Izračun toplinskog inženjerstva obuhvaćajućih struktura: primjer izračuna i dizajna. Formula za izračun toplinske inženjerske strukture

Stvaranje udobnih uvjeta za život ili radni život je najvažniji zadatak izgradnje. Značajan dio teritorija naše zemlje nalazi se na sjevernim geografskim širinama s hladnom klimom. Dakle, održavanje ugodne temperature u zgradama uvijek je aktualno. Uz rast tarifa za energiju, dolazi do izražaja smanjenje potrošnje energije za grijanje.

Klimatske značajke

Izbor gradnje zidova i krova ovisi ponajprije o klimatskim uvjetima građevinskog područja. Za njihovu definiciju potrebno je uputiti na SP131.13330.2012 "Graditeljska klimatologija". U izračunima se koriste sljedeće vrijednosti:

• Temperatura najhladnijeg petodnevnog razdoblja je 0,92, označena s Tn;
• prosječna temperatura označava Thoth;
• trajanje označava ZOT.

Na primjeru Murmansk, vrijednosti imaju sljedeća značenja:

• = -30 stupnjeva;
• To = -3,4 stupnjeva;
• ZOT = 275 dana.

Osim toga, potrebno je postaviti dizajnnu temperaturu u prostoriji TV, a određuje se u skladu s GOST 30494-2011. Za kućište možete uzeti TV = 20 stupnjeva.

Za izračun toplinskog inženjerskog proračuna zatvorenih konstrukcija, GSOP (stupanj dana grijanja) izračunava se unaprijed:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
U našem primjeru, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Ključni pokazatelji

Za pravilan odabir materijala iz ograđenih struktura potrebno je utvrditi koja toplinska svojstva trebaju imati. Sposobnost tvari da provede toplinu karakterizira toplinska vodljivost, označena grčkim slovom l (lambda) i mjerena u W / (mx stupnjeva). Sposobnost strukture da zadrži toplinu karakterizira njegova otpornost na prijenos topline R i jednak je omjeru debljine do toplinske vodljivosti: R = d / l.

U slučaju da se struktura sastoji od nekoliko slojeva, otpor se izračunava za svaki sloj, a zatim se zbraja.

Otpornost na prijenos topline glavni je pokazatelj vanjske strukture. Njegova vrijednost bi trebala premašiti normativnu vrijednost. Izvršavajući izračun topline inženjerske omotnice, moramo utvrditi ekonomski opravdani sastav zidova i krova.

Vrijednosti toplinske vodljivosti

Kvaliteta toplinske izolacije određuje se prvenstveno toplinskom vodljivosti. Svaki certificirani materijal podvrgava se laboratorijskim ispitivanjima, zbog čega se ova vrijednost određuje za radne uvjete "A" ili "B". Za našu zemlju većina regija odgovara radnim uvjetima "B". Izvršavanje proračuna inženjeringa topline u zatvorenim strukturama kuće treba koristiti ovu vrijednost. Vrijednosti toplinske vodljivosti navedene su na naljepnici ili materijalnoj putovnici, ali ako nisu dostupne, mogu se koristiti referentne vrijednosti iz Kodeksa prakse. Dolje su navedene vrijednosti za najpopularnije materijale:

• Zidanje običnih opeka - 0,81 W (m / h).
• Zidanje izrađeno od silikagelne opeke - 0,87 W (m / h).
• Plin i pjenasti beton (gustoća 800) - 0,37 W (mx stupanj).
• Drvo crnogoričnih vrsta je 0,18 W (mx stupanj).
• Ekstrudirana polistirenska pjena - 0,032 W (mx stupanj).
• Mineralne vune ploče (gustoća 180) - 0,048 W (mx stupanj).

Normativna vrijednost otpornosti na prijenos topline

Izračunata vrijednost otpornosti na prijenos topline ne smije biti manja od osnovne vrijednosti. Osnovna vrijednost je određena prema Tablici 3 SP50.13330.2012 "Termička zaštita zgrada". Tablica definira koeficijente za izračunavanje osnovnih vrijednosti otpornosti na prijenos topline svih zatvorenih konstrukcija i tipova zgrada. Nastavljajući početak teplotehnichesky izračuna zatvorenih nacrta, primjer izračuna može se prikazati kako slijedi:

• Rsten = 0,00035x6435 + 1,4 = 3,65 (mx raspad / W).
• Snaga = 0,0005 h6435 + 2,2 = 5,41 (m / h stupnjeva / W).
• Vrijednost = 0,00045h6435 + 1,9 = 4,79 (m / h stupnjeva / W).
• Rockne = 0,00005x6435 + 0,3 = 0,62 (m x deg / W).

Toplinski proračun vanjske fasade vrijedi za sve dizajne, zatvaranje „toplo” loop - poda na tlu ili poda tehpodpolya, vanjskih zidova (uključujući prozore i vrata), u kombinaciji premaz ili prekriti negrijanim potkrovlja. Također, treba izračunati za unutarnje strukture, ako je razlika temperature u susjednim prostorijama veća od 8 stupnjeva.

Toplinska tehnika zidova

Većina zidova i stropova su višeslojni i heterogeni u njihovoj konstrukciji. Termotehnički proračun zatvorenih struktura višeslojne strukture je sljedeći:
R = dl / 11 + d2 / l2 + dn / ln,
gdje je n parametri n-tog sloja.

Ako uzmemo u obzir zid od žbuke od opeke, dobivamo sljedeću konstrukciju:

• vanjski sloj žbuke debljine 3 cm, toplinska vodljivost 0.93 W (mx stupanj);
• opeke od čvrste glinene cigle 64 cm, toplinska vodljivost 0,81 W (mx stupanj);
• unutarnji sloj debljine žbuke od 3 cm, toplinska vodljivost 0.93 W (m × deg.).

Formula za izračun toplinske inženjeringa obuhvaćenih struktura je kako slijedi:

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

Dobivena vrijednost je značajno niža od prethodno utvrđene osnovne vrijednosti otpornosti na prijenos topline u zidovima stambene zgrade u Murmansk 3.65 (mx deg / W). Zid ne zadovoljava propisane zahtjeve i mora biti izoliran. Za izolaciju zida koju koristimo ploče od mineralne vune debljine 150 mm i toplinska vodljivost od 0,048 W (mx stupanj).

Nakon odabira sustava toplinske izolacije potrebno je provesti provjeru inženjerstva toplinske inženjerske konstrukcije. Primjer proračuna dan je u nastavku:

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

Dobivena izračunata vrijednost je veća od bazne vrijednosti - 3,65 (mx raspad / W), izolirani zid zadovoljava zahtjeve normi.

Izračun preklapanja i prevlake preklapaju se na sličan način.

Termičko izračunavanje podova u dodiru s tlom

Često se u privatnim kućama ili javnim zgradama podovi prvih etaža vrše na terenu. Otpornost na prijenos topline takvih podova nije standardizirana, ali barem konstrukcija podova ne smije dopustiti pad rosišta. Izračunavanje konstrukcija u dodiru s tlom vrši se na sljedeći način: podovi su podijeljeni na trake (zone) širine 2 metra, počevši od vanjske granice. Takve zone se dodjeljuju do tri, a preostalo područje pripada četvrtoj zoni. Ako podna konstrukcija ne pruža učinkovitu izolaciju, otpornost na prijenos topline u zonama usvaja se na sljedeći način:

• 1 zona - 2,1 (mh stupnjeva / W);
• 2 zona - 4,3 (mh stupnjeva / W);
• 3 zona - 8,6 (mh stupnjeva / W);
• 4 zona - 14,3 (mh stupnjeva / W).

Lako je vidjeti da je daljnja površina poda od vanjskog zida, veća je njegova otpornost na prijenos topline. Stoga je često ograničena na izolaciju ruba poda. U tom slučaju, otpornost na prijenos topline izolirane strukture dodaje se otpornosti prijenosa topline u zonu.
Izračun otpornosti na prijenos topline na podu mora biti uključen u opći toplinski inženjerski proračun zatvorenih struktura. Primjer izračuna podova na tlu bit će razmatran u nastavku. Poduzimamo površinu od 10 x 10, jednako 100 četvornih metara.

• Područje od 1 zone bit će 64 četvornih metara.
• Područje zone 2 je 32 četvornih metara.
• Područje 3. zone će biti 4 četvornih metara.

Prosječna vrijednost otpornosti na prijenos topline poda na tlu:
Spora = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m.h. / W).

Po završetku izolacije perimetra poda polistirenskom pločom debljine 5 cm, široke trake od 1 m, dobivamo prosječnu vrijednost otpornosti na prijenos topline:

Rpola = 100 / (32 / 2.1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4.3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m x K / W).

Važno je napomenuti da se na taj način izračunavaju ne samo podovi, već i strukture zidova u dodiru s tlom (zidovi s dasaka, topli podrum).

Toplinarstvo vrata

Osnovna vrijednost otpornosti na prijenos topline ulaznih vrata izračunava se malo drugačije. Kako biste je izračunali, prvo trebate izračunati otpornost na prijenos topline zida prema sanitetskom i higijenskom kriteriju (ne-pada rosa):
Rt = (t - t) / (dn hn).

Ovdje DTN - razlika u temperaturi između unutarnje površine zida i temperature zraka u sobi određena je Kodeksom standarda, a za stanovanje je 4.0.
av je koeficijent prijenosa topline unutarnje površine zida, prema zajedničkom pothvatu to je 8.7.
Osnovna vrijednost vrata je jednaka 0,6 x Pst.

Za odabranu izvedbu vrata potrebno je provesti provjeru inženjerstva topline inženjeringa za ograđivanje. Primjer izračuna ulaznih vrata:

ODV = 0,6 x (20 - (- 30)) / (4 x 8,7) = 0,86 (m x K / W).

Ova izračunata vrijednost će odgovarati vrata, izolirana od mineralne vune debljine 5 cm. Toplinu otpor prijenos se R = 0,05 / 1,04 = 0,048 (m x K / W), koja je veća od izračunate.

Sveobuhvatni zahtjevi

Izvršeni su proračuni zidova, stropova ili premaza kako bi se provjerili osnovni zahtjevi standarda. Skup pravila također uspostavlja kompletan zahtjev koji karakterizira kvalitetu izolacije svih zatvorenih struktura općenito. Ta se vrijednost naziva "specifična svojstva zaštite topline". Bez svoje verifikacije, nije izrađen nikakav proračun inženjerstva topline u zatvorenim strukturama. Primjeri proračuna za SP prikazani su u nastavku.

Kob = 88.77 / 250 = 0.35, što je manje od normalizirane vrijednosti od 0.52. U tom se slučaju područje i volumen uzimaju za kuću veličine 10 x 10 x 2,5 m. Otpornost na prijenos topline jednaka je osnovnim vrijednostima.

Standardizirana vrijednost se određuje u skladu s JV, ovisno o grijanom volumenu kuće.

Pored složenog zahtjeva, izračun topline inženjerskog proračuna zatvorenih struktura također se koristi za sastavljanje energetske putovnice, primjer izdavanja putovnice naveden je u prilogu SP50.13330.2012.

Koeficijent homogenosti

Svi gore navedeni izračuni primjenjuju se na homogene strukture. To je u praksi vrlo rijetko. Da bi se uzele u obzir nehomogenosti koje smanjuju otpornost na prijenos topline, uveden je koeficijent korekcije toplinske inženjerske jednolikosti r. On uzima u obzir promjene u toplinski otpor uveo otvora prozora i vrata, vanjskih kuteva, heterogenih inkluzije (npr mostove, grede, jačajući pojaseve) hladni mostovi i drugima.

Izračun ovog koeficijenta je prilično kompliciran, dakle, u pojednostavljenom obliku, moguće je koristiti približne vrijednosti iz referentne literature. Na primjer, za zidanje - 0,9, troslojne ploče - 0,7.

Učinkovita izolacija

Odabir sustava kućne izolacije lako je osigurati da zadovoljavate moderne zahtjeve toplinska zaštita bez uporabe učinkovite izolacije gotovo je nemoguće. Dakle, ako koristite tradicionalnu glinu ciglu, trebat će vam zidanje nekoliko metara debljine, što je ekonomski nepraktično. Istodobno, niska toplinska vodljivost modernih grijača na bazi ekspandiranog polistirena ili kamene vune omogućuje nam ograničenje na debljinu od 10-20 cm.

Na primjer, kako bi se postigla osnovna otpornost na prijenos topline od 3,65 (m × deg / W), trebat će vam:

• zid od opeke od 3 m;
• zidanje betonskih pjenastih blokova od 1,4 m;
• izolacija mineralne vune 0,18 m.