Теплотехнічний розрахунок стіни. Точний онлайн калькулятор теплопровідності стіни Калькулятор опір теплопередачі

створення комфортних умовдля проживання чи трудової діяльності є першорядним завданням будівництва. Значна частина території нашої країни знаходиться у північних широтах із холодним кліматом. Тому підтримка комфортної температуриу будинках завжди актуально. Зі зростанням тарифів на енергоносії зниження витрати енергії на опалення виходить на перший план.

Кліматичні характеристики

Вибір конструкції стін та покрівлі залежить насамперед від кліматичних умов району будівництва. Для їх визначення необхідно звернутись до СП131.13330.2012 «Будівельна кліматологія». У розрахунках використовуються такі величини:

температура найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 позначається Тн;
середня температура, що позначається Той;
тривалість, що позначається ZOT.

На прикладі для Мурманська величини мають такі значення:

Тн = -30 град;
Той = -3.4 град;
ZOT = 275 діб.

Крім того, необхідно встановити розрахункову температуру всередині приміщення Тв, вона визначається відповідно до ГОСТу 30494-2011. Для житла можна прийняти Тв = 20 град.

Щоб виконати теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій, попередньо обчислюють величину ДСОП (градусо-добу опалювального періоду):
ГСОП = (Тв - Той) х ZOT.
На прикладі ГСОП=(20 - (-3,4)) х 275 = 6435.

Основні показники

Для правильного виборуматеріалів огороджувальних конструкцій необхідно визначити, які теплотехнічні характеристики вони повинні володіти. Здатність речовини проводити тепло характеризується його теплопровідністю, позначається грецькою літерою l (лямбда) та вимірюється у Вт/(м х град.). Здатність конструкції утримувати тепло характеризується її опором теплопередачі R і дорівнює відношенню товщини теплопровідності: R = d/l.

Якщо конструкція складається з декількох шарів, опір розраховується для кожного шару і потім підсумовується.

Опір теплопередачі є основним показником зовнішньої конструкції. Його величина має перевищувати нормативне значення. Виконуючи теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій будівлі, ми маємо визначити економічно виправданий склад стін та покрівлі.

Значення теплопровідності

Якість теплоізоляції визначається насамперед теплопровідністю. Кожен сертифікований матеріал проходить лабораторні дослідження, у яких визначається це значення умов експлуатації «А» чи «Б». Для нашої країни більшості регіонів відповідають умови експлуатації «Б». Виконуючи теплотехнічний розрахунок конструкцій будинку, що захищають, слід використовувати саме це значення. Значення теплопровідності вказують на етикетці або паспорті матеріалу, але якщо їх немає, можна скористатися довідковими значеннями зі Зводу правил. Значення для найпопулярніших матеріалів наведені нижче:

Кладка із звичайної цегли - 0,81 Вт(м х град.).
Кладка із силікатної цегли - 0,87 Вт(м х град.).
Газо- та пінобетон (щільністю 800) - 0,37 Вт(м х град.).
Деревина хвойних порід – 0,18 Вт (м х град.).
Екструдований пінополістирол - 0,032 Вт(м х град.).
Плити мінераловатні (щільність 180) – 0,048 Вт(м х град.).

Нормативне значення опору теплопередачі

Розрахункове значення опору теплопередачі не повинно бути меншим за базове значення. Базове значення визначається за таблицею 3 СП50.13330.2012 «будівель». У таблиці визначено коефіцієнти для розрахунку базових значень опору теплопередачі всіх конструкцій, що захищають, і типів будівель. Продовжуючи розпочатий теплотехнічний розрахунок конструкцій, що захищають, приклад розрахунку можна представити наступним чином:

Рстен = 0,00035х6435 + 1,4 = 3,65 (м х град/Вт).
Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (м х град/Вт).
Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (м х град/Вт).
Рокна = 0,00005х6435 + 0,3 = х град/Вт).

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої огороджувальної конструкції виконується для всіх конструкцій, що замикають «теплий» контур - підлога по ґрунту або перекриття техпідпілля, зовнішні стіни (включаючи вікна та двері), суміщене покриття або перекриття горища, що не опалюється. Також розрахунок необхідно виконувати і для внутрішніх конструкцій, якщо перепад температур у суміжних кімнатах становить понад 8 градусів.

Теплотехнічний розрахунок стін

Більшість стін та перекриттів за своєю конструкцією багатошарові та неоднорідні. Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій багатошарової структури виглядає так:
R= d1/l1 + d2/l2 + dn/ln,
де n – параметри n-го шару.

Якщо розглядати цегляну штукатурену стіну, то отримаємо наступну конструкцію:

зовнішній шар штукатурки завтовшки 3 см, теплопровідність 0,93 Вт (м х град.);
кладка з повнотілої глиняної цегли 64 см, теплопровідність 0,81 Вт (м х град.);
внутрішній шар штукатурки завтовшки 3 см, теплопровідність 0,93 Вт(м х град.).

Формула теплотехнічного розрахункуогороджувальних конструкцій виглядає так:

R = 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 0,85 (м х град / Вт).

Отримане значення значно менше певного раніше базового значення опору теплопередачі стін будинку в Мурманську 3,65 (м х град/Вт). Стіна не задовольняє нормативним вимогамі потребує утеплення. Для утеплення стіни використовуємо товщиною 150 мм та теплопровідністю 0,048 Вт(м х град.).

Підібравши систему утеплення, необхідно виконати перевірочний теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку наведено нижче:

R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (м х град / Вт).

Отримана розрахункова величина більша за базову - 3,65 (м х град/Вт), утеплена стіна задовольняє вимогам норм.

Розрахунок перекриттів та суміщених покриттів виконується аналогічно.

Теплотехнічний розрахунок підлог, що стикаються з ґрунтом

Нерідко у приватних будинках чи громадських будівлях підлоги перших поверхів виконуються по ґрунту. Опір теплопередачі таких підлог не нормується, але як мінімум конструкція підлоги не повинна допускати випадання роси. Розрахунок конструкцій, що стикаються з ґрунтом, виконується наступним чином: підлога розбивається на смуги (зони) шириною по 2 метри, починаючи із зовнішнього кордону. Таких зон виділяється до трьох, площа, що залишилася, відноситься до четвертої зони. Якщо конструкції підлоги не передбачений ефективний утеплювач, то опір теплопередачі зон приймається наступним:

1 зона - 2,1 (м х град/Вт);
2 зона – 4,3 (м х град/Вт);
3 зона - 8,6 (м х град/Вт);
4 зона – 14,3 (м х град/Вт).

Неважко помітити, що чим далі ділянка підлоги знаходиться від зовнішньої стіни, тим вищий її опір теплопередачі. Тому найчастіше обмежуються утепленням периметра підлоги. При цьому до опору теплопередачі зони додається опір теплопередачі утепленої конструкції.
Розрахунок опору теплопередачі підлоги необхідно включати до загального теплотехнічного розрахунку огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку підлог по ґрунту розглянемо нижче. Приймемо площу підлоги 10 х 10, рівну 100 м кв.

Площа 1 зони становитиме 64 м кв.
Площа 2 зони становитиме 32 м кв.
Площа 3 зони становитиме 4 м кв.

Середнє значення опору теплопередачі підлоги по ґрунту:
Рпола = 100/(64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (м х град/Вт).

Виконавши утеплення периметра підлоги пінополістирольною плитоютовщиною 5 см, смугою шириною 1 метр, отримаємо середнє значення опору теплопередачі:

Рпола = 100/(32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (м х град/Вт).

Так само розраховуються не тільки підлоги, а й конструкції стін, що стикаються з грунтом (стіни заглибленого поверху, теплого підвалу).

Теплотехнічний розрахунок дверей

Дещо інакше розраховується базове значення опору теплопередачі вхідних дверей. Для його розрахунку потрібно спочатку обчислити опір теплопередачі стіни за санітарно-гігієнічним критерієм (невипадання роси):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Тут ДТн - різниця температур між внутрішньою поверхнею стіни та температурою повітря в кімнаті, визначається за Зведенням правил і для житла становить 4,0.
ав - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні стіни, СП становить 8,7.
Базове значення дверей береться рівним 0,6 хРст.

Для обраної конструкції дверей потрібно виконати перевірочний теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій. Приклад розрахунку вхідних дверей:

Рдв = 0,6 х (20-(-30))/(4 х 8,7) = 0,86 (м х град/Вт).

Цьому розрахунковому значенню відповідатиме двері, утеплені мінераловатною плитою товщиною 5 см. Її опір теплопередачі складе R=0,05/0,048=1,04 (м х град/Вт), що більше за розрахунковий.

Комплексні вимоги

Розрахунки стін, перекриттів чи покриття виконуються для перевірки поелементних вимог нормативів. Зведенням правил також встановлено комплектну вимогу, що характеризує якість утеплення всіх конструкцій, що захищають в цілому. Ця величина називається "питома теплозахисна характеристика". Без її перевірки не обходиться жоден теплотехнічний розрахунок конструкцій, що захищають. Приклад розрахунку СП наведено нижче.

Коб = 88,77/250 = 0,35, що менше нормованого значення 0,52. У даному випадкуплощі та обсяг прийняті для будинку розмірами 10 х 10 х 2,5 м. Опір теплопередачі – рівні базовим величинам.

Нормоване значення визначається відповідно до СП залежно від опалювального об'єму будинку.

Крім комплексної вимоги, для складання енергетичного паспорта також виконують теплотехнічний розрахунок конструкцій, що захищають, приклад оформлення паспорта дано в додатку до СП50.13330.2012.

Коефіцієнт однорідності

Всі наведені вище розрахунки можна застосовувати для однорідних конструкцій. Що практично зустрічається досить рідко. Щоб зважити на неоднорідності, що знижують опір теплопередачі, вводиться поправний коефіцієнт теплотехнічної однорідності - r. Він враховує зміну опору теплопередачі, що вносяться віконними та дверними отворами, зовнішніми кутами, неоднорідними включеннями (наприклад перемичками, балками, армуючими поясами), та ін.

Розрахунок цього коефіцієнта досить складний, тому у спрощеному вигляді можна скористатися зразковими значеннями з довідкової літератури. Наприклад, для цегляної кладки – 0,9, тришарових панелей – 0,7.

Ефективне утеплення

Вибираючи систему утеплення будинку, легко переконатись, що виконати сучасні вимоги теплового захисту без використання ефективного утеплювача практично неможливо. Так, якщо використовувати традиційну глиняну цеглу, буде потрібно кладка завтовшки в кілька метрів, що економічно недоцільно. Водночас низька теплопровідність сучасних утеплювачів на основі пінополістиролу або кам'яної вати дозволяє обмежитися товщиною 10-20 см.

Наприклад, щоб досягти базового значення опору теплопередачі 3,65 (м х град/Вт), знадобиться:

цегляна стіна завтовшки 3 м;
кладка із пінобетонних блоків 1,4 м;
мінераловатний утеплювач 0,18м.

Теплотехнічний розрахунок дозволяє визначити мінімальну товщину конструкцій, що огороджують для того, щоб не було випадків перегріву або промерзання в процесі експлуатації будівлі.

Огороджувальні конструктивні елементи опалюваних громадських та житлових будівель, за винятком вимог стійкості та міцності, довговічності та вогнестійкості, економічності та архітектурного оформлення, повинні відповідати насамперед теплотехнічним нормам. Вибирають огороджувальні елементи в залежності від конструктивного рішення, кліматичних характеристик району забудови, фізичних властивостей, волого-температурного режиму в будівлі, а також відповідно до вимог опору теплопередачі, повітроніпроникненню та паропроникненню.

У чому сенс розрахунку?

Якщо під час розрахунку вартості майбутньої будови враховувати лише характеристики міцності, то, природно, вартість буде меншою. Однак це видима економія: згодом на обігрів приміщення піде значно більше коштів.
Грамотно підібрані матеріали створять у приміщенні оптимальний мікроклімат.
При плануванні системи опалення також потрібний теплотехнічний розрахунок. Щоб система була рентабельною та ефективною, необхідно мати поняття про реальні можливостібудівлі.

Теплотехнічні вимоги

Важливо, щоб зовнішні конструкції відповідали наступним теплотехнічним вимогам:

Мали достатні теплозахисні властивості. Інакше кажучи, не можна допускати влітку перегріву приміщень, а взимку - зайвих втрат тепла.
Різниця температур повітря внутрішніх елементів огорож та приміщень не повинна бути вищою нормативного значення. В іншому випадку може статися надмірне охолодження тіла людини випромінюванням тепла на дані поверхні та конденсація вологи внутрішнього повітряного потоку на конструкціях, що огороджують.
У разі зміни теплового потоку температурні коливання всередині приміщення мають бути мінімальними. Ця властивість називається теплостійкістю.
Важливо, щоб повітронепроникність огорож не викликала сильного охолодження приміщень та не погіршувала теплозахисні властивості конструкцій.
Огородження повинні мати нормальний режим вологості. Так як перезволоження огорож збільшує втрати тепла, викликає в приміщенні вогкість, зменшує довговічність конструкцій.

Щоб конструкції відповідали вищепереліченим вимогам, виконують теплотехнічний розрахунок, а також розраховують теплостійкість, паропроникність, повітропроникність та вологопередачу за вимогами нормативної документації.

Теплотехнічні якості

Від теплотехнічних характеристик зовнішніх конструктивних елементівбудов залежить:

Вологий режим елементів конструкції.
Температура внутрішніх конструкцій, що забезпечує відсутність конденсату.
Постійна вологість і температура в приміщеннях, як у холодну, так і в теплу пору року.
Кількість тепла, що втрачається будинком у зимовий періодчасу.

Отже, виходячи з перерахованого вище, теплотехнічний розрахунок конструкцій вважається важливим етапом у процесі проектування будівель і споруд, як цивільних, так і промислових. Проектування починається з вибору конструкцій - їх товщини та послідовності шарів.

Завдання теплотехнічного розрахунку

Отже, теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструктивних елементів здійснюється з метою:

Відповідності конструкцій сучасним вимогамз теплового захисту будівель та споруд.
Забезпечення в внутрішніх приміщенняхкомфортного мікроклімату
Забезпечення оптимального теплового захисту огорож.

Основні параметри для розрахунку

Щоб визначити витрати тепла на опалення, а також провести теплотехнічний розрахунок будівлі, необхідно врахувати безліч параметрів, що залежать від таких характеристик:

Призначення та тип будівлі.
Географічне розташування будови.
Орієнтація стін з боків світла.
Розміри конструкцій (обсяг, площа, поверховість).
Тип та розміри вікон та дверей.
Характеристики системи опалення.
Кількість людей, які перебувають у будівлі одночасно.
Матеріал стін, підлоги та перекриття останнього поверху.
Наявність системи гарячого водопостачання.
Тип вентиляційних систем
Інші конструктивні особливостібудови.

Теплотехнічний розрахунок: програма

На сьогоднішній день розроблено безліч програм, що дозволяють зробити цей розрахунок. Як правило, розрахунок здійснюється на підставі методики, викладеної у нормативно-технічній документації.

Дані програми дозволяють обчислити таке:

Термічний опір.
Втрати тепла через конструкції (стелю, підлогу, дверні та віконні отвори, а також стіни).
Кількість тепла, необхідного для нагрівання повітря, що інфільтрує.
Підбір секційних (біметалевих, чавунних, алюмінієвих) радіаторів.
Підбір сталевих панельних радіаторів.

Теплотехнічний розрахунок: приклад розрахунку для зовнішніх стін

Для розрахунку необхідно визначити такі основні параметри:

t = 20°C - це температура повітряного потоку всередині будівлі, яка приймається для розрахунку огорож за мінімальними значеннями найбільш оптимальної температуривідповідної будівлі та споруди. Приймається вона відповідно до ГОСТу 30494-96.

За вимогами ГОСТу 30494-96 вологість у приміщенні повинна становити 60%, у результаті приміщенні буде забезпечений нормальний вологий режим.
Відповідно до додатку B СНиПа 23-02-2003, зона вологості суха, отже, умови експлуатації огорож - A.
t н = -34 °C - це температура зовнішнього повітряного потоку в зимовий період часу, яка приймається за СНиП виходячи з максимально холодної п'ятиденки, що має забезпеченість 0,92.
Z от.пер = 220 діб - це тривалість опалювального періоду, яка приймається за СНиП, при цьому середньодобова температура довкілля≤ 8 °C.
T от.пер. = -5,9 °C - це температура навколишнього середовища (середня) в опалювальний період, яка приймається за СНиП, за добової температури навколишнього середовища ≤ 8 °C.

Вихідні дані

У такому разі теплотехнічний розрахунок стіни буде проводитися з метою визначення оптимальної товщини панелей та теплоізоляційного матеріалу для них. Як зовнішні стіни будуть використовуватися сендвіч-панелі (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортні умови

Розглянемо, як виконується теплотехнічний розрахунок зовнішньої стінки. Для початку слід вирахувати необхідний опір теплопередачі, орієнтуючись на комфортні та санітарно-гігієнічні умови:

R 0 тр = (n × (t в - t н)) : (Δt n × α в), де

n = 1 - це коефіцієнт, який залежить від положення зовнішніх конструктивних елементів по відношенню до зовнішнього повітря. Його слід приймати за даними СНіП 23-02-2003 з таблиці 6.

Δt н = 4,5 °C - це нормований перепад температури внутрішньої поверхні конструкції та внутрішнього повітря. Приймається за даними СНіП з таблиці 5.

α = 8,7 Вт/м 2 °C - це теплопередача внутрішніх огороджувальних конструкцій. Дані беруться з таблиці 5, по БНіП.

Підставляємо дані у формулу та отримуємо:

R 0 тр = (1 × (20 - (-34))): (4,5 × 8,7) = 1,379 м 2 ° C / Вт.

Умови енергозбереження

Виконуючи теплотехнічний розрахунок стіни, з умов енергозбереження, необхідно обчислити необхідний опір теплопередачі конструкцій. Воно визначається за ГСОП (градусо-доба опалювального періоду, °C) за такою формулою:

ГСОП = (t в - t от.пер.) × Z от.пер, де

t - це температура повітряного потоку всередині будівлі, °C.

Z от.пер. і t от.пер. - це тривалість (добу) та температура (°C) періоду, що має середньодобову температуру повітря ≤ 8 °C.

Таким чином:

ДСОП = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Виходячи з умов енергозбереження, визначаємо R 0 тр методом інтерполяції по БНіП з таблиці 4:

R 0 тр = 2,4 + (3,0 - 2,4)×(5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) = 2,909 (м 2 ° C / Вт)

R 0 = 1/ α + R 1 + 1/ α н, де

d – це товщина теплоізоляції, м.м.

l = 0,042 Вт/м°C – це теплопровідність мінераловатної плити.

α н = 23 Вт/м 2 °C - це тепловіддача зовнішніх конструктивних елементів, що приймається за СНіП.

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

Товщина утеплювача

Товщина теплоізоляційного матеріалу визначається виходячи з того, що R 0 = R 0 тр, при цьому R 0 тр береться за умов енергозбереження, таким чином:

2,909 = 0,158 + d/0,042, звідки d = 0,116 м-коду.

Підбираємо марку сендвіч-панелей за каталогом з оптимальною товщиноютеплоізоляційного матеріалу: ДП 120, при цьому загальна товщина панелі має становити 120 мм. Аналогічним чином виробляється теплотехнічний розрахунок будівлі загалом.

Необхідність виконання розрахунку

Запроектовані на підставі теплотехнічного розрахунку, виконаного грамотно, що захищають конструкції, дозволяють скоротити витрати на опалення, вартість якого регулярно збільшуються. До того ж збереження тепла вважається важливим екологічним завданням, адже це безпосередньо пов'язано зі зменшенням споживання палива, що призводить до зниження впливу негативних факторівна довкілля.

Крім того, варто пам'ятати про те, що неправильно виконана теплоізоляція здатна призвести до перезволоження конструкцій, що призведе до утворення плісняви на поверхні стін. Освіта плісняви, у свою чергу, призведе до псування внутрішньої обробки(Відшаровування шпалер та фарби, руйнування штукатурного шару). В особливо занедбаних випадках може знадобитися радикальне втручання.

Дуже часто будівельні компанії у своїй діяльності прагнуть використати сучасні технологіїта матеріали. Тільки фахівцеві під силу розібратися у необхідності застосування того чи іншого матеріалу, як окремо, так і в сукупності з іншими. Саме теплотехнічний розрахунок допоможе визначитися з найбільш оптимальними рішеннями, які забезпечать довговічність конструктивних елементів та мінімальні фінансові витрати.

Опалення та вентиляція житлових будівель

Навчально - методичний посібник до практичних занять

З дисципліни

« Інженерні мережі. Теплогазопостачання та вентиляція»

(Приклади розрахунків)

Самара 2011

Укладачі: Дежурова Наталія Юріївна

Нохріна Олена Миколаївна

УДК 628.81/83 07

Опалення та вентиляція житлових будівель: навчально-методичний посібникдо контрольної роботи та практичних занять з дисципліни «Інженерні мережі. Теплогазопостачання та вентиляція/ Упоряд.:
Н.Ю. Дежурова, Є.М. Нохріна; Самарський держ. арх. - будує. ун-т. - Самара, 2011. - 80 с.

Викладено методику проведення практичних занять та виконання контрольних робіт з курсу «Інженерні мережі та обладнання будівель» Теплогазопостачання та вентиляція. Це навчальний посібникдає широкий вибір варіантів конструктивних рішень зовнішніх стін, варіантів планів типових поверхів, наведено довідкові дані щодо розрахунків.

Призначені для студентів денної та заочної форм навчання
спеціальності 270102.65 «Промислове та цивільне будівництво», а також можуть бути використані студентами спеціальності 270105.65 « Міське будівництвота господарство».

1 Вимоги до оформлення та зміст контрольної
роботи (практичних занять) та вихідні дані …………………..5

енергоефективних будівель ……………………………………………11

3 Теплотехнічний розрахунок зовнішніх конструкцій, що захищають….16

3.1 Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни (приклад розрахунку)…..20

(Приклад розрахунку)……………………………………………………25

3.3 Теплотехнічний розрахунок горищного перекриття
(Приклад розрахунку) …………………………………………………...26

4 Розрахунок тепловтрат приміщеннями будівлі …………………………....28

4.1 Розрахунок втрат теплоти приміщеннями будівлі (приклад розрахунку)…34

5 Розробка системи центрального опалення ………………………..44

6 Розрахунок нагрівальних приладів ……………………………………..46

6.1 Приклад розрахунку нагрівальних приладів ………………………50

7 Конструктивні рішення вентиляції житлового будинку ………………..55

7.1 Аеродинамічний розрахунок природної витяжної

вентиляції ………………………………………………………...59

7.2 Розрахунок каналів природної вентиляції ……………………….62

Бібліографічний список …………………………………………….66

Додаток А Карта зон вологості …………………….…………….67

Додаток Б Умови експлуатації огороджувальних конструкцій
в залежності від вологого режиму приміщень і зон вологості …………………………………………68

Додаток В Теплофізичні характеристики матеріалів …….. ..69

Додаток Г Варіанти секцій типового поверху …………………...70

Додаток Д Значення коефіцієнта затікання води в вузлах приладів з секційними радіаторами і панельними …..75

Додаток Е Тепловий потік 1 м відкрито прокладених вертикальних гладких металевих труб, пофарбовані олійною фарбою, q, Вт/м ……………………………………….76

Додаток Ж Таблиця для розрахунку круглих сталевих повітроводів при t в= 20 ºС …………………………………………..77

Додаток З Поправочні коефіцієнти на втрати тиску на тертя, що враховують шорсткість матеріалу
повітроводів ………………………………………….78

Додаток І Коефіцієнти місцевих опорів для різних

елементів повітроводів …………………………….79

1 Вимоги до оформлення та зміст контрольної
роботи (практичних занять) та вихідні дані

Контрольна робота складається з розрахунково-пояснювальної записки та графічної частини.

Усі необхідні вихідні дані приймаються за таблицею 1 відповідно до останньої цифри шифру студента.

Розрахунково-пояснювальна записка містить такі розділи:

1. Кліматичні дані

2. Вибір конструкцій, що захищають, та їх теплотехнічний
розрахунок

3. Розрахунок тепловтрат приміщеннями будівлі

4. Розробка схеми центрального опалення (розміщення нагрівальних приладів, стояків, магістралей та вузла керування)

5. Розрахунок нагрівальних приладів

6. Конструктивне вирішення системи природної вентиляції

7. Аеродинамічний розрахунок системи вентиляції.

Пояснювальна запискавиконується на аркушах формату А4 або зошити в клітину.

Графічна частина виконується на міліметровому папері, вклеюється в зошит і містить:

1. План секції типового поверху М 1:100 (див. додаток)

2. План підвалу М 1:100

3. План горища М 1:100

4. Аксонометрична схема системи опалення М 1:100.

План підвалу та горища викреслюються на підставі плану
Типовий поверх.

Контрольна робота передбачає розрахунок двоповерхового житлового будинку, розрахунки виконуються для однієї секції. Система опалення – однотрубна з верхнім розведенням, тупикова.

Конструктивне рішення перекриттів над підвалом, що не опалюється, і теплим горищем прийняти за аналогією з прикладом розрахунку.

Кліматичні характеристики району будівництва наведені в таблиці 1, виписуються зі СНіП 23-01-99* Будівельна кліматологія:

1) середня температура найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 (табл. 1 графа 5);

2) середня температура опалювального періоду (табл. 1
графа 12);

3) тривалість опалювального періоду (табл. 1
графа 11);

4) максимальна із середніх швидкостей вітру по румбах за січень (талб. 1 графа 19).

Теплофізичні характеристики матеріалів огорожі приймаються залежно від умов експлуатації конструкції, що визначаються вологим режимом приміщення та зоною вологості місця будівництва.

Вологий режим житлового приміщення приймаємо нормальним, Виходячи із заданої температури +20 ºС та відносної вологості внутрішнього повітря 55 %.

За картою додаток А та додаток Б визначаємо умови
експлуатації огороджувальних конструкцій Далі за додатком приймаємо основні теплофізичні характеристики матеріалів шарів огородження, а саме коефіцієнти:

теплопровідності, Вт/(м·ºС);

теплозасвоєння, Вт/(м 2 ·ºС);

паропроникності, мг/(м·ч·Па).

Таблиця 1

Вихідні дані для виконання контрольної роботи

Вихідні дані	Чисельні значення в залежності від останньої цифри шифру

Номер варіанта плану секції типового поверху (додаток Г)
Висота поверху (від підлоги до підлоги)	2,7	3,0	3,1	3,2	2,9	3,0	3,1	2,7	3,2	2,9
Варіант конструкції зовнішньої стіни (таблиця 2)
Місто Параметри	Москва	Санкт-Петербург	Калінінград	Чобоксари	Нижній Новгород	Воронеж	Саратов	Волгоград	Оренбург	Пенза
, ºС	-28	-26	-19	-32	-31	-26	-27	-25	-31	-29
, ºС	-3,1	-1,8	1,1	-4,9	-4,1	-3,1	-4,3	-2,4	-6,3	-4,5
, добу
, м/с	4,9	4,2	4,1	5,0	5,1	5,1	5,6	8,1	5,5	5,6
Орієнтація з боків світла	З	Ю	З	У	СВ	СЗ	ЮВ	ЮЗ	У	З
Товщина міжповерхового перекриття	0,3	0,25	0,22	0,3	0,25	0,22	0,3	0,25	0,22	0,3
Кухні з плитою двокомфорочной	+ - -	- + -	- - +	+ - -	- + -	- - +	+ - -	- + -	+ - -	- + -

Розмір вікон 1,8 х 1,5 (для житлових кімнат); 1,5 х 1,5 (для кухні)

Розмір зовнішніх дверей 1,2 х 2,2

Таблиця 2

Варіанти конструктивних рішень зовнішніх стін

	Варіант 1 1 шар – вапняно-піщаний розчин;
	2 шар – монолітний керамзитобетонВаріант 2 1 шар – вапняно-піщаний розчин;
	2 шар – монолітний керамзитобетон; 3 шар – цементно-піщаний розчин;
	4 шар – фактурний шар фасадної системиВаріант 3
	1 шар-вапняно-піщаний розчин; 2 шар – монолітний керамзитобетон 3 шар – цементно-піщаний розчин; 4 шар – фактурний шар фасадної системи Варіант 4
	1 шар – вапняно-піщаний розчин;
	2 шар – кладка із силікатної цегли; 3 шар – монолітний керамзитобетон Варіант 5
	1шар-вапняно-піщаний розчин; 3 шар – монолітний керамзитобетон
	2 шар – кладка зкерамічної цегли ;
	3 шар – монолітний керамзитобетон,; 4 шар – цементно-піщаний розчин; 5 шар – фактурний шар фасадної системиВаріант 6

Варіант 7

1 шар – вапняно-піщаний розчин;

2 шар – монолітний керамзитобетон,	;	3 шар – кладка з керамічної цегли
	Варіант 8	0,98 0,92
	Варіант 9	0,78 0,8
	1 шар – вапняно-піщаний розчин;	0.82 0,85
	2 шар – монолітний керамзитобетон,	0,92 0,93
	;	0,76 0,8
	3 шар – кладка із силікатної цегли	0,84 0,86

Варіант 10
1 шар – вапняно-піщаний розчин;

2 шар – кладка із силікатної цегли;
3 шар – монолітний керамзитобетон,

;

4 шар -

цегляна кладка

з керамічної цегли
Таблиця 3

Значення коефіцієнта теплотехнічної однорідності
№ п/п

Вид конструкції зовнішньої стіни rв основному застосовувалося внутрішнє утеплення. Як теплоізоляційний матеріал використовувалися пінополістирол і плити зі штапельного скловолокна «URSA». З боку приміщення утеплювачі захищалися гіпсокартоном чи штукатуркою. Для
захисту утеплювачів від зволоження та накопичення вологи встановлювалась пароізоляція у вигляді поліетиленової плівки.

При подальшій експлуатації будівель виявилося багато дефектів, пов'язаних з порушенням повітрообміну у приміщеннях, появою темних плям, плісняви та грибків на внутрішніх поверхнях зовнішніх стін. Тому в даний час внутрішнє утеплення використовується лише при встановленні припливно-витяжної механічної вентиляції. Як утеплювач застосовуються матеріали з низьким водопоглинанням, наприклад, пінолекс і пінополіуретан, що напилюється.

Системи із зовнішнім утепленням мають ряд суттєвих
переваг. До них належать: висока теплотехнічна однорідність, ремонтопридатність, можливість реалізації архітектурних рішеньрізної форми.

У практиці будівництва знаходять застосування два варіанти
фасадних систем: із зовнішнім штукатурним шаром; з вентильованим повітряним зазором.

При першому варіанті виконання фасадних систем як
утеплювачів в основному використовуються плити пінополістиролу.
Утеплювач від зовнішніх атмосферних впливів захищений базовим клейовим шаром, армованою склосіткою та декоративним шаром.

Мал. 1. Види зовнішніх стін енергоефективних будівель:

а - одношарова, б - двошарові, - тришарові;

1 – штукатурка; 2 – пористий бетон;

3 – захисний шар; 4 – зовнішня стіна;

5 – утеплювач; 6 – фасадна система;

7 – вітрозахисна мембрана;

8 - вентильований повітряний зазор;

11 - лицювальна цегла; 12 – гнучкі зв'язки;

13 – керамзитобетонна панель; 14 – фактурний шар.

У фасадах, що вентилюються, використовується лише негорючий утеплювач у вигляді плит з базальтового волокна. Утеплювач захищений від
впливу атмосферної вологи фасадними плитамиякі кріпляться до стіни за допомогою кронштейнів. Між плитами та утеплювачем передбачається повітряний зазор.

При проектуванні вентильованих фасадних систем створюється найбільш сприятливий тепловологий режим зовнішніх стін, так як водяні пари, що проходять через зовнішню стіну, змішуються із зовнішнім повітрям, що надходить через повітряний прошарок, і викидаються на вулицю через витяжні канали.

Тришарові стіни, що зводилися раніше, застосовувалися, в основному, у вигляді кладки колодязя. Вони виконувались з дрібноштучних виробів, розташованих між зовнішнім і внутрішнім шарамиутеплювача. Коефіцієнт теплотехнічної однорідності конструкцій відносно невеликий ( r< 0,5) из-за наличия цегляних перемичок. При реалізації в Росії другого етапу енергозбереження досягти необхідних значень наведеного опору теплопередачі за допомогою
колодязової кладки неможливо.

У практиці будівництва широке застосування знайшли тришарові стіни з використанням гнучких зв'язків, для виготовлення яких застосовується сталева арматура з відповідними антикорозійними властивостями сталі або захисних покриттів. Як внутрішній шар використовується пористий бетон, а теплоізоляційних матеріалів – пінополістирол, мінеральні плити та піноізол. Облицювальний шар виконується з керамічної цегли.

Тришарові бетонні стінипри великопанельному домобудуваннізастосовуються давно, але з нижчим значенням наведеного
опору теплопередачі. Для підвищення теплотехнічної
однорідності панельних конструкцій необхідно використовувати
гнучкі сталеві зв'язки у вигляді окремих стрижнів або їх комбінацій. Як проміжний шар у таких конструкціях частіше застосовується пінополістирол.

В даний час широке застосування знаходять тришарові
сендвіч-панелі для будівництва торгових центрів та промислових об'єктів.

Як середній шар у таких конструкціях застосовуються
ефективні теплоізоляційні матеріали– мінвата, пінополістирол, пінополіуретан та піноізол. Тришарові огороджувальні конструкції відрізняються неоднорідністю матеріалів у перерізі, складною геометрією та стиками. З конструктивних причин для утворення зв'язків між оболонками необхідно, щоб міцніші матеріали проходили через теплоізоляцію або заходили в неї, порушуючи тим самим однорідність теплоізоляції. І тут утворюються звані містки холоду. Типовими прикладами таких містків холоду можуть служити ребра, що обрамляють, в тришарових панелях з ефективним утепленнямжитлових будівель, кутове кріплення дерев'яним брусомтришарових панелей з облицюваннями з деревостружкової плити та утеплювачами і т.д.

3 Теплотехнічний розрахунок зовнішніх конструкцій, що захищають.

Наведений опір теплопередачі огороджувальних конструкцій R 0 слід приймати відповідно до завдання на проектування, але не менше необхідних значень R 0 тр, що визначаються, виходячи з санітарно-гігієнічних умов, за формулою (1) та умов енергозбереження за таблицею 4.

1. Визначаємо необхідний опір теплопередачі огорожі, виходячи з санітарно-гігієнічних та комфортних умов:

(1)

де n- Коефіцієнт, що приймається в залежності від положення зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції по відношенню до зовнішнього повітря, таблиця 6;

Розрахункова зимова температура зовнішнього повітря, що дорівнює середній температурі найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92;

Нормований температурний перепад, °С, таблиця 5;

Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, що приймається за табл. 7 Вт/(м 2 ·ºС).

2. Визначаємо необхідний наведений опір тепловіддачі огорожі, виходячи з умови енергозбереження.

Градудобутки опалювального періоду (ГСОП) слід визначати за формулою:

ДСОП = , (2)

де середня температура, ºС, та тривалість опалювального періоду із середньою добовою температурою повітря 8 ºС . Розмір необхідного наведеного опору теплопередачі визначається за табл. 4

Таблиця 4

Необхідний наведений опір теплопередачі

огороджувальних конструкцій будівель

Будинки та приміщення	Градудобутки опалювального періоду, °С·сут.	Наведений опір теплопередачі конструкцій, що огороджують, (м 2 ·°С)/Вт:
стін	покриттів та перекриттів над проїздами	перекриттів горищних, над холодними підпіллями та підвалами	вікон та балконних дверей
Житлові, лікувально-профілактичні та дитячі заклади, шкільні інтернати.		2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6	3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2	2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3	0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80
Громадські, крім зазначених вище, адміністративні та побутові, за винятком приміщень з вологим або мокрим режимом		1,6 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8	2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4	2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5	0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
Виробничі з сухим та нормальним режимами			2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5	1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4	0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50
Примітки: 1. Проміжні значення R0тр слід визначати інтерполяцією. 2. Норми опору теплопередачі світлопрозорих огороджувальних конструкцій для приміщень виробничих будівель з вологим і мокрим режимами, з надлишками явного тепла від 23 Вт/м 3 , а також для приміщень громадських, адміністративних та побутових будівель з вологим або мокрим режимами слід приймати як сухим та нормальним режимами виробничих будівель. 3. Наведений опір теплопередачі глухої частини балконних дверей повинен бути не менше ніж в 1,5 раза вищим за опір теплопередачі світлопрозорої частини цих виробів.

Величини наведеного опору теплопередачі окремих конструкцій, що захищають, слід приймати рівними не нижче.
значень, визначених за формулою (3) для стін житлових та громадських будівель, або за формулою (4) – для інших, що захищають
конструкцій:

(3)

(4)

де - Опір теплопередачі, що нормуються, відповідають вимогам другого етапу енергозбереження, (м 2 · ° С) / Вт.

3. Знаходимо наведений опір теплопередачі
огороджувальної конструкції за формулою

, (5)

де R 0 ум.

r- Коефіцієнт теплотехнічної однорідності, що визначається згідно з таблицею 2.

Визначаємо величину R 0 услдля багатошарової зовнішньої стіни

(м 2 · ° С) / Вт, (6)

де R до- Термічний опір огороджувальної конструкції, (м 2 · ° С) / Вт;

- Коефіцієнт тепловіддачі (для зимових умов) зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції, що визначається за таблицею 7 Вт/(м 2 ·°С); 23 Вт/(м 2 ·°С).

(м 2 · ° С) / Вт, (7)

де R 1 , R 2 , … R n- Термічні опори окремих шарів конструкції, (м 2 · ° С) / Вт.

Термічний опір R, (М 2 · ° С) / Вт, шару багатошарової
огороджувальної конструкції слід визначати за формулою

де товщина шару, м;

Розрахунковий коефіцієнт теплопровідності матеріалу шару,

Вт/(м·°С) (додаток).

Величину rпопередньо задаємо в залежності від конструкції зовнішньої стіни, що проектується.

4. Порівнюємо опір теплопередачі з необхідними значеннями, виходячи з комфортних умов та умов енергозбереження, вибираючи більше значення.

Повинна дотримуватися нерівності

Якщо воно виконується, конструкція відповідає теплотехнічним вимогам. В іншому випадку потрібно збільшити товщину утеплювача та повторити розрахунок.

За фактичним опором теплопередачі R 0 услзнаходять
коефіцієнт теплопередачі огороджувальної конструкції K, Вт/(м 2 ·ºС), за формулою

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни (приклад розрахунку)

Вихідні дані

1. Район будівництва – м. Самара.

2. Середня температура найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 tн 5 = -30 °С.

3. Середня температура опалювального періоду = -5,2 °С.

4. Тривалість опалювального періоду 203 діб.

5. Температура повітря всередині будівлі t в= 20 °С.

6. Відносна вологість повітря = 55%.

7. Зона вологості – суха (додаток А).

8. Умови експлуатації огороджувальних конструкцій – А
(Додаток Б).

У таблиці 5 показаний склад огорожі, а малюнку 2 показаний порядок розташування шарів у конструкції.

Порядок розрахунку

1. Визначаємо необхідний опір теплопередачі зовнішньої стіни, виходячи з санітарно-гігієнічних та комфортних
умов:

де n- Коефіцієнт, що приймається залежно від положення
зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції по відношенню до зовнішнього повітря; для зовнішніх стін n = 1;

Розрахункова температура внутрішнього повітря, ° С;

Нормативний температурний перепад, °С, таблиця 5 для зовнішніх стін житлових будівель 4 °С;

Коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, що приймається за табл. 7, 8,7 Вт/(м 2 ·ºС).

Таблиця 5

Склад огорожі

2. Визначаємо необхідний опір теплопередачі зовнішньої стіни, виходячи з умови енергозбереження. Градудобутки опалювального періоду (ГСОП) визначаємо за формулою

ГСОП = = (20 +5,2) · 203 = 5116 (ºС · добу);

де середня температура, ºС, та тривалість опалювального періоду із середньою добовою температурою повітря 8 ºС

(М 2 · ºС) / Вт.

Потрібний наведений опір теплопередачі
визначаємо за табл. 4 методом інтерполяції.

3. З двох значень 1,43 (м 2 ·ºС)/Вт та 3,19 (м 2 ·ºС)/Вт

приймаємо найбільше значення 3,19 (м 2 · ºС)/Вт.

4. Визначаємо необхідну товщину утеплювача з умови.

Наведений опір теплопередачі огороджувальної конструкції визначається за формулою

де R 0 ум.– опір теплопередачі гладі зовнішньої стіни без урахування впливу зовнішніх кутів, стиків та перекриттів, віконних укосівта теплопровідних включень, (м 2 · ° С) / Вт;

r- Коефіцієнт теплотехнічної однорідності, що залежить від конструкції стіни визначається згідно з таблицею 2.

Приймаємо для двошарової зовнішньої стіни з
зовнішнім утеплювачем, див. табл. 3.

(м 2 · ° С) / Вт

6. Визначаємо товщину утеплювача

М – стандартна величина утеплювача.

Приймаємо стандартну величину.

7. Визначаємо наведені опори теплопередачі
огороджувальних конструкцій, виходячи з стандартної товщиниутеплювача

(м 2 · ° С) / Вт

Повинна дотримуватися умова

3,38> 3,19 (м 2 · ° С) / Вт - умова виконана

8. За фактичним опором теплопередачі огороджувальної конструкції знаходимо коефіцієнт теплопередачі зовнішньої стіни

Вт/(м 2 ·°С)

9. Товщина стіни

Вікна та балконні двері

За таблицею 4 і за ДСОП = 5116 ºС·сут знаходимо для вікон та балконних дверей (м 2 ·°С)/Вт

Вт/(м 2 · ° С).

Зовнішні двері

У будинку приймаємо зовнішні подвійні двері з тамбуром
між ними (м 2 · ° С) / Вт.

Коефіцієнт теплопередачі зовнішніх дверей

Вт/(м 2 · ° С).

3.2 Теплотехнічний розрахунок горищного перекриття
(Приклад розрахунку)

У таблиці 6 наведено склад конструкції горищного перекриття, а на малюнку 3 порядок розташування шарів у конструкції.

Таблиця 6

Склад конструкції

№ п/п	Найменування	Товщина, м	Щільність, кг/м 3	Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м о С)
	Залізобетонна плитаперекриття пустотна	0,22		1,294
	Затирання цементно-піщаним розчином	0,01		0,76
	Гідроізоляція – один шар техноеласта ЕПП	0,003		0,17
	Керамзитобетон	0,05		0,2
	Стяжка з цементно-піщаного розчину	0,03		0,76

Теплотехнічний розрахунок перекриття теплого горища

Для житлової будівлі, що розглядається:

14 ºС; 20 ºС; -5,2 ºС; 203 діб; - 30 ºС;
ГСОП = 5116 ºС · добу.

Визначаємо

Мал. 1.8.1

для перекриття теплого горища житлової будівлі за табл. 4 = 4,76 (м 2 · ° С) / Вт.

Визначаємо величину необхідного опору теплопередачі перекриття теплого горища, згідно.

Де

4,76 · 0,12 = 0,571 (м 2 · ° С) / Вт.

де 12 Вт/(м 2 ·ºС) для горищних перекриттів, r= 1

1/8,7+0,22/1,294+0,01/0,76+

0,003/0,17+0,05/0,2+ 0,03/0,76+

1/12 = 0,69 (м 2 про З)/Вт.

Коефіцієнт теплопередачі перекриття теплого горища

Вт/(м 2 ·°С)

Товщина горищного перекриття

3.3 Теплотехнічний розрахунок перекриття над
неопалюваним підвалом

У таблиці 7 наведено склад огорожі. На малюнку 4 показаний порядок розташування шарів конструкції.

Для перекриттів над підвалом, що не опалюється, температура повітря в підвалі приймається 2 ºС; 20 ºС; -5,2 ºС 203 діб; ГСОП = 5116 ºС · добу;

Необхідне опір теплопередачі визначаємо по табл. 4 за величиною ДСОП

4,2 (м 2 · ° С) / Вт.

Відповідно до , де

4,2 · 0,36 = 1,512 (м 2 · ° С) / Вт.

Таблиця 7

Склад конструкції

Визначаємо наведений опір конструкції:

де 6 Вт/(м 2 ·ºС) табл. 7, - для перекриттів над підвалом, що не опалюється, r= 1

1/8,7+0,003/0,38+0,03/0,76+0,05/0,044+0,22/1,294+1/6=1,635(м 2 про З)/Вт.

Коефіцієнт теплопередачі перекриття над підвалом, що не опалюється.

Вт/(м 2 ·°С)

Товщина перекриття над підвалом, що не опалюється.

4 Розрахунок тепловтрат приміщеннями будівлі

Розрахунок тепловтрат зовнішніми огорожами проводиться для кожного приміщення першого і другого поверху для половини будівлі.

Тепловтрати опалювальних приміщень складаються з основних та додаткових. Втрати тепла приміщеннями будівлі визначаються як сума тепловтрат через окремі огороджувальні конструкції
(стіни, вікна, стеля, підлога над підвалом, що не опалюється) з округленням до 10 Вт. ; H - 16 ºС.

Довжини конструкцій, що захищають, приймаються за планом поверху. При цьому товщина зовнішніх стін має бути викреслена відповідно до даних теплотехнічного розрахунку. Висота конструкцій, що захищають (стін, вікон, дверей) приймається за вихідними даними завдання. При визначенні висоти зовнішньої стіни слід зважати на товщину конструкції підлоги або горищного перекриття (див. рис. 5).

;

де висота зовнішньої стіни відповідно першого і
другого поверхів;

Товщини перекриттів над неопалюваним підвалом і

горищем (приймаються з теплотехнічного розрахунку);

Товщина міжповерхового перекриття.

Мал. 5. Визначення розмірів огороджувальних конструкцій при розрахунку тепловтрат приміщення (НС – зовнішніх стін,
Пл – підлоги, Пт – стелі, О – вікон):
а – розріз будівлі; б – план будівлі.

Крім основних втрат тепла, необхідно враховувати
втрати теплоти на нагрівання інфільтраційного повітря Інфільтраційне повітря надходить у приміщення з температурою, близькою до
температури зовнішнього повітря. Тому в холодну пору року його необхідно нагрівати до температури приміщення.

Витрата теплоти для нагрівання інфільтраційного повітря приймається за формулою

де питома витрата повітря, що видаляється, м 3 /год; для житлових
будівель приймається 3 м 3 /год на 1 м 2 площі підлоги житлового приміщення та кухні;

Для зручності розрахунку тепловтрат необхідно пронумерувати всі приміщення будівлі. Нумерацію слід проводити поверхово, починаючи, наприклад, з кутових кімнат. Приміщень першого поверху присвоюються номери 101, 102, 103 …, другого – 201, 202, 203 … . Перша цифра вказує, на якому поверсі знаходиться приміщення, що розглядається. У завданні студентам дається план типового поверху, тому над кімнатою 101 розташована кімната 201 тощо. Сходові клітини позначаються ЛК-1, ЛК-2.

Найменування конструкцій, що захищають, доцільно
позначати скорочено: зовнішня стіна – НС, подвійне вікно – ДО, балконні двері- БД, внутрішня стіна - НД, стеля - Пт, підлога - Пл, зовнішні двері НД.

Записується скорочено орієнтація огороджувальних конструкцій звернених північ – З, схід – У, південний захід – ПдЗ, північний захід – ПнЗ і т.д.

При обчисленні площі стін зручніше не віднімати їх площа вікон; таким чином, втрати втрати через стіни виходить дещо завищеними. При обчисленні ж тепловтрат через вікна величину коефіцієнта теплопередачі приймають рівною. Аналогічно надходять і в тому випадку, якщо у зовнішній стіні є балконні двері.

Розрахунок тепловтрат роблять для приміщень першого поверху, потім - другого. Якщо приміщення має планування та орієнтацію по сторонах світла, аналогічну з раніше розрахованим приміщенням, то повторно розрахунок тепловтрат не проводиться, а в бланку тепловтрат навпроти номера приміщення записується: «Те ж, що і для №»
(Вказується номер раніше розрахованого аналогічного приміщення) та підсумкове значення тепловтрат для цього приміщення.

Тепловтрати сходової кліткивизначають загалом у всій її висоті, як одного приміщення.

Тепловтрати через будівельні огородження між суміжними опалювальними приміщеннями, наприклад, через внутрішні стіни, слід враховувати лише за різниці розрахункових температур внутрішнього повітря цих приміщень понад 3 ºС.

Таблиця 8

Тепловтрати приміщень

№ приміщення

Найменування приміщення та його внутрішня температура

Характеристика огорожі

Коефіцієнт теплопередачі k, Вт/(м 2о З)

Розрахункова різниця температур (t - t н5)·n

Додаткові втрати теплоти

Сума додаткових тепло-втрат

Втрати тепла через огородження Q o, Вт

Витрата тепла на нагрівання інфільтраційного повітря Q інф, Вт

Побутові тепловиділення Q побут, Вт

Тепловтрати приміщення Q пом, Вт

найменування

орієнтація

розміри a x b, м

площа поверхні F, м 2

на орієнтацію

інші

Визначити необхідну товщину утеплювача за умови енергозбереження.

Вихідні дані. Варіант №40.

Будівля – житловий будинок.

Район будівництва: м. Оренбург.

Зона вологості – 3 (суха).

Розрахункові умови

Найменування розрахункових параметрів	Позначення параметра	Одиниця виміру	Розрахункове значення
Розрахункова температура внутрішнього повітря
Розрахункова температура зовнішнього повітря
Розрахункова температура теплого горища
Розрахункова температура техпідпілля
Тривалість опалювального періоду
Середня температура зовнішнього повітря за опалювальний період
Градусо-доба опалювального періоду

Конструкція огорожі

Штукатурка вапняно-піщана – 10мм. δ 1 = 0,01м; λ 1 = 0,7 Вт/м∙ 0 С

Цегла звичайна глиняна - 510 мм. δ 2 = 0,51м; λ 2 = 0,7 Вт/м∙ 0 С

Утеплювач URSA: δ 3 =? λ 3 = 0,042 Вт/м∙ 0 С

Повітряний прошарок – 60 мм. δ 3 = 0,06м; R a.l = 0,17 м 2 ∙ 0 С/Вт

Фасадне покриття (сайдинг) – 5 мм.

Примітка: сайдингове покриття не приймається, т.к. шари конструкції, розташовані між повітряним прошарком та зовнішньою поверхнею, у теплотехнічному розрахунку не враховуються.

1. Градусо-доба опалювального періоду

D d = (t int - t ht) z ht

де: t int - розрахункова середня температура внутрішнього повітря, ° С, яка визначається за табл. 1.

D d = (22 + 6,3) 202 = 5717 ° С ∙ добу

2. Нормоване значення опору теплопередачі, R req, табл. 4.

R req = a∙D d + b = 0,00035∙5717 + 1,4 = 3,4 м 2 ∙ 0 С/Вт

3. Мінімально допустима товщина утеплювача визначається за умови R₀ = R req

R 0 = R si + ΣR до + R se =1/α int + Σδ/λ+1/α ext = R req

δ ут = λ ут = ∙0,042 = ∙0,042 = (3,4 – 1,28)∙0,042 = 0,089м

Приймаємо товщину утеплювача 0,1м

4. Наведений опір теплопередачі, R₀, з урахуванням прийнятої товщини утеплювача

R 0 = 1/α int + Σδ/λ+1/α ext = 1/8,7 + 0,01/0,7 + 0.51/0,7 + 0,1/0,042 + 0,17 + 1/10 ,8 = 3,7 м 2 ∙ 0 С/Вт

5. Виконати перевірку конструкції на невипадання конденсату на внутрішній поверхні огорожі.

Температура внутрішньої поверхні огородження τ si , 0 С, повинна бути вищою за точку роси t d , 0 С, але не менше ніж на 2-3 0 С.

Температуру внутрішньої поверхні, τ si стін слід визначати за формулою

τ si = t int - / (R про α int) = 22 -
0 С

де: t int – розрахункова температура повітря усередині будівлі;

t ext – розрахункова температура зовнішнього повітря;

n - коефіцієнт, що враховує залежність положення зовнішньої поверхні огороджувальних конструкцій по відношенню до зовнішнього повітря і наведений у таблиці 6;

α int - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні зовнішнього огородження теплого горища, Вт/(м · ° С), що приймається: для стін - 8,7; для покриттів 7-9-поверхових будинків – 9,9; 10-12-поверхових – 10,5; 13-16-поверхових - 12 Вт/(м °С);

R₀ - наведений опір теплопередачі (зовнішніх стін, перекриттів та покриттів теплого горища), м °С/Вт.

Температура точки роси t d приймається за таблицею 2.

При визначенні необхідності додаткового утеплення будинку важливо знати тепловтрати його конструкцій, зокрема. Калькулятор теплопровідності стіни онлайн допоможе зробити розрахунки швидко і точно.

Вконтакте

Навіщо потрібен розрахунок

Теплопровідність даного елемента будівлі – властивість будівлі проводити тепло через одиницю своєї площі при різниці температур усередині та зовні приміщення в 1 град. З.

Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій, що виконується згаданим вище сервісом, необхідний для наступних цілей:

для вибору опалювального обладнання та типу системи, що дозволяє не лише компенсувати тепловтрати, а й створити комфортну температуру всередині житлових приміщень;
для визначення потреби додаткового утеплення будівлі;
при проектуванні та будівництві нової будівлі для вибору стінового матеріалу, що забезпечує найменші втрати в певних кліматичних умовах;
для створення всередині приміщення комфортної температури не лише в опалювальний період, а й улітку у спекотну погоду.

Увага!Виконуючи самостійні теплотехнічні розрахункистінових конструкцій, користуються методиками та даними описаними в таких нормативних документах, як СНіП ІІ 03 79 «Будівельна теплотехніка» та СНіП 23-02-2003 « Тепловий захистбудівель».

Від чого залежить теплопровідність

Теплопередача залежить від таких факторів, як:

Матеріал, з якого споруджено будову, – різні матеріаливідрізняються за здатністю проводити тепло. Так, бетон, різні видицегли сприяють великій втраті тепла. Оцілінрована колода, брус, піно- та газоблоки, навпаки, при меншій товщині мають меншу теплопровідність, що забезпечує збереження тепла всередині приміщення та набагато менші витрати на утеплення та опалення будівлі.
Товщина стіни - чим це значення більше, тим менше тепловіддача відбувається через її товщу.
Вологість матеріалу – чим більша вологість сировини, з якої зведена конструкція, тим більше він проводить тепла і тим швидше вона руйнується.
Наявність повітряних пір у матеріалі – заповнені повітрям пори перешкоджають прискореним тепловтратам. Якщо пори заповнюються вологою, тепловтрати збільшуються.
Наявність додаткового утеплення - фанерована шаром утеплювача зовні або всередині стіни за втратами тепла мають значення в рази менше ніж неутеплені.

У будівництві поряд з теплопровідністю стін велике поширення набула така характеристика, як термічний опір (R).

Розраховується вона з урахуванням таких показників:
коефіцієнта теплопровідності стінового матеріалу (λ) (Вт/м×0С);
товщини конструкції (h), (м);
наявності утеплювача;

вологості матеріалу (%).

Чим нижче величина термічного опору, тим більшою мірою стіна схильна до тепловтрат.

Теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій за даною характеристикою виконується за такою формулою:

R= h/λ; (м2×0С/Вт)

Приклад розрахунку термічного опору:

Вихідні дані:
несуча стіна виконана із сухого соснового бруса товщиною 30 см (0,3 м);
коефіцієнт теплопровідності становить 0,09 Вт/м×0С;

розрахунок результату.

Таким чином, термічний опір такої стіни становитиме:

Отримані в результаті обчислення значення порівнюють із нормативними згідно з СНиП ІІ 03 79. При цьому враховують такий показник, як градусодобу періоду, протягом якого триває опалювальний сезон.

Якщо отримане значення дорівнює або більше нормативного, матеріал і товщина стінових конструкцій обрані правильно.

В іншому випадку слід провести утеплення будівлі для досягнення нормативного значення. За наявності утеплювача його термічний опір розраховують окремо та підсумовують з аналогічним значенням основного стінового матеріалу. Також якщо матеріал стінової конструкції маєпідвищену вологість

, Застосовують відповідний коефіцієнт теплопровідності.

Для більш точного розрахунку термічного опору даної конструкції до отриманого результату додають аналогічні значення вікон і дверей, що виходять на вулицю.

Допустимі значення

Виконуючи теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни, враховують також і регіон, в якому розташовуватиметься будинок: Для південних регіонів зтеплими зимами
і невеликими перепадами температур можна зводити стіни невеликої товщини з матеріалів із середнім ступенем теплопровідності – керамічний та глиняний обпалений одинарний та подвійний, та великої щільності. Товщина стінок для таких регіонів може бути не більше 20 см.
Водночас для північних регіонів доцільніше та економічно вигідніше будувати огороджувальні стінові конструкції середньої та великої товщини з матеріалів з великим термічним опором – оциліндрована колода, газо- та пінобетон середньої щільності. Для таких умов зводять стінові конструкції завтовшки до 50-60 см.Для регіонів з помірним кліматом і такими, що чергуються по

температурному режимузимами підходять із високим та середнім значенням термічного опору – газо- та пінобетон, брус, середнього діаметра. У таких умовах товщина стінових конструкцій з урахуванням утеплювачів становить не більше 40-45 см.

Важливо!

Найбільш точно розраховує термічний опір стінових конструкцій калькулятор тепловтрат, в якому враховується регіон розташування будинку. Теплопередача різних матеріалівпір і порожнин, заповнених повітрям. До них відносяться різні види деревини, легких пористих бетонів – піно-, газо-, шлакобетони, а також пустотна силікатна цегла.

До матеріалів з високою теплопровідністю та низьким термічним опором відносяться різні види важких бетонів, монолітна силікатна цегла. Така особливість пояснюється тим, що частки в них розташовуються дуже близько одна до одної, без порожнеч і пір. Це сприяє більш швидкій передачі тепла в товщі стіни та великій тепловтраті.

Таблиця. Коефіцієнти теплопровідності будівельних матеріалів(СНіП ІІ 03 79)

Розрахунок багатошарової конструкції

Теплотехнічний розрахунок зовнішньої стіни, що складається з кількох шарів, проводиться так:

за формулою, описаною вище, обчислюється значення термічного опору кожного з шарів стінового пирога;
значення даної характеристики всіх шарів складають разом, отримуючи сумарний термічний опір багатошарової стінової конструкції.

Виходячи з цієї методики, можна проводити і розрахунок товщини. Для цього необхідно термічний опір, що бракує до норми, помножити на коефіцієнт теплопровідності утеплювача - в результаті вийде товщина шару утеплювача.

За допомогою програми ТеРеМОК теплотехнічний підрахунок виконується автоматично. Для того щоб калькулятор теплопровідності стіни виконав розрахунки, необхідно внести наступні вихідні дані:

тип будівлі – житлова, виробнича;
матеріал стіни;
товщина конструкції;
регіон;
необхідна температура та вологість усередині будівлі;
наявність, тип та товщина утеплювача.

Як самостійно підрахувати тепловтрати в будинку

Таким чином, теплотехнічний розрахунок огороджувальних конструкцій є дуже важливим як для будинку, що будується, так і для вже давно побудованої будівлі. У першому випадку правильний теплорозрахунок дозволить заощадити на опаленні, у другому - підібрати оптимальний за товщиною та складом утеплювач.

Вам можуть бути цікаві такі матеріали