Теплотехнический расчет с примером

Давным-давно строения и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными свойствами владеют ограждающие конструкции. Иными словами, стены делались просто толстыми. И если для вас когда-нибудь бывало быть в старенькых купеческих домах, то вы могли увидеть, что внешние стены этих домов выполнены из глиняного кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Таковая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сего времени полностью удобное пребывание людей в этих домах даже в самые свирепые морозы.

В истинное же время все поменялось. И на данный момент экономически не прибыльно созодать стены таковыми толстыми. Потому были выдуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из их: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря сиим материалам, к примеру, толщина кирпичной кладки быть может снижена до 250 мм.

Сейчас стены и перекрытия почаще всего делают 2-х либо 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с неплохими теплоизоляционными качествами. А для того, чтоб найти лучшую толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.

Как делается расчет по определению точки росы вы сможете ознакомиться на последующей страничке. Тут же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.

Нужные нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

  • СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция от 2012 года [1].
  • СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012). «Строительная климатология». Актуализированная редакция от 2012 года [2].
  • СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий» [3].
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [4].
  • Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

Скачать СНиПы и СП вы сможете тут, ГОСТ — тут, а Пособие — тут.

Рассчитываемые характеристики

В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

  • теплотехнические свойства строй материалов ограждающих конструкций;
  • приведённое сопротивление теплопередачи;
  • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

Далее будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

Начальные данные

1. Климат местности и локальный климат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Предназначение строения: жилое .

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях внешних огораживаний равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для обычного влажностного режима).

Лучшая температура воздуха в жилой комнате в прохладный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура внешнего воздуха text, определяемая по температуре более прохладной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Длительность отопительного периода со средней дневной температурой внешнего воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура внешнего воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Система стены

Расчет толщины утеплителя

Стенка состоит из последующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) шириной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», потому что она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич шириной 250 мм;
  • штукатурка (непростой раствор), доп слой для получения наиболее беспристрастной картины, потому что его воздействие мало, но есть.

3. Теплофизические свойства материалов

Значения черт материалов сведены в таблицу.

теплопроводности слоев стены

Примечание (*): Данные свойства можно также отыскать у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя нужно найти сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы термический защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не наименее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) зависимо от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) либо по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стенок жилого строения (столбец 3).

4.1. Определение нормы термический защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, потому что данный показатель рассчитывается для производственных спостроек с излишками очевидной теплоты наиболее 23 Вт/м 3 и спостроек, созданных для сезонной эксплуатации (в осеннюю пору либо в весеннюю пору), также спостроек с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (кроме светопрозрачных).

Определение нормативного (очень допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для внешной стены;

tint = 20°С — значение из начальных данных;

text = -31°С — значение из начальных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад меж температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в этом случае для внешних стенок жилых спостроек;

αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для внешних стенок.

4.3. Норма термический защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи избираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его сейчас Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

5. Определение толщины утеплителя

Для всякого слоя данной стены нужно высчитать тепловое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводимости материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

Определение мало допустимого (требуемого) теплового сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление термообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление термообмену на внешной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для внешних стенок;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма тепловых сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводимости материалов, принятых по графе А либо Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в согласовании с влажностными критериями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводимости материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение теплового сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма тепловых сопротивлений всех слоев огораживания, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

Из приобретенного результата можно прийти к выводу, что

R = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → как следует, толщина утеплителя подобрана верно.

Воздействие воздушной прослойки

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя используются минеральная вата, стекловата либо иной плитный утеплитель, нужно устройство воздушной вентилируемой прослойки меж внешной кладкой и утеплителем. Толщина данной для нас прослойки обязана составлять не наименее 10 мм, а лучше 20-40 мм. Она нужна для того, чтоб осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым местом, потому в случае ее наличия в расчете нужно учесть требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а конкретно:

а) слои конструкции, расположенные меж воздушной прослойкой и внешной поверхностью (в нашем случае — это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой внешним воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

Примечание: воздействие воздушной прослойки учитывается, к примеру, при теплотехническом расчете пластмассовых стеклопакетов.

Интересно почитать:  Как закрепить кабель канал на бетонной стене

Теплопроводность стенок дома. Какой дом теплее?

Расчет теплопроводимости стенок личного дома

Как и обещал, побеседуем о теплопроводимости материалов при строительстве дома и какой все же избрать материал для дома и технологию строительства, основываясь на ваши цели в плане его использования. Произведем расчет теплопроводимости стенок дома. Сравним материалы, посчитаем, какой дом экономичнее всего отапливать. В особенности, это принципиально для нас, т.к. нам нужно отапливать дом около 6 месяцев в году, а в неких регионах Рф еще более. Проще говоря, какой дом вправду сберегает нам наши средства?
Пойдет речь о теплопроводимости стены, почему стены? Да, поэтому что выбор основного материала для стенок описывает тип, этапы, технологию строительства, а так же теплоэффективность дома в итоге.

Избираем материал стенок дома, основываясь на теплопроводность материалов

Из курса физики мы знаем, что неважно какая система стремится к равновесию. Потому, если у нас есть перепады температур, тогда сходу же возникает перетекание тепла. Т.е. термическая энергия перетекает из теплого в прохладное. Таковым образом, наш дом будет отдавать свое тепло наружу через все, что лишь может быть, стены, крышу, пол, окна, двери, как видно на фото из-за различия температур. В итоге дом стопроцентно остынет и приравняется к наружной температуре.

Потому чтоб восполнить эту теплопотерю нужно повсевременно в прохладное время отапливать дом. То с какой скоростью перетекает тепло из жаркой зоны в прохладную и есть теплопроводность. Как мы осознаем, различные материалы имеют разную теплопроводность и можно померить это благодаря коэффициенту теплопроводимости.

Посчитать это можно по данной формуле расчета коэффициента теплопроводимости. Другими словами, сколько тепла за единицу времени протекает через 1 кв.м. материала при градиенте температур 1 градус на 1 метр (на рисунке это показано с одной стороны куба 20 градусов с иной 19 градусов)

Коэффициент теплопроводимости кирпича, коэффициент теплопроводимости дерева

Мы лицезреем из подсчетов, что у дерева теплопроводность в 3 раза меньше. Это значит, что при иных равных критериях (равная толщина материала и температур) протекаемость тепла в кирпиче в 3 раза резвее, а в дереве в 3 раза медлительнее относительно кирпича. Потому дерево наиболее энергосберегающий материал. Если мы желаем чтоб у кирпича была таковая теплопотеря, как у дерева, означает, толщину кирпича необходимо прирастить в три раза. Обычная математика!
Сейчас поглядим, что будет в случае с каркасным домом. В каркасном доме 90% размера стены занимает утеплитель, в нашем случае возьмем самый экологичный материал – каменную вату на базальтовой базе. На фото мы лицезреем, что коэффициент теплопроводимости 0,038, а это в 5 раз меньше теплопроводность, чем у дерева, а с кирпичом разница аж в 15 раз.

На одной из выставок, я узрел превосходный щит, который наши расчеты и подтверждает.
На этом щите сравниваются: сверху дерево (клееный брус), пеноблок и каркасник.
Все материалы равной толщины. С одной стороны материал греется пленочным теплым полом, с иной стороны стоит указатель температуры, который указывает уровень исходящего тепла. Естественно, свойство фото оставляет желать наилучшего.
Итак… смотрим на щит с различных сторон

Смотрим на нижние характеристики на градуснике, к огорчению фактически не видно цифр на градуснике, потому я назову их сверху вниз:
Дерево – 28° С
Пеноблок – практически 30° С
Каркасная стенка – 25° С

Каркасная стенка конфискует победную золотую медаль, это легко разъяснить, т.к. утеплитель имеет наименьшую плотность и дает огромную воздушность, а означает очень держит тепло.

Расход энергии на отопление, расчет расходов на отопление

Меня так же заинтересовывала, какой будет расход термический энергии и сколько необходимо будет затрачивать за месяц на отопление дома, при помощи электро энергии, хотя Наша родина и богата газом, к огорчению, его еще далековато не всюду провели.
Давайте совместно научимся считать, сколько придется платить за электричество собственного дома.
Возьмем, например, дом 7*7 с высотой стенок в 5 метров.

Формула расчета тепла

Расчет расхода тепла кирпичной стены

Стенка у нас будет 20 см. Снаружи температура -10°, а снутри +20°, в итоге, градиент выходит 30 градусов. Тут сделали определенные допущения, что тепло выходит лишь из стенок, нам здесь принципиально осознать сам принцип. Из прошедших расчетов, мы помним, что лямбда кирпичной стены=0,56

Итак, 0,56*21000 = 11760 (Вт), если перевести это в киловатты, то в час у нас будет уходить 11,76 кВт*ч. Считаем сколько придется платить за электричество за месяц при кирпичной стенке в 20 см. и минус 10° за окном.

11,76кВт * 24часа * 30 дней * 5 (руб.кВт*ч) = 42 336 руб.мес.
Ого, какая сумма! Но слава богу, что лишь из кирпича никто не строит, его еще необходимо утеплить снаружи и изнутри.
Например, стены у сталинских домов шириной в 1 метр. При таком раскладе, необходимо будет платить в 5 раз меньше – 8467 руб.мес. И это тоже весьма даже не не достаточно.

Расчет расхода тепла древесной стены

Поглядим, что творится с древесной стенкой, клееным брусом. Берем те, же начальные данные, толщина стены 20см. и -10° за окном.

Если мы все перемножим, то выходит 13680 рублей за месяц на электроэнергию.
Мы, естественно, здесь допускаем много недостатков в расчетах, но все это близко к нашим реалиям. Но мы буквально узнали, что кирпич отапливать в 3 раза дороже.

Расчет расхода тепла каркасной стены

На данный момент поглядим, что происходит с показателями по расходам на отопление в каркасных домах.

Стенка состоит на 90% из утеплителя, каменной ваты. Тут уже расход весьма даже веселит, за месяц необходимо затратить всего 2873 рубля. Меньше 1-го киловатта отдаем мощности. Это уже близко к расходам по квартплате. Прошу вас никогда не употреблять в собственных жилых домах экструдированные пенополистирол — это ядовитый утеплитель, который интенсивно рекламируют производители открыто обманывая нас. О ядовитых свойствах этого утеплителя, я подробнее написал в прошлом посте — Дома из СИП панелей .

Естественно, если топить газом, это будет в разы дешевле. Но история крайних лет, гласит о том, что скорость роста цен на газ намного резвее, чем у электро энергии.
Но если у вас есть возможность провести газ, то естественно, лучше отапливать газом и не нести такие значительные расходы на отопление вашего пригородного дома.

Теплоемкость кирпича, дерева и каркаса. За сколько времени прогреется кирпичный, древесный и каркасный дом?

Теплоемкость – сколько необходимо издержать термический энергии, чтоб подогреть 1 кг вещества на 1 градус.

При нагреве воды и воздуха, уходит различное количество энергии, так они имеет различную теплоемкость.

Возьмем 3-х киловаттный обогреватель и воздух в доме можно прогреть весьма стремительно, но почему тогда в итоге дом все равно остается прохладным?

Почти все о этом даже не думают, хотя исходя из этого параметра теплоемкости и целей использования дома, для вас и необходимо выбирать материал стенок вашего пригородного дома.

О этом показателе побеседуем в моем последующем посте. Я расскажу тщательно о теплоемкости материалов стенок со всеми вытекающими вычислениями, буквально как я поведал для вас сейчас.

Создать расчеты количества материалов стенок можно на калькуляторе внешних стенок из пеноблока, кирпича, каркаса либо бруса. Входите и читайте! Поставьте лайк, займет всего секунду вашего времени, а мне будет приятно!

Как высчитать теплопроводность стены без помощи других

Создание рационального уровня утепления помещения, помогает не только лишь сберечь средства, да и сделать лучше локальный климат в целом. Принципиально положить теплоизоляцию так, чтоб не происходило перегрева стенок, также не было промерзающих участков. По данной для нас причине проводится теплотехнический расчет стены. Он помогает буквально высчитать, какая толщина утеплителя требуется, учитываются различные причины. Тщательно о значимости вычислений и о правилах проведения расчетов для работы с фасадом дома будет поведано дальше.

Интересно почитать:  Силиконовые уголки для стен

Фото теплоизоляции стен

Теплотехнический расчет конструкций — что же все-таки это такое и для чего же необходимо созодать

Теплотехнический расчет внешной стены помогает получить точную цифру по размеру тепла, который нужен, чтоб в здание было очень уютно находиться. Является основой для сотворения отопления. В любом помещение происходит термообмен, отдается тепло во внешнюю среду, и эту отдачу нужно возвращать назад. Уровень утраты тепла должен ворачиваться вовнутрь в том же количестве.

Найти, сколько термический утрата следует вернуть для неплохого локального климата, не проводя расчет теплопроводимости стены правильно в принципе нереально. Итог практически со стопроцентной вероятностью будет с огромным отклонением от правды.

В расчет стенок по термическим моментам мастера включают учет огромного количества характеристик, любой из которых значительно действуют на данный показатель. Важны материалы, которые используются, стороны света, температурные характеристики воздуха и остальные.

Если не провести схожий расчет, то приобретение системы отопления, отопительного котла, теплого пола и другого связанного с данным действием оборудование быть может произведено не правильно. В итоге можно столкнуться с неувязкой недостающего тепла, когда утрата его будет большей, чем возмещение.

Придется поменять оборудование, а это дело дорогостоящее. С учетом трудности монтажа теплого пола утрата будет не только лишь валютная, но временная. Когда установлен весь материал отделки снятие материалов будет большенный неувязкой, ведь процедура не самая приятная для обладателя. А жить в прохладном жилом помещение, не достаточно кому охото.

Таковым образом, можно сказать, что термический расчет стены помогает сберечь средства, нервишки и время.

Теплопроводность метариалов

Теплотехнический расчет внешной стены помогает получить точную цифру по размеру тепла, который нужен, чтоб в здание было очень уютно находиться.

Можно выделить последующие плюсы проведения расчетов:

  • Финансовая выгода за счет предстоящей оплаты за отопление, когда проведены правильные работы по утеплению, то переплачивать любой месяц по счету не приходится, в итоге процесс оправдывается финансово;
  • Лучший локальный климат помогает избежать образования грибка и плесени на поверхности, что является небезопасным для здоровья человека, также данные образования вредят целостности материала;
  • Растраты на электроэнергию также будут меньше, ведь оборудование не обязано будет работать лишне.

Требования и сопутствующая документация

Высчитать теплопроводность стены можно лишь с учетом регламентирующих процесс документов. Создано несколько документов, где прописаны нормы и правила работы. Вычисления будут зависеть от вида материала, из которого построен дом: газобетонные блоки, кирпич, газоблок, брус, сэндвич панели и остальные. Любой имеет свои нормы теплопроводимости.

Употребляются последующие издания для правильного подсчета:

  • Ориентируются на СП 50.13330.2012 «Термическая защита спостроек», это переизданная версия от 2003 года, мастера при работе употребляют данный норматив как главный;
  • СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», также базирована на наиболее ранешном издании 1999, служит основой для ориентира на климат региона, где размещено здание;
  • СП 23-101-2004 «Проектирование термический защиты спостроек», данный документ является раскрывающим 1-ый документ, в нем почти все пункты расписаны подробнее;
  • ГОСТ 30494-2011 с 2011 года «Строения жилые и публичные», прежняя версия издана в 1996, о специфике предназначений спостроек и их особенностях;
  • Пособие для студентов строй ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери строения. Справочное пособие». Помогает проще осознать специфику задания, открывает почти все моменты.

Как созодать теплотехнический расчет стенок дома

Проведение данных подсчетов обязано посодействовать выяснить, схожи ли сооружения предъявляемым требования со стороны теплозащиты. Описывает свойство создаваемых микроклиматических критерий в помещение. Совладевает ли система отопления с получением нужного уровня термического удобства.

Чтоб достигнуть хороших критерий должен быть сотворен балансирующий температурный режим меж внутренними ограждающими конструкциями и помещением. Если он не воссоздан, то все тепло будет уходить в эти зоны, а до главный жилой части не дойдет.

На температурные характеристики снутри строения оказывать воздействие смена термических потоков значительно не должны. Данный уровень носит заглавие теплостойкость.

В итоге расчетов получают наилучшие варианты для размеров стены, перекрытых по толщине, при всем этом рассчитываются малый и наибольший показатель. В итоге соблюдения данных результатов, много лет помещение не будет перемерзать, также перенагреваться.

Фото утепления стены

Чтоб достигнуть хороших критерий должен быть сотворен балансирующий температурный режим меж внутренними ограждающими конструкциями и помещением.

Главные характеристики нужные для выполнения расчетов

Теплопередача рассчитывается с учетом целого ряда характеристик, без которых получить правильные числа не получится. То, какими они будут, описывает нижеописанные свойства:

  • Назначение конструкции и ее вид;
  • Ориентиры конструкционных огораживаний по вертикали соответственно направлению по сторонам света;
  • Географическое положение планируемого дома;
  • Размеров сооружения, сколько этажей будет, общая площадь;
  • Виды окон и дверей, которые будут установлены, также их размеры;
  • Тип отопления и его технические индивидуальности;
  • Сколько людей повсевременно будут проживать в данном здании;
  • Из какого типа материала, выполненные вертикальные и горизонтальные конструкции, служащие огораживанием;
  • Вид перекрытие крайнего этажа;
  • Наличие либо отсутствие жаркого водоснабжения;
  • Какой тип оборудования будет вентилировать дом.

Индивидуальности теплотехнического расчета внешних стенок строения способом анализа применяемого утеплителя

Какой утеплитель будет идеальнее всего употреблять нужно, принципиально определять так же, как нужный уровень прочности, долговечности, стойкости к огню и т.п. характеристики при строительстве дома. Прохладный воздух, который есть снаружи дома, и теплый снутри могут при неверном выборе утеплителя и его толщины сделать на стенах конденсат, в особенности это проявляется в подвалах, где влажность повышена. Схожая боковая прослойка обязана быть подобрана с учетом теплопроводимости.

Будет приведен пример, который поможет проще осознать принцип расчетов. В доме ведется расчет для угловой жилого типа комнаты, в какой есть 1окно размером в 8.12. Здание выстроено в Столичной области. Толщина стенок составляет 200мм, размер площади по наружным аспектам – 3000х3000.

Требуется узнать нужную мощность, чтоб согревать один квадратный метр площади. Ответом будет Qуд = 70 Вт, если установят наиболее узкий утепляющий материала, то и мощность будет требоваться больше: 100 мм – Qуд= 103 Вт.

Утепление фасада

Схожая боковая прослойка обязана быть подобрана с учетом теплопроводимости.

Пример расчета наружной трехслойной стены без воздушной прослойки

Чтоб было проще вычислять требуемые характеристики, можно пользоваться теплокалькулятором стенок. В него требуется забивать определенные аспекты, которые влияют на итоговый итог. Программка помогает стремительно и без долгого вникания в математические формулы получить подходящий итог.

Требуется по описанным выше документам отыскать определенные характеристики под избранный дом. 1-ое узнают климатические условия населенного пт, также климат помещения. Следом вычисляют прослойки стены, все которые есть в здание. Тут учитываются и штукатурный слой, гипсокартон и утепляющие материалы, имеющиеся в доме. Также толщина газобетона либо другого материала, из которой сотворена система.

Теплопроводность всякого из этих слоев стены. Характеристики указываются производителями всякого материала на упаковке. В итоге программка посчитает по нужным формулам нужные характеристики.

Теплокалькулятор стен

Чтоб было проще вычислять требуемые характеристики, можно пользоваться теплокалькулятором стенок.

Воздействие воздушного зазора на теплозащитные свойства

Теплотехник должен учесть воздушную прослойку, которая непременно оставляется для плитного материала утеплителя таковых, как минвата и т.п. При их монтаже оставляется зазор, чтоб материал мог проветриваться от образуемого во время эксплуатации конденсата, обычно это расстояние равно 20-40мм. Она не относится к замкнутым местам, что просит учесть нижеописанные моменты:

  • Слои сооружения, которые находятся меж зазором и наружной стенкой, когда делается теплотехнические вычисления, этот фактор не принимают во внимание;
  • На основании постройки со стороны, смотрящей на сторону подвергающуюся вентиляции прослойкой, учитывают коэффициент теплоотдачи.

Данный зазор принимают во внимание, к примеру, когда проводят вычисление для пластмассовых стеклопакетов.

Воздушная прослойка

Теплотехник должен учесть воздушную прослойку, которая непременно оставляется для плитного материала утеплителя.

Интересно почитать:  Как увеличить дверной проем в бетонной стене

Проведение теплотехнических вычислений может значительно сберечь бюджет, за счет получения рационального тепла, используя наименьшее количество энергии. Но при всем этом нужно учесть много причин, разбираться в нормативных документах, наилучшим вариантом будет воззвания за расчетами к экспертам.

Теплотехнический расчёт стены

Предназначение строения — административное.
Расчетная температурой внешнего воздуха в прохладный период года, text = -40 °С;
Расчетная средняя температура внутреннего воздуха строения, tint = +20 °С;
Средняя температура внешнего воздуха отопительного периода, tht = -8 °С;
Длительность отопительного периода, zht = 241 сут.;
Обычный влажностный режим помещения и условия эксплуатации ограждающих конструкций — А (сухой режим помещения в обычной зоне влажности).
Коэффициент, учитывающий зависимость положения внешной поверхности ограждающих конструкций по отношению к внешнему воздуху, n = 1;
Коэффициент теплоотдачи внешной поверхности ограждающей конструкции, αext = 23 Вт/(м²•°С);
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, αint = 8.7 Вт/(м²•°С);
Состав внешной стены:

№ слоя Слой δ, мм λ, Вт/(м °С) γ, кг/м 3
1 Кладка из кирпича глиняного пустотного 120 0.64 1300
2 Минераловатный утеплитель 150 0.039 60
3 Кладка из кирпича глиняного полнотелого 380 0.81 1600
4 Штукатурка ц.п. 20 0.91 1800

Определение требуемого сопротивления теплопередаче

Определим величину градусо-суток Dd в течение отопительного периода по формуле 1 [СП 23-101-2004]:

где tint — расчетная средняя температура внутреннего воздуха строения [табл.1, СП 23-101-2004];
tht — средняя температура внешнего воздуха отопительного периода [табл.1, СП 23-101-2004];
zht — длительность отопительного периода [табл.1, СП 23-101-2004].

Определим требуемое значение сопротивления теплопередачи Rreq по табл. 3 [СП 50.13330.2012]

где Dd — градусо-сутки отопительного периода;
а=0,0003 [табл.3, СП 50.13330.2012]
b=1,2 [табл.3, СП 50.13330.2012]

Rreq = 0.0003*6748+1.2=3.2244 м 2 *°С/Вт,

Определение приведённого сопротивления теплопередаче стены

где αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 *°С), принимаемый по табл. 4 СП 50.13330.2012;
αн — коэффициент теплоотдачи внешной поверхности ограждающей конструкций для критерий прохладного периода, Вт/(м 2 *°С), принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012;

Rs — тепловое сопротивление слоя однородной части фрагмента (м 2 *°С)/Вт, определяемое по формуле:

δs — толщина слоя, м;
λs — расчетный коэффициент теплопроводимости материала слоя, Вт/(м*°С), принимаемый согласно приложения Т СП 50.13330.2012.
ys уэ — коэффициент критерий эксплуатации материала слоя, толики ед. При отсутствии данных принимается равным 1.

Расчетное значение сопротивления теплопередаче, R:

R > Rreq — Условие производится

Толщина конструкции, ∑t =675 мм;

Определение температурного перепада меж температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

Значение выразим из формулы (5.4) СП 50.13330.2012

Δt н > Δt, 4.5 °C > 1.469 °C — условие производится.

Моделирование однородной стены в ЛИРА САПР. Решение стационарной задачки

Схема ограждающей конструкции:

teplo_s_01.png

Создаём задачку в 15-м признаке схемы. Разглядим участок стены, длиной 1 м

Шаг 1 геометрия

teplo_s_02.png

teplo_s_03.png

Шаг 2 Создание частей конвекции

Моделируем стержни по внешной и внутренней граням стены. Стержням следует присвоить тип КЭ №1555. Они являются собственного рода граничными критериями и, в то же время, воспринимают температуру воздуха.

teplo_s_04.png

Шаг 3 свойства материалов

В окне задания типов жёсткости следует сделать жёсткость: пластинки Теплопроводность (пластинки). В окне черт жёсткости вводятся характеристики Н — толщина пластинки, К — коэффициент теплопроводноти, С — коэффициент теплопоглощения, R0 — удельный вес.

Свойства слоёв стены:
Кирпич облицовочный пустотелый Н=100 см, К=0.64 Дж/(м*с*°С);
Термоизоляция Н=100 см, К=0.039 Дж/(м*с*°С);
Кирпич полнотелый Н=100 см, К=0.81 Дж/(м*с*°С);
Штукатурка ц.п. Н=100 см, К=0.76 Дж/(м*с*°С);

Для частей конвекции, следует сделать типы жёсткости Конвекция (двухузловые). Для таковых частей задаются коэффициенты конвекции внутреннего и наружного слоя.

teplo_s_05.png

Шаг 4 Наружная перегрузка

Через внешнюю нагрузку задаётся температура воздуха для частей конвекции. Для этого, в разделе перегрузки, необходимо открыть Данная t.

teplo_s_06.png

teplo_s_07.png

teplo_s_08.png

Температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции составляет 18.531 °С (итог замера температуры в узле).

Определение сопротивления теплопередачи конструкции по результатам расчёта ЛИРА САПР

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (5.4) СП 50.13330.2012:

Теплотехнический расчёт внешной стены строения с учётом неоднородности

Начальные данные

Для расчёта принимается система стены, рассмотренная в прошлом примере. Неоднородностью будет выступать кладочная сетка, служащая для крепления облицовки к несущему слою кладки. Характеристики сетки: d=3 мм, шаг стержней 50х50 мм.

teplo_s_09.png

Определение приведённого сопротивления теплопередаче с учётом неоднородностей

Приведённое сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки строения R пр , (м 2 *°C)/Вт, следует определять по формуле:

где R усл — осреднённое по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки строения или выделенной ограждающей конструкции, (м 2 *°C)/Вт;
lj — протяжённость линейной неоднородности j-го вида, приходящаяся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки строения, либо выделенной ограждающей конструкции, м/м 2 ;
ΨI — удельные утраты теплоты через линейную неоднородность j-го вида, Вт/(м*°С);
nk — количество точечных неоднородностей k-го вида, приходящихся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки строения, либо выделенной ограждающей конструкции, шт./м 2 ;
χk — удельные утраты теплоты через точечную неоднородность k-го вида, Вт/°С;
ai — площадь плоского элемента конструкции i-го вида, приходящаяся на 1 м 2 фрагмента теплозащитной оболочки строения, либо выделенной ограждающей конструкции, м 2 /м 2 ;

где Ai — площадь i-й части фрагмента, м 2 ;
Ui — коэффициент теплопередачи i-й части фрагмента теплозащитной оболочки строения (удельные утраты теплоты через тонкий элемент i-го вида), Вт/(м 2 *°С);

Определение удельных утрат теплоты кладочной сетки

Кладочная сетка, через которую осуществляется связь меж облицовкой и несущим слоем, является линейной неоднородностью. Удельные утраты теплоты через линейную неоднородность, определяются по СП 230.1325800.2015, приложение Г.7 Теплозащитные элементы, образуемые разными видами связей в трёхслойных железобетонных панелях.

Удельное сечение сплава на 1 м.п. в рассматриваемом примере составит S*(1000/50)=3.14159*d 2 /4*(1000/50)=1.41372 см 2 /м

Удельные утраты теплоты будут определяться по интерполяции меж значениями, отысканными по таблицам Г.42 и Г.43 СП 230.1325800.2015

Таблица Г.42 — Удельные утраты теплоты Ψ, Вт/(м*°С). Сетка с удельным сечением сплава на 1 п.м 0,53 см 2 /м

dут, мм λ = 0,2 λ = 0,6 λ = 1,8
50 0,005 0,008 0,011
80 0,005 0,007 0,009
100 0,004 0,007 0,008
150 0,004 0,005 0,006

Таблица Г.43 — Удельные утраты теплоты Ψ, Вт/(м*°С). Сетка с удельным сечением сплава на 1 п.м 2,1 см 2 /м

dут, мм λ = 0,2 λ = 0,6 λ = 1,8
50 0,018 0,031 0,043
80 0,018 0,028 0,035
100 0,017 0,026 0,031
150 0,015 0,021 0,024

Обозначения в таблицах:
— толщина слоя утеплителя dут, мм;
— теплопроводность основания λ, Вт/(м*°С), для кирпичной кладки из полнотелого глиняного кирпича принимается λ = 0.56;
— удельное сечение сплава на 1 м.п. сетки, см 2 /м.

Утраты теплоты по таблице Г.42:

teplo_s_12.png

Утраты теплоты по таблице Г.43:

teplo_s_13.png

Итоговое значение утрат теплоты:

teplo_s_14.png

Суммарная протяжённость линейных неоднородностей Σlj = 2 м.

Подставив приобретенные значения в формулу (Е.1), получим:

Моделирование неоднородной стены в ЛИРА САПР. Решение стационарной задачки

Для построения модели неоднородной стены, принимается модель, сделанная на прошлом шаге. Теплопроводные включения моделируются как стержневые элементы теплопроводимости, которые пересекают три слоя стены: кладка, термоизоляция, облицовка. Стержни размещены с шагом 40 см по высоте. Теплопроводность арматурной стали 58 м 2 *°С/Вт.

teplo_s_15.png

teplo_s_16.png

teplo_s_17.png

Температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции составляет 18.087 °С. (среднее значение температуры на внутренней поверхности стены).

Определение сопротивления теплопередачи конструкции по результатам расчёта ЛИРА САПР

Сопротивление теплопередачи определяется по формуле (5.4) СП 50.13330.2012:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector