Ustvarjanje udobnih pogojev za bivanje ali delo je primarna naloga gradnje. Pomemben del ozemlja naše države se nahaja v severnih zemljepisnih širinah s hladnim podnebjem. Zato je ohranjanje udobne temperature v stavbah vedno pomembno. Z rastjo energetskih tarif prihaja v ospredje zmanjšanje porabe energije za ogrevanje.
Klimatske značilnosti
Izbira stenske in strešne konstrukcije je odvisna predvsem od podnebnih razmer na območju gradnje. Za njihovo določitev se je treba sklicevati na SP131.13330.2012 "Gradbena klimatologija". Pri izračunih se uporabljajo naslednje količine:
- temperatura najhladnejšega petdnevnega obdobja z vrednostjo 0,92, označeno s Tn;
- povprečna temperatura, označena s Tot;
- trajanje, označeno z ZOT.
V primeru za Murmansk imajo vrednosti naslednje vrednosti:
- Тн=-30 stopinj;
- Tot=-3,4 stopinj;
- ZOT=275 dni.
Poleg tega je treba nastaviti projektno temperaturo znotraj sobne televizije, določena je v skladu z GOST 30494-2011. Za stanovanje lahko vzamete TV=20 stopinj.
Če želite izvesti toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij, predhodno izračunajte vrednost GSOP (stopinjski dan ogrevalnega obdobja):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. V našem primeru je GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Ključni kazalniki
Za pravilno izbiro materialov za ovoj je treba določiti, kakšne toplotne lastnosti naj imajo. Za sposobnost snovi, da prevaja toploto, je značilna njena toplotna prevodnost, označena z grško črko l (lambda) in se meri v W / (m x stopinj). Za sposobnost konstrukcije, da zadrži toploto, je značilna njena odpornost proti prenosu toplote R in je enaka razmerju debeline in toplotne prevodnosti: R=d/l.
Če je struktura sestavljena iz več plasti, se upor izračuna za vsako plast in nato sešteje.
Odpornost proti prenosu toplote je glavni pokazatelj zunanje gradnje. Njegova vrednost mora presegati standardno vrednost. Pri izvedbi toplotnotehničnega izračuna ovoja stavbe moramo določiti ekonomsko upravičeno sestavo sten in strehe.
vrednosti toplotne prevodnosti
Kakovost izolacijedoloča predvsem toplotna prevodnost. Vsak certificiran material je podvržen laboratorijskim testom, na podlagi katerih se ta vrednost določi za obratovalne pogoje "A" ali "B". Za našo državo večina regij ustreza pogojem delovanja "B". Pri izvajanju toplotnotehničnega izračuna ogradnih konstrukcij hiše je treba uporabiti to vrednost. Vrednosti toplotne prevodnosti so navedene na nalepki ali v potnem listu materiala, če pa niso na voljo, lahko uporabite referenčne vrednosti iz Kodeksa ravnanja. Vrednosti za najbolj priljubljene materiale so navedene spodaj:
- Navadna opeka - 0,81 W (m x stopinj).
- Zid iz silikatne opeke - 0,87 W (m x stopinj).
- Plin in pena beton (gostota 800) - 0,37 W (m x stopinj).
- Mehak les - 0,18 W (m x stopinj).
- Ekstrudirani stiropor - 0,032 W (m x stopinj).
- Plošče iz mineralne volne (gostota 180) - 0,048 W (m x stopinj).
Redovna vrednost upora prenosa toplote
Izračunana vrednost upora prenosa toplote ne sme biti manjša od osnovne vrednosti. Osnovna vrednost je določena po tabeli 3 SP50.13330.2012 "Toplotna zaščita stavb". V tabeli so opredeljeni koeficienti za izračun osnovnih vrednosti upora prenosa toplote za vse ogradne konstrukcije in vrste stavb. Če nadaljujemo začeti termotehnični izračun ogradnih konstrukcij, lahko predstavimo primer izračuna na naslednji način:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x stopinj/W).
- Rpokr=0, 0005x6435 +2, 2=5, 41 (m x stopinj/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x stopinj/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Termotehnični izračun zunanje ogradne konstrukcije se izvede za vse konstrukcije, ki zapirajo "toplo" konturo - tla na tleh ali tla tehničnega podzemlja, zunanje stene (vključno z okni in vrati), kombinirane pokrov ali tla neogrevanega podstrešja. Izračun je treba izvesti tudi za notranje konstrukcije, če je temperaturna razlika v sosednjih prostorih večja od 8 stopinj.
Termotehnični izračun sten
Večina sten in stropov je večplastnih in heterogenih v svoji zasnovi. Toplotnotehnični izračun ogradnih konstrukcij večplastne konstrukcije je naslednji:
Če upoštevamo opečno ometano steno, dobimo naslednjo konstrukcijo:
- zunanji sloj ometa debeline 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W(m x stopinj);
- zid iz polne gline 64 cm, toplotna prevodnost 0,81 W (m x stopinj);
- Notranji sloj ometa debeline 3 cm, toplotna prevodnost 0,93 W (m x stopinj).
Formula za toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij je naslednja:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x deg/W).
Nastala vrednost je bistveno manjša od predhodno določene vrednosti osnovnega uporaprenos toplote sten stanovanjske stavbe v Murmansku 3, 65 (m x deg / W). Stena ne izpolnjuje zakonskih zahtev in jo je treba izolirati. Za izolacijo sten uporabljamo plošče iz mineralne volne debeline 150 mm in toplotne prevodnosti 0,048 W (m x deg.).
Po izbiri izolacijskega sistema je potrebno izvesti verifikacijski termotehnični izračun ogradnih konstrukcij. Primer izračuna je prikazan spodaj:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x stopinj/W).
Dobljena izračunana vrednost je večja od osnovne vrednosti - 3,65 (m x deg/W), izolirana stena izpolnjuje zahteve standardov.
Izračun prekrivanj in kombiniranih oblog se izvede podobno.
toplotehnični izračun tal v stiku s tlemi
Pogosto so v zasebnih hišah ali javnih zgradbah tla v prvih nadstropjih narejena na tleh. Odpornost na prenos toplote takih tal ni standardizirana, vendar minimalna zasnova tal ne sme dopuščati padanja rose. Izračun konstrukcij v stiku s tlemi se izvede na naslednji način: tla so razdeljena na trakove (cone) širine 2 metra, začenši od zunanje meje. Dodeljene so do tri takšne cone, preostalo območje pripada četrti coni. Če talna zasnova ne zagotavlja učinkovite izolacije, se upor pri prenosu toplote območij vzame na naslednji način:
- 1 cona – 2, 1 (m x stopinj/W);
- 2 cona – 4, 3 (m x stopinj/W);
- 3 cona – 8, 6 (m x stopinj/W);
- 4 cona – 14, 3 (m x stopinj/W).
Lahko je videti, da dlje kot so tla od zunanje stene, večja je njegova odpornost na prenos toplote. Zato so pogosto omejeni na segrevanje oboda tal. Hkrati se odpornost proti prenosu toplote izolirane konstrukcije doda odpornosti na prenos toplote cone. Spodaj bo obravnavan primer izračuna tal na tleh. Vzemimo površino 10 x 10, enako 100 kvadratnih metrov.
- Površina 1 cone bo 64 kvadratnih metrov.
- Območje cone 2 bo 32 kvadratnih metrov.
- Območje cone 3 bo 4 kvadratne metre.
Povprečni upor talnega prenosa toplote na tleh:Rtal=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x stopinj/tor).
Po zaključku izolacije oboda tal s ploščo iz polistirenske pene debeline 5 cm, širine traku 1 meter, dobimo povprečno vrednost upora prenosa toplote:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x stopinj/W).
Pomembno je omeniti, da se na ta način ne izračunajo samo tla, temveč tudi stenske konstrukcije v stiku s tlemi (stene vgradnih tal, topla klet).
Termotehnični izračun vrat
Osnovna vrednost upora prenosa toplote vhodnih vrat se izračuna nekoliko drugače. Če ga želite izračunati, morate najprej izračunati odpornost stene na prenos toplote glede na sanitarno-higiensko merilo (neizpadanjerosa): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Tukaj DTн - temperaturna razlika med notranjo površino stene in temperaturo zraka v prostoru, je določena v skladu s kodeksom pravil in za stanovanja je 4,0.
av - prenos toplote koeficient notranje površine zidu, glede na skupno podjetje je 8, 7. Osnovna vrednost vrat je enaka 0,6xRst.
Za izbrano konstrukcijo vrat je potrebno izvesti verifikacijski termotehnični izračun ogradnih konstrukcij. Primer izračuna vhodnih vrat:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Ta konstrukcijska vrednost ustreza vratom, izoliranim s ploščo iz mineralne volne debeline 5 cm.
Zapletene zahteve
Izračuni sten, tal ali oblog se izvajajo za preverjanje zahtev predpisov po elementih. Nabor pravil določa tudi popolno zahtevo, ki označuje kakovost izolacije vseh ogradnih konstrukcij kot celote. Ta vrednost se imenuje "specifična lastnost toplotne zaščite". Niti en termotehnični izračun ogradnih konstrukcij ne more brez njegovega preverjanja. Primer izračuna skupnega podjetja je prikazan spodaj.
| ime dizajna | kvadrat | R | A/R |
| Stene | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Pokrivanje | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| kletni strop | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| vrata | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Znesek | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, kar je manj od normalizirane vrednosti 0,52. V tem primeru se površina in prostornina vzameta za hišo, ki meri 10 x 10 x 2,5 m. Prenos toplote upori so enaki osnovnim vrednostim.
Normirana vrednost se določi v skladu s skupnim podjetjem, odvisno od ogrevane prostornine hiše.
Poleg kompleksne zahteve za sestavo energetskega potnega lista opravijo tudi toplotnotehnični izračun ograjenih konstrukcij, primer potnega lista je podan v dodatku k SP50.13330.2012.
Koeficient enakomernosti
Vsi zgornji izračuni veljajo za homogene strukture. Kar je v praksi precej redko. Za upoštevanje nehomogenosti, ki zmanjšujejo odpornost proti prenosu toplote, se uvede korekcijski faktor za toplotno enakomernost r. Upošteva spremembo odpornosti prenosa toplote, ki jo povzročijo okenske in vratne odprtine, zunanji vogali, nehomogeni vključki (na primer preklade, tramovi, armaturni pasovi), hladni mostovi itd.
Izračun tega koeficienta je precej zapleten, zato lahko v poenostavljeni obliki uporabite približne vrednosti iz referenčne literature. Na primer, za opeko - 0,9, trislojne plošče - 0,7.
Učinkovita izolacija
Pri izbiri izolacijskega sistema doma se je enostavno prepričati, da je skoraj nemogoče izpolniti sodobne zahteve toplotne zaščite brez uporabe učinkovite izolacije. Torej, če uporabljate tradicionalno glineno opeko, boste potrebovali več metrov debelo zidavo, kar ni ekonomsko izvedljivo. Hkrati nizka toplotna prevodnost sodobne izolacije na osnovi ekspandiranega polistirena ali kamene volne omogoča, da se omejite na debeline 10-20 cm.
Na primer, da bi dosegli osnovno vrednost upora prenosa toplote 3,65 (m x deg/W), bi potrebovali:
- 3m debela opečna stena;
- polaganje penastih betonskih blokov 1,4 m;
- izolacija iz mineralne volne 0,18 m.
