/V).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x grader/V).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x grader/V).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x grader/V).
Termoteknisk beräkning av den yttre omslutande konstruktionen utförs för alla konstruktioner som sluter den "varma" konturen - golvet på marken eller golvet i den tekniska underjorden, ytterväggarna (inklusive fönster och dörrar), den kombinerade täcka eller golvet på den ouppvärmda vinden. Dessutom måste beräkningen utföras för interna strukturer, om temperaturskillnaden i angränsande rum är mer än 8 grader.
Termoteknisk beräkning av väggar
De flesta väggar och tak är flerskiktiga och heterogena i sin design. Termisk teknisk beräkning av omslutande strukturer av en flerskiktsstruktur är som följer:
Om vi överväger en tegelputsad vägg får vi följande konstruktion:
- yttre lager av gips 3 cm tjockt, värmeledningsförmåga 0,93 W(m x grader);
- massiv lertegel murverk 64 cm, värmeledningsförmåga 0,81 W(m x grader);
- Innerskikt av gips 3 cm tjockt, värmeledningsförmåga 0,93 W(m x grader).
Formeln för termisk beräkning av omslutande strukturer är följande:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85(m x grader/V).
Det resulterande värdet är betydligt mindre än det tidigare fastställda basresistansvärdetvärmeöverföring av väggarna i ett bostadshus i Murmansk 3, 65 (m x grader / W). Väggen uppfyller inte myndighetskraven och behöver isoleras. För väggisolering använder vi mineralullsskivor med en tjocklek på 150 mm och en värmeledningsförmåga på 0,048 W (m x grader).
Efter att ha v alt isoleringssystem är det nödvändigt att utföra en verifiering av termoteknisk beräkning av de omslutande strukturerna. Ett exempel på beräkning visas nedan:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97(m x grader/V).
Det beräknade värdet som erhålls är större än basvärdet - 3,65 (m x grader / W), den isolerade väggen uppfyller kraven i standarderna.
Beräkning av överlappningar och kombinerade beläggningar utförs på liknande sätt.
Värmeteknisk beräkning av golv i kontakt med marken
Ofta i privata hus eller offentliga byggnader är golven på de första våningarna gjorda på marken. Motståndet mot värmeöverföring hos sådana golv är inte standardiserat, men som ett minimum får golvens utformning inte tillåta att dagg faller ut. Beräkningen av strukturer i kontakt med marken utförs enligt följande: golven är uppdelade i remsor (zoner) 2 meter breda, med början från den yttre gränsen. Upp till tre sådana zoner tilldelas, det återstående området tillhör den fjärde zonen. Om golvdesignen inte ger effektiv isolering, tas värmeöverföringsmotståndet för zonerna enligt följande:
- 1 zon – 2, 1 (m x grader/V);
- 2 zon – 4, 3 (m x grader/V);
- 3 zon – 8, 6 (m x grader/V);
- 4 zon – 14, 3 (m x grader/V).
Det är lätt att se att ju längre golvet är från ytterväggen, desto högre motståndskraft mot värmeöverföring. Därför är de ofta begränsade till att värma golvets omkrets. Samtidigt läggs värmeöverföringsmotståndet hos den isolerade strukturen till värmeöverföringsmotståndet i zonen. Ett exempel på beräkning av golv på marken kommer att övervägas nedan. Låt oss ta golvytan 10 x 10, lika med 100 kvadratmeter.
- Ytan för 1 zon kommer att vara 64 kvadratmeter.
- Ytan för Zon 2 kommer att vara 32 kvadratmeter.
- Ytan för Zon 3 kommer att vara 4 kvadratmeter.
Genomsnittligt motstånd för golvvärmeöverföring på marken:Rfloor=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x grader/ ti).
Efter att ha slutfört isoleringen av golvets omkrets med en polystyrenskumplatta 5 cm tjock, en remsa 1 meter bred, får vi medelvärdet för värmeöverföringsmotstånd:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x grader/V).
Det är viktigt att notera att inte bara golv beräknas på detta sätt, utan även väggkonstruktioner i kontakt med marken (väggar i ett försänkt golv, varm källare).
Termoteknisk beräkning av dörrar
Basvärdet för värmeöverföringsmotståndet för entrédörrar beräknas något annorlunda. För att beräkna det måste du först beräkna väggens värmeöverföringsmotstånd enligt det sanitära och hygieniska kriteriet (icke-nedfall)dagg): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Here ДТн - temperaturskillnaden mellan väggens inre yta och lufttemperaturen i rummet, bestäms enligt reglerna och för bostäder är 4,0.
av - värmeöverföringen koefficienten för väggens inre yta, enligt samriskföretaget, är 8, 7. Basvärdet för dörrarna tas lika med 0, 6xRst.
För den valda dörrdesignen krävs att en verifiering termoteknisk beräkning av omslutande konstruktioner utförs. Exempel på beräkning av entrédörr:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x grader/V).
Detta designvärde kommer att motsvara en dörr som är isolerad med en mineralullsskiva 5 cm tjock.
Komplexa krav
Beräkningar av väggar, golv eller beläggningar görs för att kontrollera bestämmelsernas krav för element för element. Regelverket fastställer också ett komplett krav som kännetecknar isoleringskvaliteten för alla omslutande konstruktioner som helhet. Detta värde kallas "specifik värmeavskärmande egenskap". Inte en enda termoteknisk beräkning av omslutande strukturer klarar sig utan dess verifiering. Ett exempel på en JV-beräkning visas nedan.
| Designnamn | Square | R | A/R |
| Walls | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Covering | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Källartak | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Dörrar | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Amount | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, vilket är mindre än det normaliserade värdet på 0,52. I det här fallet tas arean och volymen för ett hus som mäter 10 x 10 x 2,5 m. Värmeöverföring motstånd är lika med basvärdena.
Det normaliserade värdet bestäms i enlighet med samriskföretaget, beroende på husets uppvärmda volym.
Förutom det komplexa kravet, att upprätta ett energipass, utför de även en värmeteknisk beräkning av omslutande strukturer, ett exempel på ett pass ges i bilagan till SP50.13330.2012.
Uniformitetskoefficient
Alla ovanstående beräkningar är tillämpliga för homogena strukturer. Vilket är ganska ovanligt i praktiken. För att ta hänsyn till inhomogeniteter som minskar motståndet mot värmeöverföring, införs en korrektionsfaktor för termisk enhetlighet, r. Den tar hänsyn till förändringen i värmeöverföringsmotståndet som införs av fönster- och dörröppningar, yttre hörn, inhomogena inneslutningar (till exempel överliggare, balkar, förstärkningsbälten), köldbryggor, etc.
Beräkningen av denna koefficient är ganska komplicerad, så i en förenklad form kan du använda ungefärliga värden från referenslitteraturen. Till exempel, för murverk - 0,9, treskiktspaneler - 0,7.
Effektiv isolering
När du väljer ett isoleringssystem för hem är det lätt att se till att det är nästan omöjligt att uppfylla moderna krav på värmeskydd utan att använda effektiv isolering. Så om du använder en traditionell lertegel behöver du murverk flera meter tjockt, vilket inte är ekonomiskt genomförbart. Samtidigt tillåter den låga värmeledningsförmågan hos modern isolering baserad på expanderad polystyren eller stenull dig att begränsa dig till tjocklekar på 10-20 cm.
För att till exempel uppnå ett basvärde för värmeöverföringsresistans på 3,65 (m x grader/W), behöver du:
- 3 m tjock tegelvägg;
- läggning av skumbetongblock 1, 4 m;
- mineralullsisolering 0,18 m.
