Теплотехнический расчет наружной стены онлайн – ТеРеМОК online — Теплотехнический расчёт многослойных ограждающих конструкций — Дмитрий Чигинский

Делаем теплотехнический расчет наружной стены и точки росы

При строительстве кроме прочностных характеристик возводимого сооружения обязательно учитывается еще один фактор: энергосбережение. Все действия при проектировании, направленные на обеспечение необходимых норм тепловой защиты, называются теплотехническим расчетом наружной стены.

Нормативы для этой цели берутся из СНиП: в правилах указаны все требования к материалам и конструкциям, в том числе и к тепловым характеристикам.

В чем смысл расчета

1. Если при подсчете стоимости будущего сооружения учитывать только прочностные характеристики, цена, разумеется, окажется ниже. Но это лишь видимая экономия: впоследствии гораздо больше средств уйдет на обогрев помещений.

2. Кроме теплосбережения правильно подобранные материалы обеспечат также оптимальный микроклимат в доме. Даже самый качественный материал в зависимости от паропроницаемости может быть использован либо на фасаде, либо в интерьере.

Неправильное применение приведет к образованию конденсата, сырости, механическому разрушению и появлению грибка. Все это плохо скажется как на долговечности сооружения, так и на здоровье его обитателей. А спасаться придется опять же лишними затратами: на обогрев, на установку дополнительных систем вентиляции, кондиционирования, на преждевременный косметический ремонт.

3. Теплотехнический расчет стены необходим при планировке системы отопления дома: для того, чтобы система была эффективной и рентабельной, нужно знать реальные возможности самого здания.

Таким образом, правильный теплотехнический расчет наружных стен необходим при возведении любого сооружения, и в первую очередь жилого. Он осуществляется в соответствии со всеми требованиями СНиП и с учетом технических характеристик строительных материалов. Произвести его вручную, даже имея на руках все необходимые формулы, крайне сложно.

Но для этого в каждой компании есть специалисты, а в сети интернет – он-лайн калькуляторы. С помощью калькулятора осуществить это энергоемкое дело можно с высокой точностью и практически без затрат времени. Лучшим онлайн-калькулятором, выполняющим теплотехнический расчет наружной стены является smartcalc.ru.

Только не забывайте проводить проверку на точку росы — она никогда не должна оказываться в несущей конструкции (кирпич, газосиликат и т.д.). Идеальный вариант — если ее вообще не будет (необходимо применять пористый утеплитель — минвата), немного хуже если она будет в утеплителе (как на фото выше).

fasadra.ru

специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры

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

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

Содержание статьи:

Цель теплотехнического расчета

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

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

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

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

Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:

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

Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой. На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.

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

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры. Зависят они от ряда характеристик:

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

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

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

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

Формулы для производства расчета

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

Потери через ограждающие конструкции

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

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

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

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

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

Здесь:

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

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

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

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

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность.

Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас». Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

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

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

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

Потери через вентиляцию дома

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

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

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

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

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

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать устройство вентиляции с рекуператором.

Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99.

Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

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

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

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

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

Теплопотери через стены

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

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

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

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

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

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

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

Определение потерь через вентиляцию

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

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

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

Если Кв = 1:

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

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

Пример теплотехнического расчета №2

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

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

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

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

Потери тепла через стену:

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

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

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

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

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

Пример теплотехнического расчета №3

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

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

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

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

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

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

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

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

Профессионалы рекомендуют обязательно делать теплорасчет как на стадии строительства, так и при замене отопления.

Пример теплорасчета №4

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

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

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

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

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

Rтр=a х ГСОП+b

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

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

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

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

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

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

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

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

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

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

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

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

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение теплотехнического расчета при помощи онлайн-калькулятора:

Правильный теплотехнический расчет:

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

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

sovet-ingenera.com

Теплотехнический расчет – пример онлайн

На данной странице представлен пример теплотехнического расчета для наружной стены. В приведённом примере за основу взята наружная ограждающая стена военной казармы. Объект расположен в Ленинградской области. Данное здание попадает под программу реконструкции, проектная документация прошла экспертизу. В низу представлена ссылка по которой можно скачать данный расчет в Word.

Теплотехнический расчет – пример онлайн

Теплотехнический расчет – пример онлайн

Теплотехнический расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

1. СНиП 23–02–2003 “Тепловая защита зданий”
2. СНиП 23–01–99 “Строительная климатология”
3. СП 23–101–2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”

Исходные данные:

 

 

 

Район строительства: Ленинградская обл., Гатчинский район

Относительная влажность воздуха: φint= 55%
Тип здания или помещения: Жилые, лечебно–профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития
Вид ограждающей конструкции: Наружные стены
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: tint=20 °C

Теплотехнический расчет пример

Расчет:

Теплотехнический расчет  пример

Согласно таблицы 1 СНиП 23–02–2003 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20 °C и относительной влажности воздуха φ_int= 55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим требуемое сопротивление теплопередаче R_req исходя из санитарно–гигиенических условий (п. 5.1 б) СНиП 23–02–2003 согласно формуле:

R_req=n(t_int–t_ext)/(Δt_n·α_int)

где t_int

–расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °C

t_int=20 °C

t_ext–расчетная средняя температура наружного воздуха, °C принимаемая согласно таблицы 1 СНиП 23–01–99

t_ext=  –26 °C  для населенного пункта – Санкт–Петербург

n– коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 СНиП 23–02–2003;

n= 1 – согласно п.1 таблицы 6 СНиП 23–02–2003 для наружных стен

α_int– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23–02–2003;

α_int=8,7 Вт/(м·°С) согласно п.1 таблицы 7 СНиП 23–02–2003″

Δt_n– нормативный температурный перепад, °C принимаемый согласно таблицы 5 СНиП 23–02–2003;

Δt_n= 4,0 °C согласно п.1 таблицы 5 СНиП 23–02–2003

Тогда

R_req=1*(20–(–26))/(4,0·8,7)=1,32 м

2°С/Вт

Определим требуемое приведенное сопротивление теплопередаче Rreq исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п. 5.1 а) СНиП 23–02–2003) согласно формуле:

R_req=aD_d+b

где а и b– коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 4 СНиП 23–02–2003 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида– наружные стены и типа здания –жилые а=0,00035; b=1,4

Определим градусо–сутки отопительного периода D_b, ⁰С·сут по формуле (2) СНиП 23–02–2003

D_b=(t_int–t_ht)z_ht

где t_int–расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °C

t_int=20 °C

t_ht–средняя температура наружного воздуха, °C принимаемые по таблице 1 СНиП 23–01–99. для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания – школы

t_ht=–1,8 °С

z_ht–продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СНиП 23–01–99. для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания – жилые

z_ht=220 сут.

Тогда

D_b=(20–(–1,8))*220=4796,0 °С·сут

По формуле (1) СНиП 23–02–2003 определяем требуемое сопротивление теплопередачи R_req (м²·°С/Вт).

Тогда                                           R_req=0,00035·4796,0+1,4=3,079 м²°С/Вт

К расчету принято большее из требуемых сопротивлений теплопередаче, равное 3,079 м²·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Санкт–Петербург относится к зоне влажности – влажной, при этом влажностный режим помещения – нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СНиП 23–02–2003 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Стена выполнена кладкой из силикатного кирпича (ГОСТ 379) на ц.–п. р–ре, толщина δ₁=600 мм, коэффициент теплопроводности λ_Б1=0,87 Вт/(м°С).

Условное сопротивление теплопередаче R₀, (м2°С/Вт) определим по формуле 8 СП 23–101–2004:

R₀=1/α_int+δ_n/λ_n+1/α_ext

где α_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23–02–2003

α_int=8.7 Вт/(м²°С)

α_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 8 СП 23–101–2004

α_ext=23 Вт/(м²°С) –согласно п.1 таблицы 8 СП 23–101–2004 для наружных стен.

R₀=1/8,7+0,6/0,87+1/23

R₀=0,85 м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀

^r, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23–101–2004:

R₀^r=R₀ ·r

r–коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений

r=0,95

Тогда                                 R₀^r=0,85·0,95 =0,8 м²·°С/Вт

Вывод:                             R₀^r=0,8 м²·°С/Вт ≤ R_req=3,079 м²°С/Вт

Величина приведённого сопротивления теплопередаче меньше требуемого следовательно представленная ограждающая конструкция не соответствует требованиям по теплопередаче. Необходимо выполнить утепление наружных стен.

Теплотехнический расчет с примером скачать в worde можно здесь

Теплотехнический расчет пример

www.lennevaproekt.ru

Как сделать теплотехнический расчет стены индивидуального дома

Сегодня мы рассмотрим как провести теплотехнический расчет наружной стены.

Первым делом открываем СНиП  23-01-99 «Климатология» и выписываем из него необходимые данные, касающиеся нужного нам города. Будем делать расчет на примере Екатеринбурга и Москвы (значения для Москвы в скобочках).

1. СНиП «Климатология». Табл.1.

T_int +22^o, (+22^о) – температура внутри помещения, принимается по самому холодному помещению. В данном случае для ванны. Для жилой комнаты эта температура будет +20 (для расчета можно использовать и это значение).

T_ext -35^o, (-28^о) -5 колонка в табл.1 – температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92

T_n -6^o, (-3,1^о

) — 12 колонка в табл.1 – средняя температура наружного воздуха

Z_nt 230 (214) — 11 колонка в табл.1 – продолжительность (сут.) отопительного периода.

В этой же таблице можно посмотреть преобладающее направление ветра за декабрь-февраль в вашем городе. В Екатеринбурге, Киеве – западные ветра. В Москве и Санкт-Петербурге преобладают юго-западные ветра. В Перми, Кургане, Минске – южные ветра.

2. Посчитаем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле из СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»:

D_d= (T_int — T_n) Z_nt

Подставляем наши значения:

(22-(-6)*230 = 6440 – Екатеринбург

(22-(-3,1)*214 = 5371 – Москва

3. Определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_red по СНиП 23-02-2003. Смотреть значения в табл.4 для жилых зданий.

Екатеринбург D_d = 6440. В таблице это значение находится в пределах от 6000 до 8000. Таким образом, нормируемое значение сопротивления теплопередачи стен будет в пределах 3,5-4,2 (табл.4 колонка 3). Находим более точное значение методом интерполяции.

При 6000 значение R_red 3,5

Определяем значение R_red для 440.

8000-6000 = 2000;  4.2 — 3.5 = 0,7

2000 – 0,7

440 – х

х = (440*0,7)/2000 = 0,154 м²×°С/Вт

R_red = 3,5 + 0,154 = 3,654 м²×°С/Вт

Тоже посчитаем для Москвы:

Москва D_d = 5371. В таблице это значение находится в пределах от 4000 до 6000. Таким образом, нормируемое значение сопротивления теплопередачи стен будет в пределах 2,8-3,5.

При 4000 значение R_red 2,8

Определяем значение R_red для 1371.

6000-4000 = 2000;  3.5 — 2.8 = 0,7

2000 – 0,7

1371 – х

х = (1371*0,7)/2000 = 0,480 м²×°С/Вт

R_red = 2,8 + 0,480 = 3,280 м²×°С/Вт

Мы получили нормируемые значения сопротивления теплопередаче стен. Значения, которые мы получим для конкретной стены, должны быть больше или равны этому значению. R_факт.> R_red

4. А теперь приступаем к расчету конкретной стены.  В качестве примера использую стену и крупноформатного керамического камня:

• Выбираем параметры стены. Для примера выберем блоки  Porotherm толщиной 510 мм с отделкой штукатуркой 2 см.
• В интернете находим теплотехнические параметры блока. Нас интересует параметр теплопроводность обозначается λ, Вт/(м*С). Теплопроводность нужного нам блока у Екатеринбургской фирмы будет 0,14 (смотреть параметры необходимо у производителей в вашем городе, потому что параметры отличаются). Штукатурка λ=0.76
• Нам понадобятся дополнительные значения  из СНиП «Тепловая защита зданий».  a _int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²×°С) для стен этот параметр составляет 8,7. (см. в табл. 7). И a_ext — коэффициент теплоотдачи для зимних условий, для наружных стен – 23 (СНиП ll-3-79 табл.6).
• Основная формула для расчета:

R_факт. = R_int+ R_к + R_ext

R_int = 1/a_int = 1/8.7 = 0,115 м²×°С/Вт

R_ext = 1/a_int = 1/23 = 0,043 м²×°С/Вт

R_к = R₁+ R₂+….(сколько слоев конструкции стены столько и R)

R₁ = 0,51/0,14 = 3,64 м²×°С/Вт (0,51 – толщина стены, 0,15 – теплопроводность)

R₂ = 0,02/0,76 = 0,03 м²×°С/Вт

R_к = 3,64 + 0,03 = 3,67 м²×°С/Вт

R_факт. = 0,115 + 3,67+ 0,043 = 3,828 м²×°С/Вт

R_red = 3,654 м²×°С/Вт

R_факт. = 3,828 м²×°С/Вт

3,828 > 3,654

Условие выполняется, значит, данная конструкция стены нам подходит. Для Москвы можно попробовать взять блок толщиной 380 мм.

Тэги: Стены

Оставить отзыв

yoohouse.ru

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены, пример

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

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

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

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

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

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

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

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

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

Теплотехнический расчет наружной стены, программа упрощает вычисления

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

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

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

wallsgrow.ru

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий :: SYL.ru

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

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

В чем смысл расчета?

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

Теплотехнические требования

Важно, чтобы наружные конструкции соответствовали следующим теплотехническим требованиям:

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

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

Теплотехнические качества

От теплотехнических характеристик наружных конструктивных элементов строений зависит:

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

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

Задачи теплотехнического расчета

Итак, теплотехнический расчет ограждающих конструктивных элементов осуществляется с целью:

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

Основные параметры для расчета

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

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

Теплотехнический расчет: программа

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

Данные программы позволяют вычислить следующее:

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

Теплотехнический расчет: пример расчета для наружных стен

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

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

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

Исходные данные

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

Комфортные условия

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

R₀^тр = (n × (t_в – t_н)) : (Δt^н × α_в), где

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

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

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

Подставляем данные в формулу и получаем:

R₀^тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5× 8,7) = 1,379 м² °C/Вт.

Условия энергосбережения

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

ГСОП = (t_в – t_от.пер.) × Z_от.пер, где

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

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

Таким образом:

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

Исходя из условий энергосбережения, определяем R₀^тр методом интерполяции по СНиПу из таблицы 4:

R₀^тр = 2,4 + (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м²°C/Вт)

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

R₀ = 1/ α_в + R₁ + 1/ α_н, где

R₁= d/l.

d – это толщина теплоизоляции, м.

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

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

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

Толщина утеплителя

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

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

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

Необходимость выполнения расчета

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

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

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

www.syl.ru