Crearea de condiții confortabile pentru locuit sau muncă este sarcina principală a construcției. O parte semnificativă a teritoriului țării noastre este situată în latitudinile nordice, cu o climă rece. Prin urmare, menținerea unei temperaturi confortabile în clădiri este întotdeauna importantă. Odată cu creșterea tarifelor la energie, reducerea consumului de energie pentru încălzire iese în prim-plan.
Caracteristici climatice
Alegerea structurii peretelui și a acoperișului depinde în primul rând de condițiile climatice ale zonei de construcție. Pentru determinarea acestora este necesar să faceți referire la SP131.13330.2012 „Climatologie construcții”. Următoarele cantități sunt utilizate în calcule:
- temperatura celei mai reci perioade de cinci zile cu o securitate de 0,92, notat cu Tn;
- temperatura medie, notat cu Tot;
- durată, notat cu ZOT.
În exemplul pentru Murmansk, valorile au următoarele valori:
- Тн=-30 de grade;
- Tot=-3,4 grade;
- ZOT=275 de zile.
În plus, este necesară setarea temperaturii de proiectare în interiorul camerei TV, aceasta este determinată în conformitate cu GOST 30494-2011. Pentru locuințe, puteți lua TV=20 de grade.
Pentru a efectua un calcul de inginerie termică a structurilor de închidere, precalculați valoarea GSOP (grad-zi a perioadei de încălzire):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. În exemplul nostru, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Indicatori cheie
Pentru alegerea corectă a materialelor anvelopei clădirii, este necesar să se determine ce caracteristici termice ar trebui să aibă acestea. Capacitatea unei substanțe de a conduce căldura se caracterizează prin conductibilitatea sa termică, notată cu litera greacă l (lambda) și se măsoară în W / (m x deg.). Capacitatea unei structuri de a reține căldura este caracterizată prin rezistența sa la transferul de căldură R și este egală cu raportul dintre grosime și conductivitate termică: R=d/l.
Dacă structura este formată din mai multe straturi, rezistența este calculată pentru fiecare strat și apoi însumată.
Rezistența la transferul de căldură este principalul indicator al construcției în aer liber. Valoarea acestuia trebuie să depășească valoarea standard. La efectuarea unui calcul termic al anvelopei clădirii, trebuie să stabilim compoziția justificată economic a pereților și a acoperișului.
Valori ale conductibilității termice
Calitatea izolațieideterminată în primul rând de conductivitatea termică. Fiecare material certificat este supus unor teste de laborator, în urma cărora această valoare este determinată pentru condițiile de funcționare „A” sau „B”. Pentru țara noastră, majoritatea regiunilor corespund condițiilor de funcționare „B”. Când se efectuează un calcul termic al structurilor de închidere ale unei case, această valoare ar trebui utilizată. Valorile conductibilității termice sunt indicate pe etichetă sau în pașaportul material, dar dacă nu sunt disponibile, puteți utiliza valorile de referință din Codul de practică. Valorile pentru cele mai populare materiale sunt enumerate mai jos:
- Zidărie obișnuită - 0,81 W (m x grade).
- Zidărie din cărămidă de silicat - 0,87 W (m x grade).
- Beton cu gaz și spumă (densitate 800) - 0,37 W (m x grade).
- Lemn de rasinoase - 0,18 W (m x grade).
- Styrofoam extrudat - 0,032 W (m x grade).
- Plăci din vată minerală (densitate 180) - 0,048 W (m x grade).
Valoarea obișnuită a rezistenței la transferul de căldură
Valoarea calculată a rezistenței la transferul de căldură nu trebuie să fie mai mică decât valoarea de bază. Valoarea de bază se determină conform Tabelului 3 SP50.13330.2012 „Protecția termică a clădirilor”. Tabelul definește coeficienții pentru calcularea valorilor de bază ale rezistenței la transferul de căldură pentru toate structurile și tipurile de clădiri. Continuând calculul termotehnic început al structurilor de închidere, un exemplu de calcul poate fi prezentat după cum urmează:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x grade/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x grade/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x grade/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x grade/W).
Calculul termotehnic al structurii exterioare de incintă se efectuează pentru toate structurile care închid conturul „cald” - pardoseala la sol sau pardoseala subteranului tehnic, pereții exteriori (inclusiv ferestre și uși), combinatul capacul sau podeaua podului neîncălzit. De asemenea, calculul trebuie efectuat pentru structurile interioare, dacă diferența de temperatură în încăperile adiacente este mai mare de 8 grade.
Calcul termotehnic al pereților
Majoritatea pereților și tavanelor au mai multe straturi și sunt eterogene în designul lor. Calculul de inginerie termică a structurilor de închidere a unei structuri multistrat este după cum urmează:
Dacă luăm în considerare un perete tencuit cu cărămidă, obținem următoarea construcție:
- strat exterior de ipsos de 3 cm grosime, conductivitate termică 0,93 W(m x grade);
- zidarie din caramida solida din argila 64 cm, conductivitate termica 0,81 W(m x grade);
- Strat interior de ipsos de 3 cm grosime, conductivitate termică 0,93 W(m x grade).
Formula pentru calculul ingineriei termice a structurilor de închidere este următoarea:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x grade/W).
Valoarea rezultată este semnificativ mai mică decât valoarea rezistenței de bază determinată anteriortransferul de căldură al pereților unei clădiri rezidențiale din Murmansk 3, 65 (m x grade / W). Peretele nu îndeplinește cerințele de reglementare și trebuie izolat. Pentru izolarea pereților, folosim plăci din vată minerală cu grosimea de 150 mm și o conductivitate termică de 0,048 W (m x grade).
Avand selectat sistemul de izolare, este necesara efectuarea unui calcul termotehnic de verificare a structurilor de inchidere. Un exemplu de calcul este prezentat mai jos:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x grade/W).
Valoarea calculată obținută este mai mare decât valoarea de bază - 3,65 (m x grade / W), peretele izolat îndeplinește cerințele standardelor.
Calculul suprapunerilor și al acoperirilor combinate se efectuează în mod similar.
Calcul termic al pardoselilor în contact cu solul
Adesea în casele private sau clădirile publice etajele etajelor sunt realizate la sol. Rezistența la transferul de căldură a unor astfel de pardoseli nu este standardizată, dar cel puțin designul pardoselilor nu trebuie să permită căderea rouei. Calculul structurilor în contact cu solul se efectuează astfel: etajele sunt împărțite în benzi (zone) de 2 metri lățime, începând de la limita exterioară. Sunt alocate până la trei astfel de zone, zona rămasă aparține celei de-a patra zone. Dacă designul podelei nu asigură o izolație eficientă, atunci rezistența la transferul de căldură a zonelor este luată după cum urmează:
- 1 zonă – 2, 1 (m x grade/W);
- Zona 2 – 4, 3 (m x grade/W);
- Zona 3 – 8, 6 (m x grade/W);
- Zona 4 – 14, 3 (m x grade/W).
Este ușor de observat că, cu cât podeaua este mai departe de peretele exterior, cu atât este mai mare rezistența acesteia la transferul de căldură. Prin urmare, ele sunt adesea limitate la încălzirea perimetrului podelei. În același timp, rezistența la transferul de căldură a structurii izolate se adaugă rezistenței la transferul de căldură a zonei. Un exemplu de calcul al etajelor la sol va fi luat în considerare mai jos. Să luăm suprafața podelei 10 x 10, egală cu 100 de metri pătrați.
- Suprafața unei zone va fi de 64 de metri pătrați.
- Zona 2 va fi de 32 de metri pătrați.
- Zona 3 va fi de 4 metri pătrați.
Rezistența medie la transferul de căldură a podelei pe sol:Rpardoseală=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x grade/ marți).
După finalizarea izolației perimetrului podelei cu o placă din spumă de polistiren de 5 cm grosime, o bandă de 1 metru lățime, obținem valoarea medie a rezistenței la transfer termic:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x grade/W).
Este important de reținut că nu numai podelele sunt calculate în acest fel, ci și structurile de pereți în contact cu solul (pereții unei podele încastrate, subsol cald).
Calcul termotehnic al ușilor
Valoarea de bază a rezistenței de transfer de căldură a ușilor de intrare este calculată oarecum diferit. Pentru a o calcula, mai întâi va trebui să calculați rezistența la transferul de căldură a peretelui în funcție de criteriul sanitar și igienic (non-fallout).rouă): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Aici ДТн - diferența de temperatură dintre suprafața interioară a peretelui și temperatura aerului din cameră, este determinată conform Codului de reguli și pentru locuințe este 4.0.
av - transferul de căldură coeficientul suprafeței interioare a peretelui, conform societății mixte este 8, 7. Valoarea de bază a ușilor este luată egală cu 0, 6xRst.
Pentru proiectarea ușii selectate, este necesară efectuarea unui calcul termotehnic de verificare a structurilor de închidere. Exemplu de calcul al ușii de intrare:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x grade/W).
Această valoare de design va corespunde unei uși izolate cu o placă de vată minerală de 5 cm grosime.
Cerințe complexe
Calculele pereților, podelelor sau acoperirilor sunt efectuate pentru a verifica cerințele element cu element ale reglementărilor. Setul de reguli stabilește și o cerință completă care caracterizează calitatea izolației tuturor structurilor de închidere în ansamblu. Această valoare se numește „caracteristică specifică de protecție termică”. Nici un singur calcul termotehnic al structurilor de închidere nu poate face fără verificarea acestuia. Un exemplu de calcul JV este prezentat mai jos.
| Nume design | Pătrat | R | A/R |
| Pereți | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Acoperire | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Tavan subsol | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Uși | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Suma | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, care este mai mică decât valoarea normalizată de 0,52. În acest caz, aria și volumul sunt luate pentru o casă care măsoară 10 x 10 x 2,5 m. Transfer de căldură rezistențele sunt egale cu valorile de bază.
Valoarea normalizată este determinată în conformitate cu societatea în participație, în funcție de volumul încălzit al casei.
Pe lângă cerința complexă, pentru a întocmi un pașaport energetic, aceștia efectuează și un calcul termic al structurilor de închidere, un exemplu de pașaport este dat în Anexa la SP50.13330.2012.
Coeficient de uniformitate
Toate calculele de mai sus sunt aplicabile pentru structuri omogene. Ceea ce este destul de rar în practică. Pentru a lua în considerare neomogenitățile care reduc rezistența la transferul de căldură, se introduce un factor de corecție pentru uniformitatea termică, r. Se ține cont de modificarea rezistenței la transferul de căldură introdusă de deschiderile de ferestre și uși, colțuri exterioare, incluziuni neomogene (de exemplu, buiandrugi, grinzi, curele de armare), poduri reci etc.
Calculul acestui coeficient este destul de complicat, așa că într-o formă simplificată, puteți folosi valori aproximative din literatura de referință. De exemplu, pentru zidărie - 0,9, panouri cu trei straturi - 0,7.
Izolație eficientă
Când alegeți un sistem de izolare a locuinței, este ușor să vă asigurați că este aproape imposibil să îndepliniți cerințele moderne de protecție termică fără utilizarea unei izolații eficiente. Deci, dacă utilizați o cărămidă tradițională de lut, veți avea nevoie de zidărie grosime de câțiva metri, ceea ce nu este fezabil din punct de vedere economic. În același timp, conductibilitatea termică scăzută a izolației moderne pe bază de polistiren expandat sau vată de piatră vă permite să vă limitați la grosimi de 10-20 cm.
De exemplu, pentru a obține o valoare de bază a rezistenței la transferul de căldură de 3,65 (m x grade/W), veți avea nevoie de:
- 3m grosime zid de cărămidă;
- așezarea blocurilor de beton spumant 1, 4 m;
- izolație din vată minerală 0,18 m.
