Thermische engineering berekening van omhullende structuren: een voorbeeld van berekening en ontwerp. De formule voor berekening van warmte-engineering van omhullende structuren

Het creëren van comfortabele leefomstandigheden ofwerk is een uiterst belangrijke taak van de bouw. Een aanzienlijk deel van het grondgebied van ons land ligt op de noordelijke breedtegraden met een koud klimaat. Daarom is het handhaven van een aangename temperatuur in gebouwen altijd actueel. Met de groei van de tarieven voor energie komt de vermindering van het energieverbruik voor verwarming op de voorgrond.

Klimaatkarakteristieken

De keuze van de constructie van muren en dak hangt eerder afalleen van de klimatologische omstandigheden van het bouwgebied. Voor hun definitie is het nodig om te verwijzen naar SP131.13330.2012 "Bouwklimatologie". De volgende waarden worden gebruikt in de berekeningen:

• De temperatuur van de koudste vijfdaagse periode is 0,92, aangegeven door Tn;
• de gemiddelde temperatuur wordt aangegeven door Thoth;
• duur, wordt aangegeven door ZOT.

Voor het voorbeeld voor Moermansk hebben de waarden de volgende betekenissen:

• Тн = -30 graden;
• Dat = -3,4 graden;
• ZOT = 275 dagen.

Bovendien is het noodzakelijk om de ontwerptemperatuur in de tv-kamer in te stellen, deze wordt bepaald in overeenstemming met GOST 30494-2011. Voor huisvesting kun je tv = 20 graden nemen.

Om de berekening van de warmte-engineering van de omhullende structuren uit te voeren, wordt de GSOP (graaddag van de verwarmingsperiode) van tevoren berekend:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
In ons voorbeeld is GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435.

Sleutelindicatoren

Voor de juiste keuze van materialen die beschermenHet is noodzakelijk om te bepalen welke thermische eigenschappen ze zouden moeten bezitten. Het vermogen van een stof om warmte te geleiden wordt gekenmerkt door zijn thermische geleidbaarheid, aangeduid door de Griekse letter l (lambda) en gemeten in W / (mx deg.). Het vermogen van de structuur om warmte vast te houden wordt gekenmerkt door zijn weerstand tegen warmteoverdracht R en is gelijk aan de verhouding van dikte tot thermische geleidbaarheid: R = d / l.

Als de structuur uit meerdere lagen bestaat, wordt de weerstand voor elke laag berekend en vervolgens opgeteld.

Weerstand tegen warmteoverdracht is de hoofdzaakeen indicator van de externe structuur. De waarde ervan moet de normatieve waarde overschrijden. Bij het uitvoeren van de berekening van de warmtetechniek van de bouwschil moeten we de economisch verantwoorde samenstelling van de wanden en het dak bepalen.

Thermische geleidbaarheidswaarden

De kwaliteit van de thermische isolatie wordt in de eerste bepaaldverander thermische geleidbaarheid. Elk gecertificeerd materiaal ondergaat laboratoriumtests, waardoor deze waarde wordt bepaald voor de bedrijfsomstandigheden "A" of "B". Voor ons land komen de meeste regio's overeen met de bedrijfsomstandigheden van "B". Het uitvoeren van de berekening van de warmte-engineering van de omsluitende structuren van het huis, deze waarde moet worden gebruikt. Thermische geleidbaarheidswaarden worden aangegeven op het etiket of in het materiaalpaspoort, maar als ze niet beschikbaar zijn, kunnen referentiewaarden uit de praktijkcode worden gebruikt. Waarden voor de meest populaire materialen worden hieronder gegeven:

• Metselwerk van gewone stenen - 0,81 W (m х deg.).
• Metselwerk gemaakt van silica baksteen - 0,87 W (m х deg.).
• Gas- en schuimbeton (dichtheid 800) - 0,37 W (mx-graad).
• Het hout van naaldsoorten is 0,18 W (mx graad).
• Geëxtrudeerd polystyreenschuim - 0,032 W (mx-graad).
• Minerale wolplaten (dichtheid 180) - 0,048 W (mx-graad).

De normatieve waarde van de weerstand tegen warmteoverdracht

De berekende waarde van de weerstand tegen warmteoverdracht is dat nietmoet minder zijn dan de basiswaarde. De basiswaarde wordt bepaald volgens tabel 3 SP50.13330.2012 "Thermische beveiliging van gebouwen". De tabel definieert de coëfficiënten voor het berekenen van de basiswaarden van de weerstand tegen warmteoverdracht van alle insluitende structuren en gebouwtypes. Voortzetting van de begonnen teplotehnichesky berekening van insluitende ontwerpen, een voorbeeld van berekening kan als volgt worden gepresenteerd:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (mx deg / W).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m х graden / W).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m х graden / W).
• Rocka = 0,00005x6435 + 0,3 = 0,62 (mx deg / W).

Thermotechnische berekening van externe omhullingener wordt gebouwd voor alle structuren die het "warme" circuit afsluiten - de vloer op de grond of de vloer van de metro, de buitenmuren (inclusief ramen en deuren), de gecombineerde bekleding of de overlapping van een onverwarmde zolder. Ook moet de berekening worden uitgevoerd voor interne structuren, als het temperatuurverschil in aangrenzende ruimten meer dan 8 graden is.

Thermische engineering van muren

De meeste wanden en plafonds zijn meerlagig en heterogeen in hun constructie. Thermotechnische berekening van de omhullende structuren van de meerlaagse structuur is als volgt:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
waarbij n de parameters van de n-de laag is.

Als we een bakstenen gepleisterde muur beschouwen, krijgen we de volgende constructie:

• buitenlaag van pleister 3 cm dik, thermische geleidbaarheid 0,93 W (mx graad);
• metselwerk van bakstenen van massieve klei 64 cm, thermische geleidbaarheid 0,81 W (mx-graad);
• de binnenste laag van gipsdikte van 3 cm, thermische geleidbaarheid 0.93 W (m × deg.).

De formule voor de berekening van de warmte-engineering van de omsluitende structuren is als volgt:

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

De verkregen waarde is veel kleinereerder bepaald de basiswaarde van de weerstand tegen warmteoverdracht in de wanden van een residentieel gebouw in Moermansk 3,65 (mx deg / W). De muur voldoet niet aan de wettelijke vereisten en moet worden geïsoleerd. We gebruiken platen van minerale wol met een dikte van 150 mm en een warmtegeleidingsvermogen van 0,048 W (mx-graad) om de wanden te verwarmen.

Nadat het thermische isolatiesysteem is gekozen, is het noodzakelijk om de verificatie-warmtetechniekberekening van de insluitende structuren uit te voeren. Het rekenvoorbeeld wordt hieronder gegeven:

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

De resulterende berekende waarde is groter dan de basiswaarde - 3,65 (mx deg / W), de geïsoleerde wand voldoet aan de eisen van de normen.

Berekening van overlappingen en overlappende coatings wordt op vergelijkbare wijze uitgevoerd.

Thermische berekening van vloeren in contact met de grond

Vaak in particuliere woningen of openbare gebouwende vloeren van de eerste verdiepingen zijn op de grond gemaakt. De weerstand tegen warmteoverdracht van dergelijke vloeren is niet gestandaardiseerd, maar het bouwen van vloeren moet in elk geval de val van dauw niet toelaten. De berekening van constructies in contact met de grond wordt als volgt uitgevoerd: de vloeren zijn verdeeld in stroken (zones) van 2 meter breed, beginnend vanaf de buitenste grens. Dergelijke zones worden maximaal drie toegewezen, het resterende gebied behoort tot de vierde zone. Als de vloerconstructie geen effectieve isolatie biedt, wordt de weerstand tegen de warmteoverdracht van de zones als volgt aangenomen:

• 1 zone - 2,1 (m х graden / W);
• 2 zone - 4,3 (m х graden / W);
• 3 zone - 8,6 (m х graden / W);
• 4 zone - 14,3 (m х graden / W).

Het is gemakkelijk te zien dat hoe verder het vloeroppervlak isbevindt zich vanaf de buitenmuur, hoe hoger de weerstand tegen warmteoverdracht. Daarom vaak beperkt tot de isolatie van de omtrek van de vloer. In dit geval wordt weerstand tegen de warmteoverdracht van de geïsoleerde structuur toegevoegd aan de warmteoverdrachtsweerstand van de zone.
Berekening van de weerstand tegen de warmteoverdracht van de vloerhet is noodzakelijk om de algemene berekening van de warmte-engineering van de insluitende structuren op te nemen. Een voorbeeld van de berekening van vloeren op de grond zal hieronder worden bekeken. We nemen een vloeroppervlak van 10 x 10, gelijk aan 100 m² M.

• Het gebied van 1 zone wordt 64 vierkante meter.
• Area 2 zone is 32 vierkante meter.
• Het gebied van de 3e zone wordt 4 vierkante meter.

Gemiddelde waarde van de weerstand tegen warmteoverdracht van de vloer op de grond:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m х graden / W).

Nadat de isolatie van de omtrek van de vloer is voltooid met een polystyreenplaat met een dikte van 5 cm, een strook van 1 meter breed, verkrijgen we de gemiddelde waarde van de weerstand tegen warmteoverdracht:

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m х graden / W).

Het is belangrijk op te merken dat op deze manier niet alleen de vloeren worden berekend, maar ook de structuren van de wanden in contact met de grond (wanden van de verdiepte vloer, warme kelder).

Thermische engineering van deuren

Er wordt een iets andere basiswaarde berekendweerstand tegen de warmteoverdracht van de toegangsdeuren. Om het te berekenen, moet u eerst de weerstand tegen warmteoverdracht van de muur berekenen volgens het hygiënische en hygiënische criterium (niet-vallende dauw):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Hier DTN - het verschil in temperatuur tussen het binnenoppervlak van de muur en de temperatuur van de lucht in de kamer, wordt bepaald door de Code of Standards en voor huisvesting is 4.0.
av is de warmteoverdrachtscoëfficiënt van het binnenoppervlak van de muur, volgens de joint venture is dit 8.7.
De basiswaarde van de deuren wordt gelijkgesteld aan 0.6 x Pst.

Voor het gekozen ontwerp van de deur is het vereist om een ​​verificatie-warmtetechnische berekening van de omsluitende structuren uit te voeren. Voorbeeld van berekening van de toegangsdeur:

Рдв = 0,6 х (20 - (-30)) / (4 х 8,7) = 0,86 (m х grad / W).

Dit is de berekende waarde die overeenkomt met de deur, geïsoleerd met een steenwolplaat van 5 cm dik. De weerstand tegen warmteoverdracht is R = 0,05 / 0,048 = 1,04 (m × deg / W), wat groter is dan de berekende waarde.

Uitgebreide eisen

Berekeningen van muren, plafonds of coatings worden uitgevoerdom de elementaire vereisten van de normen te controleren. De reeks regels stelt ook een volledige vereiste vast, die de kwaliteit van isolatie van alle insluitende structuren in het algemeen karakteriseert. Deze waarde wordt de "specifieke hittewerende eigenschap" genoemd. Zonder zijn verificatie is geen berekening van de warmte-engineering van de insluitende structuren voltooid. Het rekenvoorbeeld voor de SP wordt hieronder gegeven.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, wat minder is dan de genormaliseerde waarde van 0,52. In dit geval worden het gebied en het volume genomen voor een huis van 10 x 10 x 2,5 m. De weerstand tegen warmteoverdracht is gelijk aan de basiswaarden.

De gestandaardiseerde waarde wordt bepaald in overeenstemming met de JV, afhankelijk van het verwarmde volume van het huis.

Naast de complexe vereiste, wordt een berekening van de warmtetechniek van de omhullende structuren ook gebruikt om een ​​energiepaspoort samen te stellen, een voorbeeld van het verstrekken van een paspoort wordt gegeven in de bijlage bij SP50.13330.2012.

Homogene coëfficiënt

Alle bovenstaande berekeningen zijn van toepassing ophomogene structuren. Dat is in de praktijk zeer zeldzaam. Om rekening te houden met de inhomogeniteiten die de weerstand tegen warmteoverdracht verminderen, wordt een correctiecoëfficiënt van thermische engineeringuniformiteit, r, geïntroduceerd. Het houdt rekening met de verandering in de weerstand tegen warmteoverdracht die wordt geïntroduceerd door raam- en deuropeningen, uitwendige hoeken, niet-uniforme insluitsels (bijvoorbeeld dwarsbalken, balken, versterkingsriemen), koude bruggen,

Berekening van deze coëfficiënt is vrij ingewikkeld,dus in een vereenvoudigde vorm kunt u de geschatte waarden uit de referentieliteratuur gebruiken. Bijvoorbeeld voor metselwerk - 0,9, drielaagspanelen - 0,7.

Effectieve isolatie

Het kiezen van een huisisolatiesysteem, het is gemakkelijk te zien,die voldoen aan de eisen van de moderne thermische beveiliging zonder het gebruik van effectieve isolatie is bijna onmogelijk. Dus, als je de traditionele baksteen gebruiken, metselwerk moet enkele meters dik, die niet economisch haalbaar is. De lage warmtegeleiding van moderne isolatie op basis van polystyreen of steenwol kunnen we de dikte van 10-20 cm beperken.

Om bijvoorbeeld een basisoverdrachtswarmte-overdrachtswaarde van 3,65 (m × deg / W) te bereiken, hebt u nodig:

• een bakstenen muur van 3 m dik;
• metselwerk van schuimbetonblokken van 1,4 m;
• isolatie van minerale wol 0,18 m.