Termoteknisk beregning af indkapslingsstrukturer: Et eksempel på beregning og design. Formlen til beregning af varmekonstruktion af indkapslingsstrukturer

Oprettelse af behagelige betingelser for leve- eller arbejdsliv er en vigtig opgave med opførelse. En væsentlig del af vores lands territorium ligger i de nordlige breddegrader med et koldt klima. Derfor er opretholdelse af en behagelig temperatur i bygninger altid aktuelt. Med væksten i taksterne for energi kommer reduktionen i energiforbrug til opvarmning frem.

Klimaegenskaber

Valget af opførelse af vægge og tag afhænger primært af klimatiske forhold i byggepladsen. For deres definition er det nødvendigt at henvise til SP131.13330.2012 "Konstruktionsklimatologi". Følgende værdier anvendes i beregningerne:

• Temperaturen for den koldeste fem-dages periode er 0,92, angivet med Tn;
• Den gennemsnitlige temperatur er betegnet af Thoth;
• Varighed betegnes af ZOT.

For eksemplet for Murmansk er værdierne som følger:

• Т0 = -30 grader;
• At = -3,4 grader;
• ZOT = 275 dage.

Derudover er det nødvendigt at indstille designtemperaturen inde i fjernsynsrummet, det bestemmes i overensstemmelse med GOST 30494-2011. For boliger kan du tage tv = 20 grader.

For at udføre varmekonstruktionsberegningen af de indesluttende strukturer, beregnes GSOP (graden af opvarmningstiden) på forhånd:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
I vores eksempel, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Nøgleindikatorer

For det korrekte valg af materialerne i de omsluttende strukturer er det nødvendigt at bestemme hvilke termiske egenskaber de skal have. Et stofs evne til at lede varme er kendetegnet ved dets termiske ledningsevne, betegnes med det græske brev l (lambda) og måles i W / (mx grad). En strukturers evne til at opretholde varme er kendetegnet ved dens modstand over for varmeoverførsel R og er lig med forholdet mellem tykkelse og termisk ledningsevne: R = d / l.

I det tilfælde, hvor strukturen består af flere lag, beregnes modstanden for hvert lag og summeres derefter.

Modstand mod varmeoverførsel er hovedindikatoren for det eksterne design. Dens værdi bør overstige den normative værdi. Ved udførelse af varmekonstruktion af bygningskuvertet skal vi fastlægge den økonomisk forsvarlige sammensætning af væggene og taget.

Varmeledningsevne værdier

Kvaliteten af termisk isolering bestemmes primært af termisk ledningsevne. Hvert certificeret materiale gennemgår laboratorieprøver, hvorved denne værdi bestemmes for driftsbetingelserne "A" eller "B". For vores land opfylder de fleste af regionerne driftsbetingelserne for "B". Udførelse af varmekonstruktionsberegningen af husets omsluttende strukturer, bør denne værdi anvendes. Varmeledningsevnen er angivet på etiketten eller i materialets pas, men hvis de ikke er tilgængelige, kan referenceværdierne fra Practice Code anvendes. Værdier for de mest populære materialer er angivet nedenfor:

• Murværk lavet af almindeligt mursten - 0,81 W (m × deg.).
• Murværk lavet af silicat mursten - 0,87 W (m х deg.).
• Gas og skumbeton (tæthed 800) - 0,37 W (m x grader).
• Træet af nåletræer er 0,18 W (mx grad).
• Ekstruderet polystyrenskum - 0,032 W (mx grad).
• Mineraluldsplader (tæthed 180) - 0,048 W (m x grader).

Den normative værdi af modstanden mod varmeoverførsel

Den beregnede værdi af modstanden mod varmeoverførsel må ikke være mindre end basisværdien. Basisværdien bestemmes i henhold til tabel 3 SP50.13330.2012 "Termisk beskyttelse af bygninger". Tabellen definerer koefficienterne til beregning af basisværdierne af modstanden mod varmeoverførsel af alle indeslutningsstrukturer og bygningstyper. Fortsat begyndelsen af teplotehnichesky-beregningen af indesluttende mønstre kan et eksempel på beregning præsenteres som følger:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (mx deg / W).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m x grader / W).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m x grader / W).
• Rocka = 0.00005x6435 + 0.3 = 0.62 (mx deg / W).

Termoteknisk beregning af den ydre indkapslingsstruktur udføres for alle strukturer, der lukker det "varme" kredsløb - gulvet på jorden eller overlapningen af undergrunden, de ydre vægge (herunder vinduer og døre), den kombinerede belægning eller overlapningen af et uopvarmet loft. Også beregning skal udføres for interne strukturer, hvis temperaturforskellen i tilstødende værelser er mere end 8 grader.

Termisk konstruktion af vægge

De fleste af væggene og lofterne er flerlagede og heterogene i deres konstruktion. Termoteknisk beregning af indkapslingsstrukturen i flerlagsstrukturen er som følger:
R = dl / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
Hvor n er parametrene for det nte lag.

Hvis vi overvejer en murstenpudset mur, får vi følgende konstruktion:

• Yderlag af gips 3 cm tykt, termisk ledningsevne 0,93 W (mx grad);
• Murværk lavet af faste lersten 64 cm, varmeledningsevne 0,81 W (mx grad);
• Det indre lag af gipstykkelse på 3 cm, termisk ledningsevne 0,93 W (m × deg.).

Formlen for varmekonstruktionen af de indkapslede strukturer er som følger:

R = 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 0,85 (m × deg / W).

Den opnåede værdi er signifikant lavere end den tidligere bestemte baseline værdi af modstanden mod varmeoverførsel i væggene i en boligbygning i Murmansk 3,65 (mx deg / w). Væggen opfylder ikke lovkravene og skal isoleres. Vi bruger mineraluldskort 150 mm tykt og varmeledningsevne 0,048 W (mx grad) for at opvarme væggene.

Efter at have valgt det termiske isoleringssystem, er det nødvendigt at udføre verifikationsvarmeteknikberegningen af de indesluttende strukturer. Beregningseksemplet er angivet nedenfor:

R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (mx deg / W).

Den resulterende beregnede værdi er større end basisværdien - 3,65 (mx deg / W), den isolerede væg opfylder kravene i normerne.

Beregningen af overlapninger og overlappende belægninger udføres på tilsvarende måde.

Termoteknisk beregning af gulve i kontakt med jorden

Ofte i private hjem eller offentlige bygninger er gulvene på de første etager lavet på jorden. Modstand mod varmeoverførsel af sådanne gulve er ikke normaliseret, men i det mindste bør byggeri af gulve ikke tillade dugernes fald. Beregning af konstruktioner i kontakt med jorden udføres som følger: Gulvene er opdelt i bånd (zoner) 2 meter brede, begyndende fra den ydre grænse. Sådanne zoner er tildelt op til tre, det resterende område tilhører den fjerde zone. Hvis gulvkonstruktionen ikke giver en effektiv isolering, accepteres modstanden mod varmeoverførslen af zoner som følger:

• 1 zone - 2,1 (m x grader / w);
• 2 zone - 4,3 (m x grader / W);
• 3 zone - 8,6 (m x grader / W);
• 4 zone - 14,3 (m x grader / W).

Det er nemt at se, at jo længere gulvområdet er fra ydervæggen, desto højere er dens modstand mod varmeoverførsel. Derfor er det ofte begrænset til isolering af gulvets omkreds. Samtidig tilsættes modstanden mod varmeoverførslen af den isolerede struktur til zonens varmeoverføringsresistens.
Beregning af modstanden mod gulvets varmeoverførsel skal indgå i den generelle termiske ingeniørberegning af de omgivende strukturer. Et eksempel på beregning af gulve på jorden vil blive overvejet nedenfor. Vi tager et gulvareal på 10 x 10, svarende til 100 kvm.

• Området på 1 zone vil være 64 kvadratmeter.
• Område 2 zone er 32 kvadratmeter.
• Område 3 zone er 4 kvadratmeter.

Den gennemsnitlige værdi af modstanden mod varmeoverførsel af gulvet på jorden:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m x grader / W).

Efter at have færdiggjort isoleringen af gulvets omkreds med en polystyrenplade med en tykkelse på 5 cm, en 1 meter bred strimmel, opnår vi gennemsnitsværdien af modstanden mod varmeoverførsel:

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (mx grader / W).

Det er vigtigt at bemærke, at ikke blot gulvene beregnes på denne måde, men også vægternes konstruktioner i kontakt med jorden (væggene på forsænket gulv, den varme kælder).

Termisk konstruktion af døre

Basismodstanden mod varmeoverførslen af indgangsdørene beregnes noget anderledes. For at beregne det skal du først beregne modstanden mod varmeoverførsel af væggen i henhold til hygiejnisk og hygiejnisk kriterium (ikke-faldende dug):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Her er DTN - forskellen i temperatur mellem vægens indre overflade og luftens temperatur i rummet, bestemt af Standards Code, og for boliger er 4.0.
Av er varmeoverførselskoefficienten af den indre overflade af væggen, ifølge joint venture er det 8,7.
Dørens basisværdi er lig med 0,6 x Pst.

For det valgte design af døren er det nødvendigt at udføre en verifikationsvarmekonstruktion af de indesluttende strukturer. Eksempel på beregning af indgangsdøren:

Рдв = 0,6 x (20 - (-30)) / (4 x 8,7) = 0,86 (m grad / W).

Dette er den beregnede værdi, der svarer til en dør isoleret med en mineraluldskort på 5 cm. Dens modstand mod varmeoverførsel vil være R = 0,05 / 0,048 = 1,04 (m × deg / W), hvilket er større end den beregnede værdi.

Omfattende krav

Beregninger af vægge, lofter eller belægninger udføres for at kontrollere de grundlæggende krav til standarderne. Sætet med regler etablerer også et fuldstændigt krav, der karakteriserer kvaliteten af isoleringen af alle omsluttende strukturer generelt. Denne værdi kaldes "specifik varmeafskærmningskarakteristik". Uden dens verifikation er ingen varmekonstruktion af de omsluttende strukturer færdig. Et eksempel på beregning ifølge SP er angivet nedenfor.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, hvilket er mindre end den normaliserede værdi på 0,52. I dette tilfælde tages området og volumenet til et hus, der måler 10 x 10 x 2,5 m. Modstand mod varmeoverførsel er lig med basisværdierne.

Den standardiserede værdi bestemmes i overensstemmelse med JV, afhængigt af det opvarmede rumfang.

Ud over det komplekse krav anvendes også varmekonstruktionen af de indesluttende strukturer til at sammensætte et energipas. Et eksempel på udstedelse af pas er angivet i vedhæftet fil til SP50.13330.2012.

Homogenitetskoefficient

Alle ovenstående beregninger gælder for homogene strukturer. Det er i praksis meget sjældent. For at tage højde for inhomogeniteterne, der reducerer modstanden mod varmeoverførsel, indføres en korrigeringskoefficient for termisk ingeniør-ensartethed. Det tager højde for ændringen i modstandsdygtigheden over for varmeoverførsel indført med vindues- og døråbninger, ydre hjørner, ikke-ensartede indeslutninger (fx krydsstykker, bjælker, forstærkningsbælter), koldbroer,

Beregningen af denne koefficient er ret kompliceret, derfor er det i en forenklet form muligt at anvende omtrentlige værdier fra referencelitteraturen. For eksempel til murværk - 0,9, tre lag paneler - 0,7.

Effektiv isolering

Ved at vælge et husopvarmningssystem er det nemt at sikre, at det er praktisk taget umuligt at opfylde moderne krav til termisk beskyttelse uden at bruge en effektiv isolering. Så hvis du bruger traditionel lersten, skal du bruge et murerværk, der er flere meter tykt, hvilket er økonomisk upraktisk. Samtidig giver den lave varmeledningsevne af moderne varmere baseret på udvidet polystyren eller stenuld os mulighed for at begrænse os til tykkelser på 10-20 cm.

For at opnå en grundlæggende modstandsværdi på 3,65 (m × deg / W) skal du for eksempel:

• En murvæg 3 m tyk;
• Murværk af skumbetonblokke på 1,4 m;
• Mineraluldsisolering 0,18 m.