Теплотехнический расчет здания пошаговое руководство с примерами и формулами

Расчетные условия

R0тр = (n × (tв – tн)) : (Δtн × αв), 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.

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

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

R0тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5× 8,7) = 1,379 м2 °C/Вт.

Теплотехнический расчет здания пошаговое руководство с примерами и формулами

ГСОП = (tв – tот.пер.) × Zот.пер, где

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

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

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

R0тр = 2,4 (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м2°C/Вт)

R0 = 1/ αв R1 1/ αн, где

R1= d/l.

d – это толщина теплоизоляции, м.

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

αн = 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.

N
п.п.

Наименование
расчетных параметров

Обозначение
параметра

Единица
измерения

Расчетное
значение

1

Расчетная
температура внутреннего воздуха

°С

22

2

Расчетная
температура наружного воздуха

°С


31

3

Расчетная
температура теплого чердака

°С

5

4

Расчетная
температура техподполья

°С

2

5

Продолжительность
отопительного периода

сут

202

6

Средняя
температура наружного воздуха за
отопительный период

°С


6,3

7

Градусо-сутки
отопительного периода

°С·сут

5717

N
п.п.

Наименование
расчетных параметров

Обозначение
параметра

Единица
измерения

Расчетное
значение

1

Расчетная
температура внутреннего воздуха

°С

22

2

Расчетная
температура наружного воздуха

°С


31

3

Расчетная
температура теплого чердака

°С

5

4

Расчетная
температура техподполья

°С

2

5

Продолжительность
отопительного периода

сут

202

6

Средняя
температура наружного воздуха за
отопительный период

°С


6,3

7

Градусо-сутки
отопительного периода

°С·сут

5717

1.
Градусо–сутки отопительного периода

Dd
= (tint
– tht)
zht

где:
tint
— расчетная средняя температура
внутреннего воздуха, °С, определяемая
по табл. 1.

Dd
= (22 6,3) 202 = 5717°С∙сут

2.
Нормируемое значение сопротивления
теплопередаче, Rreq,
табл. 4.

Rreq
= a∙Dd
b = 0,000075
5717 0,15 = 0,58 м2∙0С/Вт

3.
Выбор светопрозрачной конструкции
осуществляется по значениям приведенного
сопротивления теплопередаче
,
приведенным в приложении Г. Приведенное
сопротивление теплопередаче окна должно
быть не менее нормируемого. Заполнение
светового проема – двухкамерный
стеклопакет в одинарном переплете из
стекла с твердым селективным покрытием
R=0,58
м2∙0С/Вт

Rreq,
=

Если
приведенное сопротивление теплопередаче
выбранной светопрозрачной конструкции
,
больше или равно,
то эта конструкция удовлетворяет
требованиям норм.

4.
При проверке требования по обеспечению
минимальной температуры на внутренней
поверхности светопрозрачных ограждений
температуру
этих ограждений следует определять как
для остекления, так и для непрозрачных
элементов по формуле

τint
= tint
— [n(tint
– text)]
/ (
αint)
= 22

где
: tint
– расчетная температура воздуха внутри
здания;

text
— расчетная температура наружного
воздуха;

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

Если
в результате расчета окажется, что
{amp}lt;3°С,
то следует выбрать другое конструктивное
решение заполнения светопроема с целью
обеспечения этого требования либо
предусмотреть установку под окнами
приборов отопления.

ПРИЛОЖЕНИЕ
А

(обязательное)

Таблица
А.1

Теплотехнический расчет здания пошаговое руководство с примерами и формулами

Расчетную
температуру наружного воздуха text°C,
следует принимать по средней температуре
наиболее холодной пятидневки с
обеспеченностью 0,92 согласно
СНиП
23-01-99* для соответствующего городского
или сельского населенного пункта. При
отсутствии данных для конкретного
пункта расчетную температуру следует
принимать для ближайшего пункта, который
указан в СНиП 23-01-99*.

Влажностный
режим помещений зданий

(по
табл. 1)

Условия
эксплуатации А и Б в зоне влажности
(по приложению В)

сухой

нормальный

влажный

Сухой

А

А

Б

Нормальный

А

Б

Б

Влажный
или мокрый

Б

Б

Б

Расчетная
температура воздуха внутри жилых и
общественных зданий

для холодного периода года должна быть
не ниже минимальных значений оптимальных
температур, приведенных в таблице 1
согласно ГОСТ 30494 – 96 и СанПиН 2.1.2.002.

Температуру
внутренней поверхности τsi,
°С, однородной однослойной или многослойной
ограждающей конструкции с однородными
слоями следует определять по формуле

τsi
= tint
— [n(tint
– text)]
/ (Rо
αint)
(1)

где
— коэффициент, учитывающий зависимость
положения наружной поверхности
ограждающих конструкций по отношению
к наружному воздуху и приведенный в
таблице 6;


коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности ограждающих конструкций,
Вт/(м·°С),
принимаемый по таблице 7;


расчетная средняя температура внутреннего
воздуха, °С, принимаемая по таблице 1;


расчетная температура наружного воздуха
в холодный период года, °С, для всех
зданий, кроме производственных зданий,
предназначенных для сезонной эксплуатации,
принимаемая равной средней температуре
наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99*.

теплорасчет зданий

R0
— приведенное
сопротивление теплопередаче,
м2оС/Вт,
ограждающих конструкций.

Температура
внутренних поверхностей наружных
ограждений здания, где имеются
теплопроводные включения (диафрагмы,
сквозные включения цементно-песчаного
раствора или бетона, межпанельные стыки,
жесткие соединения и гибкие связи в
многослойных панелях, оконные обрамления
и т.д.), в углах и на оконных откосах не
должна быть ниже, чем температура точки
росы воздуха внутри здания

(таблица 3) при расчетной относительной
влажности

и расчетной температуре

внутреннего воздуха (таблица 1).

Таблица
3

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.

Конструкция ограждения

Штукатурка
известково-песчаная – 10мм. δ1
= 0,01м; λ1
= 0,7 Вт/м∙0С

Кирпич
обыкновенный глиняный – 510 мм. δ2
= 0,51м; λ2
= 0,7 Вт/м∙0С

Утеплитель
URSA: δ3
= ?м; λ3
= 0,042 Вт/м∙0С

Воздушная
прослойка – 60 мм. δ3
= 0,06м; Ra.l
= 0,17 м2∙0С/Вт

Фасадное
покрытие (сайдинг) – 5 мм.

Примечание:
сайдинговое покрытие в расчете не
принимается, т.к. слои
конструкции, расположенные между
воздушной прослойкой и наружной
поверхностью, в теплотехническом расчете
не учитываются.

Dd
= (tint
– tht)
zht
 

Rreq
= a∙Dd
b = 0,00035∙5717 1,4 = 3,4 м2∙0С/Вт

3.
Минимально допустимая толщина утеплителя
определяется из условия R₀
= Rreq

R0=
Rsi
ΣRк
Rse=1/αint
Σδ/λ 1/αext
= Rreq

δут
= [Rreq
– (1/αint
Σδ/λ 1/αext
)]λут
= [3,4 – (1/8,7 0,01/0,7 0.51/0,7 0,17 1/10,8)]∙0,042 =
[3,4 – (0,11 0,01 0,73 0,17 0,09)]∙0,042 = (3,4 –
1,28)∙0,042 = 0,089м

Принимаем
толщину утеплителя 0,1м

4.
Приведенное сопротивление теплопередаче,
R₀,
с учетом принятой толщины утеплителя

R0
= 1/αint
Σδ/λ 1/αext
= 1/8,7 0,01/0,7 0.51/0,7 0,1/0,042 0,17 1/10,8 = 3,7
м2∙0С/Вт

Читать далее:  Робот пылесос Редмонд - обзор лучших моделей

Теплотехнический расчет здания пошаговое руководство с примерами и формулами

5.
Выполнить проверку конструкции на
невыпадение конденсата на внутренней
поверхности ограждения.

Температура
внутренней поверхности ограждения τsi,
0С,
должна быть выше точки росы td,
0С,
но не менее чем на 2-30С.

Температуру
внутренней поверхности, τsi,
стен следует определять по формуле

τsi
= tint
— [n(tint
– text)]
/ (Rо
αint)
= 22 —

αint
— коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности наружного ограждения
теплого чердака, Вт/ (м ·°С), принимаемый:
для стен — 8,7; для покрытий 7-9-этажных
домов — 9,9; 10-12-этажных — 10,5; 13 -16-этажных
— 12 Вт/(м °С);

R₀
— приведенное сопротивление теплопередаче
(наружных стен, перекрытий и покрытий
теплого чердака), м °С/Вт.

Температура
точки росы td
принимается по таблице 2.

Плита
железобетонная – 150мм: δ1
= 0,15м; λ1
= 1,92 Вт/м∙0С

Пароизоляция
(поливинилхлоридная пленка)

Теплотехнический расчет здания пошаговое руководство с примерами и формулами

Утеплитель
Styrodur – 2500 – 250мм: δ3
= 0,25м; λ3
= 0,031 Вт/м∙0С

Слой
цементно-песчаного раствора – 20мм: δ4
= 0,02м; λ4
= 0,7 Вт/м∙0С

Ходовые
доски – 30 мм. δ5
= 0,03м; λ5
= 0,14 Вт/м∙0С

Rreq
= a∙Dd
b = 0,00045∙5717 1,9 = 4,47 м2∙0С/Вт

3.
Минимальную толщину утеплителя определяем
из условия R₀
= Rreq

δут
= [Rreq
– (1/αint
Σδ/λ 1/αext
)]λут
= [4,47 – (1/8,7 0,15/1,92 0,02/0,07 0,03/0,14
1/12)]∙0,031 = [4,47 – (0,11 0,08 0,28 0,21 0,08)]∙0,031
= (4,47 – 0,76)∙0,031 = 0,115м

Теплопотери здания

Принимаем
толщину утеплителя 0,12м.

R0
= 1/αint
Σδ/λ 1/αext
= 1/8,7 0,15/1,92 0,12/0,031 0,02/0,07 0,03/0,14 1/12 =
4,63 м2∙0С/Вт

Конструктивно
принятая толщина утеплителя завышена,
т.е. экономически нецелесообразна.

Температуру
внутренней поверхности τsi
стен следует определять по формуле

n
– коэффициент, учитывающий зависимость
положения наружной поверхности
ограждающих конструкций по отношению
к наружному воздуху и приведенный в
таблице 6.

Утеплитель
Styrodur – 2500: δ3
= ? м; λ3
= 0,031 Вт/м∙0С

где:

— нормируемое сопротивление теплопередаче
перекрытия, определяемое по таблице 4
СНиП 23-02-2003 в зависимости от градусо-суток
отопительного периода климатического
района строительства;

Отопление в коттедже

,

— то же, что и в формуле (1);


расчетная температура воздуха в чердаке,
0С,
устанавливаемая по расчету теплового
баланса для 6-8-этажных зданий 140С,
для 9-12-этажных зданий 15-16 0С,
для 14-17 этажных зданий 17-18 0С.
для зданий ниже 6 этажей чердак, как
правило, выполняют холодным, а вытяжные
каналы из каждой квартиры выводят на
кровлю.

n
=

2.
Градусо–сутки отопительного периода

3.
Нормируемое значение сопротивления
теплопередаче, Rreq,
табл. 4.

Rgf
= n∙Rreq
= 0,31∙4,47 = 1,38 м2∙0С/Вт

4.
Минимальную толщину утеплителя определяем
из условия Rgf₀
= Rgf

Rgf0=
Rsi
ΣRк
Rse=1/αint
Σδ/λ 1/αext
= Rgf

δут
= [Rgf
– (1/αint
Σδ/λ 1/αext
)]λут
= [1,38 – (1/8,7 0,15/1,92 0,02/0,07 0,03/0,14
1/12)]∙0,031 = [1,38 – (0,11 0,08 0,28 0,21 0,08)]∙0,031
= (1,38 – 0,76)∙0,031 = 0,019м

Инфильтрация

Принимаем
толщину утеплителя 0,02м.

5.
Определяем приведенное сопротивление
теплопередаче, Rgf₀,
с учетом принятой толщины утеплителя

Rgf0
= 1/αint
Σδ/λ 1/αext
= 1/8,7 0,15/1,92 0,02/0,031 0,02/0,07 0,03/0,14 1/12 =
1,40 м2∙0С/Вт

6.
Выполнить проверку конструкции на
невыпадение конденсата на внутренней
поверхности ограждения.

Температуру
внутренней поверхности τsi
перекрытия следует определять по формуле

τsi
= tint
— [n(tint
– text)]
/ (Rgfо
αint)
= 22 —

3.3
Ограждающие конструкции технических
подвалов

Стеновой клапан

Технические
подвалы (техподполье) — это подвалы при
наличии в них нижней разводки труб
систем отопления, горячего водоснабжения,
а также труб системы водоснабжения и
канализации.

Расчет
ограждающих конструкций техподполий
следует выполнять в приведенной
последовательности.

1).
Нормируемое сопротивление теплопередаче

,
м·°С/Вт,
части цокольной стены, расположенной
выше уровня грунта, определяют согласно
СНиП 23-02-2003 для стен в зависимости от
градусо-суток отопительного периода
климатического района строительства.
При этом в качестве расчетной температуры
внутреннего воздуха принимают расчетную
температуру воздуха в техподполье
,
°С, равную не менее плюс 2°С при расчетных
условиях.

2).
Определяют приведенное сопротивление
теплопередаче
,
м·°С/Вт,
ограждающих конструкций заглубленной
части техподполья, расположенных ниже
уровня земли.

Для
неутепленных полов на грунте в случае,
когда материалы пола и стены имеют
расчетные коэффициенты теплопроводности

Вт/(м·°С),
приведенное сопротивление теплопередаче

определяют по таблице 10 в зависимости
от суммарной длины
,
м, включающей ширину техподполья и две
высоты части наружных стен, заглубленных
в грунт.

теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Таблица
10

Лаги

Утеплитель
URSA: δ3
= ? м; λ3
= 0,042 Вт/м∙0С

Паркетные
доски – 30 мм. δ5
= 0,03м; λ5
= 0,18 Вт/м∙0С

где:

— нормируемое сопротивление теплопередаче
перекрытий над техподпольем, определяемое
согласно СНиП 23-02-2003 в зависимости от
градусо-суток отопительного периода
климатического района строительства;


расчетная температура воздуха в
техподполье, равная не менее плюс 2 °C.

n
=

R= n∙Rreq
= 0,38∙4,47 = 1,7 м2∙0С/Вт

4.
Минимальная толщина утеплителя
определяется из условия R₀
= R

R0=
Rsi
ΣRк
Rse=1/αint
Σδ/λ 1/αext
= R

δут
= [R– (1/αint
Σδ/λ 1/αext
)]λут
= [1,7 – (1/8,7 0,15/1,92 0,03/0,18 1/12)]∙0,042 = [1,7 –
(0,11 0,08 0,17 0,08)]∙0,031 = (1,7 – 0,44)∙0,042 =
0,053м

Принимаем
толщину утеплителя 0,06м.

5.
Приведенное сопротивление теплопередаче,
R,
с учетом принятой толщины утеплителя

R=
1/αint
Σδ/λ 1/αext
= 1/8,7 0,15/1,92 0,06/0,042 0,03/0,18 1/12 = 1,87 м2∙0С/Вт

6.
Выполнить проверку конструкции на
невыпадение конденсата на внутренней
поверхности ограждения.

τsi
= tint
— [n∙(tint
– text)]
/ (R
αint)
= 22 —

Определить
конструкцию заполнения оконного проема.

теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания

Исходные
данные. Вариант № 40.

Здание
– жилой дом.

Район
строительства: г. Оренбург.

Зона
влажности – 3 (сухая).

Таблица
3

Вот три показателя, которые будут приниматься за главный:

  • площадь постройки изнутри;
  • объем снаружи;
  • специализированные коэффициенты теплопроводности материалов.

Не самый экономичный, но наиболее частотный, особенно в России, способ. Он предполагает примитивные вычисления исходя из площадного показателя. При этом не учитывается климат, полоса, минимальные и максимальные температурные значения, влажность и пр.

формула теплотехнического расчета ограждающих конструкций

Также в учет не берут основные источники теплопотерь, такие как:

  • Вентиляционная система – 30-40%.
  • Скаты крыши – 10-25%.
  • Окна и двери – 15-25%.
  • Стены – 20-30%.
  • Пол на грунте – 5-10%.

Эти неточности из-за неучета большинства важных элементов приводят к тому, что сам теплорасчет может иметь сильную погрешность в обе стороны. Обычно инженеры оставляют «запас», поэтому приходится устанавливать такое отопительное оборудование, которое полностью не задействуется или грозит сильному перегреву.

Используют «укрупненные» показатели. Минусы такого подхода:

  • дорогостоящее отопительное оборудование и материалы;
  • некомфортный микроклимат внутри помещения;
  • дополнительная установка автоматизированного контроля за температурным режимом;
  • возможные промерзания стен зимой.

Q=S*100 Вт (150 Вт)

  • Q – количество тепла, необходимое для комфортного климата во всем здании;
  • Вт S – отапливаемая площадь помещения, м.

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м.

Если вы выбираете этот метод, то прислушайтесь к следующим советам:

  • Если высота стен (до потолка) не более трех метров, а количество окон и дверей на одну поверхность 1 или 2, то умножайте полученный результат на 100 Вт. Обычно все жилые дома, как частные, так и многоквартирные, используют это значение.
  • Если в конструкции присутствуют два оконных проема или балкон, лоджия, то показатель возрастает до 120-130 Вт.
  • Для промышленных и складских помещений чаще берется коэффициент в 150 Вт.
  • При выборе отопительных приборов (радиаторов), если они будут расположены возле окна, стоит прибавить их проектируемую мощность на 20-30%.
Читать далее:  Как сделать умывальник для дачи своими руками пошаговый инструктаж

Обычно такой способ используется для тех строений, где высокие потолки – более 3 метров. То есть промышленные объекты. Минусом такого способа является то, что не учитывается конверсия воздуха, то есть то, что вверху всегда теплее, чем внизу.

Требования по теплотехническому расчету помещения и сопутствующая документация

Государственные проверяющие органы, руководящие организацией и регламентацией строительства, а также проверкой выполнения техники безопасности, составили СНиП № 23-02-2003, в котором подробно излагаются нормы проведения мероприятий по тепловой защите зданий.

теплотехнический расчет наружной ограждающей конструкции

Документ предлагает инженерные решения, которые обеспечат наиболее экономичный расход теплоэнергии, которая уходит на отопление помещений (жилых или промышленных, муниципальных) в отопительный период. Эти рекомендации и требования были разработаны с учетом вентиляции, конверсии воздуха, а также со вниманием к месторасположению точек поступления тепла.

СНиП – это законопроект на федеральном уровне. Региональная документация представлена в виде ТСН – территориально-строительных норм.

Не все постройки входят в юрисдикцию этих сводов. В частности, не проверяются по этим требованиям те строения, которые отапливаются нерегулярно или вовсе сконструированы без отопления. Обязательным теплорасчет является для следующих зданий:

  • жилые – частные и многоквартирные дома;
  • общественные, муниципальные – офисы, школы, больницы, детские сады и пр.;
  • производственные – заводы, концерны, элеваторы;
  • сельскохозяйственные – любые отапливаемые постройки с/х назначения;
  • складские – амбары, склады.

В тексте документа прописаны нормы для всех тех составляющих, которые входят в теплотехнический анализ.

Требования к конструкциям:

  • Теплоизоляция. Это не только сохранение тепла в холодное время года и недопущение переохлаждений, промерзаний, но и защита от перегрева летом. Изоляция, таким образом, должна быть обоюдосторонней – предупреждение влияний извне и отдачи энергии изнутри.
  • Допустимое значение перепада температур между атмосферой внутри здания и терморежимом внутренней части ограждающих конструкций. Это приведет к скоплению конденсата на стенах, а также к негативному влиянию на здоровье людей, находящихся в помещении.
  • Теплоустойчивость, то есть температурная стабильность, недопущение резких перемен в нагреваемом воздухе.
  • Воздухопроницаемость. Здесь важен баланс. С одной стороны, нельзя допустить остывания постройки из-за активной отдачи тепла, с другой стороны, важно предупредить появление «парникового эффекта». Он бывает, когда использован синтетический, «недышащий» утеплитель.
  • Отсутствие сырости. Повышенная влажность – это не только причина для появления плесени, но и показатель, из-за которого происходят серьезные потери теплоэнергии.

Расчеты стен, перекрытий или покрытия выполняются для проверки поэлементных требований нормативов. Сводом правил также установлено комплектное требование, характеризующее качество утепления всех ограждающих конструкций в целом. Эта величина называется «удельная теплозащитная характеристика». Без ее проверки не обходится ни один теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Пример расчета по СП приведен ниже.

Наименование конструкции Площадь R A/R
Стены 83 3,65 22,73
Покрытие 100 5,41 18,48
Перекрытие подвала 100 4,79 20,87
Окна 15 0,62 24,19
Двери 2 0,8 2,5
Сумма 88,77

Коб = 88,77 / 250 = 0,35, что меньше нормируемого значения 0,52. В данном случае площади и объем приняты для дома размерами 10 х 10 х 2,5 м. Сопротивления теплопередачи – равные базовым величинам.

Нормируемое значение определяется в соответствии с СП в зависимости от отапливаемого объёма дома.

Помимо комплексного требования, для составления энергетического паспорта также выполняют теплотехнический расчет ограждающих конструкций, пример оформления паспорта дан в приложении к СП50.13330.2012.

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.

Конструкция ограждения

Выбор конструкции стен и кровли зависит прежде всего от климатических условий района строительства. Для их определения необходимо обратиться к СП131.13330.2012 «Строительная климатология». В расчетах используются следующие величины:

  • температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, обозначается Тн;
  • средняя температура, обозначается Тот;
  • продолжительность, обозначается ZOT.

На примере для Мурманска величины имеют следующие значения:

  • Тн=-30 град;
  • Тот=-3.4 град;
  • ZOT=275 суток.

Кроме того, необходимо задать расчетную температуру внутри помещения Тв, она определяется в соответствии с ГОСТом 30494-2011. Для жилья можно принять Тв=20 град.

Чтобы выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций, предварительно вычисляют величину ГСОП (градусо-сутки отопительного периода):ГСОП = (Тв – Тот) х ZOT.На нашем примере ГСОП=(20 — (-3,4)) х 275 = 6435.

Большинство стен и перекрытий по своей конструкции многослойны и неоднородны. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций многослойной структуры выглядит следующим образом:R= d1/l1 d2/l2 dn/ln,где n — параметры n-го слоя.

Если рассматривать кирпичную оштукатуренную стену, то получим следующую конструкцию:

  • наружный слой штукатурки толщиной 3 см, теплопроводность 0,93 Вт(м х град.);
  • кладка из полнотелого глиняного кирпича 64 см, теплопроводность 0,81 Вт(м х град.);
  • внутренний слой штукатурки толщиной 3 см, теплопроводность 0,93 Вт(м х град.).

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

Полученное значение существенно меньше определенного ранее базового значения сопротивления теплопередаче стен жилого дома в Мурманске 3,65 (м х град/Вт). Стена не удовлетворяет нормативным требованиям и нуждается в утеплении. Для утепления стены используем минераловатные плиты толщиной 150 мм и теплопроводностью 0,048 Вт(м х град.).

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

Полученная расчётная величина больше базовой — 3,65 (м х град/Вт), утеплённая стена удовлетворяет требованиям норм.

Расчёт перекрытий и совмещённых покрытий выполняется аналогично.

Проверить
конструктивно принятую толщину утеплителя
для холодного чердака из условия
энергосбережения.

n
=

Таблица
10

Определить
толщину утеплителя для перекрытия над
подвалом из условия энергосбережения.

Лаги

теплотехнический расчет ограждающих конструкций пример расчета по сп

n
=

Rreq,
=

ПРИЛОЖЕНИЕ
А

(обязательное)

Таблица
А.1

 теплотехнический расчет ограждающих конструкций дома

Таблица
3

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

  • tв = 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.
  • tн = -34 °C – это температура наружного воздушного потока в зимний период времени, которая принимается по СНиП исходя из максимально холодной пятидневки, имеющей обеспеченность 0,92.
  • Zот.пер = 220 суток – это длительность отопительного периода, которая принимается по СНиПу, при этом среднесуточная температура окружающей среды ≤ 8 °C.
  • Tот.пер. = -5,9 °C – это температура окружающей среды (средняя) в отопительный период, которая принимается по СНиП, при суточной температуре окружающей среды ≤ 8 °C.
Читать далее:  Как установить смеситель на раковину своими руками

R1= d/l.

Перед тем как приступить к непосредственному теплорасчету, нужно собрать подробные сведения о постройке. В отчет будут входить ответы на следующие пункты:

  • Назначение здания – жилое это, промышленное или общественное помещение, конкретное предназначение.
  • Географическая широта участка, где находится или будет располагаться объект.
  • Климатические особенности местности.
  • Направление стен по сторонам света.
  • Размеры входных конструкций и оконных рам – их высота, ширина, проницаемость, тип окон – деревянные, пластиковые и пр.
  • Мощность отопительного оборудования, схема расположения труб, батарей.
  • Среднее количество жильцов или посетителей, работников, если это промышленные помещения, которые находятся внутри стен единовременно.
  • Стройматериалы, из которых выполнены полы, перекрытия и любые другие элементы.
  • Наличие или отсутствие подачи горячей воды, тип системы, которая за это отвечает.
  • Особенности вентиляции, как естественной (окна), так и искусственной – вентиляционные шахты, кондиционирование.
  • Конфигурация всего строения – количество этажей, общая и отдельная площадь помещений, расположение комнат.

Когда эти данные будут собраны, инженер может приступать к расчету.

Мы предлагаем вам три метода, которыми чаще всего пользуются специалисты. Также можно использовать комбинированный способ, когда факты берутся из всех трех возможностей.

Для этого нужно решить две задачи:

  • сделать правильный теплорасчет;
  • установить систему отопления.

Данные для примера:

  • угловая жилая комната;
  • одно окно – 8,12 м кв;
  • регион – Московская область;
  • толщина стен – 200 мм;
  • площадь по наружным параметрам – 3000*3000.

Необходимо выяснить, какая мощность нужна для обогрева 1 м кв помещения. Результатом будет Qуд = 70 Вт. Если утеплитель (толщина стен) будет меньше, то значения также будут ниже. Сравним:

  • 100 мм – Qуд= 103 Вт.
  • 150 мм – Qуд= 81 Вт.

Этот показатель будет учитываться при прокладке отопления.

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

Ряд целей актуален только для жилых домов или, напротив, промышленных помещений, но большинство решаемых проблем подходит для всех построек:

  • Сохранение комфортных климатических условий внутри комнат. В термин «комфорт» входит как отопительная система, так и естественные условия нагревания поверхности стен, крыши, использование всех источников тепла. Это же понятие включают и систему кондиционирования. Без должной вентиляции, особенно на производстве, помещения будут непригодны для работы.
  • Экономия электроэнергии и других ресурсов на отопление. Здесь имеют место следующие значения:
    • удельная теплоемкость используемых материалов и обшивки;
    • климат снаружи здания;
    • мощность отопления.

Крайне неэкономично проводить отопительную систему, которая просто не будет использоваться в должной степени, но зато будет трудна в установлении и дорога в обслуживании. То же правило можно отнести к дорогостоящим стройматериалам.

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.

Как делать теплотехнический расчет стен дома – основные параметры

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.

Для правильного выбора материалов ограждающих конструкций необходимо определить, какими теплотехническими характеристиками они должны обладать. Способность вещества проводить тепло характеризуется его теплопроводностью, обозначается греческой буквой l (лямбда) и измеряется в Вт/(м х град.). Способность конструкции удерживать тепло характеризуется её сопротивлением теплопередаче R и равняется отношению толщины к теплопроводности: R = d/l.

В случае если конструкция состоит из нескольких слоёв, сопротивление рассчитывается для каждого слоя и затем суммируется.

Сопротивление теплопередачи является основным показателем наружной конструкции. Его величина должна превышать нормативное значение. Выполняя теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания, мы должны определить экономически оправданный состав стен и кровли.

Параметры
воздуха внутри жилых и общественных
зданий из условия комфортности следует
определять согласно таблице 1 — для
холодного периода года. Параметры
воздуха внутри зданий производственного
назначения следует принимать согласно
ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования
соответствующих зданий и сооружений.

 теплотехнический расчет ограждающих конструкций пример расчета

Таблица
1

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.

Толщина утеплителя

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ManRem
Adblock
detector