Aby byl váš domov teplý i v těch nejkrutějších mrazech, je nutné zvolit správný zateplovací systém – k tomu je proveden tepelně technický výpočet vnější stěna.Výsledek výpočtu ukazuje, jak účinná je skutečná nebo navržená metoda izolace.

Jak provést tepelně technický výpočet vnější stěny

Nejprve byste měli připravit počáteční data. Vypočítaný parametr ovlivňují následující faktory:

• klimatická oblast, ve které se dům nachází;
• účel objektu - bytový dům, výrobní budova, NEMOCNICE;
• provozní režim budovy – sezónní nebo celoroční;
• přítomnost dveřních a okenních otvorů v designu;
• vnitřní vlhkost, rozdíl mezi vnitřní a venkovní teplotou;
• počet podlaží, vlastnosti podlahy.

Po shromáždění a zaznamenání počátečních informací se určí koeficienty tepelné vodivosti stavební materiál, ze kterého je stěna vyrobena. Stupeň absorpce tepla a přenosu tepla závisí na tom, jak vlhké je klima. V tomto ohledu jsou pro výpočet koeficientů sestaveny mapy vlhkosti Ruská Federace. Poté se všechny číselné hodnoty potřebné pro výpočet zadají do příslušných vzorců.

Tepelnětechnický výpočet vnější stěny, příklad pro stěnu z pěnového betonu

Jako příklad jsou vypočítány tepelně-ochranné vlastnosti stěny z pěnových bloků, zateplené pěnovým polystyrenem o hustotě 24 kg/m3 a oboustranně omítnuté vápenopískovou maltou. Výpočty a výběr tabulkových dat jsou založeny na stavební předpisy.Prvotní údaje: stavební oblast - Moskva; relativní vlhkost - 55%, průměrná teplota v domě tв = 20О С. Tloušťka každé vrstvy je nastavena: δ1, δ4=0,01m (omítka), δ2=0,2m (pěnový beton), δ3=0,065m (pěnový polystyren "SP Radoslav").
Účel tepelnětechnický výpočet vnější stěna je určena k určení požadovaného (Rtr) a skutečného (Rph) odporu prostupu tepla.
Výpočet

1. Podle tabulky 1 SP 53.13330.2012 se za daných podmínek předpokládá vlhkostní režim normální. Požadovaná hodnota Rtr se zjistí pomocí vzorce:
   Rtr=a GSOP+b,
   kde a, b se berou podle tabulky 3 SP 50.13330.2012. Pro obytnou budovu a vnější stěnu a = 0,00035; b = 1,4.
   GSOP – denostupně topného období, zjistí se pomocí vzorce (5.2) SP 50.13330.2012:
   GSOP=(tv-tot)zot,
   kde tв=20О С; tot – průměrná teplota venkovního vzduchu během topného období, dle tabulky 1 SP131.13330.2012 tot = -2,2°C; z = 205 dní. (doba trvání topná sezóna podle stejné tabulky).
   Nahrazením tabulkových hodnot zjistí: GSOP = 4551О С*den; Rtr = 2,99 m2*C/W
2. Podle tabulky 2 SP50.13330.2012 pro normální vlhkost jsou součinitele tepelné vodivosti každé vrstvy „koláče“ zvoleny: λB1 = 0,81 W/(m°C), λB2 = 0,26 W/(m°C), λB3 = 0,041 W/(m°C), AB4=0,81 W/(m°C).
   Pomocí vzorce E.6 SP 50.13330.2012 se určuje podmíněný odpor přenosu tepla:
   R0podmínka=1/αint+δn/λn+1/αext.
   kde αext = 23 W/(m2°C) z bodu 1 tabulky 6 SP 50.13330.2012 pro vnější stěny.
   Dosazením čísel dostaneme R0cond=2,54m2°C/W. Vyjasňuje se pomocí koeficientu r=0,9 v závislosti na homogenitě konstrukcí, přítomnosti žeber, výztuže a tepelných mostů:
   Rf = 2,54 ± 0,9 = 2,29 m2 °C/W.

Získaný výsledek ukazuje, že skutečný tepelný odpor je menší než požadovaný, takže je třeba přehodnotit návrh stěny.

Tepelný výpočet obvodové stěny, program zjednodušuje výpočty

Jednoduché počítačové služby urychlují výpočetní procesy a hledání požadovaných koeficientů. Stojí za to seznámit se s nejoblíbenějšími programy.

1. "TeReMok". Zadávají se počáteční údaje: typ budovy (obytná), vnitřní teplota 20O, vlhkostní režim - normální, oblast bydliště - Moskva. V další okno je odhalena vypočtená hodnota standardního odporu prostupu tepla - 3,13 m2*оС/W.
   Na základě vypočteného koeficientu je proveden tepelně technický výpočet obvodové stěny z pěnových tvárnic (600 kg/m3), zateplené extrudovanou polystyrenovou pěnou „Flurmat 200“ (25 kg/m3) a omítnuté cemento-vápennou maltou. Vyberte z nabídky potřebné materiály, s uvedením jejich tloušťky (pěnový blok - 200 mm, omítka - 20 mm), přičemž buňka s tloušťkou izolace zůstane nevyplněná.
   Kliknutím na tlačítko „Výpočet“ se získá požadovaná tloušťka vrstvy tepelné izolace – 63 mm. Pohodlí programu nevylučuje jeho nevýhodu: nebere v úvahu různé tepelné vodivosti materiál zdiva a řešení. Díky autorovi můžete říci na této adrese http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
2. Druhý program nabízí stránka http://rascheta.net/. Jeho rozdíl oproti předchozí službě je v tom, že všechny tloušťky se nastavují nezávisle. Do výpočtu je zaveden součinitel tepelné stejnoměrnosti r. Vybírá se z tabulky: pro pěnobetonové tvárnice s drátěnou výztuží ve vodorovných spárách r = 0,9.
   Po vyplnění polí program vygeneruje zprávu o tom, co je skutečné teplotní odolnost zvoleného provedení, zda vyhovuje klimatickým podmínkám. Kromě toho je k dispozici sekvence výpočtů se vzorci, normativními zdroji a mezihodnotami.

Při stavbě domu nebo provádění zateplovací práce Je důležité posoudit účinnost izolace vnější stěny: tepelný výpočet provedený nezávisle nebo s pomocí specialisty vám to umožní rychle a přesně.

Je nutné určit tloušťku izolace v třívrstvé cihlové vnější stěně v obytném domě v Omsku. Konstrukce stěny: vnitřní vrstva – zdivo z obyčejné hliněné cihly o tloušťce 250 mm a hustotě 1800 kg/m 3, vnější vrstva je zděná z lícové cihly tloušťka 120 mm a hustota 1800 kg/m 3; Mezi vnější a vnitřní vrstvou je účinná izolace z pěnového polystyrenu o hustotě 40 kg/m 3; Vnější a vnitřní vrstva jsou vzájemně spojeny sklolaminátovými pružnými spoji o průměru 8 mm, umístěnými v krocích po 0,6 m.

1. Počáteční údaje

Účel stavby – bytový dům

Stavební oblast - Omsk

Odhadovaná vnitřní teplota vzduchu t int= plus 200 C

Odhadovaná teplota venkovního vzduchu text= mínus 37 °C

Odhadovaná vlhkost vzduchu v interiéru – 55 %

2. Stanovení normalizovaného odporu prostupu tepla

Stanoveno podle tabulky 4 v závislosti na denostupňech topného období. denostupně topné sezóny, D d, °С×den, stanoveno vzorcem 1, na základě průměrné venkovní teploty a trvání topného období.

Podle SNiP 23-01-99* určujeme, že v Omsku je průměrná teplota venkovního vzduchu během topného období rovna: tht = -8,4 °C, trvání topné sezóny z ht = 221 dní. Denostupňová hodnota topného období se rovná:

D d = (t int - t ht) zht = (20 + 8,4)×221 = 6276 0 C den.

Podle tabulky. 4. normovaný odpor prostupu tepla Rreg vnější stěny pro obytné budovy odpovídající hodnotě D d = 6276 0 C den rovná se Rreg = a Dd + b = 0,00035 × 6276 + 1,4 = 3,60 m20 C/W.

3. Volba konstrukčního řešení vnější stěny

Designové řešení Vnější stěna je navržena ve specifikaci a jedná se o třívrstvé oplocení s vnitřní vrstvou cihelného zdiva tloušťky 250 mm, vnější vrstvou cihelného zdiva tloušťky 120 mm, mezi vnější a vnitřní vrstvou je umístěna izolace z pěnového polystyrenu. Vnější a vnitřní vrstva jsou navzájem spojeny pružnými sklolaminátovými sponami o průměru 8 mm, umístěnými v krocích po 0,6 m.

4. Stanovení tloušťky izolace

Tloušťka izolace je určena vzorcem 7:

d ut = (R reg ./r – 1/a int – d kk /l kk – 1/a ext)× l ut

Kde Rreg. - standardizovaný odpor prostupu tepla, m20 C/W; r– koeficient tepelné homogenity; int– součinitel prostupu tepla vnitřní povrch, W/(m2 x °C); ext– součinitel prostupu tepla vnějšího povrchu, W/(m2 x °C); d kk- tloušťka zdiva, m; l kk– vypočtený součinitel tepelné vodivosti zdiva, W/(m×°С); l ut- vypočtený součinitel tepelné vodivosti izolace, W/(m×°С).

Normalizovaný odpor přenosu tepla se stanoví: Rreg = 3,60 m20 C/W.

Koeficient tepelné rovnoměrnosti pro třívrstvou cihlovou stěnu se sklolaminátovými pružnými spoji je cca r = 0,995, a nemusí být ve výpočtech zohledněny (pro informaci, pokud jsou použity ocelové pružné spoje, pak může koeficient tepelné rovnoměrnosti dosáhnout 0,6-0,7).

Součinitel prostupu tepla vnitřního povrchu se určí z tabulky. 7 a int = 8,7 W/(m2 x °C).

Součinitel prostupu tepla vnějšího povrchu se bere podle tabulky 8 aext = 23 W/(m2 x °C).

Celková tloušťka zdiva je 370 mm nebo 0,37 m.

Vypočtené součinitele tepelné vodivosti použitých materiálů jsou stanoveny v závislosti na provozních podmínkách (A nebo B). Provozní podmínky jsou určeny v následujícím pořadí:

Podle tabulky 1 určíme vlhkostní režim prostor: protože výpočtová teplota vnitřního vzduchu je +20 0 C, výpočtová vlhkost je 55 %, vlhkostní režim prostor je normální;

Pomocí přílohy B (mapa Ruské federace) určíme, že město Omsk se nachází v suché zóně;

Podle tabulky 2 v závislosti na vlhkostní zóně a vlhkostních poměrech prostor určíme, že provozní podmínky obvodových konstrukcí jsou A.

Podle adj. D stanovíme součinitele tepelné vodivosti pro provozní podmínky A: pro pěnový polystyren GOST 15588-86 o hustotě 40 kg/m 3 l ut = 0,041 W/(m×°C); na zdivo z obyčejných hliněných cihel na cementovo-písková malta hustota 1800 kg/m 3 l kk = 0,7 W/(m×°C).

Dosadíme všechny definované hodnoty do vzorce 7 a vypočítáme minimální tloušťka izolace z pěnového polystyrenu:

d ut = (3,60 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23) × 0,041 = 0,1194 m

Výslednou hodnotu zaokrouhlíme na nejbližších 0,01 m: d ut = 0,12 m. Provedeme ověřovací výpočet pomocí vzorce 5:

R 0 = (1/a i + d kk /l kk + d ut /lut + 1/a e)

R0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 m20 S/W

5. Omezení kondenzace teploty a vlhkosti na vnitřním povrchu obálky budovy

Δt o, °C, mezi teplotou vnitřního vzduchu a teplotou vnitřního povrchu obvodové konstrukce by neměly překročit normované hodnoty Δtn, °С, stanovený v tabulce 5, a je definován následovně

Δt o = n(t int – text)/(Roaint) = 1(20+37)/(3,61 x 8,7) = 1,8 °C, tzn. menší než Δt n = 4,0 0 C, stanoveno z tabulky 5.

Závěr: t tloušťka izolace z pěnového polystyrenu ve třech vrstvách cihlová zeď je 120 mm. Současně odpor vůči přenosu tepla vnější stěny R° = 3,61 m20 S/W, který je větší než normalizovaný odpor přenosu tepla Rreg. = 3,60 m20 C/W na 0,01 m 2 0 C/W. Odhadovaný teplotní rozdíl Δt o, °C, mezi teplotou vnitřního vzduchu a teplotou vnitřního povrchu obvodové konstrukce nepřekročí normativní význam Δtn,.

Příklad tepelnětechnického výpočtu prosvětlovacích obvodových konstrukcí

Průsvitné uzavírací konstrukce (okna) se vybírají podle následující metody.

Standardizovaný odpor přenosu tepla Rreg stanoveno podle tabulky 4 SNiP 23.02.2003 (sloupec 6) v závislosti na denostupňech topného období D d. Současně typ budovy a D d bráno jako v předchozím příkladu tepelnětechnického výpočtu světelně neprůhledných obvodových konstrukcí. V našem případě D d = 6276 0 C den, pak pro okno obytného domu Rreg = a Dd + b = 0,00005 × 6276 + 0,3 = 0,61 m20 C/W.

Výběr prosvětlovacích konstrukcí se provádí podle hodnoty sníženého odporu prostupu tepla R nebo r získané na základě certifikačních zkoušek nebo podle přílohy L Pravidel. Pokud je snížený odpor prostupu tepla zvolené průsvitné konstrukce R nebo r, více nebo stejné Rreg, pak toto provedení splňuje požadavky norem.

Závěr: pro bytový dům v Omsku akceptujeme okna v PVC rámech s dvojitým zasklením z tvrdého skla selektivní nátěr a vyplnění meziskelního prostoru argonem ve kterém Ro r = 0,65 m20 C/W více Rreg = 0,61 m20 C/W.

LITERATURA

1. SNiP 23.02.2003. Tepelná ochrana budov.
2. SP 23-101-2004. Návrh tepelné ochrany.
3. SNiP 23-01-99*. Stavební klimatologie.
4. SNiP 31.01.2003. Obytné vícebytové domy.
5. SNiP 2.08.02-89 *. Veřejné budovy a stavby.

Příklad tepelnětechnického výpočtu obvodových konstrukcí

1. Počáteční údaje

Technický úkol. Vzhledem k nevyhovujícím tepelným a vlhkostním poměrům objektu je nutné zateplit jeho stěny a mansardová střecha. Za tímto účelem proveďte výpočty tepelného odporu, tepelného odporu, vzduchové a paropropustnosti obálky budovy s posouzením možnosti kondenzace vlhkosti v tloušťce plotů. Stanovte požadovanou tloušťku vrstvy tepelné izolace, nutnost použití větrových a parozábran a pořadí uspořádání vrstev v konstrukci. Vyvinout konstrukční řešení, které splňuje požadavky SNiP 23-02-2003 „Tepelná ochrana budov“ pro uzavření konstrukcí. Výpočty by měly být provedeny v souladu se souborem pravidel pro projektování a konstrukci SP 23-101-2004 „Projektování tepelné ochrany budov“.

Obecná charakteristika budovy. V obci se nachází dvoupodlažní obytný dům s podkrovím. Sviritsa, Leningradská oblast. Celková plocha vnějších obvodových konstrukcí je 585,4 m2; celková plocha stěn 342,5 m2; celková plocha oken 51,2 m2; plocha střechy – 386 m2; výška suterénu - 2,4m.

Konstrukční řešení objektu zahrnuje nosné stěny, železobetonové podlahy z dutinových panelů tloušťky 220 mm a betonové základy. Obvodové stěny jsou z cihelného zdiva a zevnitř i zvenku omítnuty maltou o tloušťce cca 2 cm.

Střecha objektu má příhradovou konstrukci s ocelovou slojovou střechou, provedenou přes laťování se sklonem 250 mm. Izolaci o tloušťce 100 mm tvoří desky z minerální vlny uložené mezi krokvemi

Objekt má stacionární elektro-akumulační vytápění. Suterén má technický účel.

Klimatické parametry. Podle SNiP 23-02-2003 a GOST 30494-96 se vypočtená průměrná teplota vnitřního vzduchu rovná

t int= 20 °C.

Podle SNiP 01/23/99 přijímáme:

1) odhadovaná teplota venkovního vzduchu v chladném období roku pro podmínky obce. Sviritsa, Leningradská oblast

t ext= -29 °C;

2) trvání topného období

z ht= 228 dní;

3) průměrná teplota venkovního vzduchu během topného období

t ht= -2,9 °C.

Součinitele prostupu tepla. Hodnoty součinitele prostupu tepla vnitřního povrchu plotů se berou takto: pro stěny, podlahy a hladké stropy α int= 8,7 W/(m2.ºС).

Hodnoty součinitele prostupu tepla vnějšího povrchu plotů se berou takto: pro stěny a obklady α ext=23; podkrovní podlahy α ext=12 W/(m2.ºС);

Standardizovaný odpor přenosu tepla. Stupňovody topné sezóny G d jsou určeny vzorcem (1)

G d= 5221 °C den.

Protože hodnota G d se liší od tabulkových hodnot, standardní hodnota R req určeno vzorcem (2).

Podle SNiP 02/23/2003 je pro získanou denostupňový normalizovaný odpor prostupu tepla R req, m 2 °C/W, je:

Pro vnější stěny 3,23;

Kryty a přesahy přes příjezdové cesty 4,81;

Oplocení nevytápěných podzemí a sklepů 4,25;

okna a balkonové dveře 0,54.

2. Tepelnětechnický výpočet obvodových stěn

2.1. Odolnost vnějších stěn proti přenosu tepla

Vnější stěny z dutého keramické cihly a mají tloušťku 510 mm. Stěny jsou z vnitřní strany omítnuty vápenocementovou maltou tloušťky 20 mm, z vnější strany cementovou maltou stejné tloušťky.

Charakteristiky těchto materiálů - hustota γ 0, součinitel tepelné vodivosti v suchém stavu  0 a součinitel paropropustnosti μ - jsou převzaty podle tabulky. bod 9 přihlášky. V tomto případě ve výpočtech používáme součinitele tepelné vodivosti materiálů  W pro provozní podmínky B (pro mokré provozní podmínky), které se získají ze vzorce (2.5). My máme:

Na vápenocementovou maltu

γ 0 = 1700 kg/m 3,

 W=0,52(1+0,168·4)=0,87 W/(m·°С),

u = 0,098 mg/(mhPa);

Pro zdění z dutých keramických cihel na cementovo-pískovou maltu

γ 0 = 1400 kg/m 3,

 W=0,41(1+0,207·2)=0,58 W/(m·°С),

u = 0,16 mg/(mhPa);

Pro cementovou maltu

γ 0 = 1800 kg/m 3,

 W=0,58(1+0,151·4)=0,93 W/(m·°С),

μ=0,09 mg/(mhPa).

Odpor prostupu tepla stěny bez izolace je roven

R o = 1/8,7 + 0,02/0,87 + 0,51/0,58 + 0,02/0,93 + 1/23 = 1,08 m2 °C/W.

V případě okenních otvorů tvořících svahy stěn je akceptován koeficient tepelné stejnoměrnosti cihlových stěn o tloušťce 510 mm r = 0,74.

Potom je snížený odpor prostupu tepla stěn budovy určený vzorcem (2.7) roven

R r o = 0,74 1,08 = 0,80 m2 °C/W.

Získaná hodnota je mnohem nižší než standardní hodnota odporu přenosu tepla, takže je potřeba zařízení vnější tepelná izolace a následné omítnutí ochranným a dekorativní kompozice omítková malta vyztužená sklovláknitou síťovinou.

Aby mohla tepelná izolace vyschnout, musí být krycí omítková vrstva paropropustná, tzn. porézní s nízkou hustotou. Vybíráme porézní cementovo-perlitovou maltu, která má následující vlastnosti:

γ 0 = 400 kg/m 3,

 0 = 0,09 W/(m °C),

 W=0,09(1+0,067·10)=0,15 W/(m·°С),

 = 0,53 mg/(m h Pa).

Celkový odpor prostupu tepla přidaných vrstev tepelné izolace R t a sádrové obložení R w by nemělo být menší

R t + R w = 3,23/0,74-1,08 = 3,28 m2 °C/W.

Předběžně (s následným upřesněním) akceptujeme tloušťku omítkového ostění 10 mm, pak se jeho odolnost proti prostupu tepla rovná

R w = 0,01/0,15 = 0,067 m2 °C/W.

Při použití pro tepelnou izolaci desek z minerální vlny vyráběné firmou JSC "Minerální vlna" Fasádní tupy  0 =145 kg/m 3,  0 =0,033,  W =0,045 W/(m °C) bude tloušťka vrstvy tepelné izolace

5 = 0,045.(3,28-0,067) = 0,145 m.

Desky Rockwool jsou k dispozici v tloušťkách od 40 do 160 mm v krocích po 10 mm. Akceptujeme standardní tloušťku tepelné izolace 150 mm. Desky tak budou položeny v jedné vrstvě.

Kontrola dodržování požadavků na úsporu energie. Návrhové schéma stěny je na obr. 1. Charakteristiky vrstev stěny a celkový odpor stěny proti prostupu tepla bez zohlednění parozábrany jsou uvedeny v tabulce. 2.1.

Tabulka 2.1

Charakteristika vrstev stěn acelkový odpor stěny vůči přenosu tepla

	Materiál vrstvy	Hustota γ 0, kg/m 3	Tloušťka δ, m	Vypočtený součinitel tepelné vodivosti λ W, W/(m K)	Návrhový odpor prostupu tepla R m2 °C)/W
	Vnitřní omítka (vápenocementová malta)
	Zdivo z dutinových keramických cihel
	Vnější omítka ( cementová malta)
	Zateplení z minerální vlny FASÁDY
	Ochranná a dekorativní omítka (cement-perlitová malta)

Odpor prostupu tepla stěn budovy po zateplení bude:

RÓ = 1/8,7+4,32+1/23=4,48 m 2 °C/W.

S přihlédnutím ke koeficientu tepelné rovnoměrnosti vnějších stěn ( r= 0,74) získáme snížený odpor proti přenosu tepla

RÓ r= 4,48 0,74 = 3,32 m2 °C/W.

Přijatá hodnota RÓ r= 3,32 převyšuje standard R req=3,23, protože skutečná tloušťka tepelně izolačních desek je větší než vypočtená. Tato poloha splňuje první požadavek SNiP 23-02-2003 na tepelný odpor stěny - R o ≥ R req .

Ověření shody s požadavky nahygienické, hygienické a pohodlné vnitřní podmínky. Vypočítaný rozdíl mezi vnitřní teplotou vzduchu a teplotou vnitřního povrchu stěny Δ t 0 je

Δ t 0 =n(t int – t ext)/(RÓ r ·α int)=1,0(20+29)/(3,32-8,7)=1,7°С.

Podle SNiP 02/23/2003 je pro vnější stěny obytných budov povolen teplotní rozdíl nejvýše 4,0 ºС. Takže druhá podmínka (Δ t 0 ≤Δ t n) Hotovo.

P
zkontrolujeme třetí podmínku ( τ int >t vyrostl), tzn. Je možné, aby při návrhové venkovní teplotě kondenzovala vlhkost na vnitřním povrchu stěny? t ext= -29 °C. Teplota vnitřního povrchu τ int uzavírací konstrukce (bez tepelně vodivé inkluze) je určena vzorcem

τ int = t int –Δ t 0 = 20–1,7 = 18,3 °C.

Vnitřní tlak vodní páry E int rovná

Stvoření komfortní podmínky na ubytování popř pracovní činnost je prvořadým úkolem stavby. Významná část území naší země se nachází v severních zeměpisných šířkách s chladným klimatem. Proto je vždy důležité udržovat v budovách příjemnou teplotu. S rostoucími tarify energií se do popředí dostává snižování spotřeby energie na vytápění.

Klimatické vlastnosti

Výběr provedení stěny a střechy závisí především na klimatické podmínky staveniště. Chcete-li je určit, musíte se podívat na SP131.13330.2012 „Klimatologie budov“. Ve výpočtech se používají následující veličiny:

• teplota nejchladnějšího pětidenního období s pravděpodobností 0,92 je označena Tn;
• průměrná teplota, označená Thot;
• trvání, označované ZOT.

V příkladu pro Murmansk mají hodnoty následující hodnoty:

• Tn = -30 stupňů;
• Tot = -3,4 stupně;
• ZOT = 275 dní.

Kromě toho je nutné nastavit odhadovanou teplotu uvnitř televizní místnosti, je určena v souladu s GOST 30494-2011. Pro bydlení si můžete vzít TV = 20 stupňů.

Pro provedení tepelnětechnického výpočtu obvodových konstrukcí nejprve vypočítejte hodnotu GSOP (den topného období):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
V našem příkladu GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.

Základní ukazatele

Pro správná volba materiály obvodových konstrukcí, je nutné určit jaké tepelné charakteristiky musí mít. Schopnost látky vést teplo je charakterizována její tepelnou vodivostí, označovanou řeckým písmenem l (lambda) a měřenou ve W/(m x stupňů). Schopnost konstrukce zadržovat teplo je charakterizována její odolností proti přenosu tepla R a je rovna poměru tloušťky k tepelné vodivosti: R = d/l.

Pokud se konstrukce skládá z několika vrstev, odpor se vypočítá pro každou vrstvu a poté se sečte.

Odpor prostupu tepla je hlavním ukazatelem vnější konstrukce. Jeho hodnota musí překročit standardní hodnotu. Při provádění tepelně technických výpočtů obálky budovy musíme určit ekonomicky odůvodněnou skladbu stěn a střechy.

Hodnoty tepelné vodivosti

Kvalitu tepelné izolace určuje především tepelná vodivost. Každý certifikovaný materiál prochází laboratorními testy, na základě kterých je tato hodnota stanovena pro provozní podmínky „A“ nebo „B“. Pro naši zemi většina regionů odpovídá provozním podmínkám „B“. Při provádění tepelně technických výpočtů obálky budovy by měla být použita tato hodnota. Hodnoty tepelné vodivosti jsou uvedeny na štítku nebo v materiálovém pasu, ale pokud nejsou k dispozici, můžete použít referenční hodnoty z Kodexu praxe. Hodnoty pro nejoblíbenější materiály jsou uvedeny níže:

• Zdivo z obyčejné cihly - 0,81 W (m x st.).
• Zdivo z vápenopísková cihla- 0,87 W (m x stupeň).
• Plynový a pěnobeton (hustota 800) - 0,37 W (m x st.).
• Dřevo jehličnatých druhů- 0,18 W (m x stupeň).
• Extrudovaná polystyrenová pěna - 0,032 W (m x st.).
• Desky z minerální vlny (hustota 180) - 0,048 W (m x st.).

Standardní hodnota odporu prostupu tepla

Vypočtená hodnota odporu prostupu tepla by neměla být menší než základní hodnota. Základní hodnota je stanovena podle tabulky 3 SP50.13330.2012 „budovy“. Tabulka definuje koeficienty pro výpočet základních hodnot odporu prostupu tepla všech obvodových konstrukcí a typů budov. V návaznosti na započatý tepelně technický výpočet obvodových konstrukcí lze příklad výpočtu uvést takto:

• Rsten = 0,00035 x 6435 + 1,4 = 3,65 (m x deg/W).
• Rpokr = 0,0005 x 6435 + 2,2 = 5,41 (m x deg/W).
• Rcherd = 0,00045 x 6435 + 1,9 = 4,79 (m x deg/W).
• Rokna = 0,00005 x 6435 + 0,3 = x deg/W).

Tepelně technické výpočty vnější obvodové konstrukce se provádějí pro všechny konstrukce, které uzavírají „teplý“ okruh - podlaha na zemi nebo strop technického podzemí, vnější stěny (včetně oken a dveří), kombinovaná krytina nebo strop nevytápěné podkroví. Rovněž je nutné provést výpočet pro vnitřní konstrukce, pokud je rozdíl teplot v sousední místnosti je více než 8 stupňů.

Tepelný výpočet stěn

Většina stěn a stropů je vícevrstvá a svým designem heterogenní. Tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí vícevrstvé konstrukce je následující:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
kde n jsou parametry n-té vrstvy.

Pokud vezmeme v úvahu cihlovou omítnutou zeď, dostaneme následující návrh:

• vnější vrstva omítky tloušťka 3 cm, tepelná vodivost 0,93 W (m x st.);
• zdivo z plné hliněné cihly 64 cm, tepelná vodivost 0,81 W (m x st.);
• vnitřní vrstva omítky tloušťka 3 cm, tepelná vodivost 0,93 W (m x st.).

Vzorec pro tepelně technický výpočet obvodových konstrukcí je následující:

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

Získaná hodnota je výrazně menší než dříve stanovená základní hodnota odporu prostupu tepla stěn obytného domu v Murmansku 3,65 (m x deg/W). Stěna nevyhovuje regulační požadavky a potřebuje izolaci. K zateplení stěny používáme tloušťku 150 mm a tepelnou vodivost 0,048 W (m x stupeň).

Po výběru zateplovacího systému je nutné provést ověřovací tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Příklad výpočtu je uveden níže:

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

Výsledná vypočtená hodnota je větší než základní hodnota - 3,65 (m x deg/W), zateplená stěna splňuje požadavky norem.

Výpočet podlah a kombinovaných krytin se provádí obdobně.

Tepelnětechnický výpočet podlah v kontaktu se zemí

Často v soukromých domech popř veřejné budovy se provádějí na zemi. Odpor prostupu tepla u takovýchto podlah není standardizován, ale minimálně by konstrukce podlah neměla umožňovat rosení. Výpočet konstrukcí v kontaktu se zemí se provádí následovně: podlahy jsou rozděleny do pásů (zón) o šířce 2 metry, počínaje vnější hranicí. Takové zóny jsou až tři, zbývající plocha patří do čtvrté zóny. Pokud konstrukce podlahy neposkytuje účinnou izolaci, předpokládá se, že odpor zón pro přenos tepla bude následující:

• 1 zóna - 2,1 (m x deg/W);
• Zóna 2 - 4,3 (m x deg/W);
• Zóna 3 - 8,6 (m x deg/W);
• Zóna 4 - 14,3 (m x deg/W).

Je snadné si všimnout, že čím dále je podlahová plocha vnější stěna, tím vyšší je jeho odolnost proti přenosu tepla. Proto se často omezují na izolaci obvodu podlahy. V tomto případě se odpor prostupu tepla izolované konstrukce přičte k odporu prostupu tepla zóny.
Výpočet odporu prostupu tepla podlahy musí být zahrnut do obecného tepelnětechnického výpočtu obvodových konstrukcí. Zvážíme příklad výpočtu podlah na zemi níže. Vezměme podlahovou plochu 10 x 10 rovných 100 metrů čtverečních.

• Plocha zóny 1 bude 64 metrů čtverečních.
• Plocha zóny 2 bude 32 metrů čtverečních.
• Plocha zóny 3 bude 4 metry čtvereční.

Průměrná hodnota odporu proti prostupu tepla podlahy nad zemí:
Rpol = 100/ (64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (m x deg/W).

Po zateplení obvodu podlahy pěnovou polystyrenovou deskou o tloušťce 5 cm, pruhu šířce 1 metru, získáme průměrnou hodnotu odporu prostupu tepla:

Rpol = 100/(32/2,1 + 32/(2,1 + 0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (m x deg/W).

Je důležité si uvědomit, že tímto způsobem se počítají nejen podlahy, ale také konstrukce stěn v kontaktu se zemí (stěny ustupující podlahy, teplý suterén).

Tepelný výpočet dveří

Základní hodnota odporu prostupu tepla se počítá trochu jinak vstupní dveře. Chcete-li jej vypočítat, musíte nejprve vypočítat odpor stěny proti prostupu tepla podle hygienického a hygienického kritéria (bez rosení):
Rst = (Tv - Tn)/(DTn x av).

Zde DTn je teplotní rozdíl mezi vnitřním povrchem stěny a teplotou vzduchu v místnosti, stanovený podle Kodexu a pro bydlení je 4,0.
ab je součinitel prostupu tepla vnitřního povrchu stěny, dle SP je 8,7.
Základní hodnota dveří je rovna 0,6xРst.

Pro vybrané provedení dveří je nutné provést ověřovací tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Příklad výpočtu vstupních dveří:

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

Tato vypočtená hodnota bude odpovídat izolovaným dveřím deska z minerální vlny 5 cm silný.Jeho odpor prostupu tepla bude R=0,05 / 0,048=1,04 (m x deg/W), což je větší než vypočtený.

Komplexní požadavky

Výpočty stěn, podlah nebo krytin se provádějí za účelem ověření požadavků norem na prvek po prvku. Soubor pravidel také stanovuje komplexní požadavek charakterizující kvalitu izolace všech obvodových konstrukcí jako celku. Tato hodnota se nazývá „specifická charakteristika tepelné ochrany“. Bez kontroly se neobejde ani jeden tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Níže je uveden příklad výpočtu pro společný podnik.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, což je méně než normalizovaná hodnota 0,52. Plocha a objem jsou v tomto případě brány pro dům o rozměrech 10 x 10 x 2,5 m. Odpory prostupu tepla se rovnají základním hodnotám.

Normalizovaná hodnota je stanovena v souladu s SP v závislosti na vytápěném objemu domu.

Kromě složitého požadavku na vypracování energetického pasportu se provádí i tepelnětechnický výpočet obestavujících konstrukcí, příklad vypracování pasportu je uveden v příloze SP50.13330.2012.

Jednotný koeficient

Všechny výše uvedené výpočty jsou použitelné pro homogenní konstrukce. Což je v praxi poměrně vzácné. Pro zohlednění nehomogenit, které snižují odpor přenosu tepla, je zaveden korekční faktor pro tepelnou homogenitu - r. Bere v úvahu změnu odporu prostupu tepla vnesenou oknem a dveře, vnější rohy, heterogenní vměstky (například překlady, trámy, výztužné pásy) atd.

Výpočet tohoto koeficientu je poměrně komplikovaný, takže ve zjednodušené podobě můžete použít přibližné hodnoty z referenční literatury. Například pro zdivo - 0,9, třívrstvé panely - 0,7.

Účinná izolace

Při výběru zateplovacího systému domu je snadné se o tom přesvědčit moderní požadavky tepelná ochrana bez použití účinná izolace téměr nemožné. Pokud tedy použijete tradiční hliněné cihly, budete potřebovat zdivo o tloušťce několika metrů, což není ekonomicky proveditelné. Nízká tepelná vodivost moderní izolační materiály na bázi pěnového polystyrenu popř kamenná vlna umožňuje omezit se na tloušťky 10-20 cm.

Například k dosažení základní hodnoty odporu prostupu tepla 3,65 (m x deg/W) budete potřebovat:

• cihlová zeď o tloušťce 3 m;
• zdivo z pěnobetonových bloků 1,4 m;
• izolace minerální vatou 0,18m.

V klimatických podmínkách severních zeměpisných šířek je pro stavebníky a architekty nesmírně důležitý správně provedený tepelný výpočet stavby. Získané ukazatele poskytnou potřebné informace pro návrh, včetně materiálů použitých pro stavbu, dodatečné izolace, podlah a dokonce i povrchové úpravy.

Obecně platí, že výpočet tepla ovlivňuje několik postupů:

• zohlednění návrháři při plánování uspořádání místností, nosné stěny a oplocení;
• vytvoření projektu konstrukce systému vytápění a větrání;
• výběr stavebních materiálů;
• rozbor provozních podmínek budovy.

To vše je propojeno jednotlivými hodnotami získanými v důsledku vypořádacích operací. V tomto článku vám řekneme, jak provést tepelný výpočet vnější stěny budovy, a také uvedeme příklady použití této technologie.

Cíle postupu

Řada cílů je relevantní pouze pro obytné budovy nebo naopak průmyslové prostory, ale většina řešených problémů je vhodná pro všechny budovy:

• Udržování příjemných klimatických podmínek uvnitř místností. Pojem „komfort“ zahrnuje jak systém vytápění, tak přirozené podmínky pro vytápění povrchu stěn, střechy a využití všech zdrojů tepla. Stejný koncept zahrnuje systém klimatizace. Bez řádného větrání, zejména ve výrobě, budou prostory nevhodné pro práci.
• Úspora elektřiny a dalších zdrojů vytápění. Platí zde následující významy:
  • měrná tepelná kapacita použitých materiálů a opláštění;
  • klima mimo budovu;
  • topný výkon.

Provádění je extrémně neekonomické topení, který prostě nebude využíván v patřičném rozsahu, ale bude náročný na instalaci a nákladný na údržbu. Stejné pravidlo lze aplikovat na drahé stavební materiály.

Výpočet tepelné techniky - co to je?

Výpočet tepla umožňuje nastavit optimální (dvě hranice - minimální a maximální) tloušťku obvodových stěn a nosné konstrukce který poskytne dlouhodobý provoz bez zamrzání a přehřívání stropů a příček. Jinými slovy, tento postup vám umožňuje vypočítat skutečné nebo očekávané, pokud je provedeno ve fázi návrhu, tepelné zatížení budovy, které bude považováno za normu.

Analýza je založena na následujících údajích:

• design místnosti - přítomnost příček, prvků odrážejících teplo, výška stropu atd.;
• vlastnosti klimatického režimu v dané oblasti - maximální a minimální teplotní limity, rozdíl a rychlost teplotních změn;
• umístění budovy v hlavních směrech, to znamená, s ohledem na absorpci slunečního tepla, v kterou denní dobu je maximální náchylnost k teplu ze slunce;
• mechanické vlivy a fyzikální vlastnosti staveniště;
• indikátory vlhkosti vzduchu, přítomnost nebo nepřítomnost ochrany stěn před pronikáním vlhkosti, přítomnost tmelů, včetně těsnících impregnací;
• pracovat přirozené popř umělá ventilace, přítomnost „skleníkového efektu“, paropropustnost a mnoho dalšího.

Současně musí posouzení těchto ukazatelů splňovat řadu norem - úroveň odolnosti proti přenosu tepla, propustnost vzduchu atd. Zvažme je podrobněji.

Požadavky na tepelně technické výpočty objektu a související dokumentaci

státní kontrolní orgány, vedení organizace a stavebních předpisů, jakož i kontroly provádění bezpečnostních předpisů, sestavil SNiP č. 23-02-2003, který podrobně stanoví normy pro provádění opatření pro tepelnou ochranu budov.

Dokument naznačuje inženýrská řešení která poskytne nejvíce ekonomická spotřeba tepelná energie, která se vynakládá na vytápění prostor (bytových nebo průmyslových, komunálních) během topného období. Tato doporučení a požadavky byly vyvinuty s ohledem na větrání, přeměnu vzduchu a umístění bodů vstupu tepla.

SNiP je návrh zákona na federální úrovni. Krajská dokumentace je předkládána formou TSN - územních stavebních norem.

Ne všechny budovy spadají do jurisdikce těchto kódů. Zejména ty budovy, které jsou vytápěny nepravidelně nebo jsou postaveny bez vytápění, nejsou kontrolovány podle těchto požadavků. Výpočty tepla jsou povinné pro následující budovy:

• bytové - soukromé a bytové domy;
• veřejné, obecní - úřady, školy, nemocnice, školky atd.;
• průmyslové – továrny, koncerny, výtahy;
• zemědělské - jakékoli vytápěné budovy pro zemědělské účely;
• sklady – stodoly, sklady.

Text dokumentu specifikuje normy pro všechny komponenty, které jsou zahrnuty do tepelné analýzy.

Požadavky na design:

• Tepelná izolace. Jedná se nejen o uchování tepla v chladném období a prevenci podchlazení a promrznutí, ale také o ochranu před přehřátím v létě. Izolace tedy musí být obousměrná – zabraňující vlivům zvenčí a uvolňování energie zevnitř.
• Přípustná hodnota rozdílu teplot mezi atmosférou uvnitř budovy a tepelným režimem interiéru obvodových konstrukcí. To povede k hromadění kondenzace na stěnách, stejně jako negativní vliv na zdraví lidí v areálu.
• Tepelná stabilita, tedy teplotní stabilita, zabraňující náhlým změnám ohřátého vzduchu.
• Prodyšnost. Zde je důležitá rovnováha. Na jedné straně nelze nechat budovu vychladnout aktivním přenosem tepla, na druhé straně je důležité zabránit vzniku „skleníkového efektu“. Stává se to při použití syntetické „neprodyšné“ izolace.
• Žádná vlhkost. Vysoká vlhkost– to není jen důvod vzniku plísní, ale také indikátor, díky kterému dochází k vážným ztrátám tepelné energie.

Jak udělat tepelně technické výpočty stěn domu - základní parametry

Než budete pokračovat v přímých výpočtech tepla, musíte shromáždit podrobné informace o stavbě. Zpráva bude obsahovat odpovědi na následující body:

• Účelem budovy je obytný, průmyslový nebo veřejný prostor, konkrétní účel.
• Zeměpisná šířka oblast, kde se objekt nachází nebo bude nacházet.
• Klimatické vlastnosti oblasti.
• Směr stěn je ke světovým stranám.
• Rozměry vstupní konstrukce A okenní rámy- jejich výška, šířka, propustnost, typ oken - dřevěná, plastová atd.
• Výkon topných zařízení, rozmístění potrubí, baterií.
• Průměrný počet obyvatel nebo návštěvníků, pracovníků, popř průmyslové prostory, které jsou zároveň uvnitř stěn.
• Stavební materiály, ze kterých jsou vyrobeny podlahy, stropy a jakékoli další prvky.
• Přítomnost nebo nepřítomnost nabídky horká voda, typ systému, který je za to zodpovědný.
• Vlastnosti větrání, přirozené (okna) i umělé - ventilační šachty, klimatizace.
• Konfigurace celé budovy - počet podlaží, celková a jednotlivá plocha prostor, umístění pokojů.

Jakmile jsou tato data shromážděna, inženýr může začít s výpočty.

Nabízíme vám tři metody, které specialisté nejčastěji používají. Můžete použít i kombinovanou metodu, kdy se přebírají fakta ze všech tří možností.

Možnosti tepelných výpočtů obvodových konstrukcí

Zde jsou tři ukazatele, které budou brány jako hlavní:

• stavební plocha zevnitř;
• objem venku;
• specializované koeficienty tepelné vodivosti materiálů.

Výpočet tepla podle plochy objektu

Ne nejekonomičtější, ale nejčastější, zejména v Rusku, metoda. Zahrnuje primitivní výpočty založené na plošném ukazateli. Toto nebere v úvahu klima, pásmo, minimální a maximální hodnoty teploty, vlhkost atd.

Také se neberou v úvahu hlavní zdroje tepelných ztrát, jako jsou:

• Ventilační systém – 30-40%.
• Sklon střechy – 10-25%.
• Okna a dveře – 15–25 %.
• Stěny – 20-30%.
• Podlaha na zemi – 5-10 %.

Tyto nepřesnosti jsou způsobeny nezohledněním většiny důležité prvky vést k tomu, že samotný výpočet tepla může mít silnou chybu v obou směrech. Inženýři obvykle nechávají „rezervu“, takže ji musí nainstalovat topné zařízení, který není plně využíván nebo hrozí silným přehřátím. Často se vyskytují případy, kdy jsou instalovány topné a klimatizační systémy současně, protože neumí správně vypočítat tepelné ztráty a tepelné zisky.

Používají se „větší“ indikátory. Nevýhody tohoto přístupu:

• drahé topné zařízení a materiály;
• nepříjemné vnitřní mikroklima;
• dodatečná instalace automatické ovládání teplotní podmínky;
• možné zamrzání stěn v zimě.

Q=S*100 W (150 W)

• Q je množství tepla potřebné pro příjemné klima v celé budově;
• W S – vytápěná plocha místnosti, m.

Hodnota 100-150 Wattů je specifickým ukazatelem množství tepelné energie potřebné k vytopení 1 m2.

Pokud zvolíte tuto metodu, poslouchejte následující tipy:

• Pokud výška stěn (ke stropu) není větší než tři metry a počet oken a dveří na plochu je 1 nebo 2, vynásobte výsledek 100 W. Obvykle všechno obytné budovy, soukromé i vícerodinné, používají tuto hodnotu.
• Pokud design obsahuje dva okenní otvory nebo balkon, lodžii, pak se indikátor zvýší na 120-130 W.
• Pro průmyslové a skladovací prostoryČastěji se bere koeficient 150 W.
• Při výběru topná zařízení(radiátory), pokud jsou umístěny v blízkosti okna, vyplatí se zvýšit jejich projektovaný výkon o 20-30%.

Tepelný výpočet obvodových konstrukcí dle objemu objektu

Obvykle se tato metoda používá pro ty budovy, kde vysoké stropy- více než 3 metry. Tedy průmyslové objekty. Nevýhodou tohoto způsobu je, že se nepočítá s přeměnou vzduchu, tedy s tím, že nahoře je vždy tepleji než dole.

Q=V*41 W (34 W)

• V – vnější objem budovy v metrech krychlových;
• 41 W je měrné množství tepla potřebné k vytápění jednoho metru krychlového budovy. Pokud je stavba prováděna s použitím moderních stavebních materiálů, pak je toto číslo 34 W.

• Skla v oknech:
  • dvojité balení – 1;
  • vazba – 1.25.
• Izolační materiály:
  • nový moderní vývoj – 0,85;
  • standardní zdivo ve dvou vrstvách – 1;
  • malá tloušťka stěny – 1,30.
• Teplota vzduchu v zimě:
  • -10 – 0,7;
  • -15 – 0,9;
  • -20 – 1,1;
  • -25 – 1,3.
• Procento oken v porovnání s celkovou plochou:
  • 10% – 0,8;
  • 20% – 0,9;
  • 30% – 1;
  • 40% – 1,1;
  • 50% – 1,2.

Všechny tyto chyby mohou a měly by být brány v úvahu, nicméně v reálné výstavbě se používají jen zřídka.

Příklad tepelnětechnického výpočtu vnějšího pláště budovy analýzou použité izolace

Pokud stavíte obytný dům nebo chatu svépomocí, důrazně doporučujeme vše promyslet do nejmenších detailů, abyste v konečném důsledku ušetřili peníze, vytvořili uvnitř optimální klima a zajistili dlouhodobý provoz objektu.

Chcete-li to provést, musíte vyřešit dva problémy:

• provést správný výpočet tepla;
• nainstalovat topný systém.

Příklad údajů:

• roh obývací pokoj;
• jedno okno – 8,12 m2;
• region – Moskevská oblast;
• tloušťka stěny – 200 mm;
• plocha dle vnějších parametrů – 3000*3000.

Je potřeba zjistit, jaký výkon je potřeba k vytopení 1 metru čtverečního prostoru. Výsledkem bude Qsp = 70 W. Pokud je izolace (tloušťka stěny) menší, hodnoty budou také nižší. Porovnejme:

• 100 mm – Qsp = 103 W.
• 150 mm – Qsp = 81 W.

Tento indikátor bude zohledněn při instalaci vytápění.

Software pro návrh topného systému

Pomocí počítačových programů od společnosti ZVSOFT můžete spočítat veškeré materiály vynaložené na vytápění, stejně jako sestavit podrobný půdorys komunikací s radiátory, měrnou tepelnou kapacitou, náklady na energie a komponenty.

Společnost nabízí základní CAD pro projekční práce jakékoli složitosti - . V něm můžete nejen navrhnout topný systém, ale také vytvořit podrobné schéma na stavbu celého domu. To lze realizovat díky velké funkčnosti, množství nástrojů a také práci ve dvou a trojrozměrném prostoru.

K základnímu softwaru můžete nainstalovat doplněk. Tento program je navržen tak, aby navrhoval všechny inženýrské systémy včetně pro vytápění. Pomocí snadného trasování linií a funkce vrstvení plánů můžete navrhnout několik komunikací na jednom výkresu - zásobování vodou, elektřinou atd.

Před stavbou domu si udělejte tepelnětechnický výpočet. To vám pomůže neudělat chybu při výběru zařízení a nákupu stavebních materiálů a izolace.