Kako napraviti termotehnički proračun. Termotehnički proračun omotača zgrada

Sada, u vrijeme konstantnog rasta cijena energenata, kvalitetna izolacija postala je jedan od prioriteta u izgradnji novih i renoviranju postojećih kuća. Troškovi rada koji se odnose na poboljšanje energetske efikasnosti doma gotovo se uvijek isplate u roku od nekoliko godina. Glavna stvar pri njihovom izvođenju je ne pogriješiti, što će u najboljem slučaju poništiti sve napore, au najgorem će uzrokovati i štetu.

Moderno tržište građevinski materijal samo ispunjen svim vrstama izolacije. Nažalost, proizvođači, tačnije prodavači, čine sve da mi, obični programeri, odaberemo njihov materijal i damo im svoj novac. A to dovodi do činjenice da se mnoge pogrešne i obmanjujuće preporuke i savjeti pojavljuju u različitim izvorima informacija (posebno na internetu). Upetljajte se u njih običnom čoveku prilično lako.

Da budemo pošteni, mora se reći da su moderni izolacijski materijali zaista prilično učinkoviti. Ali da bi se njihova svojstva koristila sto posto, prvo, mora se izvršiti ispravna ugradnja u skladu s uputama proizvođača i, drugo, upotreba izolacije uvijek mora biti primjerena i primjerena u svakom konkretnom slučaju. Dakle, kako pravilno i efikasno izolovati svoj dom? Pokušajmo detaljnije razumjeti ovo pitanje...

Greške prilikom izolacije kuće

Postoje tri glavne greške koje programeri najčešće rade:

• nepravilan odabir materijala i njihov redosled za „pitu“ ogradne konstrukcije (zid, pod, krov...);
• debljina izolacijskog sloja koja ne zadovoljava standarde, odabrana "nasumično";
• Ne ispravna instalacija uz neusklađenost s tehnologijom za svaku određenu vrstu izolacije.

Posljedice ovih grešaka mogu biti veoma tužne. To uključuje pogoršanje mikroklime u kući s povećanom vlagom i stalnim zamagljivanjem prozora u hladnoj sezoni, pojavom kondenzacije na mjestima gdje to nije dopušteno i pojavom gljivica neugodnog mirisa s postupnim truljenjem unutrašnjosti. ukrasne ili ogradne konstrukcije.

Odabir metode izolacije

Najvažnije pravilo koje je najbolje uvijek slijediti je: izolujte kuću spolja, a ne iznutra! Značaj ove važne preporuke jasno je prikazan na sljedećoj slici:

Plavo-crvena linija na slici pokazuje temperaturnu promjenu u debljini "pita" zida. To jasno pokazuje da ako se izolacija radi iznutra, zid će se smrznuti tokom hladne sezone.

Evo primjera takvog slučaja, inače zasnovanog na prilično stvarni događaji. Živi dobar čovjek V kutni stan višespratna panelna zgrada i zimi, posebno po vjetrovitom vremenu, smrzava. Tada odlučuje da izoluje hladni zid. A kako mu je stan na petom spratu, ne mogu smisliti ništa bolje od izolacije iznutra. Istovremeno, jedne subote popodne na TV-u gleda emisiju o renoviranju i vidi kako u sličnom stanu izoluju zidove iznutra pomoću prostirki od mineralne vune.

I činilo se da je sve tamo prikazano ispravno i lijepo: postavili su okvir, postavili izolaciju, zatvorili film za zaštitu od pare i obložen gipsanim pločama. Ali nisu objasnili da su koristili mineralnu vunu ne zato što je najviše odgovarajući materijal za izolaciju zidova iznutra, ali zato što je sponzor njihovog današnjeg izdanja glavni proizvođač izolacija od mineralne vune.

I tako naš dobri čovjek odluči ovo ponoviti. Radi sve isto kao na TV-u, a stan odmah postaje osjetno topliji. Ali njegova radost zbog ovoga ne traje dugo. Nakon nekog vremena počinje osjećati da se u prostoriji pojavio neki strani miris i da je zrak postao teži. I nakon nekoliko dana počele su se pojavljivati ​​tamne vlažne mrlje na suhozidu na dnu zida. Dobro je što nisam imao vremena da postavim pozadinu. Šta se desilo?

Ono što se dogodilo je to panel zid, zatvoreno od unutrašnja toplota sloj izolacije, brzo se smrznuo. Vodena para, koja se nalazi u vazduhu i zbog razlike u parcijalnim pritiscima uvek teži iz unutrašnjosti tople prostorije ka spolja, počela je da ulazi u izolaciju, uprkos parnoj barijeri, kroz loše zalepljene ili nelepljene spojeve, kroz rupe od spajalica i vijaka za pričvršćivanje suhozida. Kada je para došla u kontakt sa smrznutim zidom, na njemu se počela stvarati kondenzacija. Izolacija je počela da postaje vlažna i nakuplja sve više vlage, što je dovelo do neugodnosti pljesniv miris i pojava gljivica. Takođe mokro mineralna vuna brzo gubi svojstva štednje topline.

Postavlja se pitanje - šta bi onda čovjek trebao učiniti u ovoj situaciji? Pa, prije svega, još uvijek morate pokušati pronaći priliku za izolaciju izvana. Srećom, sada je sve više organizacija koje se bave takvim poslom, bez obzira na visinu. Naravno, njihove cijene će se mnogima činiti vrlo visokim - 1000÷1500 rubalja po 1 m² ključ u ruke. Ali to je samo na prvi pogled. Ako u potpunosti izračunate sve troškove unutarnje izolacije (izolacija, njena obloga, kitovi, prajmeri, nova boja ili nova tapeta plus plaće zaposlenika), onda na kraju razlika s vanjskom izolacijom postaje neosnovana i, naravno, bolja je da ga preferiram.

Druga je stvar ako nije moguće dobiti dozvolu za vanjsku izolaciju (npr. kuća ima arhitektonske karakteristike). U ovom ekstremnom slučaju, ako se odlučite za izolaciju zidova iznutra, koristite izolacijske materijale s minimalnom (gotovo nultom) paropropusnošću, poput pjenastog stakla ili ekstrudirane polistirenske pjene.

Pjenasto staklo je više ekološki prihvatljiv materijal, ali nažalost i skuplji. Dakle, ako 1 m³ ekstrudirane polistirenske pjene košta oko 5.000 rubalja, onda 1 m³ pjenastog stakla košta oko 25.000 rubalja, tj. pet puta skuplje.

Tehnologija unutrašnje izolacije zidova bit će detaljno razmotrena u posebnom članku. Sada ćemo samo primijetiti točku da je prilikom postavljanja izolacije potrebno što je više moguće isključiti kršenje njenog integriteta. Tako je, na primjer, bolje zalijepiti EPS na zid i potpuno izbjegavati tiple (kao na slici) ili smanjiti njihov broj na minimum. Kao završni sloj, izolacija se oblaže mješavinom gipsanih žbuka, ili također oblaže gipsanim pločama bez okvira i bez vijaka.

Kako odrediti potrebnu debljinu izolacije?

Manje-više smo shvatili da je bolje izolirati kuću izvana nego iznutra. Sad sljedeće pitanje— koliko izolacije treba postaviti u svakom konkretnom slučaju? Ovo će zavisiti od sledećih parametara:

• kakvi su klimatski uslovi u ovoj regiji;
• koja je potrebna mikroklima u prostoriji;
• koji materijali čine „tortu“ ogradne strukture.

Malo o tome kako ga koristiti:

Proračun izolacije zidova kuće

Recimo da se "pita" našeg zida sastoji od sloja gipsane ploče - 10 mm ( unutrašnja dekoracija), gas silikatni blok D-600 - 300 mm, izolacija od mineralne vune - ? mm i sporedni kolosijek.

Početne podatke unosimo u program u skladu sa sljedećim snimkom ekrana:

Dakle, tačku po tačku:

1) Izvršite proračun prema:- ostavljamo tačku nasuprot “SP 50.13330.2012 i SP 131.13330.2012”, jer ove norme vidimo kao novije.

2) Lokalitet: — izaberite „Moskva“ ili bilo koju drugu koja je na listi i koja vam je bliža.

3) Vrsta zgrada i prostorija— postavite "Stambeno".

4) Vrsta ogradne konstrukcije— odaberite „Spoljni zidovi sa ventilisanom fasadom“. , budući da su naši zidovi s vanjske strane obloženi sporednim kolosijekom.

5) Procijenjena prosječna temperatura i relativna vlažnost zraka u zatvorenom prostoru se automatski detektuju, ne diramo ih.

6) Koeficijent termičke uniformnosti “r”— odaberite njegovu vrijednost klikom na upitnik. Tražimo ono što nam odgovara u tabelama koje se pojavljuju. Ako ništa ne odgovara, prihvatamo vrijednost “r” iz uputa Moskovske državne ekspertize (navedeno na vrhu stranice iznad tabela). Za naš primjer uzeli smo vrijednost r=0,85 za zidove sa prozorskim otvorima.

Ovaj koeficijent nije dostupan u većini sličnih online programa za termotehničke proračune. Njegovo uvođenje čini proračun preciznijim, jer karakteriše heterogenost zidnih materijala. Na primjer, prilikom izračunavanja cigle, ovaj koeficijent uzima u obzir prisustvo malternih spojeva, čija je toplinska vodljivost mnogo veća od one same cigle.

7) Opcije izračuna:— označite kućice pored stavki „Proračun otpornosti na propuštanje pare“ i „Izračun tačke rose“.

8) U tabelu unosimo materijale koji čine našu "pitu" zida. Imajte na umu da je suštinski važno da ih dodate redom od vanjskog sloja do unutrašnjeg.

Napomena: Ako zid ima vanjski sloj materijal odvojen slojem ventiliranog zraka (u našem primjeru ovo je sporedni kolosijek), ovaj sloj nije uključen u proračun. To se već uzima u obzir pri odabiru vrste ogradne konstrukcije.

Dakle, u tabelu smo dodali sljedeće materijale - izolaciju od mineralne vune KNAUF, gasni silikat gustine 600 kg/m³ i krečno-pješčanu žbuku. U tom slučaju se automatski pojavljuju vrijednosti koeficijenata toplinske provodljivosti (λ) i paropropusnosti (μ).

U početku znamo debljinu slojeva gasnog silikata i gipsa, upisujemo ih u tabelu u milimetrima. I odabiremo potrebnu debljinu izolacije do natpisa " R 0 pr >R 0 norme (… > …) dizajn zadovoljava zahtjeve za prijenos topline.«

U našem primjeru uvjet počinje da se ispunjava kada je debljina mineralne vune 88 mm. Ovu vrijednost zaokružujemo na velika strana do 100 mm, jer je to debljina koja je komercijalno dostupna.

Takođe ispod tabele vidimo natpise koji to ukazuju nakupljanje vlage u izolaciji je nemoguće I kondenzacija nije moguća. To ukazuje da su shema izolacije i debljina izolacijskog sloja pravilno odabrani.

Inače, ovaj proračun nam omogućava da vidimo o čemu je bilo riječi u prvom dijelu ovog članka, naime, zašto je bolje ne izolirati zidove iznutra. Zamenimo slojeve, tj. Ugradićemo izolaciju unutar prostorije. Šta se dešava u ovom slučaju, pogledajte sledeći snimak ekrana:

Može se vidjeti da iako dizajn i dalje ispunjava zahtjeve za prijenos topline, uvjeti za paropropusnost više nisu ispunjeni i moguća je kondenzacija, kako je navedeno ispod ploče materijala. O posljedicama ovoga bilo je riječi gore.

Još jedna prednost ovog online programa je što klikom na „ Izvještaj» na dnu stranice možete dobiti cjelokupni termotehnički proračun izveden u obliku formula i jednadžbi sa zamjenom svih vrijednosti. Ovo bi nekome moglo biti zanimljivo.

Proračun izolacije potkrovlja

Primjer termotehničkog proračuna potkrovlje prikazano na sljedećem snimku ekrana:

Iz ovoga se vidi da je u ovom primjeru potrebna debljina mineralne vune za izolaciju potkrovlja najmanje 160 mm. Preklapanje - prema drvene grede, "pita" se sastoji od izolacije, borovih ploča debljine 25 mm, ploča od vlakana - 5 mm, zračnog razmaka - 50 mm i obloge od gipsanih ploča - 10 mm. Zračni jaz je prisutan u proračunu zbog prisustva okvira za suhozid.

Proračun izolacije podruma

Primjer termičkog proračuna za podrumski pod je prikazan na sljedećem snimku ekrana:

U ovom primjeru, kada je pod podruma monolitni armiranobetonski debljine 200 mm, a kuća ima negrijano podzemlje, minimalna potrebna debljina izolacije ekstrudiranom polistirenskom pjenom je oko 120 mm.

Dakle, izvođenje proračuna toplotnog inženjeringa omogućava vam da pravilno sastavite „pitu“ ogradne konstrukcije, odaberete potrebnu debljinu svakog sloja i, na kraju, izvršite efikasnu izolaciju kuće. Nakon toga, glavna stvar je izvršiti kvalitetnu i ispravnu ugradnju izolacije. Izbor njih je sada vrlo velik i rad sa svakim ima svoje karakteristike. O tome će se svakako raspravljati u drugim člancima na našoj web stranici posvećenim temi kućne izolacije.

Bit će nam drago vidjeti vaše komentare na ovu temu!

Nekada su se zgrade i konstrukcije gradile bez razmišljanja o tome kakve kvalitete toplinske provodljivosti imaju ogradne konstrukcije. Drugim riječima, zidovi su jednostavno napravljeni debelim. A ako ste ikada bili u starim trgovačkim kućama, onda ste možda primijetili da su vanjski zidovi ovih kuća napravljeni od keramičke cigle, čija je debljina oko 1,5 metara. Ovakva debljina zida od cigle je osigurala i još uvijek osigurava potpuno ugodan boravak ljudi u ovim kućama, čak iu najtežim mrazima.

Danas se sve promijenilo. A sada nije ekonomski isplativo da zidovi budu tako debeli. Stoga su izmišljeni materijali koji ga mogu smanjiti. Neki od njih: izolacija i gasni silikatni blokovi. Zahvaljujući ovim materijalima, na primjer, debljina opeke može se smanjiti na 250 mm.

Sada se zidovi i plafoni najčešće izrađuju od 2 ili 3 sloja, od kojih je jedan sloj materijal sa dobrim termoizolaciona svojstva. I da bi se utvrdilo optimalna debljina ovog materijala vrši se termotehnički proračun i određuje tačka rose.

Kako izračunati tačku rose možete saznati na sljedećoj stranici. Termotehnički proračuni će se ovdje također razmatrati na primjeru.

Potrebni regulatorni dokumenti

Za izračun će vam trebati dva SNiP-a, jedno zajedničko ulaganje, jedan GOST i jedan priručnik:

• SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Termička zaštita objekata." Ažurirano izdanje iz 2012.
• SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). „Građevinska klimatologija“. Ažurirano izdanje iz 2012.
• SP 23-101-2004. "Projektiranje toplinske zaštite zgrada".
• GOST 30494-96 (zamijenjen GOST 30494-2011 od 2011.). "Stambene i javne zgrade. Parametri unutrašnje mikroklime".
• Benefit. Npr. Malyavin "Gubitak topline zgrade. Referentni priručnik".

Izračunati parametri

U procesu izvođenja termotehničkih proračuna utvrđuje se sljedeće:

• toplinske karakteristike građevinskih materijala ogradnih konstrukcija;
• smanjen otpor prijenosa topline;
• usklađenost ovog smanjenog otpora sa standardnom vrijednošću.

Primjer. Termotehnički proračun troslojnog zida bez zračnog raspora

Početni podaci

1. Lokalna klima i unutrašnja mikroklima

Građevinsko područje: G. Nižnji Novgorod.

Namjena objekta: stambena.

Izračunata relativna vlažnost unutrašnjeg vazduha pod uslovom da nema kondenzacije na unutrašnjim površinama spoljnih ograda je jednaka - 55% (SNiP 23-02-2003 tačka 4.3. Tabela 1 za uslove normalne vlažnosti).

Optimalna temperatura vazduha u dnevnoj sobi tokom hladne sezone je t int = 20°C (GOST 30494-96 tabela 1).

Procijenjena temperatura vanjskog zraka t ext, određena temperaturom najhladnijeg petodnevnog perioda sa vjerovatnoćom od 0,92 = -31°C (SNiP 23-01-99 tabela 1 kolona 5);

Trajanje grejne sezone sa prosječnom dnevnom temperaturom vanjskog zraka od 8°C jednaka je z ht = 215 dana (SNiP 23-01-99 tabela 1 kolona 11);

Prosječna temperatura vanjskog zraka za period grijanja t ht = -4,1°C (SNiP 23-01-99 tabela 1 kolona 12).

2. Dizajn zida

Zid se sastoji od sljedećih slojeva:

• Ukrasna cigla (besser) debljine 90 mm;
• izolacija (ploča od mineralne vune), na slici je njena debljina označena znakom "X", jer će se naći u procesu proračuna;
• pješčano-krečna opeka debljine 250 mm;
• malter (složeni malter), dodatni sloj za dobijanje objektivnije slike, jer je njegov uticaj minimalan, ali postoji.

3. Termofizičke karakteristike materijala

Vrijednosti karakteristika materijala sažete su u tabeli.

Bilješka(*): Ove karakteristike mogu se naći i kod proizvođača termoizolacionih materijala.

Kalkulacija

4. Određivanje debljine izolacije

Za izračunavanje debljine sloja toplinske izolacije potrebno je odrediti otpor prijenosa topline ogradne konstrukcije na osnovu zahtjeva sanitarni standardi i uštedu energije.

4.1. Određivanje standarda termičke zaštite na osnovu uslova uštede energije

Određivanje stepena-dana perioda grijanja prema klauzuli 5.3 SNiP-a 23.02.2003.:

D d = ( t int - t ht) z ht = (20 + 4,1)215 = 5182°C×dan

Bilješka: Diplomski dani su takođe označeni kao GSOP.

Standardnu ​​vrijednost smanjenog otpora prijenosa topline treba uzeti ne manje od standardiziranih vrijednosti određenih prema SNIP 23-02-2003 (tablica 4) u zavisnosti od stepena dana građevinskog područja:

R req = a×D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214m2 × °C/W,

gde je: Dd stepen-dan grejnog perioda u Nižnjem Novgorodu,

a i b - koeficijenti prihvaćeni prema tabeli 4 (ako je SNiP 23-02-2003) ili prema tabeli 3 (ako SP 50.13330.2012) za zidove stambene zgrade (kolona 3).

4.1. Određivanje standarda termičke zaštite na osnovu sanitarnih uslova

U našem slučaju to se smatra kao primjer, jer ovaj indikator izračunato za industrijske zgrade sa viškom osjetne topline većim od 23 W/m3 i zgrade namijenjene sezonskom radu (jesen ili proljeće), kao i zgrade s projektovanom unutrašnjom temperaturom zraka od 12°C i ispod smanjenog otpora prijenosa topline kućišta strukture (osim prozirnih) .

Određivanje standardne (maksimalno dozvoljene) otpornosti na prijenos topline prema sanitarnim uvjetima (formula 3 SNiP 23.02.2003.):

gdje je: n = 1 - koeficijent usvojen prema tabeli 6 za vanjski zid;

t int = 20°S - vrijednost iz originalnih podataka;

t ext = -31°S - vrijednost iz originalnih podataka;

Δt n = 4°S - normalizovana temperaturna razlika između unutrašnje temperature vazduha i temperature unutrašnja površina ogradna konstrukcija, uzeta prema tabeli 5 in u ovom slučaju za vanjske zidove stambenih zgrada;

α int = 8,7 W/(m 2 ×°C) - koeficijent prolaza topline unutrašnje površine ogradne konstrukcije, uzet prema tabeli 7 za vanjske zidove.

4.3. Standard za termičku zaštitu

Iz gornjih proračuna odabiremo potrebnu otpornost prijenosa topline R req iz stanja uštede energije i sada ga označimo R tr0 = 3.214 m 2 × °C/W .

5. Određivanje debljine izolacije

Za svaki sloj datog zida potrebno je izračunati toplinski otpor pomoću formule:

gdje je: δi - debljina sloja, mm;

λ i je izračunati koeficijent toplinske provodljivosti materijala sloja W/(m × °C).

1 sloj ( dekorativna cigla): R 1 = 0,09/0,96 = 0,094 m 2 × °C/W .

Sloj 3 (cigla od kreča): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 m2 × °C/W .

4. sloj (žbuka): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 m2 × °C/W .

Određivanje minimalne dozvoljene (potrebne) toplotne otpornosti toplotnoizolacionog materijala (formula 5.6 E.G. Malyavina „Gubitak toplote zgrade. Referentni priručnik“):

gdje je: R int = 1/α int = 1/8,7 - otpor prijenosa topline na unutrašnjoj površini;

R ext = 1/α ext = 1/23 - otpor prijenosa topline na vanjskoj površini, α ext se uzima prema tabeli 14 za vanjske zidove;

ΣR i = 0,094 + 0,287 + 0,023 - zbir toplotnih otpora svih slojeva zida bez sloja izolacije, određen uzimajući u obzir koeficijente toplotne provodljivosti materijala usvojene u koloni A ili B (kolone 8 i 9 tabele D1 SP 23-101-2004) u u skladu sa uslovima vlažnosti zida, m 2 °C/W

Debljina izolacije je jednaka (formula 5.7):

gdje: λ ut - koeficijent toplotne provodljivosti izolacionog materijala, W/(m °C).

Određivanje toplotnog otpora zida iz uslova da ukupna debljina izolacije bude 250 mm (formula 5.8):

gdje je: ΣR t,i zbir toplinskih otpora svih slojeva ograde, uključujući sloj izolacije, prihvaćene debljine konstrukcije, m 2 °C/W.

Iz dobijenog rezultata možemo zaključiti da

R 0 = 3,503 m 2 × °C/W> R tr0 = 3,214m 2 × °C/W→ stoga se odabire debljina izolacije U redu.

Efekat vazdušnog jaza

U slučaju kada se kao izolacija u troslojnom zidanju koristi mineralna vuna, staklena vuna ili druga pločasta izolacija, potrebno je između vanjskog zida i izolacije postaviti zračni sloj. Debljina ovog sloja treba da bude najmanje 10 mm, a po mogućnosti 20-40 mm. Neophodno je kako bi se osušila izolacija koja postaje mokra od kondenzacije.

Ovaj zračni jaz nije zatvoreni prostor, stoga, ako je prisutan u proračunu, potrebno je uzeti u obzir zahtjeve klauzule 9.1.2 SP 23-101-2004, i to:

a) slojevi konstrukcije koji se nalaze između zračnog raspora i vanjske površine (u našem slučaju to je dekorativna cigla (besser)) ne uzimaju se u obzir u proračunu termotehnike;

b) na površini konstrukcije okrenutoj prema sloju ventiliranom vanjskim zrakom treba uzeti koeficijent prolaza topline α ext = 10,8 W/(m°C).

Bilješka: utjecaj zračnog raspora uzima se u obzir, na primjer, u termotehničkim proračunima plastičnih prozora s dvostrukim staklom.

Zidovi zgrada nas štite od vjetra, padavina i često služe nosive konstrukcije za krov. Ipak, glavna funkcija zidova, kao ogradnih konstrukcija, je zaštita ljudi od neugodnih temperatura (uglavnom niskih) zraka u okolnom prostoru.

Termotehnički proračun zida određuje potrebnu debljinu slojeva upotrijebljenih materijala, osiguravajući toplotna izolacija prostorija sa stanovišta obezbjeđivanja udobnih sanitarno-higijenskih uslova za boravak osobe u zgradi i zahtjeva zakonodavstva o uštedi energije.

Što su zidovi izolovaniji, to su niži budući operativni troškovi grijanja zgrade, ali u isto vrijeme i veći trošak nabavke materijala tokom izgradnje. U kojoj mjeri je razumno izolirati omote zgrade ovisi o očekivanom vijeku trajanja objekta, ciljevima koje želi investitor izgradnje, a u praksi se razmatra u svakom slučaju pojedinačno.

Sanitarno-higijenski zahtjevi određuju minimalni dopušteni otpor prijenosa topline zidnih dijelova koji mogu osigurati udobnost u prostoriji. Ovi zahtjevi moraju biti ispunjeni prilikom projektovanja i izgradnje! Osiguravanje zahtjeva za uštedom energije omogućit će vašem projektu ne samo da prođe ispitivanje i zahtijeva dodatne jednokratne troškove tokom izgradnje, već će također osigurati smanjenje daljih troškova grijanja tokom rada.

Termotehnički proračun u Excelu za višeslojni zid.

Uključujemo MS Excel i počinjemo razmatrati primjer termotehničkog proračuna zida zgrade koja se gradi u regiji - Moskvi.

Prije početka rada preuzmite: SP 23-101-2004, SP 131.13330.2012 i SP 50.13330.2012. Svi navedeni Kodeksi pravila su besplatno dostupni na Internetu.

U Excel proračunskoj datoteci, u napomenama ćelijama sa vrijednostima parametara, daju se informacije o tome gdje treba uzeti te vrijednosti, a ne samo da su naznačeni brojevi dokumenata, već često i brojevi tablica, pa čak i stupaca.

Nakon postavljanja dimenzija i materijala zidnih slojeva, provjerit ćemo usklađenost sa sanitarnim i higijenskim standardima i standardima za uštedu energije, a također ćemo izračunati projektne temperature na granicama slojeva.

Početni podaci:

1…7. Na osnovu veza u napomenama do ćelija D4-D10, prvi dio tabele popunjavamo početnim podacima za vašu građevinsku regiju.

8…15. U drugom dijelu početnih podataka u ćelije D12-D19 unosimo parametre slojeva vanjskog zida - debljinu i koeficijente toplinske provodljivosti.

Vrijednosti koeficijenata toplinske provodljivosti materijala možete zatražiti od prodavača, pronaći ih pomoću linkova u bilješkama do ćelija D13, D15, D17, D19 ili jednostavno pretražiti na Internetu.

U ovom primjeru:

prvi sloj su gipsane obloge (suhi malter) gustine 1050 kg/m 3;

drugi sloj - zidanje od čvrste glinene obične opeke (1800 kg/m 3) sa malterom od cementne troske;

treći sloj - ploče od mineralne vune od kamenih vlakana (25-50 kg/m3);

četvrti sloj je polimercementna žbuka sa mrežicom od fiberglasa.

Rezultati:

Termotehnički proračun zida izvršit ćemo na osnovu pretpostavke da materijali korišteni u konstrukciji održavaju toplinsku uniformnost u smjeru toka topline.

Izračun se vrši pomoću sljedećih formula:

16. GSOP=( t vr- t n avg)* Z

17. R0uhtr=0,00035* GSOP+1,4

Formula je primjenjiva za termotehničke proračune zidova stambenih zgrada, dječjih i medicinskih ustanova. Za zgrade druge namjene, koeficijente “0,00035” i “1,4” u formuli treba izabrati drugačije prema tabeli 3 SP 50.13330.2012.

18. R0str=( t vr- t nr)/( Δ tV* α u )

19. R 0 =1/ α u +δ 1 / λ 1 +δ 2 / λ 2 +δ 3 /λ 3 +δ 4 / λ 4 +1/ α n

Moraju biti ispunjeni sljedeći uslovi: R 0 > R0str I R 0 > R0etr .

Ako prvi uvjet nije ispunjen, tada će ćelija D24 automatski biti popunjena crvenom bojom, signalizirajući korisniku da je odabrana zidna struktura neprihvatljiva. Ako samo drugi uslov nije ispunjen, tada će ćelija D24 biti obojena roze. Kada je izračunati otpor prijenosa topline veći od standardnih vrijednosti, ćelija D24 je obojena svijetlo žutom bojom.

20.t 1 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *1/α in

21.t 2 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *(1/α u +δ 1 /λ 1)

22.t 3 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *(1/α u +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ 2)

23.t 4 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *(1/α u +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ 2+δ 3 /λ 3 )

24.t 5 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *(1/α u +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ 2+δ 3 /λ 3 +δ 4 /λ 4)

Termički proračun zida u Excel-u je završen.

Važna napomena.

Vazduh oko nas sadrži vodu. Što je temperatura vazduha viša, to velika količina U stanju je da zadrži vlagu.

Na 0˚C i 100% relativnoj vlažnosti, vlažni novembarski vazduh na našim geografskim širinama sadrži jedan kubni metar manje od 5 grama vode. Istovremeno, vrući zrak u pustinji Sahare na +40˚S i samo 30% relativne vlažnosti, iznenađujuće, zadržava 3 puta više vode u sebi - više od 15 g/m3.

Kako se zrak hladi i postaje hladniji, ne može zadržati količinu vlage u sebi koju bi mogao u toplijem stanju. Kao rezultat, zrak ispušta kapljice vlage na hladne unutrašnje površine zidova. Kako se to ne bi dogodilo u zatvorenom prostoru, prilikom projektovanja dijela zida potrebno je osigurati da rosa ne pada na unutrašnje površine zidova.

Pošto je prosečna relativna vlažnost vazduha u stambenim prostorijama 50...60%, tačka rose pri temperaturi vazduha od +22˚S je +11...14˚S. U našem primjeru temperatura unutrašnje površine zida +20,4˚S osigurava da se rosa ne stvara.

Ali ako su materijali dovoljno higroskopni, rosa se može formirati unutar slojeva zida i, posebno, na granicama slojeva! Kada se voda smrzne, ona se širi i uništava zidne materijale.

U gore navedenom primjeru, tačka s temperaturom od 0˚C nalazi se unutar sloja izolacije i prilično blizu vanjske površine zida. U ovom trenutku na dijagramu na početku članka, označeno žuta, temperatura mijenja svoju vrijednost iz pozitivne u negativnu. Ispostavilo se da cigla nikada neće biti izložena negativnim temperaturama u svom životu. To će pomoći da se osigura trajnost zidova zgrade.

Ako zamijenimo drugi i treći sloj u primjeru i izoliramo zid iznutra, dobit ćemo ne jednu, već dvije granice sloja u području negativnih temperatura i polusmrznute cigle. Uvjerite se u to izvodeći termički proračun zida. Očigledni zaključci su očigledni.

Poštujući autorski rad molim skinuti kalkulacijski fajlnakon pretplate na najave članaka u prozoru koji se nalazi na vrhu stranice ili u prozoru na kraju članka!

Kreacija udobne uslove za smještaj ili radna aktivnost je primarni zadatak izgradnje. Značajan dio teritorije naše zemlje nalazi se u sjevernim geografskim širinama sa hladnom klimom. Stoga je održavanje ugodne temperature u zgradama uvijek važno. Uz povećanje tarifa za energiju, smanjenje potrošnje energije za grijanje dolazi do izražaja.

Klimatske karakteristike

Izbor dizajna zidova i krova prvenstveno ovisi o klimatskim uvjetima građevinskog područja. Da biste ih odredili, trebate pogledati SP131.13330.2012 „Klimatologija zgrada“. U proračunima se koriste sljedeće količine:

• temperatura najhladnijeg petodnevnog perioda sa vjerovatnoćom od 0,92 označava se kao Tn;
• prosječna temperatura, označena Thot;
• trajanje, označeno sa ZOT.

Koristeći primjer za Murmansk, vrijednosti imaju sljedeće vrijednosti:

• Tn=-30 stepeni;
• Tot=-3,4 stepena;
• ZOT=275 dana.

Osim toga, potrebno je postaviti procijenjenu temperaturu unutar TV sobe, ona se određuje u skladu sa GOST 30494-2011. Za stanovanje možete uzeti TV = 20 stepeni.

Da biste izvršili termotehnički proračun ogradnih konstrukcija, prvo izračunajte GSOP vrijednost (stepen-dan perioda grijanja):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
U našem primjeru, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Osnovni indikatori

Za pravi izbor materijala ogradnih konstrukcija, potrebno je odrediti koje termičke karakteristike trebaju imati. Sposobnost tvari da provodi toplinu karakterizira njena toplinska provodljivost, označena grčkim slovom l (lambda) i mjerena u W/(m x deg.). Sposobnost konstrukcije da zadrži toplinu karakterizira njena otpornost na prijenos topline R i jednaka je omjeru debljine i toplinske provodljivosti: R = d/l.

Ako se struktura sastoji od nekoliko slojeva, otpor se izračunava za svaki sloj i zatim se zbraja.

Otpor prijenosu topline je glavni pokazatelj vanjska struktura. Njegova vrijednost mora biti veća od standardne vrijednosti. Prilikom izvođenja termotehničkih proračuna omotača zgrade, moramo odrediti ekonomski opravdan sastav zidova i krova.

Vrijednosti toplinske provodljivosti

Kvalitetu toplinske izolacije određuje prvenstveno toplinska provodljivost. Svaki certificirani materijal podliježe laboratorijskim ispitivanjima, na osnovu kojih se ova vrijednost utvrđuje za radne uvjete „A“ ili „B“. Za našu zemlju većina regiona odgovara uslovima rada „B“. Prilikom izvođenja termotehničkih proračuna omotača zgrade, ovu vrijednost treba koristiti. Vrijednosti toplinske provodljivosti su navedene na etiketi ili u pasošu materijala, ali ako nisu dostupne, možete koristiti referentne vrijednosti iz Kodeksa prakse. Vrijednosti za najpopularnije materijale date su u nastavku:

• Zidanje od obične cigle - 0,81 W (m x stepeni).
• Zidanje iz pješčano-krečna cigla- 0,87 W (m x stepeni).
• Plinski i pjenasti beton (gustina 800) - 0,37 W (m x st.).
• Četinarsko drvo - 0,18 W (m x stepeni).
• Ekstrudirana polistirenska pjena - 0,032 W (m x stepeni).
• Ploče od mineralne vune (gustina 180) - 0,048 W (m x st.).

Standardna vrijednost otpora prijenosa topline

Izračunata vrijednost otpora prijenosa topline ne smije biti manja od osnovne vrijednosti. Osnovna vrijednost je određena prema tabeli 3 SP50.13330.2012 „zgrade“. U tabeli su definirani koeficijenti za izračunavanje osnovnih vrijednosti otpora prijenosa topline svih ogradnih konstrukcija i tipova zgrada. Nastavljajući započeti termotehnički proračun ogradnih konstrukcija, primjer proračuna može se predstaviti na sljedeći način:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (m x deg/W).
• Rpokr = 0,0005x6435 + 2,2 = 5,41 (m x deg/W).
• Rcherd = 0,00045x6435 + 1,9 = 4,79 (m x stepen/W).
• Rokna = 0,00005x6435 + 0,3 = x stepen/W).

Termotehnički proračuni vanjske ogradne konstrukcije izvode se za sve konstrukcije koje zatvaraju “topli” krug - pod na tlu ili strop tehničkog podzemlja, vanjski zidovi (uključujući prozore i vrata), kombinirani pokrivač ili strop od negrijanom potkrovlju. Također, proračun se mora izvršiti za unutrašnje konstrukcije ako je temperaturna razlika u susjednim prostorijama veća od 8 stepeni.

Toplotni proračun zidova

Većina zidova i plafona je višeslojna i heterogena u svom dizajnu. Termotehnički proračun ogradnih konstrukcija višeslojne konstrukcije je sljedeći:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
gdje su n parametri n-tog sloja.

Ako uzmemo u obzir zid od opeke, dobijamo sljedeći dizajn:

• spoljni sloj maltera debljine 3 cm, toplotna provodljivost 0,93 W (m x st.);
• zidanje od pune glinene cigle 64 cm, toplotna provodljivost 0,81 W (m x st.);
• unutrašnji sloj maltera je debljine 3 cm, toplotna provodljivost 0,93 W (m x stepeni).

Formula za termotehnički proračun ogradnih konstrukcija je sljedeća:

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

Dobivena vrijednost je znatno manja od prethodno utvrđene bazne vrijednosti otpora prijenosa topline zidova stambene zgrade u Murmansku 3,65 (m x deg/W). Zid ne zadovoljava regulatorni zahtjevi i potrebna mu je izolacija. Za izolaciju zida koristimo debljinu od 150 mm i toplotnu provodljivost od 0,048 W (m x stepeni).

Nakon odabira izolacijskog sistema potrebno je izvršiti verifikacijski termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna je dat u nastavku:

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

Dobivena izračunata vrijednost je veća od osnovne vrijednosti - 3,65 (m x deg/W), izolirani zid ispunjava zahtjeve standarda.

Proračun podova i kombiniranih obloga provodi se na sličan način.

Termotehnički proračun podova u kontaktu sa tlom

Često se u privatnim kućama ili javnim zgradama podovi prvih spratova postavljaju na tlo. Otpor prijenosa topline takvih podova nije standardiziran, ali u najmanju ruku dizajn podova ne bi trebao dozvoliti pojavu rose. Proračun konstrukcija u kontaktu sa tlom vrši se na sljedeći način: podovi su podijeljeni na trake (zone) širine 2 metra, počevši od vanjske granice. Postoje do tri takve zone, a preostalo područje pripada četvrtoj zoni. Ako podna konstrukcija ne pruža efikasnu izolaciju, onda se pretpostavlja da je otpor prijenosa topline zona sljedeći:

• 1 zona - 2,1 (m x deg/W);
• Zona 2 - 4,3 (m x stepen/W);
• Zona 3 - 8,6 (m x stepen/W);
• Zona 4 - 14,3 (m x stepen/W).

Lako je primijetiti da je površina poda udaljena vanjski zid, veća je njegova otpornost na prijenos topline. Stoga su često ograničeni na izolaciju perimetra poda. U ovom slučaju, otpor prijenosa topline izolirane konstrukcije dodaje se otporu prijenosa topline zone.
Proračun otpora prijenosa topline poda mora biti uključen u opći termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Razmotrit ćemo primjer izračunavanja spratova na tlu ispod. Uzmimo površinu poda 10 x 10 jednaku 100 kvadratnih metara.

• Površina zone 1 iznosiće 64 kvadratna metra.
• Površina zone 2 iznosiće 32 kvadratna metra.
• Površina zone 3 iznosiće 4 kvadratna metra.

Prosječna vrijednost otpora na prijenos topline poda preko tla:
Rpol = 100 / (64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (m x deg/W).

Izolirajući perimetar poda ekspandiranom polistirenskom pločom debljine 5 cm, trakom širine 1 metar, dobivamo prosječnu vrijednost otpora prijenosa topline:

Rpol = 100 / (32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (m x stepen/W).

Važno je napomenuti da se na ovaj način ne računaju samo podovi, već i zidne konstrukcije u kontaktu sa tlom (zidovi uvučenog poda, topli podrum).

Termički proračun vrata

Osnovna vrijednost otpora prijenosa topline izračunava se nešto drugačije ulazna vrata. Da biste ga izračunali, prvo ćete morati izračunati otpor prijenosa topline zida prema sanitarno-higijenskom kriteriju (bez rose):
Rst = (Tv - Tn)/(DTn x av).

Ovdje je DTn temperaturna razlika između unutrašnje površine zida i temperature zraka u prostoriji, određena prema Pravilniku i za stanovanje je 4,0.
ab je koeficijent prolaza toplote unutrašnje površine zida, prema SP je 8,7.
Osnovna vrijednost vrata je 0,6xRst.

Za odabrani dizajn vrata potrebno je izvršiti verifikacioni termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračunavanja ulaznih vrata:

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

Ova izračunata vrijednost će odgovarati vratima izolovanim pločom od mineralne vune debljine 5 cm. Njihov otpor prijenosa topline će biti R=0,05 / 0,048=1,04 (m x deg/W), što je veće od izračunatog.

Sveobuhvatni zahtjevi

Proračuni zidova, podova ili obloga se izvode kako bi se provjerili zahtjevi standarda za svaki element. Skupom pravila također se uspostavlja sveobuhvatan zahtjev koji karakterizira kvalitetu izolacije svih ogradnih konstrukcija u cjelini. Ova vrijednost se naziva “specifična karakteristika termičke zaštite”. Niti jedan termotehnički proračun ogradnih konstrukcija ne može se izvršiti bez provjere. Primjer obračuna za zajedničko ulaganje dat je u nastavku.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, što je manje od normalizovane vrijednosti od 0,52. U ovom slučaju, površina i zapremina se uzimaju za kuću dimenzija 10 x 10 x 2,5 m. Otpori prijenosa topline su jednaki osnovnim vrijednostima.

Normalizirana vrijednost se utvrđuje u skladu sa SP ovisno o zagrijanoj zapremini kuće.

Pored složenog zahtjeva za izradu energetskog pasoša, u prilogu SP50.13330.2012 dat je i termotehnički proračun ogradnih konstrukcija;

Koeficijent uniformnosti

Svi navedeni proračuni su primjenjivi za homogene strukture. Što je u praksi prilično retko. Kako bi se uzele u obzir nehomogenosti koje smanjuju otpor prijenosa topline, uvodi se faktor korekcije za toplinsku homogenost - r. Uzima u obzir promjenu otpora prijenosa topline koju unose prozor i vrata, spoljni uglovi, heterogene inkluzije (na primjer, nadvratnici, grede, armaturni pojasevi) itd.

Izračun ovog koeficijenta je prilično kompliciran, tako da u pojednostavljenom obliku možete koristiti približne vrijednosti iz referentne literature. Na primjer, za zidanje - 0,9, troslojne ploče - 0,7.

Efikasna izolacija

Prilikom odabira sistema kućne izolacije, lako je uočiti da je gotovo nemoguće ispuniti savremene zahtjeve toplinske zaštite bez korištenja efikasne izolacije. Dakle, ako koristite tradicionalne glinene cigle, trebat će vam zidanje debljine nekoliko metara, što nije ekonomski izvodljivo. Istovremeno, niska toplinska provodljivost moderne izolacije na bazi polistirenske pjene ili kamena vuna omogućava vam da se ograničite na debljine od 10-20 cm.

Na primjer, da biste postigli osnovnu vrijednost otpora prijenosa topline od 3,65 (m x deg/W), trebat će vam:

• zid od opeke debljine 3 m;
• zidanje od pjenastih betonskih blokova 1,4 m;
• izolacija od mineralne vune 0,18 m.

Grijanje i ventilacija stambenih zgrada

edukativni - Toolkit na praktičnu nastavu

Po disciplini

„Mrežni inženjering. Toplina i ventilacija"

(primjeri proračuna)

Samara 2011

Sastavila: Dezhurova Natalya Yurievna

Nokhrina Elena Nikolaevna

UDK 628.81/83 07

Grijanje i ventilacija stambenih zgrada: nastavno-metodički priručnik za testove i praktičnu nastavu iz discipline „Inženjerske mreže. Opskrba toplinom i plinom i ventilacija / Komp.:
N.Yu. Dežurova, E.N. Nohrina; Samara State arh. - gradi. univ. – Samara, 2011. – 80 str.

Prikazana je metodologija izvođenja praktične nastave i izvođenja testova iz predmeta „Inženjerske mreže i oprema zgrada“ Snabdijevanje i ventilacija toplinom i plinom. Ovo tutorial pruža širok izbor opcija za dizajnerska rješenja za vanjske zidove, opcije tipičnih tlocrta i daje referentne podatke za proračune.

Dizajniran za puno radno vrijeme i dopisni obrasci obuku
specijalnost 270102.65 „Industrijska i niskogradnja“, a mogu ga koristiti i studenti specijalnosti 270105.65 „Gradsko građenje i privreda“.

1 Zahtjevi za dizajn i sadržaj testa
rad (praktične vježbe) i početni podaci …………………..5

energetski efikasne zgrade…………………………………………………………11

3 Termotehnički proračun vanjskih ogradnih konstrukcija....16

3.1 Termotehnički proračun vanjskog zida (primjer proračuna)…..20

(primjer izračuna)…………………………………………………………………25

3.3 Toplotni proračun potkrovlja
(primjer proračuna) ………………………………………………………………...26

4 Proračun toplinskih gubitaka u prostorijama zgrade …………………………………28

4.1 Proračun toplotnih gubitaka u prostorijama zgrade (primjer proračuna)…34

5 Razvoj sistema centralno grijanje ………………………..44

6 Proračun uređaja za grijanje………………………………………………..46

6.1 Primjer proračuna uređaja za grijanje…………………………………50

7 Projektna rješenja za ventilaciju stambene zgrade………………..55

7.1 Aerodinamički proračun prirodnog ispušnog plina

ventilacija……………………………………………………………………59

7.2 Proračun kanala prirodna ventilacija ……………………….62

Bibliografija………………………………………………………………….66

Dodatak A Mapa zona vlažnosti…………………………………..67

Dodatak B Radni uslovi za ogradne konstrukcije
zavisno od uslova vlažnosti prostorija i vlažnih zona……………………………………68

Dodatak B Termofizičke karakteristike materijala…….. ..69

Dodatak D Opcije za sekcije tipičnog poda …………...70

Dodatak E Vrijednosti koeficijenta protoka vode u instrument jedinicama sa sekcijskim i panelnim radijatorima .....75

Dodatak E Toplotni tok od 1 m otvoreno položeno vertikalno glatko metalne cijevi, farbano uljane boje, q, W/m ……………………………………………………….76

Dodatak G Tabela za proračun okruglih čeličnih vazdušnih kanala na t in= 20 ºS …………………………………………..77

Dodatak 3 Korekcioni faktori za gubitak pritiska usled trenja, uzimajući u obzir hrapavost materijala
vazdušni kanali……………………………………………………………………….78

Dodatak I. Lokalni koeficijenti otpora za razne

elementi zračnog kanala……………………………………….79

1 Zahtjevi za dizajn i sadržaj testa
rad (praktične vježbe) i početni podaci

Test se sastoji od proračuna i objašnjenja i grafičkog dijela.

Svi potrebni početni podaci prihvataju se prema tabeli 1 u skladu sa posljednjom cifrom koda učenika.

Nagodba i objašnjenje sadrže sljedeće dijelove:

1. Klimatski podaci

2. Izbor ogradnih konstrukcija i njihova termička tehnika
proračun

3. Proračun toplinskih gubitaka u prostorijama zgrade

4. Izrada sheme centralnog grijanja (postavljanje uređaja za grijanje, uspona, vodova i upravljačke jedinice)

5. Proračun uređaja za grijanje

6. Projektantsko rješenje za sistem prirodne ventilacije

7. Aerodinamički proračun ventilacionog sistema.

Objašnjenje izvodi se na A4 listovima ili kvadratnim sveskama.

Grafički dio je urađen na milimetarskom papiru, zalijepljen u svesku i sadrži:

1. Plan presjeka tipske etaže M 1:100 (vidi prilog)

2. Plan podruma M 1:100

3. Plan potkrovlja M 1:100

4. Aksonometrijski dijagram sistema grijanja M 1:100.

Na osnovu plana su ucrtani tlocrti podruma i potkrovlja
tipičan sprat.

Test uključuje proračun dvospratne stambene zgrade. Sistem grijanja je jednocijevni sa nadzemnim ožičenjem, ćorsokak.

Konstruktivno rješenje za podove iznad negrijanog podruma i toplog potkrovlja treba uzeti po analogiji s primjerom proračuna.

Klimatske karakteristike građevinskog područja date u tabeli 1 su izvučene iz SNiP 23-01-99* Građevinska klimatologija:

1) prosečna temperatura najhladnijeg petodnevnog perioda sa verovatnoćom 0,92 (Tabela 1, kolona 5);

2) srednja temperatura grejnog perioda (tabela 1
kolona 12);

3) trajanje perioda grejanja (tabela 1
kolona 11);

4) maksimum srednjih brzina vjetra po smjeru za januar (tabela 1, kolona 19).

Termofizičke karakteristike materijala za ograde uzimaju se u zavisnosti od uslova rada konstrukcije, koji su određeni vlažnim uslovima prostorije i vlažnom zonom gradilišta.

Prihvatamo uslove vlažnosti stambenog prostora normalno, na osnovu podešene temperature od +20 ºS i relativne vlažnosti unutrašnjeg vazduha od 55%.

Koristeći mapu, Dodatak A i Dodatak B, utvrđujemo uslove
rad ogradnih konstrukcija. Nadalje, prema Dodatku B, prihvatamo glavne termofizičke karakteristike materijala slojeva ograde, odnosno koeficijente:

toplotna provodljivost, W/(m·ºS);

apsorpcija toplote, W/(m 2 ·ºS);

paropropusnost, mg/(m h Pa).

Tabela 1

Početni podaci za izvršenje testni rad

Veličina prozora 1,8 x 1,5 (za dnevne sobe); 1,5 x 1,5 (za kuhinju)

Vanjska veličina vrata 1,2 x 2,2

tabela 2

Mogućnosti dizajnerskih rješenja za vanjske zidove

	Opcija 1 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton
	Opcija 2 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton ; 3. sloj – cementno-pješčani malter; 4 sloja - teksturirani sloj fasadni sistem
	Opcija 3 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton 3. sloj – cementno-pješčani malter; Sloj 4 – teksturirani sloj fasadnog sistema
	Opcija 4 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – silikatna cigla; 3. sloj – monolitni ekspandirani beton
	Opcija 5 1. sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – keramička cigla; 3. sloj – monolitni ekspandirani beton, ; 4. sloj – cementno-pješčani malter; Sloj 5 – teksturirani sloj fasadnog sistema
	Opcija 6
	Opcija 7 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton, ; 3. sloj – keramička cigla
	Opcija 8 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton,
	Opcija 9 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – monolitni ekspandirani beton, ; 3. sloj – cigla od pješčanog kreča
	Opcija 10 1 sloj – krečno-pješčani malter; 2. sloj – silikatna cigla; 3. sloj – monolitni ekspandirani beton, ; 4. sloj – cigla od keramičke cigle

Tabela 3

Vrijednosti koeficijenta toplinske homogenosti

2 Dizajnerska rješenja za vanjske zidove
energetski efikasne zgrade

Konstruktivna rješenja za vanjske zidove energetski efikasnih zgrada koja se koriste u izgradnji stambenih i javnih zgrada
strukture se mogu podijeliti u 3 grupe (slika 1):

1) jednoslojni;

2) dvoslojni;

3) troslojni.

Jednoslojni vanjski zidovi su izrađeni od blokova celularnog betona, koji su u pravilu samonoseći sa podupiranjem podnih elemenata, uz obaveznu zaštitu od vanjskih atmosferskih utjecaja nanošenjem žbuke,
oblaganje itd. Prijenos mehaničkih sila u takvim konstrukcijama vrši se preko armiranobetonskih stupova.

Dvoslojni vanjski zidovi sadrže nosive i termoizolacijske slojeve. U ovom slučaju, izolacija se može postaviti kao
spolja kao i iznutra.

Na početku implementacije programa uštede energije u Samara region Uglavnom je korištena unutrašnja izolacija. Kao toplinski izolacijski materijali korišteni su ekspandirani polistiren i URSA staple fiberglas ploče. Sa strane prostorije, izolacija je zaštićena gipsanim pločama ili gipsom. Za
Za zaštitu izolacije od vlage i nakupljanja vlage, postavljena je parna barijera u obliku polietilenskog filma.

Tokom daljeg rada objekata otkriveni su brojni nedostaci vezani za poremećaj razmjene zraka u prostorijama, pojavu tamnih mrlja, plijesni i gljivica na unutrašnjim površinama vanjskih zidova. Stoga se unutarnja izolacija trenutno koristi samo pri ugradnji dovodne i ispušne mehaničke ventilacije. Kao izolacija koriste se materijali s malom apsorpcijom vode, na primjer, penoplex i raspršena poliuretanska pjena.

Sistemi sa vanjskom izolacijom imaju niz značajnih
beneficije. To uključuje: visoku toplinsku uniformnost, održivost, mogućnost implementacije arhitektonskih rješenja različitih oblika.

U građevinskoj praksi koriste se dvije opcije
fasadni sistemi: sa spoljnim slojem maltera; sa ventiliranim zračnim rasporom.

U prvoj izvedbi fasadnih sistema kao
Ploče od polistirenske pjene se uglavnom koriste za izolaciju.
Izolacija od vanjskih atmosferskih utjecaja zaštićena je osnovnim ljepljivim slojem, armiranom mrežicom od stakloplastike i dekorativnim slojem.

Rice. 1. Vrste vanjskih zidova energetski efikasnih zgrada:

a - jednoslojni, b - dvoslojni, c - troslojni;

1 – gips; 2 – ćelijski beton;

3 – zaštitni sloj; 4 – spoljni zid;

5 – izolacija; 6 – fasadni sistem;

7 – vjetrootporna membrana;

8 – ventilirani vazdušni zazor;

11 – fasadna cigla; 12 – fleksibilne veze;

13 – ploča od ekspandirane gline; 14 – teksturirani sloj.

Ventilirane fasade koriste samo nezapaljivu izolaciju u obliku ploča od bazaltnih vlakana. Izolacija je zaštićena od
izloženost atmosferskoj vlazi sa fasadnim pločama, koje se pričvršćuju na zid pomoću nosača. Između ploča i izolacije postoji zračni razmak.

Prilikom projektovanja ventilisanih fasadnih sistema stvaraju se najpovoljniji toplotni i vlažni uslovi za spoljašnje zidove, jer se vodena para koja prolazi kroz spoljašnji zid meša sa spoljnim vazduhom koji ulazi kroz vazdušni zazor i ispušta na ulicu kroz izduvne kanale.

Troslojni zidovi koji su ranije podignuti korišteni su uglavnom u obliku zidanja bunara. Izrađeni su od sitnokomadnih proizvoda koji se nalaze između vanjskog i unutrašnjeg sloja izolacije. Koeficijent termičke homogenosti konstrukcija je relativno mali ( r< 0,5) из-за наличия кирпичных перемычек. При реализации в России второго этапа энергосбережения достичь требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче с помощью
zidanje bunara nije moguće.

U građevinskoj praksi široka primena pronađeni troslojni zidovi pomoću fleksibilnih spojeva, za čiju izradu se koristi čelična armatura, sa odgovarajućim antikorozivnim svojstvima čelika ili zaštitni premazi. Kao unutrašnji sloj koristi se ćelijski beton, a termoizolacioni materijali su stiropor, mineralne ploče i penoizol. Obložni sloj je izrađen od keramičke cigle.

Troslojni betonski zidovi u velikopanelnoj stanogradnji se koriste već duže vrijeme, ali sa manjom vrijednošću smanjene
otpornost na prijenos topline. Za poboljšanje termičkih performansi
mora se koristiti homogenost panelnih konstrukcija
fleksibilne čelične veze u obliku pojedinačnih šipki ili njihovih kombinacija. Ekspandirani polistiren se često koristi kao međusloj u takvim strukturama.

Trenutno troslojni
sendvič paneli za građevinarstvo trgovačkih centara i industrijskih objekata.

Kao srednji sloj u takvim strukturama koriste se
učinkoviti termoizolacijski materijali - mineralna vuna, polistirenska pjena, poliuretanska pjena i penoizol. Troslojne ogradne konstrukcije karakteriziraju heterogenost materijala u poprečnom presjeku, složena geometrija i spojevi. Iz strukturalnih razloga, formiranje veza između školjki zahtijeva da jači materijali prolaze ili prodiru kroz toplinsku izolaciju, čime se narušava ujednačenost toplinske izolacije. U tom slučaju nastaju takozvani hladni mostovi. Tipični primjeri ovakvih hladnih mostova su rebra uokvirivanja u troslojne ploče sa efektivna izolacija stambene zgrade, ugaona montaža drvene grede troslojne ploče sa oblogom od iverice i izolacijom itd.

3 Termotehnički proračun vanjskih ogradnih konstrukcija

Smanjeni otpor prenosa toplote ogradnih konstrukcija R 0 treba uzeti u skladu sa projektnim specifikacijama, ali ne manje od zahtevanih vrednosti R 0 tr, utvrđenih na osnovu sanitarno-higijenskih uslova, prema formuli (1), i uslovi uštede energije prema tabeli 4.

1. Određujemo potrebnu otpornost na prijenos topline ograde, na osnovu sanitarnih, higijenskih i udobnih uvjeta:

(1)

Gdje n– koeficijent uzet u zavisnosti od položaja vanjske površine ogradne konstrukcije u odnosu na vanjski zrak, tabela 6;

Procijenjena zimska temperatura vanjskog zraka, jednaka prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog perioda sa vjerovatnoćom 0,92;

Standardizovana temperaturna razlika, °C, tabela 5;

Koeficijent prolaza toplote unutrašnje površine ogradne konstrukcije, uzet prema tabeli. 7, W/(m 2 ·ºS).

2. Određujemo potrebnu smanjenu otpornost na prenos toplote ograde, na osnovu uslova uštede energije.

Grejni period stepen dana (CDD) treba odrediti pomoću formule:

GSOP= , (2)

gdje je srednja temperatura, ºS, i trajanje perioda grijanja sa srednjom dnevnom temperaturom zraka od 8 ºS. Vrijednost potrebnog smanjenog otpora na prijenos topline određuje se iz tabele. 4

Tabela 4

Potreban smanjeni otpor prijenosa topline

omotači zgrade

Vrijednosti smanjene otpornosti na prijenos topline pojedinih ogradnih konstrukcija treba uzeti jednake ne manje od
vrijednosti određene formulom (3) za zidove stambenih i javnih zgrada, odnosno formulom (4) za ostale ogradne zidove
dizajni:

(3)

(4)

gdje su standardizirani otpori prijenosa topline koji zadovoljavaju zahtjeve druge faze uštede energije, (m 2 °C)/W.

3. Pronađite smanjeni otpor prijenosu topline
ogradna konstrukcija prema formuli

, (5)

Gdje R 0 arb.

r– koeficijent termičke uniformnosti, određen prema tabeli 2.

Odredite vrijednost R 0 arb za višeslojni vanjski zid

(m 2 °C)/W, (6)

Gdje R to– toplinska otpornost ogradne konstrukcije, (m 2 °C)/W;

– koeficijent prolaza toplote (za zimske uslove) spoljne površine ogradne konstrukcije, određen prema tabeli 7, W/(m 2 °C); 23 W/(m 2 °C).

(m 2 °C)/W, (7)

Gdje R 1 , R 2 , …R n– termičke otpornosti pojedinačni slojevi strukture, (m 2 °C)/W.

Toplinska otpornost R, (m 2 °C)/W, višeslojni sloj
ogradnu strukturu treba odrediti formulom

gdje je debljina sloja, m;

Izračunati koeficijent toplotne provodljivosti materijala sloja,

W/(m °C) (Dodatak B).

Veličina r unapred postavljamo u zavisnosti od dizajna projektovanog spoljnog zida.

4. Upoređujemo otpor prenosa toplote sa traženim vrednostima, na osnovu ugodnih uslova i uslova uštede energije, birajući veću vrednost.

Nejednakost se mora poštovati

Ako je ispunjen, onda dizajn ispunjava termičke zahtjeve. U suprotnom, morate povećati debljinu izolacije i ponoviti proračun.

Na osnovu stvarnog otpora prijenosa topline R 0 arb nađi
koeficijent prolaza toplote ogradne konstrukcije K, W/(m 2 ºS), prema formuli

Termotehnički proračun vanjskog zida (primjer proračuna)

Početni podaci

1. Građevinsko područje – Samara.

2. Prosječna temperatura najhladnijeg petodnevnog perioda sa vjerovatnoćom od 0,92 t n 5 = -30 °C.

3. Prosječna temperatura perioda grijanja = -5,2 °C.

4. Trajanje perioda grijanja je 203 dana.

5. Temperatura zraka unutar zgrade t in=20 °C.

6. Relativna vlažnost =55%.

7. Zona vlažnosti – suva (Dodatak A).

8. Radni uslovi ogradnih konstrukcija - A
(Dodatak B).

U tabeli 5 prikazan je sastav ograde, a na slici 2 prikazan je redoslijed slojeva u konstrukciji.

Procedura izračunavanja

1. Određujemo potrebnu otpornost na prijenos topline vanjskog zida na osnovu sanitarnih, higijenskih i udobnih
uslovi:

Gdje n– koeficijent koji se uzima u zavisnosti od pozicije
vanjska površina ogradne konstrukcije u odnosu na vanjski zrak; za vanjske zidove n = 1;

Projektna temperatura unutrašnjeg vazduha, °C;

Procijenjena zimska temperatura vanjskog zraka jednaka je prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog perioda
sigurnost 0,92;

Standardna temperaturna razlika, °C, tabela 5, za vanjske zidove stambenih zgrada 4 °C;

Koeficijent prolaza toplote unutrašnje površine ogradne konstrukcije, uzet prema tabeli. 7, 8,7 W/(m 2 ·ºS).

Tabela 5

Sastav mačevanja

2. Određujemo potrebnu smanjenu otpornost na prijenos topline vanjskog zida, na osnovu uslova uštede energije. Period grijanja stepen dana (CDD) određuju se po formuli

GSOP= = (20+5,2)·203 = 5116 (ºS·dan);

gdje je srednja temperatura, ºS, i trajanje perioda grijanja sa prosječnom dnevnom temperaturom zraka od 8 ºS

(m 2 ·ºS)/W.

Potreban smanjeni otpor prijenosa topline
utvrđeno iz tabele. 4 metodom interpolacije.

3. Od dvije vrijednosti 1,43 (m 2 ·ºS)/W i 3,19 (m 2 ·ºS)/W

prihvatamo najveća vrijednost 3,19 (m 2 ·ºS)/W.

4. Odredite potrebnu debljinu izolacije iz stanja.

Smanjena otpornost na prijenos topline ogradne konstrukcije određena je formulom

Gdje R 0 arb.– otpornost na prijenos topline površine vanjskog zida bez uzimanja u obzir utjecaja vanjskih uglova, spojeva i stropova, prozorske kosine i toplotno provodne inkluzije, (m 2 °C)/W;

r– koeficijent termičke uniformnosti, u zavisnosti od dizajna zida, određen prema tabeli 2.

Prihvaća se za dvoslojni vanjski zid sa
vanjska izolacija, vidi tabelu. 3.

(m 2 °C)/W

6. Odredite debljinu izolacije

M je standardna vrijednost izolacije.

Prihvatamo standardnu ​​vrijednost.

7. Odredite smanjeni otpor prijenosa topline
ogradne konstrukcije, zasnovane na standardne debljine izolacija

(m 2 °C)/W

(m 2 °C)/W

Uslov mora biti ispunjen

3,38 > 3,19 (m 2 °C)/W - uslov ispunjen

8. Na osnovu stvarnog otpora prijenosa topline ogradne konstrukcije, nalazimo koeficijent prijenosa topline vanjskog zida

W/(m 2 °C)

9. Debljina zida

Prozori i balkonska vrata

Prema tabeli 4 i prema GSOP = 5116 ºS dan nalazimo za prozore i balkonska vrata (m 2 °S)/W

W/(m 2 °C).

Vanjska vrata

Zgrada prihvata dvostruka vanjska vrata sa predvorjem
između njih (m 2 °C)/W.

Koeficijent prolaza topline vanjskih vrata

W/(m 2 °C).

3.2 Toplotni proračun potkrovlja
(primjer izračuna)

U tabeli 6 prikazan je sastav konstrukcije potkrovlja, a na slici 3 prikazan je redoslijed slojeva u konstrukciji.

Tabela 6

Sastav strukture

Termotehnički proračun stropa toplog potkrovlja

Za predmetnu stambenu zgradu:

14 ºS; 20 ºS; -5,2 ºS; 203 dana; - 30 ºS;
GSOP = 5116 ºS dan.

Mi definišemo

Određujemo vrijednost potrebnog otpora prijenosa topline poda toplog potkrovlja, prema.

Gdje

4,76 · 0,12 = 0,571 (m 2 °C)/W.

gdje je 12 W/(m 2 ·ºS) za potkrovlje, 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 (m 2 o C)/W.

Koeficijent prolaza topline toplog potkrovlja

W/(m 2 °C)

Debljina poda potkrovlja

3.3 Toplotni proračun gornjeg poda
negrijani podrum

U tabeli 7 prikazan je sastav ograde. Slika 4 prikazuje redoslijed slojeva u strukturi.

Za spratove iznad negrijanog podruma, pretpostavlja se da je temperatura vazduha u podrumu 2 ºS; 20 ºS; -5,2 ºS 203 dana; GSOP = 5116 ºS dan;

Potrebni otpor prijenosa topline određuje se iz tabele. 4. najveći GDPR

4,2 (m 2 °C)/W.

Prema tome gde

4,2 · 0,36 = 1,512 (m 2 °C)/W.

Tabela 7

Sastav strukture

Određujemo smanjeni otpor konstrukcije:

gdje je 6 W/(m 2 ·ºS) tabela. 7, - za spratove iznad negrijanog podruma, 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(m 2 o C)/W.

Koeficijent prolaza topline poda iznad negrijanog podruma

W/(m 2 °C)

Debljina poda iznad negrijanog podruma

4 Proračun toplinskih gubitaka u zgradama

Proračun toplinskih gubitaka vanjskim ogradama vrši se za svaku prostoriju prvog i drugog kata za polovicu zgrade.

Toplotni gubici grijanih prostorija sastoje se od glavnih i dodatnih. Toplotni gubici u prostorijama zgrade utvrđuju se kao zbir toplinskih gubitaka kroz pojedinačne ogradne konstrukcije
(zidovi, prozori, plafon, pod iznad negrijanog podruma) zaokruženo na 10 W. ; H – 16 ºS.

Dužine ogradnih konstrukcija uzimaju se prema tlocrtu. U tom slučaju, debljina vanjskih zidova mora biti nacrtana u skladu s podacima termotehničkog proračuna. Visina ogradnih konstrukcija (zidovi, prozori, vrata) uzima se prema početnim podacima zadatka. Prilikom određivanja visine vanjskog zida treba uzeti u obzir debljinu podne ili potkrovlja (vidi sliku 5).

;

gdje je visina vanjskog zida prvog i
drugi spratovi;

Debljina podova iznad negrijanog podruma i

potkrovlje (prihvaćeno iz termotehničkih proračuna);

Debljina međuspratne ploče.

Rice. 5. Određivanje dimenzija ogradnih konstrukcija pri proračunu toplotnih gubitaka prostorije (NS - vanjski zidovi,
Pl - pod, Pt - strop, O - prozori):
a – dio zgrade; b – plan izgradnje.

Pored glavnih toplinskih gubitaka, potrebno je uzeti u obzir
gubitak toplote usled zagrevanja infiltracionog vazduha. Infiltracijski zrak ulazi u prostoriju na temperaturi blizu
spoljna temperatura vazduha. Stoga se tokom hladne sezone mora zagrijati na sobnu temperaturu.

Potrošnja topline za zagrijavanje infiltracionog zraka uzima se prema formuli

gdje je specifična potrošnja uklonjenog zraka, m 3 / h; za stambene
zgrade, 3 m 3 / h po 1 m 2 površine dnevnog boravka i kuhinje se prihvata;

Za praktičnost izračunavanja toplinskih gubitaka potrebno je numerisati sve prostorije zgrade. Numeraciju treba vršiti sprat po sprat, počevši, na primer, od ugaonih prostorija. Prostorije na prvom spratu imaju brojeve 101, 102, 103..., na drugom - 201, 202, 203.... Prvi broj označava na kom spratu se nalaze predmetne prostorije. U zadatku studenti dobijaju tipičan tlocrt, pa je iznad sobe 101 soba 201 itd. Stepeništa su označena LK-1, LK-2.

Naziv ogradnih konstrukcija je odgovarajući
skraćeno: vanjski zid - NS, dupli prozor - DO, balkonska vrata– BD, unutrašnji zid – BC, plafon – FR, pod – PL, vanjska vrata ND.

Skraćena orijentacija ograđenih objekata okrenutih prema sjeveru je S, istok je E, jugozapad je JZ, sjeverozapad je SZ, itd.

Prilikom izračunavanja površine zidova, prikladnije je ne oduzimati površinu prozora od njih; stoga je gubitak toplote kroz zidove donekle precijenjen. Prilikom izračunavanja gubitka topline kroz prozore, koeficijent prolaza topline uzima se jednak . Isto važi i ako u vanjski zid ima balkonska vrata.

Proračun toplinskih gubitaka vrši se za prostorije prvog kata, zatim za drugi. Ako prostorija ima raspored i orijentaciju prema kardinalnim tačkama sličan prethodno izračunatoj prostoriji, tada se gubitak topline ne izračunava ponovo, a u obrascu toplinskih gubitaka nasuprot broja prostorije upisuje se: „Isto kao za br.
(navesti broj prethodno izračunate slične prostorije) i konačnu vrijednost gubitka topline za ovu prostoriju.

Gubitak toplote stepenište određuje se uglavnom po cijeloj visini, kao za jednu prostoriju.

Gubitak topline kroz građevinske ograde između susjednih grijanih prostorija, na primjer, kroz unutrašnje zidove, treba uzeti u obzir samo ako je razlika u izračunatim temperaturama unutrašnjeg zraka ovih prostorija veća od 3 ºS.

Tabela 8

Gubitak topline u prostorijama