Come fare un calcolo termico. Calcolo termotecnico delle strutture di contenimento degli edifici

Ora, in tempi di prezzi dell'energia in costante aumento, l'isolamento di alta qualità è diventato una delle priorità nella costruzione di nuove case e nella riparazione di case già costruite. Il costo del lavoro associato al miglioramento dell'efficienza energetica della casa si ripaga quasi sempre entro pochi anni. La cosa principale durante la loro attuazione è non commettere errori che nel migliore dei casi annulleranno tutti gli sforzi e, nel peggiore dei casi, danneggeranno.

Mercato moderno materiali da costruzione appena disseminato di tutti i tipi di riscaldatori. Sfortunatamente, i produttori, o meglio, i venditori stanno facendo di tutto affinché noi, sviluppatori ordinari, scegliamo il loro materiale e diamo loro i nostri soldi. E questo porta al fatto che in varie fonti di informazione (soprattutto su Internet) ci sono molte raccomandazioni e consigli errati e fuorvianti. Rimani aggrovigliato in loro uomo comune molto facile.

In tutta onestà, va detto che i riscaldatori moderni sono davvero molto efficaci. Ma per utilizzare al cento per cento le loro proprietà, in primo luogo, l'installazione deve essere corretta, corrispondente alle istruzioni del produttore e, in secondo luogo, l'uso dell'isolamento deve essere sempre appropriato e opportuno in ogni caso specifico. Quindi, come isolare correttamente ed efficacemente la tua casa? Proviamo a capire questo problema in modo più dettagliato ...

errori di isolamento domestico

Ci sono tre errori principali che gli sviluppatori commettono più spesso:

• errata selezione dei materiali e loro sequenza per la "torta" dell'involucro edilizio (pareti, solai, tetti...);
• spessore inappropriato, scelto "a caso" dello strato isolante;
• non corretta installazione con non conformità con la tecnologia per ogni specifico tipo di isolamento.

Le conseguenze di questi errori possono essere molto tristi. Questo è il deterioramento del microclima in casa con aumento dell'umidità e costante appannamento delle finestre nella stagione fredda, e la comparsa di condensa in luoghi dove ciò non è consentito, e la comparsa di un fungo dall'odore sgradevole con graduale decadimento di la decorazione interna o l'involucro edilizio.

La scelta del metodo di isolamento

La regola più importante da seguire in ogni momento è: isolare la casa dall'esterno, non dall'interno! Il significato di questa importante raccomandazione è chiaramente illustrato nella figura seguente:

La linea blu-rossa nella figura mostra la variazione di temperatura nello spessore della "torta" del muro. Mostra chiaramente che se l'isolamento è realizzato dall'interno, nella stagione fredda il muro si congelerà.

Ecco un esempio di un caso del genere, tra l'altro, basato su eventi molto reali. Una brava persona vive appartamento d'angolo casa a pannelli a più piani e in inverno, soprattutto con tempo ventoso, gela. Quindi decide di isolare il muro freddo. E poiché il suo appartamento è al quinto piano, è impossibile pensare a qualcosa di meglio che isolare dall'interno. Contemporaneamente, un sabato pomeriggio, guarda un programma in TV sulle riparazioni e vede come, in un appartamento simile, le pareti sono isolate anche dall'interno con l'ausilio di materassini in lana minerale.

E tutto lì sembrava essere mostrato correttamente e magnificamente: montavano il telaio, posavano l'isolamento, lo chiudevano film barriera al vapore e coperto con cartongesso. Ma semplicemente non hanno spiegato che hanno usato lana minerale, non perché è il massimo materiale adatto per l'isolamento delle pareti dall'interno, ma perché lo sponsor dell'uscita odierna è un importante produttore di isolanti in lana minerale.

E così il nostro buon uomo decide di ripeterlo. Fa tutto come in TV e l'appartamento diventa immediatamente notevolmente più caldo. Solo la sua gioia per questo non dura a lungo. Dopo un po', comincia a sentire che nella stanza è apparso un odore estraneo e l'aria sembra essere diventata più pesante. E pochi giorni dopo, iniziarono ad apparire macchie scure e umide sul muro a secco nella parte inferiore del muro. È positivo che lo sfondo non abbia avuto il tempo di incollare. Allora, cos'è successo?

E quello che è successo è stato parete a pannelli, chiuso dal calore interno da uno strato isolante, gelò rapidamente. Il vapore acqueo, che è contenuto nell'aria e, a causa della differenza di pressioni parziali, tende sempre dall'interno di un ambiente caldo verso l'esterno, ha iniziato ad entrare nell'isolante, nonostante la barriera al vapore, attraverso giunti mal incollati o non incollati affatto, attraverso i fori delle staffe della cucitrice e delle viti di fissaggio del muro a secco. Al contatto dei vapori con un muro ghiacciato, la condensa ha cominciato a cadere su di esso. L'isolamento ha iniziato a inumidirsi e ad accumulare sempre più umidità, il che ha portato a uno spiacevole odore di muffa e la comparsa di funghi. Anche bagnato lana minerale perde rapidamente le sue proprietà di risparmio di calore.

Sorge la domanda: cosa dovrebbe fare allora una persona in questa situazione? Bene, per cominciare, devi ancora provare a trovare un'opportunità per isolare dall'esterno. Fortunatamente, ora ci sono sempre più organizzazioni coinvolte in questo tipo di lavoro, indipendentemente dall'altezza. Naturalmente, i loro prezzi sembreranno molto alti a molti: 1000 ÷ 1500 rubli per 1 m² chiavi in ​​\u200b\u200bmano. Ma questo è solo a prima vista. Se calcoliamo completamente tutti i costi per l'isolamento interno (isolamento, rivestimento, stucchi, primer, nuova pittura o nuova carta da parati più salari per i dipendenti), alla fine la differenza con l'isolamento esterno diventa irrilevante e ovviamente è meglio preferire esso.

Un'altra cosa è se non è possibile ottenere il permesso per l'isolamento esterno (ad esempio, la casa ne ha alcuni caratteristiche architettoniche). In questo caso estremo, se hai già deciso di isolare le pareti dall'interno, utilizza riscaldatori con permeabilità al vapore minima (quasi nulla), come vetro espanso, polistirene espanso estruso.

Il vetro schiuma è di più materiale ecologico ma purtroppo anche più costoso. Quindi se 1 m³ di schiuma di polistirene estruso costa circa 5.000 rubli, allora 1 m³ di vetro espanso costa circa 25.000 rubli, ad es. cinque volte più costoso.

I dettagli sulla tecnologia dell'isolamento delle pareti interne saranno discussi in un articolo separato. Ora notiamo solo il momento in cui durante l'installazione dell'isolamento è necessario escludere al massimo la violazione della sua integrità. Quindi, ad esempio, è meglio incollare EPPS al muro e abbandonare completamente i tasselli (come in figura), oppure ridurne il numero al minimo. Come finitura, l'isolamento viene ricoperto con miscele di intonaco di gesso, oppure viene anche incollato con fogli di cartongesso senza cornici e senza viti.

Come determinare lo spessore richiesto dell'isolamento?

Con il fatto che è meglio isolare una casa dall'esterno che dall'interno, l'abbiamo più o meno capito. Adesso prossima domanda— e quanto isolamento dovrebbe essere posato in ciascun caso? Dipenderà dai seguenti parametri:

• quali sono le condizioni climatiche nella regione;
• qual è il microclima richiesto nella stanza;
• quali materiali compongono la "torta" dell'involucro edilizio.

Un po 'su come usarlo:

Calcolo dell'isolamento delle pareti della casa

Diciamo che la "torta" del nostro muro è costituita da uno strato di cartongesso - 10 mm ( decorazione d'interni), blocco di silicato di gas D-600 - 300 mm, isolamento in lana minerale -? mm e raccordo.

Inseriamo i dati iniziali nel programma in base al seguente screenshot:

Quindi punto per punto:

1) Eseguire il calcolo in base a:- lasciamo un punto davanti a "SP 50.13330.2012 e SP 131.13330.2012", poiché vediamo che queste norme sono più recenti.

2) Località: - scegli "Mosca" o qualsiasi altro che sia nell'elenco e ti sia più vicino.

3) Tipo di edifici e locali- installa "Residenziale".

4) Tipo di struttura di chiusura- selezionare "Pareti esterne con facciata ventilata". , poiché le nostre pareti sono rivestite all'esterno con rivestimenti.

5) Temperatura media stimata e umidità relativa dell'aria interna sono determinati automaticamente, non li tocchiamo.

6) Coefficiente di omogeneità termica "r"- il suo valore viene selezionato facendo clic sul punto interrogativo. Stiamo cercando ciò che ci si addice nelle tabelle che appaiono. Se nulla va bene, accettiamo il valore "r" dalle istruzioni della Perizia statale di Mosca (indicato nella parte superiore della pagina sopra le tabelle). Per il nostro esempio, abbiamo preso il valore r=0.85 per pareti con aperture finestrate.

Questo coefficiente non è disponibile nella maggior parte dei programmi online simili per il calcolo termico. La sua introduzione rende il calcolo più accurato, poiché caratterizza l'eterogeneità dei materiali delle pareti. Ad esempio, nel calcolo della muratura, questo coefficiente tiene conto della presenza di giunti di malta, la cui conduttività termica è molto maggiore di quella del mattone stesso.

7) Opzioni di calcolo:- spuntare le caselle accanto alle voci "Calcolo della resistenza alla permeabilità al vapore" e "Calcolo del punto di rugiada".

8) Inseriamo nel tavolo i materiali che compongono la nostra “torta” del muro. Nota: è di fondamentale importanza realizzarli in ordine dallo strato esterno a quello interno.

Nota: se il muro ha strato esterno materiale separato da uno strato di aria ventilata (nel nostro esempio, questo è un rivestimento), questo strato non è incluso nel calcolo. È già preso in considerazione quando si sceglie il tipo di struttura di chiusura.

Quindi, abbiamo inserito nella tabella i seguenti materiali: isolamento in lana minerale KNAUF, silicato di gas con una densità di 600 kg / m³ e intonaco di sabbia calcarea. In questo caso compaiono automaticamente i valori dei coefficienti di conducibilità termica (λ) e di permeabilità al vapore (μ).

Gli spessori degli strati di gas silicato e gesso ci sono inizialmente noti, li inseriamo nella tabella in millimetri. E selezioniamo lo spessore desiderato dell'isolamento fino alla scritta " R 0 pr >R 0 norme (... > ...) il design soddisfa i requisiti per il trasferimento di calore.«

Nel nostro esempio, la condizione inizia ad essere soddisfatta quando lo spessore della lana minerale è di 88 mm. Arrotonda questo valore a grande lato fino a 100 mm, poiché è questo spessore disponibile in commercio.

Anche sotto il tavolo vediamo iscrizioni che lo dicono l'accumulo di umidità nel riscaldatore è impossibile e la condensa non è possibile. Ciò indica la scelta corretta dello schema di isolamento e lo spessore dello strato isolante.

A proposito, questo calcolo ci permette di vedere quanto detto nella prima parte di questo articolo, ovvero perché è meglio non isolare le pareti dall'interno. Scambiamo i livelli, ad es. mettere una stufa all'interno della stanza. Guarda cosa succede nello screenshot seguente:

Si può vedere che sebbene il progetto soddisfi ancora i requisiti per il trasferimento di calore, le condizioni di permeabilità al vapore non sono più soddisfatte ed è possibile la formazione di condensa, come indicato sotto la targhetta del materiale. Le conseguenze di ciò sono state discusse sopra.

Un altro vantaggio di questo programma online è che cliccando sul pulsante " Rapporto» in fondo alla pagina è possibile ottenere l'intero calcolo termotecnico effettuato sotto forma di formule ed equazioni con la sostituzione di tutti i valori. Qualcuno potrebbe essere interessato a questo.

Calcolo dell'isolamento del sottotetto

Un esempio di calcolo termotecnico piano sottotetto mostrato nella seguente schermata:

Ciò dimostra che in questo esempio lo spessore richiesto di lana minerale per l'isolamento del sottotetto è di almeno 160 mm. Coperto da travi in ​​legno, la "torta" è - isolamento, pannelli di pino spessi 25 mm, fibra di legno - 5 mm, intercapedine d'aria - 50 mm e limatura di cartongesso - 10 mm. Il traferro è presente nel calcolo per la presenza di un telaio per cartongesso.

Calcolo dell'isolamento del pavimento del seminterrato

Un esempio di calcolo termotecnico per un piano interrato è mostrato nello screenshot seguente:

In questo esempio, quando il basamento è in cemento armato monolitico di 200 mm di spessore e la casa ha un sottosuolo non riscaldato, lo spessore minimo richiesto di isolante con polistirene espanso estruso è di circa 120 mm.

Pertanto, l'implementazione del calcolo dell'ingegneria termica consente di disporre correttamente la "torta" dell'involucro dell'edificio, selezionare lo spessore richiesto di ogni strato e, infine, eseguire un efficace isolamento della casa. Dopodiché, l'importante è realizzare un'installazione corretta e di alta qualità dell'isolamento. La loro scelta è ora molto ampia e ognuno ha le proprie caratteristiche nel lavorare con loro. Di questo si parlerà sicuramente in altri articoli del nostro sito dedicati al tema dell'isolamento domestico.

Ci piacerebbe vedere i tuoi commenti su questo argomento!

Molto tempo fa, gli edifici e le strutture venivano costruiti senza pensare a quali qualità di conduzione del calore avessero le strutture di contenimento. In altre parole, le pareti sono state semplicemente rese spesse. E se ti è mai capitato di trovarti in vecchie case mercantili, potresti aver notato che i muri esterni di queste case sono fatti di mattoni di ceramica, il cui spessore è di circa 1,5 metri. Un tale spessore del muro di mattoni ha fornito e fornisce ancora un soggiorno abbastanza confortevole per le persone in queste case anche nelle gelate più intense.

Al momento, tutto è cambiato. E ora non è economicamente redditizio rendere i muri così spessi. Pertanto, sono stati inventati materiali in grado di ridurlo. Uno di loro: riscaldatori e blocchi di silicato gassoso. Grazie a questi materiali, ad esempio, lo spessore della muratura può essere ridotto a 250 mm.

Ora pareti e soffitti sono spesso costituiti da 2 o 3 strati, uno dei quali è un materiale con buone proprietà di isolamento termico. E per determinare spessore ottimale di questo materiale si effettua un calcolo termotecnico e si determina il punto di rugiada.

Come viene effettuato il calcolo per determinare il punto di rugiada, puoi trovare nella pagina successiva. Qui, il calcolo dell'ingegneria termica sarà considerato utilizzando un esempio.

Documenti normativi richiesti

Per il calcolo, avrai bisogno di due SNiP, una joint venture, un GOST e un'indennità:

• SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Protezione termica degli edifici". Edizione aggiornata del 2012.
• SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Climatologia delle costruzioni". Edizione aggiornata del 2012.
• SP 23-101-2004. "Progettazione della protezione termica degli edifici".
• GOST 30494-96 (sostituito da GOST 30494-2011 dal 2011). "Edifici residenziali e pubblici. Parametri del microclima indoor".
• Beneficio. PER ESEMPIO. Malyavin "Perdita di calore dell'edificio. Guida di riferimento".

Parametri calcolati

Nel processo di esecuzione di un calcolo di ingegneria termica, vengono determinati:

• caratteristiche termiche dei materiali da costruzione delle strutture di contenimento;
• ridotta resistenza al trasferimento di calore;
• conformità di questa resistenza ridotta al valore standard.

Esempio. Calcolo termotecnico di una parete a tre strati senza intercapedine d'aria

Dati iniziali

1. Il clima della zona e il microclima della stanza

Area di costruzione: G. Nizhny Novgorod.

Destinazione dell'edificio: residenziale.

L'umidità relativa calcolata dell'aria interna dalla condizione di assenza di condensa sulle superfici interne delle recinzioni esterne è - 55% (SNiP 23-02-2003 p.4.3. Tabella 1 per condizioni di umidità normali).

La temperatura ottimale dell'aria nel soggiorno durante la stagione fredda t int = 20°C (GOST 30494-96 tabella 1).

Temperatura esterna stimata testo, determinato dalla temperatura del periodo di cinque giorni più freddo con una sicurezza di 0,92 = -31 ° С (SNiP 23-01-99 tabella 1 colonna 5);

Durata periodo di riscaldamento con una temperatura esterna media giornaliera di 8°С è pari a z ht = 215 giorni (SNiP 23-01-99 tabella 1 colonna 11);

La temperatura esterna media durante il periodo di riscaldamento t ht = -4,1 ° C (tabella SNiP 23-01-99. 1 colonna 12).

2. Costruzione del muro

Il muro è costituito dai seguenti strati:

• Mattone decorativo (besser) spessore 90 mm;
• isolante (pannello di lana minerale), nella figura il suo spessore è indicato dal segno "X", poiché si troverà nel processo di calcolo;
• mattone di silicato spessore 250 mm;
• intonaco (malta complessa), uno strato aggiuntivo per ottenere un quadro più obiettivo, poiché la sua influenza è minima, ma c'è.

3. Caratteristiche termofisiche dei materiali

I valori delle caratteristiche dei materiali sono riassunti in tabella.

Nota (*): Queste caratteristiche possono essere trovate anche dai produttori di materiali per l'isolamento termico.

Calcolo

4. Determinazione dello spessore dell'isolante

Per calcolare lo spessore dello strato termoisolante, è necessario determinare la resistenza al trasferimento di calore della struttura di contenimento in base ai requisiti norme sanitarie e risparmio energetico.

4.1. Determinazione della norma di protezione termica in funzione della condizione di risparmio energetico

Determinazione dei gradi giorno del periodo di riscaldamento secondo la clausola 5.3 di SNiP 23-02-2003:

D d = ( int - tht) ht = (20 + 4.1)215 = 5182°С×giorno

Nota: anche i gradi-giorno hanno la designazione - GSOP.

Il valore normativo della resistenza ridotta al trasferimento di calore deve essere assunto non inferiore ai valori normalizzati determinati da SNIP 23-02-2003 (Tabella 4) a seconda del grado-giorno dell'area di costruzione:

R req \u003d a × D d + b \u003d 0,00035 × 5182 + 1,4 \u003d 3,214 m 2 × °С/W,

dove: Dd - gradi-giorno del periodo di riscaldamento a Nizhny Novgorod,

aeb - coefficienti presi secondo la tabella 4 (se SNiP 23-02-2003) o secondo la tabella 3 (se SP 50.13330.2012) per le pareti di un edificio residenziale (colonna 3).

4.1. Determinazione della norma di protezione termica in base alle condizioni igienico-sanitarie

Nel nostro caso, è considerato un esempio, poiché questo indicatore calcolato per edifici industriali con eccessi termici sensibili superiori a 23 W/m3 e edifici destinati al funzionamento stagionale (in autunno o primavera), nonché edifici con temperatura dell'aria interna stimata di 12 °C e inferiore alla ridotta resistenza al trasferimento di calore di strutture di contenimento (ad eccezione di quelle traslucide) .

Determinazione della resistenza normativa (massima consentita) al trasferimento di calore in base alle condizioni igienico-sanitarie (formula 3 SNiP 23-02-2003):

dove: n \u003d 1 - coefficiente adottato secondo la tabella 6 per il muro esterno;

t int = 20°C - valore dai dati iniziali;

t ext \u003d -31 ° С - valore dai dati iniziali;

Δt n \u003d 4 ° С - differenza di temperatura normalizzata tra la temperatura dell'aria interna e la temperatura superficie interna struttura di chiusura, è preso secondo la tabella 5 in questo caso per pareti esterne di edifici residenziali;

α int \u003d 8,7 W / (m 2 × ° С) - coefficiente di scambio termico della superficie interna dell'involucro dell'edificio, preso secondo la tabella 7 per le pareti esterne.

4.3. Tasso di protezione termica

Dai calcoli di cui sopra per la resistenza al trasferimento di calore richiesta, scegliamo R req dalla condizione di risparmio energetico e denotalo ora R tr0 \u003d 3.214 m 2 × °С/W .

5. Determinazione dello spessore dell'isolamento

Per ogni strato di una data parete è necessario calcolare la resistenza termica utilizzando la formula:

dove: δi - spessore dello strato, mm;

λ i - coefficiente calcolato di conduttività termica del materiale dello strato W/(m × °С).

1 strato ( mattone decorativo): R 1 \u003d 0,09 / 0,96 \u003d 0,094 m 2 × °С/W .

3° strato (mattone di silicato): R 3 = 0,25 / 0,87 = 0,287 m 2 × °С/W .

4° strato (intonaco): R 4 = 0,02 / 0,87 = 0,023 m 2 × °С/W .

Determinazione della resistenza termica minima consentita (richiesta) di un materiale termoisolante (formula 5.6 di E.G. Malyavin "Perdita di calore di un edificio. Manuale di riferimento"):

dove: R int = 1/α int = 1/8.7 - resistenza al trasferimento di calore sulla superficie interna;

R ext \u003d 1/α ext \u003d 1/23 - resistenza al trasferimento di calore sulla superficie esterna, α ext è presa secondo la tabella 14 per le pareti esterne;

ΣR i = 0,094 + 0,287 + 0,023 - la somma delle resistenze termiche di tutti gli strati della parete senza uno strato di isolamento, determinata tenendo conto dei coefficienti di conducibilità termica dei materiali presi nella colonna A o B (colonne 8 e 9 della tabella D1 SP 23-101-2004) in secondo le condizioni di umidità del muro, m 2 ° С /W

Lo spessore dell'isolante è (formula 5.7):

dove: λ ut - coefficiente di conducibilità termica del materiale isolante, W / (m ° C).

Determinazione della resistenza termica della parete dalla condizione che lo spessore totale dell'isolamento sia di 250 mm (formula 5.8):

dove: ΣR t, i - la somma delle resistenze termiche di tutti gli strati della recinzione, compreso lo strato isolante, dello spessore strutturale accettato, m 2 ·°С / W.

Dal risultato ottenuto, si può concludere che

R 0 \u003d 3,503 m 2 × °С/W> Rtr0 = 3,214 m2 × °С/W→ pertanto, viene selezionato lo spessore dell'isolamento Giusto.

Influenza del traferro

Nel caso in cui si utilizzi lana minerale, lana di vetro o altro isolante per lastre come riscaldatore in una muratura a tre strati, è necessario installare uno strato ventilato tra la muratura esterna e l'isolamento. Lo spessore di questo strato dovrebbe essere di almeno 10 mm e preferibilmente di 20-40 mm. È necessario per drenare l'isolante, che si bagna a causa della condensa.

Questo strato d'aria non è uno spazio chiuso, pertanto, se è presente nel calcolo, è necessario tenere conto dei requisiti della clausola 9.1.2 della SP 23-101-2004, vale a dire:

a) gli strati strutturali situati tra l'intercapedine d'aria e la superficie esterna (nel nostro caso si tratta di un mattone decorativo (besser)) non vengono presi in considerazione nel calcolo termotecnico;

b) sulla superficie della struttura rivolta verso lo strato ventilato dall'aria esterna, si dovrà assumere il coefficiente di scambio termico α ext = 10,8 W/(m°C).

Nota: l'influenza del traferro viene presa in considerazione, ad esempio, nel calcolo dell'ingegneria termica delle finestre con doppi vetri in plastica.

Le pareti degli edifici ci proteggono dal vento, dalle precipitazioni e spesso fungono da strutture portanti per il tetto. Eppure, la funzione principale dei muri, in quanto strutture di chiusura, è quella di proteggere una persona dalle temperature sgradevoli (per lo più basse) dell'aria dello spazio circostante.

Il calcolo termotecnico della parete determina gli spessori richiesti degli strati dei materiali utilizzati, fornendo isolamento termico locali in termini di condizioni igienico-sanitarie confortevoli per la permanenza di una persona nell'edificio e requisiti della legislazione sul risparmio energetico.

Più forte è l'isolamento delle pareti, minori saranno i futuri costi operativi per il riscaldamento dell'edificio, ma allo stesso tempo maggiore sarà il costo per l'acquisto dei materiali durante la costruzione. La misura in cui è ragionevole isolare le strutture di contenimento dipende dalla vita prevista dell'edificio, dagli obiettivi perseguiti dall'investitore edile ed è considerata in pratica caso per caso.

I requisiti sanitari e igienici determinano la resistenza minima consentita al trasferimento di calore delle sezioni di parete che possono fornire comfort nella stanza. Questi requisiti devono essere soddisfatti durante la progettazione e la costruzione! Soddisfare i requisiti di risparmio energetico consentirà al tuo progetto non solo di superare l'esame e richiedere ulteriori costi una tantum durante la costruzione, ma garantirà anche la riduzione di ulteriori costi di riscaldamento durante il funzionamento.

Calcolo termotecnico in Excel di una parete multistrato.

Accendiamo MS Excel e iniziamo a considerare un esempio di calcolo di ingegneria termica del muro di un edificio in costruzione nella regione - Mosca.

Prima di iniziare il lavoro, scaricare: SP 23-101-2004, SP 131. 13330.2012 e SP 50.13330.2012. Tutti i suddetti codici di condotta sono disponibili gratuitamente su Internet.

Nel file Excel calcolato, nelle note alle celle con i valori dei parametri, vengono fornite informazioni su dove questi valori dovrebbero essere presi, e non solo sono indicati i numeri dei documenti, ma anche, spesso, i numeri delle tabelle e persino colonne.

Date le dimensioni e i materiali degli strati delle pareti, verificheremo la conformità con gli standard sanitari e igienici e gli standard di risparmio energetico e calcoleremo anche le temperature calcolate ai confini degli strati.

Dati iniziali:

1…7. Concentrandosi sui collegamenti nelle note alle celle D4-D10, compilare la prima parte della tabella con i dati iniziali per la propria regione di costruzione.

8…15. Nella seconda parte dei dati iniziali, nelle celle D12-D19, inseriamo i parametri degli strati della parete esterna - spessori e coefficienti di conducibilità termica.

Puoi richiedere i valori dei coefficienti di conducibilità termica dei materiali ai venditori, trovare i link nelle note alle celle D13, D15, D17, D19, o semplicemente cercare nel Web.

In questo esempio:

il primo strato è costituito da lastre di rivestimento in gesso (intonaco secco) con una densità di 1050 kg / m 3;

secondo strato - muratura da un mattone ordinario di argilla solida (1800 kg / m 3) su una malta di scorie di cemento;

il terzo strato è lastre di lana minerale in fibra di pietra (25-50 kg/m3);

il quarto strato è intonaco cementizio polimerico con rete in fibra di vetro.

Risultati:

Effettueremo il calcolo termotecnico della parete partendo dal presupposto che i materiali utilizzati nella costruzione mantengano l'uniformità termotecnica nella direzione di propagazione del flusso termico.

Il calcolo viene effettuato secondo le seguenti formule:

16. PGS=( t tempo- t n sr)* z

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

La formula è applicabile per il calcolo termotecnico delle pareti di edifici residenziali, istituti per bambini e medici. Per gli edifici per altri scopi, i coefficienti "0,00035" e "1,4" nella formula dovrebbero essere scelti in modo diverso secondo la tabella 3 di SP 50.13330.2012.

18. R0str=( t tempo- nr)/( Δ tin* α in )

19. R 0 =1/ α in +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 /λ 3 +δ 4 / λ 4 +1/ α n

Devono essere soddisfatte le seguenti condizioni: R 0 > R0str e R 0 > R0etr .

Se la prima condizione non è soddisfatta, la cella D24 verrà automaticamente riempita di rosso, segnalando all'utente che la struttura muraria selezionata non può essere utilizzata. Se solo la seconda condizione non è soddisfatta, la cella D24 sarà colorata rosa. Quando la resistenza al trasferimento di calore calcolata è maggiore dei valori standard, la cella D24 è colorata di giallo chiaro.

20.t 1 = tver — (tver — tnr )/ R 0 *1/α poll

21.t 2 = tver — (tver — tnr )/ R 0 *(1/α in +δ 1 /λ1)

22.t 3 = tver — (tver — tnr )/ R 0 *(1/α in +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2)

23.t 4 = tver — (tver — tnr )/ R 0 *(1/α in +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 /λ 3 )

24.t 5 = tver — (tver — tnr )/ R 0 *(1/α in +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 /λ 3 +δ 4 /λ 4 )

Il calcolo termotecnico della parete in Excel è completato.

Nota importante.

L'aria intorno a noi contiene acqua. Maggiore è la temperatura dell'aria, il grande quantitàè in grado di trattenere l'umidità.

A 0˚С e 100% di umidità relativa, l'aria umida di novembre alle nostre latitudini contiene meno di 5 grammi di acqua in un metro cubo. Allo stesso tempo, l'aria calda nel deserto del Sahara a +40˚С e solo il 30% di umidità relativa, sorprendentemente, trattiene 3 volte più acqua all'interno - più di 15 g/m3.

Raffreddandosi e diventando più fredda, l'aria non può trattenere la quantità di umidità al suo interno che potrebbe in uno stato più riscaldato. Di conseguenza, l'aria proietta gocce di umidità sulle fredde superfici interne delle pareti. Per evitare che ciò accada all'interno, durante la progettazione della sezione del muro, è necessario assicurarsi che la rugiada non cada sulle superfici interne delle pareti.

Poiché l'umidità relativa media dell'aria nei locali residenziali è del 50 ... 60%, il punto di rugiada a una temperatura dell'aria di + 22˚С è + 11 ... 14˚С. Nel nostro esempio, la temperatura della superficie interna del muro è di +20,4˚C, il che rende impossibile la formazione di rugiada.

Ma la rugiada può, con sufficiente igroscopicità dei materiali, formarsi all'interno degli strati del muro e, soprattutto, ai confini degli strati! Congelando, l'acqua si espande e distrugge i materiali delle pareti.

Nell'esempio sopra, il punto con una temperatura di 0˚С si trova all'interno dello strato isolante ed è abbastanza vicino alla superficie esterna del muro. A questo punto nel diagramma all'inizio dell'articolo contrassegnato giallo, la temperatura cambia il suo valore da positivo a negativo. Si scopre che la muratura non sarà mai esposta a temperature negative nella sua vita. Ciò contribuirà a garantire la durabilità delle pareti dell'edificio.

Se nell'esempio scambiamo il secondo e il terzo strato - isoliamo il muro dall'interno, non otterremo uno, ma due limiti di strato nell'area delle temperature negative e della muratura semicongelata. Convinciti di questo eseguendo un calcolo termico del muro. Le conclusioni suggerite sono ovvie.

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Creazione condizioni confortevoli per vivere o attività lavorativaè l'obiettivo primario della costruzione. Una parte significativa del territorio del nostro paese si trova alle latitudini settentrionali con un clima freddo. Pertanto, mantenere una temperatura confortevole negli edifici è sempre importante. Con la crescita delle tariffe energetiche, viene in primo piano la riduzione del consumo di energia per il riscaldamento.

Caratteristiche climatiche

La scelta della costruzione di pareti e tetti dipende principalmente dalle condizioni climatiche dell'area di costruzione. Per determinarli occorre fare riferimento a SP131.13330.2012 “Climatologia delle costruzioni”. Nei calcoli vengono utilizzate le seguenti quantità:

• la temperatura del periodo di cinque giorni più freddo con una sicurezza di 0,92 è indicata con Tn;
• temperatura media, indicata con Tot;
• durata, denotata ZOT.

Nell'esempio per Murmansk, i valori hanno i seguenti valori:

• Tn=-30 gradi;
• Tot=-3,4 gradi;
• ZOT=275 giorni.

Inoltre, è necessario impostare la temperatura di progetto all'interno della stanza Tv, determinata in conformità con GOST 30494-2011. Per l'alloggio, puoi prendere Tv \u003d 20 gradi.

Per eseguire un calcolo termotecnico delle strutture di contenimento, precalcolare il valore di GSOP (gradi-giorno del periodo di riscaldamento):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
Nel nostro esempio, GSOP \u003d (20 - (-3,4)) x 275 \u003d 6435.

Caratteristiche principali

Per la corretta scelta dei materiali per racchiudere le strutture, è necessario determinare quali caratteristiche termiche dovrebbero avere. La capacità di una sostanza di condurre il calore è caratterizzata dalla sua conducibilità termica, indicata dalla lettera greca l (lambda) e si misura in W/(m x deg.). La capacità di una struttura di trattenere il calore è caratterizzata dalla sua resistenza al trasferimento di calore R ed è pari al rapporto tra spessore e conducibilità termica: R = d/l.

Se la struttura è composta da più strati, la resistenza viene calcolata per ogni strato e poi sommata.

La resistenza al trasferimento di calore è l'indicatore principale struttura esterna. Il suo valore deve superare il valore standard. Quando si esegue un calcolo termotecnico dell'involucro dell'edificio, è necessario determinare la composizione economicamente giustificata delle pareti e del tetto.

Valori di conducibilità termica

La qualità dell'isolamento termico è determinata principalmente dalla conduttività termica. Ogni materiale certificato viene sottoposto a test di laboratorio, a seguito dei quali viene determinato questo valore per le condizioni operative "A" o "B". Per il nostro Paese, la maggior parte delle regioni corrisponde alle condizioni operative "B". Quando si esegue un calcolo di ingegneria termica delle strutture di chiusura di una casa, è necessario utilizzare questo valore. I valori di conducibilità termica sono indicati sull'etichetta o nel passaporto del materiale, ma se non sono disponibili, è possibile utilizzare i valori di riferimento del Codice di condotta. I valori per i materiali più popolari sono riportati di seguito:

• Muratura ordinaria - 0,81 W (m x deg.).
• Muratura da mattone di silicato- 0,87 W (m x gradi).
• Calcestruzzo gassoso e espanso (densità 800) - 0,37 W (m x deg.).
• Legno di conifere - 0,18 W (m x deg.).
• Schiuma di polistirene estruso - 0,032 W (m x deg.).
• Lastre in lana minerale (densità 180) - 0,048 W (m x deg.).

Valore standard di resistenza al trasferimento di calore

Il valore calcolato della resistenza al trasferimento di calore non deve essere inferiore al valore di base. Il valore base è determinato secondo la Tabella 3 SP50.13330.2012 “edifici”. La tabella definisce i coefficienti per il calcolo dei valori di base della resistenza al trasferimento di calore per tutte le strutture e i tipi di edifici che racchiudono. Continuando il calcolo di ingegneria termica iniziato delle strutture di chiusura, un esempio di calcolo può essere presentato come segue:

• Рsten \u003d 0,00035x6435 + 1,4 \u003d 3,65 (m x deg / W).
• Рpocr \u003d 0,0005x6435 + 2,2 \u003d 5,41 (m x deg / W).
• Rcherd \u003d 0,00045x6435 + 1,9 \u003d 4,79 (m x deg / W).
• Rockna \u003d 0,00005x6435 + 0,3 \u003d x deg / W).

Il calcolo termotecnico della struttura di recinzione esterna viene eseguito per tutte le strutture che chiudono il contorno "caldo": il pavimento a terra o il pavimento del sottosuolo tecnico, le pareti esterne (incluse finestre e porte), la copertura combinata o il pavimento del sottotetto non riscaldato. Inoltre, il calcolo deve essere eseguito per le strutture interne, se la differenza di temperatura nelle stanze adiacenti è superiore a 8 gradi.

Calcolo termotecnico delle pareti

La maggior parte delle pareti e dei soffitti sono multistrato ed eterogenei nel loro design. Il calcolo termotecnico delle strutture di contenimento di una struttura multistrato è il seguente:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
dove n sono i parametri dell'ennesimo strato.

Se consideriamo un muro intonacato di mattoni, otteniamo il seguente disegno:

• strato esterno di intonaco spessore 3 cm, conducibilità termica 0,93 W (m x deg.);
• muratura di mattoni pieni in laterizio 64 cm, conducibilità termica 0,81 W (m x deg.);
• strato interno di intonaco spessore 3 cm, conducibilità termica 0,93 W (m x deg.).

La formula per il calcolo termotecnico delle strutture di contenimento è la seguente:

R \u003d 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 0,85 (m x deg / W).

Il valore ottenuto è significativamente inferiore al valore di base precedentemente determinato della resistenza al trasferimento di calore delle pareti di un edificio residenziale a Murmansk 3,65 (m x deg/W). Il muro non soddisfa requisiti normativi e ha bisogno di essere riscaldato. Per l'isolamento delle pareti utilizziamo uno spessore di 150 mm e una conduttività termica di 0,048 W (m x deg.).

Selezionato il sistema di isolamento, è necessario eseguire un calcolo termotecnico di verifica delle strutture di contenimento. Di seguito è riportato un esempio di calcolo:

R \u003d 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 3,97 (m x deg / W).

Il valore calcolato risultante è maggiore del valore di base - 3,65 (m x deg / W), la parete isolata soddisfa i requisiti degli standard.

Analogamente si esegue il calcolo dei sormonti e dei rivestimenti combinati.

Calcolo termotecnico dei solai a contatto con il suolo

Spesso nelle abitazioni private o negli edifici pubblici le pavimentazioni dei primi piani sono realizzate a terra. La resistenza al trasferimento di calore di tali pavimenti non è standardizzata, ma come minimo il design dei pavimenti non deve consentire la fuoriuscita di rugiada. Il calcolo delle strutture a contatto con il suolo viene effettuato come segue: i solai sono suddivisi in fasce (zone) larghe 2 metri, a partire dal confine esterno. Vengono assegnate fino a tre di queste zone, l'area rimanente appartiene alla quarta zona. Se la struttura del pavimento non fornisce un isolamento efficace, la resistenza al trasferimento di calore delle zone viene presa come segue:

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

È facile vedere che più l'area del pavimento è lontana dalla parete esterna, maggiore è la sua resistenza al trasferimento di calore. Pertanto, spesso si limitano a riscaldare il perimetro del pavimento. In questo caso, la resistenza al trasferimento di calore della struttura isolata viene aggiunta alla resistenza al trasferimento di calore della zona.
Il calcolo della resistenza al trasferimento di calore del pavimento deve essere incluso nel calcolo termotecnico complessivo delle strutture di contenimento. Di seguito verrà considerato un esempio del calcolo dei piani a terra. Prendiamo la metratura 10 x 10, pari a 100 mq.

• L'area di 1 zona sarà di 64 mq.
• L'area della zona 2 sarà di 32 mq.
• L'area della 3a zona sarà di 4 mq.

Il valore medio della resistenza al trasferimento di calore del pavimento a terra:
Rpol \u003d 100 / (64 / 2.1 + 32 / 4.3 + 4 / 8.6) \u003d 2.6 (m x deg / W).

Effettuato l'isolamento del perimetro del solaio con una lastra di polistirene espanso di 5 cm di spessore, una fascia larga 1 metro, si ottiene il valore medio della resistenza al trasferimento termico:

Rpol \u003d 100 / (32 / 2.1 + 32 / (2.1 + 0.05 / 0.032) + 32 / 4.3 + 4 / 8.6) \u003d 4.09 (m x deg / W).

È importante notare che non solo i solai vengono calcolati in questo modo, ma anche le strutture delle pareti a contatto con il suolo (pareti di un pavimento incassato, un seminterrato caldo).

Calcolo termotecnico delle porte

Il valore di base della resistenza al trasferimento di calore è calcolato in modo leggermente diverso porte d'ingresso. Per calcolarlo, dovrai prima calcolare la resistenza al trasferimento di calore della parete secondo il criterio igienico-sanitario (non rugiada):
Rst \u003d (Tv - Tn) / (DTn x av).

Qui DTN è la differenza di temperatura tra la superficie interna del muro e la temperatura dell'aria nella stanza, determinata dal Codice delle regole e per l'alloggio è 4.0.
av - coefficiente di scambio termico della superficie interna del muro, secondo la joint venture è 8,7.
Il valore base delle porte è assunto pari a 0.6xRst.

Per il design della porta selezionato, è necessario eseguire un calcolo termotecnico di verifica delle strutture di chiusura. Un esempio del calcolo della porta d'ingresso:

Рdv \u003d 0,6 x (20-(-30)) / (4 x 8,7) \u003d 0,86 (m x deg / W).

Questo valore calcolato corrisponderà ad una porta coibentata con un pannello di lana minerale di 5 cm di spessore.

Requisiti complessi

I calcoli di pareti, pavimenti o tetti vengono eseguiti per verificare i requisiti elemento per elemento delle normative. L'insieme delle regole stabilisce anche un requisito completo che caratterizza la qualità dell'isolamento di tutte le strutture di contenimento nel loro insieme. Questo valore è chiamato "caratteristica specifica di schermatura termica". Nessun singolo calcolo termotecnico delle strutture di chiusura può fare a meno della sua verifica. Di seguito è riportato un esempio di calcolo SP.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, che è inferiore al valore normalizzato di 0,52. In questo caso, l'area e il volume sono presi per una casa con dimensioni di 10 x 10 x 2,5 m Le resistenze al trasferimento di calore sono uguali ai valori di base.

Il valore normalizzato è determinato in accordo con la joint venture, a seconda del volume riscaldato della casa.

Oltre al complesso obbligo, per la redazione del passaporto energetico viene eseguito anche il calcolo termotecnico degli involucri edilizi, un esempio di rilascio del passaporto è riportato in appendice alla SP50.13330.2012.

Coefficiente di uniformità

Tutti i calcoli di cui sopra sono applicabili per strutture omogenee. Il che è abbastanza raro nella pratica. Per tenere conto delle disomogeneità che riducono la resistenza al trasferimento di calore, viene introdotto un fattore di correzione per l'uniformità dell'ingegneria termica, r. Tiene conto della variazione della resistenza al trasferimento di calore introdotta dalla finestra e porte, angoli esterni, inclusioni disomogenee (ad esempio ponticelli, travi, cinture di rinforzo), ecc.

Il calcolo di questo coefficiente è piuttosto complicato, pertanto, in forma semplificata, è possibile utilizzare valori approssimativi tratti dalla letteratura di riferimento. Ad esempio, per muratura - 0,9, pannelli a tre strati - 0,7.

Isolamento efficace

Quando si sceglie un sistema di isolamento domestico, è facile assicurarsi che sia quasi impossibile soddisfare i moderni requisiti di protezione termica senza l'uso di un isolamento efficace. Quindi, se si utilizza un tradizionale mattone in laterizio, sarà necessaria una muratura di diversi metri di spessore, il che non è economicamente fattibile. Allo stesso tempo, la bassa conducibilità termica dei moderni riscaldatori a base di polistirene espanso o lana di roccia ci consente di limitarci a spessori di 10-20 cm.

Ad esempio, per ottenere un valore di resistenza al trasferimento di calore di base di 3,65 (m x deg/W), è necessario:

• muro di mattoni di 3 m di spessore;
• muratura da blocchi di calcestruzzo espanso 1,4 m;
• isolamento in lana minerale 0,18 m.

Riscaldamento e ventilazione di edifici residenziali

Manuale didattico e metodico per esercitazioni pratiche

Per disciplina

"Ingegneria di rete. Calore e ventilazione"

(esempi di calcolo)

Samara 2011

Compilato da: Dezhurova Natalya Yurievna

Nokhrina Elena Nikolaevna

UDC 628.81/83 07

Riscaldamento e ventilazione di edifici residenziali: sussidio didattico al lavoro di verifica e alle esercitazioni pratiche nella disciplina “Ingegneria delle reti. Fornitura e ventilazione di calore e gas / Comp.:
N.Y. Dezhurova, E.N. Nochrina; Stato di Samara arco. - costruzione. un-t. - Samara, 2011. - 80 p.

Viene delineata la metodologia per lo svolgimento di lezioni pratiche e l'esecuzione di test sul corso "Ingegneria di reti e attrezzature per edifici" Approvvigionamento e ventilazione di calore e gas. Dato tutorial offre un'ampia scelta di opzioni per soluzioni costruttive per pareti esterne, opzioni per planimetrie tipiche, dati di riferimento per i calcoli.

Progettato per studenti a tempo pieno e moduli di corrispondenza apprendimento
specialità 270102.65 "Edilizia industriale e civile", e può essere utilizzato anche dagli studenti della specialità 270105.65 "Edilizia urbana ed economia".

1 Requisiti per la progettazione e il contenuto del controllo
lavoro (esercitazioni pratiche) e dati iniziali …………………..5

edifici ad alta efficienza energetica ……………………………………………………………………………11

3 Calcolo termotecnico delle strutture esterne di recinzione ... .16

3.1 Calcolo termico della parete esterna (esempio di calcolo) ... ..20

(esempio di calcolo)……………………………………………………25

3.3 Calcolo termotecnico del solaio
(esempio di calcolo) …………………………………………………...26

4 Calcolo della dispersione termica dei locali dell'edificio …………………………....28

4.1 Calcolo delle perdite di calore nei locali dell'edificio (esempio di calcolo) ... 34

5 Sviluppo del sistema riscaldamento centralizzato ………………………..44

6 Calcolo dei dispositivi di riscaldamento ……………………………………..46

6.1 Esempio di calcolo per riscaldatori ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………….

7 Soluzioni costruttive per la ventilazione di un edificio residenziale ………………..55

7.1 Calcolo aerodinamico del tiraggio naturale

ventilazione ………………………………………………………...59

7.2 Calcolo dei canali di ventilazione naturale ……………………….62

Elenco bibliografico ……………………………………………….66

Allegato A Mappa delle zone di umidità …………………….…………….67

Allegato B Condizioni operative delle strutture di recinzione
a seconda del regime di umidità degli ambienti e delle zone di umidità ………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………

Appendice B Proprietà termiche dei materiali …….. ..69

Appendice D Varianti delle tipiche sezioni di solaio …………………...70

Allegato D Valori del coefficiente di perdita d'acqua nei gruppi di strumenti con radiatori sezionali e a pannello ... ..75

Allegato E Flusso termico Tubi metallici lisci verticali aperti 1 m, verniciati pittura a olio, q, W/m ………………………………………….76

Allegato G Tabella per il calcolo dei condotti d'aria tondi in acciaio con lattina= 20 ºС ………………………..77

Allegato 3 Fattori di correzione per le perdite di pressione per attrito, tenendo conto della rugosità del materiale
condotti dell'aria ………………………………………….78

Appendice I Coefficienti di resistenze locali per vari

elementi del condotto dell'aria …………………………….79

1 Requisiti per la progettazione e il contenuto del controllo
lavoro (esercitazioni pratiche) e dati iniziali

L'opera di controllo si compone di una nota liquidativa ed esplicativa e di una parte grafica.

Tutti i dati iniziali necessari sono presi secondo la tabella 1 in conformità con l'ultima cifra della cifra dello studente.

La nota transattiva ed esplicativa si compone delle seguenti sezioni:

1. Dati climatici

2. La scelta delle strutture di contenimento e la loro termotecnica
calcolo

3. Calcolo della perdita di calore dai locali dell'edificio

4. Sviluppo di uno schema di riscaldamento centralizzato (posizionamento di dispositivi di riscaldamento, colonne montanti, rete e unità di controllo)

5. Calcolo dei dispositivi di riscaldamento

6. Soluzione costruttiva del sistema di ventilazione naturale

7. Calcolo aerodinamico del sistema di ventilazione.

Nota esplicativa eseguita su fogli A4 o quaderni a quadretti.

La parte grafica è realizzata su carta millimetrata, incollata su un quaderno e contiene:

1. Pianta di una tipica sezione di pavimento M 1:100 (vedi appendice)

2. Pianta del basamento M 1:100

3. Pianta del sottotetto M 1:100

4. Schema assonometrico dell'impianto di riscaldamento M 1:100.

I piani del seminterrato e della soffitta sono disegnati in base al piano
pavimento tipico.

Il lavoro di controllo prevede il calcolo di un edificio residenziale a due piani, i calcoli vengono effettuati per una sezione. L'impianto di riscaldamento è monotubo con cablaggio superiore, vicolo cieco.

La soluzione costruttiva per i solai sopra un seminterrato non riscaldato e un sottotetto caldo deve essere presa per analogia con l'esempio di calcolo.

Le caratteristiche climatiche dell'area di costruzione riportate nella Tabella 1 sono emesse da SNiP 23-01-99 * Climatologia dell'edificio:

1) la temperatura media del quinquennio più freddo con una sicurezza di 0,92 (Tabella 1, colonna 5);

2) la temperatura media del periodo di riscaldamento (Tabella 1
colonna 12);

3) la durata del periodo di riscaldamento (Tabella 1
colonna 11);

4) il massimo delle velocità medie del vento in punti per gennaio (tabella 1 colonna 19).

Le caratteristiche termofisiche dei materiali di recinzione sono prese in base alle condizioni operative della struttura, che sono determinate dal regime di umidità della stanza e dalla zona di umidità del cantiere.

Accettiamo il regime di umidità degli alloggi normale, in base alla temperatura impostata +20 ºС e umidità relativa dell'aria interna 55%.

Secondo la mappa, l'Appendice A e l'Appendice B determinano le condizioni
funzionamento degli involucri edilizi. Inoltre, secondo l'Appendice B, accettiamo le principali caratteristiche termofisiche dei materiali degli strati della recinzione, vale a dire i coefficienti:

conduttività termica, W / (m ºС);

assorbimento di calore, W / (m 2 ºС);

permeabilità al vapore, mg / (m h Pa).

Tabella 1

Dati iniziali per l'esecuzione del lavoro di controllo

Dimensioni finestre 1,8 x 1,5 (per soggiorni); 1,5 x 1,5 (per la cucina)

Dimensione porta esterna 1,2 x 2,2

Tavolo 2

Varianti di soluzioni costruttive per pareti esterne

	opzione 1 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - cemento argilloso espanso monolitico
	opzione 2 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - cemento argilloso espanso monolitico ; 3 strati - malta cementizia; 4° strato - strato strutturato del sistema di facciata
	Opzione 3 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - cemento argilloso espanso monolitico 3 strati - malta cementizia; 4° strato - strato strutturato del sistema di facciata
	Opzione 4 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2o strato - muratura in mattoni di silicato; 3 strati - cemento argilloso espanso monolitico
	Opzione 5 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2o strato - muratura in mattoni di ceramica; 3 strati - calcestruzzo monolitico di argilla espansa, ; 4 strati - malta cemento-sabbia; 5° strato - strato strutturato del sistema di facciata
	Opzione 6
	Opzione 7 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - calcestruzzo argilloso espanso monolitico, ; 3o strato - muratura in mattoni di ceramica
	Opzione 8 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - calcestruzzo argilloso espanso monolitico,
	Opzione 9 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2 strati - calcestruzzo argilloso espanso monolitico, ; 3o strato - muratura in mattoni di silicato
	Opzione 10 1 strato - malta di sabbia calcarea; 2o strato - muratura in mattoni di silicato; 3 strati - calcestruzzo monolitico di argilla espansa, ; 4 strati - muratura in mattoni di ceramica

Tabella 3

I valori del coefficiente di uniformità dell'ingegneria termica

2 Soluzioni strutturali per pareti esterne
edifici ad alta efficienza energetica

Soluzioni costruttive per pareti esterne di edifici ad alta efficienza energetica utilizzati nella costruzione di edifici residenziali e pubblici
le strutture possono essere suddivise in 3 gruppi (Fig. 1):

1) monostrato;

2) a due strati;

3) a tre strati.

Le pareti esterne monostrato sono realizzate in blocchi di cemento cellulare, che, di norma, sono progettati come autoportanti con appoggio pavimento per pavimento su elementi del pavimento, con protezione obbligatoria dagli influssi atmosferici esterni mediante l'applicazione di intonaco,
rivestimenti, ecc. Il trasferimento delle forze meccaniche in tali strutture viene effettuato attraverso colonne in cemento armato.

Le pareti esterne a due strati contengono strati portanti e termoisolanti. In questo caso, il riscaldatore può essere posizionato come
fuori come dentro.

All'inizio dell'attuazione del programma di risparmio energetico in Regione di Samara prevalentemente utilizzato isolamento interno. Come materiale termoisolante sono state utilizzate lastre in polistirene espanso e fibra di vetro in fiocco URSA. Dal lato della stanza, i riscaldatori erano protetti da cartongesso o intonaco. Per
per proteggere i riscaldatori dall'umidità e dall'accumulo di umidità, è stata installata una barriera al vapore sotto forma di un film di polietilene.

Durante l'ulteriore funzionamento degli edifici, sono stati rilevati molti difetti associati a una violazione del ricambio d'aria nei locali, alla comparsa di macchie scure, muffe e funghi sulle superfici interne delle pareti esterne. Pertanto, attualmente, l'isolamento interno viene utilizzato solo durante l'installazione della ventilazione meccanica di alimentazione e di scarico. Come riscaldatori vengono utilizzati materiali a basso assorbimento d'acqua, ad esempio plastica espansa e schiuma poliuretanica spruzzata.

I sistemi con isolamento esterno hanno un numero significativo
benefici. Questi includono: elevata uniformità termica, manutenibilità, possibilità di implementare soluzioni architettoniche di varie forme.

Nella pratica della costruzione, vengono utilizzate due opzioni
sistemi di facciata: con intonaco esterno; con intercapedine d'aria ventilata.

Nella prima versione dei sistemi di facciata come
I pannelli isolanti sono principalmente pannelli di polistirolo utilizzati.
L'isolamento è protetto dalle influenze atmosferiche esterne da uno strato adesivo di base rinforzato con fibra di vetro e uno strato decorativo.

Riso. 1. Tipi di pareti esterne di edifici ad alta efficienza energetica:

a - monostrato, b - due strati, c - tre strati;

1 - intonaco; 2 - cemento cellulare;

3 – strato protettivo; 4 - muro esterno;

5 - isolamento; 6 - sistema di facciata;

7 - membrana antivento;

8 - traferro ventilato;

11 - mattone faccia a vista; 12 - connessioni flessibili;

13 - pannello in calcestruzzo di argilla espansa; 14 - strato strutturato.

Nelle facciate ventilate viene utilizzato solo isolamento non combustibile sotto forma di lastre in fibra di basalto. L'isolamento è protetto da
esposizione all'umidità atmosferica lastre per facciate, che sono fissate al muro con staffe. Un'intercapedine d'aria è prevista tra le piastre e l'isolamento.

Durante la progettazione di sistemi di facciate ventilate, viene creato il regime di calore e umidità più favorevole delle pareti esterne, poiché il vapore acqueo che passa attraverso la parete esterna si mescola con l'aria esterna che entra attraverso l'intercapedine d'aria e viene rilasciato nella strada attraverso i condotti di scarico.

Le pareti a tre strati, erette in precedenza, erano utilizzate principalmente sotto forma di muratura da pozzo. Erano fatti di prodotti in piccoli pezzi situati tra gli strati di isolamento esterno e interno. Il coefficiente di omogeneità dell'ingegneria termica delle strutture è relativamente piccolo ( r< 0,5) из-за наличия кирпичных перемычек. При реализации в России второго этапа энергосбережения достичь требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче с помощью
bene la muratura non è possibile.

Nella pratica edilizia ampia applicazione trovato pareti a tre strati che utilizzano fascette flessibili, per la fabbricazione delle quali viene utilizzato il rinforzo in acciaio, con le proprietà anticorrosive appropriate dell'acciaio o rivestimenti protettivi. Il cemento cellulare viene utilizzato come strato interno e il polistirolo espanso, le lastre minerali e il penoizol vengono utilizzati come materiali termoisolanti. Lo strato di rivestimento è costituito da mattoni in ceramica.

Tre strati muri di cemento nella costruzione di alloggi a pannelli di grandi dimensioni, sono stati utilizzati per molto tempo, ma con un valore inferiore del ridotto
resistenza al trasferimento di calore. Per aumentare la termica
deve essere utilizzata l'omogeneità delle strutture dei pannelli
collegamenti flessibili in acciaio sotto forma di aste singole o loro combinazioni. Il polistirene espanso viene spesso utilizzato come strato intermedio in tali strutture.

Allo stato attuale, a tre strati
pannelli sandwich per l'edilizia centri commerciali e impianti industriali.

Come strato intermedio in tali strutture,
efficace materiali di isolamento termico- lana minerale, polistirolo espanso, schiuma poliuretanica e penoizol. Le strutture di contenimento a tre strati sono caratterizzate da eterogeneità dei materiali in sezione trasversale, geometria complessa e giunti. Per motivi strutturali, per la formazione di legami tra i gusci, è necessario che materiali più resistenti attraversino o entrino nell'isolamento termico, violando così l'uniformità dell'isolamento termico. In questo caso si formano i cosiddetti ponti freddi. Tipici esempi di tali ponti freddi sono le nervature intelaiate in pannelli a tre strati con isolamento efficace edifici residenziali, fissaggio ad angolo trave di legno pannelli a tre strati con rivestimento e isolamento in truciolare, ecc.

3 Calcolo termotecnico delle strutture esterne di recinzione

La ridotta resistenza al trasferimento di calore delle strutture di contenimento R 0 dovrebbe essere presa in conformità con l'assegnazione del progetto, ma non inferiore ai valori richiesti di R 0 tr, determinati in base alle condizioni sanitarie e igieniche, secondo la formula (1), e condizioni di risparmio energetico secondo la tabella 4.

1. Determiniamo la resistenza richiesta al trasferimento di calore della recinzione, in base alle condizioni sanitarie, igieniche e confortevoli:

(1)

dove n- coefficiente assunto in funzione della posizione della superficie esterna dell'involucro edilizio rispetto all'aria esterna, tabella 6;

Temperatura invernale stimata dell'aria esterna, pari alla temperatura media del quinquennio più freddo con una sicurezza di 0,92;

Differenza di temperatura normalizzata, ° С, tabella 5;

Il coefficiente di scambio termico della superficie interna dell'involucro dell'edificio, preso secondo la tabella. 7, W / (m 2 ºС).

2. Determiniamo la resistenza ridotta richiesta al trasferimento di calore della recinzione, in base alla condizione di risparmio energetico.

I gradi giorno del periodo di riscaldamento (GSOP) dovrebbero essere determinati dalla formula:

PGS= , (2)

dove la temperatura media, ºС, e la durata del periodo di riscaldamento con una temperatura media giornaliera dell'aria di 8 ºС. Il valore della resistenza ridotta richiesta al trasferimento di calore è determinato dalla tabella. quattro

Tabella 4

Richiesta ridotta resistenza al trasferimento di calore

involucri edilizi

I valori della ridotta resistenza al trasferimento di calore delle singole strutture di contenimento dovrebbero essere considerati almeno pari a
valori determinati dalla formula (3) per le pareti di edifici residenziali e pubblici, o dalla formula (4) - per altri recinti
disegni:

(3)

(4)

dove sono le resistenze di trasferimento del calore normalizzate che soddisfano i requisiti della seconda fase del risparmio energetico, (m 2 · ° С) / W.

3. Trova la ridotta resistenza al trasferimento di calore
involucro edilizio secondo la formula

, (5)

dove R 0 arb.

r- coefficiente di uniformità termotecnica, determinato secondo la tabella 2.

Determiniamo il valore R 0 arb. per parete esterna multistrato

(m 2 ° С) / W, (6)

dove R a- resistenza termica dell'involucro edilizio, (m 2 ·°С) / W;

- coefficiente di scambio termico (per condizioni invernali) della superficie esterna dell'involucro edilizio, determinato secondo la tabella 7, W / (m 2 ° С); 23 W/(m2°C).

(m 2 ° С) / W, (7)

dove R 1 , R 2 , …R n– resistenze termiche singoli strati strutture, (m 2 ·°С) / W.

Resistenza termica R, (m 2 ° C) / W, strato multistrato
la struttura che racchiude dovrebbe essere determinata dalla formula

dov'è lo spessore dello strato, m;

Coefficiente stimato di conduttività termica del materiale dello strato,

W/(m °C) (Appendice B).

il valore r preimpostato in base al design della parete esterna progettata.

4. Confrontiamo la resistenza al trasferimento di calore con i valori richiesti, basati su condizioni di comfort e condizioni di risparmio energetico, scegliendo un valore maggiore.

Ci deve essere disuguaglianza

Se è soddisfatto, il progetto soddisfa i requisiti termici. In caso contrario, è necessario aumentare lo spessore dell'isolamento e ripetere il calcolo.

Basato sulla reale resistenza al trasferimento di calore R 0 arb. trova
coefficiente di scambio termico della struttura che lo racchiude K, W / (m 2 ºС), secondo la formula

Calcolo termotecnico della parete esterna (esempio di calcolo)

Dati iniziali

1. Area di costruzione - Samara.

2. La temperatura media del periodo di cinque giorni più freddo con una probabilità di 0,92 t n 5 \u003d -30 ° С.

3. Temperatura media del periodo di riscaldamento = -5,2 °С.

4. La durata del periodo di riscaldamento è di 203 giorni.

5. Temperatura dell'aria all'interno dell'edificio lattina=20 °С.

6. Umidità relativa dell'aria =55%.

7. Zona di umidità - secca (Appendice A).

8. Condizioni operative delle strutture di recinzione - A
(Appendice B).

La tabella 5 mostra la composizione della recinzione e la figura 2 mostra l'ordine degli strati nella struttura.

Procedura di calcolo

1. Determiniamo la resistenza richiesta al trasferimento di calore della parete esterna, basata su sanitari e comfort
condizioni:

dove n- coefficiente preso in funzione della posizione
la superficie esterna dell'involucro edilizio rispetto all'aria esterna; per pareti esterne n = 1;

Temperatura di progetto dell'aria interna, °C;

Temperatura invernale stimata dell'aria esterna, pari alla temperatura media dei cinque giorni più freddi
sicurezza 0,92;

Differenza di temperatura normativa, °С, tabella 5, per pareti esterne di edifici residenziali 4 °С;

Il coefficiente di scambio termico della superficie interna dell'involucro dell'edificio, preso secondo la tabella. 7, 8,7 W / (m 2 ºС).

Tabella 5

La composizione della recinzione

2. Determiniamo la resistenza ridotta richiesta al trasferimento di calore della parete esterna, in base alla condizione di risparmio energetico. I gradi giorno del periodo di riscaldamento (GSOP) sono determinati dalla formula

GSOP \u003d (20 + 5.2) 203 \u003d 5116 (ºС giorno);

dove la temperatura media, ºС, e la durata del periodo di riscaldamento con una temperatura media giornaliera dell'aria di 8 ºС

(m 2 ºС) / W.

Richiesta ridotta resistenza al trasferimento di calore
determinato secondo la tabella. 4 con metodo di interpolazione.

3. Dei due valori di 1,43 (m 2 ºС) / W e 3,19 (m 2 ºС) / W

prendiamo il valore più grande di 3,19 (m 2 ºС) / W.

4. Determinare lo spessore richiesto dell'isolamento dalla condizione.

La ridotta resistenza al trasferimento di calore della struttura di contenimento è determinata dalla formula

dove R 0 arb.- resistenza al trasferimento di calore della superficie della parete esterna senza tener conto dell'influenza di angoli esterni, giunti e soffitti, pendenze delle finestre e inclusioni termoconduttrici, (m 2 ° С) / W;

r- coefficiente di uniformità termica, dipendente dalla struttura della parete, determinato secondo la tabella 2.

Accetta per facciate continue a doppio strato con
isolamento esterno, vedi tabella. 3.

(m2°C) / W

6. Determinare lo spessore dell'isolamento

M è il valore standard dell'isolamento.

Accettiamo il valore standard.

7. Determinare la ridotta resistenza al trasferimento di calore
strutture che racchiudono, basate su spessore standard isolamento

(m2°C) / W

(m2°C) / W

La condizione deve essere soddisfatta

3,38 > 3,19 (m 2 ° С) / W - la condizione è soddisfatta

8. In base all'effettiva resistenza al trasferimento di calore dell'involucro dell'edificio, troviamo il coefficiente di trasferimento del calore della parete esterna

W / (m 2 ° С)

9. Spessore della parete

Finestre e portefinestre

Secondo la tabella 4 e secondo GSOP = 5116 ºС giorno troviamo per finestre e portefinestre (m 2 °С) / W

W/(m2°C).

Porte esterne

Nell'edificio accettiamo doppie porte esterne con vestibolo
tra di loro (m 2 ° C) / W.

Coefficiente di scambio termico della porta esterna

W/(m2°C).

3.2 Calcolo termotecnico del solaio
(esempio di calcolo)

La tabella 6 mostra la composizione della struttura del solaio e la figura 3 mostra l'ordine degli strati nella struttura.

Tabella 6

Composizione costruttiva

Calcolo termotecnico della sovrapposizione di un sottotetto caldo

Per l'edificio residenziale in questione:

14ºС; 20ºС; -5,2ºС; 203 giorni; - 30ºС;
GSOP = 5116 ºС giorno.

Definiamo

Determiniamo il valore della resistenza al trasferimento di calore richiesta del pavimento del sottotetto caldo, secondo.

Dove

4,76 0,12 \u003d 0,571 (m 2 ° C) / W.

dove 12 W / (m 2 ºС) per solai, 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 \u003d 0,69 (m 2 o C) / W.

Coefficiente di scambio termico di un sottotetto caldo

W / (m 2 ° С)

Spessore solaio sottotetto

3.3 Calcolo termotecnico del sormonto
seminterrato non riscaldato

La tabella 7 mostra la composizione della recinzione. La Figura 4 mostra l'ordine degli strati nella struttura.

Per i piani sopra un seminterrato non riscaldato, si presume che la temperatura dell'aria nel seminterrato sia di 2 ºС; 20ºС; -5,2 ºС 203 giorni; GSOP = 5116 ºС giorno;

La resistenza al trasferimento di calore richiesta è determinata dalla tabella. 4° nel GSOP

4,2 (m2°C)/W.

Secondo dove

4,2 0,36 \u003d 1,512 (m 2 ° C) / W.

Tabella 7

Composizione costruttiva

Determiniamo la resistenza ridotta della struttura:

dove 6 W / (m 2 ºС) scheda. 7, - per soffitti sopra un seminterrato non riscaldato, 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.

Coefficiente di scambio termico del pavimento su un seminterrato non riscaldato

W / (m 2 ° С)

Spessore del soffitto su seminterrato non riscaldato

4 Calcolo della perdita di calore dai locali dell'edificio

Il calcolo della dispersione termica per recinzioni esterne viene effettuato per ogni stanza del primo e del secondo piano per metà dell'edificio.

Le perdite di calore dei locali riscaldati sono costituite da principale e aggiuntivo. La perdita di calore dai locali di un edificio è definita come la somma delle perdite di calore attraverso i singoli involucri edilizi
(pareti, finestre, soffitto, pavimento sopra una cantina non riscaldata) arrotondato a 10 W. ; H - 16ºС.

Le lunghezze delle strutture di contenimento sono prese in base alla planimetria. In questo caso, lo spessore delle pareti esterne deve essere disegnato in base ai dati del calcolo termotecnico. L'altezza delle strutture di chiusura (muri, finestre, porte) viene presa in base ai dati dell'attività iniziale. Quando si determina l'altezza della parete esterna, è necessario tenere conto dello spessore della struttura del pavimento o del solaio (vedere Fig. 5).

;

dove l'altezza del muro esterno, rispettivamente, del primo e
secondi piani;

Gli spessori dei solai sopra il seminterrato non riscaldato e

soffitta (accettata dal calcolo termotecnico);

Lo spessore del solaio intermedio.

Riso. 5. Determinazione delle dimensioni delle strutture di chiusura nel calcolo della perdita di calore di una stanza (HC - pareti esterne,
Pl - pavimento, Ven - soffitto, O - finestre):
a - sezione dell'edificio; b - piano di costruzione.

Oltre alle principali perdite di calore, è necessario tener conto
dispersioni termiche per il riscaldamento dell'aria di infiltrazione. L'aria di infiltrazione entra nella stanza a una temperatura prossima a
temperatura dell'aria esterna. Pertanto, nella stagione fredda, deve essere riscaldato a temperatura ambiente.

Il consumo di calore per il riscaldamento dell'aria di infiltrazione viene preso in base alla formula

dove il consumo specifico dell'aria rimossa, m 3 / h; per residenziale
edifici, vengono prelevati 3 m 3 / h per 1 m 2 della superficie del soggiorno e della cucina;

Per comodità di calcolo delle perdite di calore, è necessario numerare tutte le stanze dell'edificio. La numerazione va fatta piano per piano, partendo, ad esempio, dalle stanze d'angolo. Ai locali del primo piano sono assegnati i numeri 101, 102, 103 ..., il secondo - 201, 202, 203 .... La prima cifra indica a quale piano si trova la stanza in questione. Nel compito, agli studenti viene fornita una tipica planimetria, quindi l'aula 201 si trova sopra l'aula 101 e così via. Le scale sono designate LK-1, LK-2.

È consigliabile il nome delle strutture di contenimento
abbreviato come: parete esterna - NS, doppia finestra - DO, portafinestra - BD, parete interna - BC, soffitto - Pt, pavimento - Pl, porta esterna N.D.

L'orientamento delle strutture di chiusura rivolte a nord - N, est - B, sud-ovest - SO, nord-ovest - NW, ecc. è registrato in forma abbreviata.

Quando si calcola l'area delle pareti, è più conveniente non sottrarre da esse l'area delle finestre; pertanto, la perdita di calore attraverso le pareti è in qualche modo sopravvalutata. Quando si calcola la perdita di calore attraverso le finestre, il valore del coefficiente di scambio termico è considerato pari a . Lo stesso è fatto se il muro esterno ci sono le porte del balcone.

Il calcolo della perdita di calore viene effettuato per i locali del primo piano, quindi del secondo. Se la stanza ha una disposizione e un orientamento ai punti cardinali simili alla stanza calcolata in precedenza, la perdita di calore non viene ricalcolata e nella scheda di perdita di calore di fronte al numero della stanza viene scritto: "Come per n."
(è indicato il numero di una stanza simile precedentemente calcolata) e il valore finale della perdita di calore per questa stanza.

Perdita di calore scala sono determinati nel loro insieme su tutta la sua altezza, come per una stanza.

Le perdite di calore dovute alle recinzioni degli edifici tra stanze riscaldate adiacenti, ad esempio attraverso pareti interne, dovrebbero essere prese in considerazione solo se la differenza tra le temperature di progetto dell'aria interna di queste stanze è superiore a 3 ºС.

Tabella 8

Perdita di calore ambiente