Obliczenia termiczne kopert budynków

Obliczenia termiczne pozwalają określić minimalną grubość otaczających struktur, tak aby nie było przypadków przegrzewania się lub zamarzania podczas działania konstrukcji.

Obudowa elementów konstrukcyjnych ogrzewanych budynków publicznych i mieszkalnych, z wyjątkiem wymagań dotyczących stabilności i wytrzymałości, wytrzymałości i ognioodporności, wydajności i architektury, musi spełniać przede wszystkim normy termiczne. Wybierają elementy ogrodzenia w zależności od projektu, klimatu klimatycznego terenu zabudowanego, właściwości fizycznych, warunków wilgotności i temperatury w budynku, a także zgodnie z wymaganiami dotyczącymi odporności na przenikanie ciepła, przenikanie powietrza i przenikanie pary.

Jaki jest sens obliczenia?

1. Jeżeli podczas obliczania kosztu przyszłej struktury brane będą pod uwagę jedynie cechy wytrzymałościowe, to oczywiście koszt będzie niższy. Jest to jednak widoczne oszczędności: później ogrzewanie pomieszczenia zajmie znacznie więcej pieniędzy.
2. Odpowiednio dobrane materiały stworzą optymalny mikroklimat w pomieszczeniu.
3. Przy planowaniu systemu ogrzewania konieczne jest również obliczenie termiczne. Aby system był opłacalny i wydajny, trzeba mieć pojęcie o rzeczywistych możliwościach budynku.

Wymagania termiczne

Ważne jest, aby zewnętrzne konstrukcje spełniały następujące wymagania termiczne:

• Miał wystarczające właściwości osłony termicznej. Innymi słowy, nie wolno przegrzewać pomieszczeń w okresie letnim, a zimą - nadmiernych strat ciepła.
• Różnica temperatur między powietrzem wewnątrz ogrodzenia a pomieszczeniami nie powinna być wyższa niż wartość standardowa. W przeciwnym razie może wystąpić nadmierne chłodzenie ludzkiego ciała przez promieniowanie ciepła na tych powierzchniach i kondensacja wilgoci wewnętrznego przepływu powietrza na otaczających strukturach.
• W przypadku zmiany przepływu ciepła wahania temperatury w pomieszczeniu powinny być minimalne. Właściwość ta nosi nazwę odporności na ciepło.
• Ważne jest, aby szczelność ogrodzeń nie powodowała silnego ochłodzenia pomieszczeń i nie pogarszała właściwości termoizolacyjnych konstrukcji.
• Ogrodzenia powinny mieć normalny reżim wilgoci. Ponieważ nadmiernie wygładzające ogrodzenia zwiększają straty ciepła, powodują wilgoć w pomieszczeniu, zmniejszają trwałość konstrukcji.

Aby konstrukcje spełniały powyższe wymagania, wykonywane są obliczenia inżynierii cieplnej, a także odporność cieplna, paroprzepuszczalność, przepuszczalność powietrza i przenoszenie wilgoci zgodnie z wymaganiami dokumentacji regulacyjnej.

Wydajność cieplna

Następujące czynniki zależą od właściwości termicznych zewnętrznych elementów konstrukcyjnych budynków:

• Reżim wilgotności elementów konstrukcyjnych.
• Temperatura wewnętrznych struktur, która zapewnia brak kondensatu na nich.
• Stała wilgotność i temperatura w pomieszczeniach, zarówno w zimnych, jak iw ciepłych porach roku.
• Ilość ciepła traconego przez budynek w okresie zimowym.

Tak więc, w oparciu o powyższe, obliczenia termiczne konstrukcji są uważane za ważny krok w projektowaniu budynków i konstrukcji, zarówno cywilnych, jak i przemysłowych. Projektowanie rozpoczyna się od wyboru struktur - ich grubości i kolejności warstw.

Zadania obliczeń inżynierii cieplnej

Tak więc obliczenia inżynierii cieplnej otaczających elementów konstrukcyjnych są przeprowadzane w celu:

1. Zgodność konstrukcji z nowoczesnymi wymaganiami dotyczącymi ochrony termicznej budynków i budowli.
2. Zapewnienie komfortowego mikroklimatu we wnętrzu.
3. Zapewnia optymalną ochronę termiczną ogrodzeń.

Kluczowe parametry do obliczeń

Aby określić przepływ ciepło do ogrzewania, jak również do obliczenia cieplnego budynku, należy wziąć pod uwagę wiele parametrów, które zależą od następujących cech:

• Cel i typ budynku.
• Położenie geograficzne budynku.
• Orientacja ścian do punktów kardynalnych.
• Wymiary struktur (objętość, powierzchnia, liczba pięter).
• Rodzaj i wielkość okien i drzwi.
• Charakterystyka układu grzewczego.
• Liczba osób w budynku w tym samym czasie.
• Materiał ścian, podłogi i sufitu ostatniego piętra.
• Obecność systemu gorącej wody.
• Rodzaj systemów wentylacyjnych.
• Inne cechy konstrukcyjne konstrukcji.

Obliczenia termiczne: program

Do tej pory opracowano wiele programów, które umożliwiają wykonanie tych obliczeń. Z reguły obliczenia przeprowadza się na podstawie metodologii opisanej w dokumentacji regulacyjnej i technicznej.

Programy te pozwalają obliczyć następujące wartości:

• Opór cieplny
• Straty ciepła przez konstrukcje (otwory sufitowe, podłogowe, drzwiowe i okienne, a także ściany).
• Ilość ciepła potrzebna do ogrzania infiltrującego powietrza.
• Dobór grzejników przekrojowych (bimetalicznych, żeliwnych, aluminiowych).
• Rekrutacja grzejniki stalowe panelowe.

Obliczenia termiczne: przykład obliczeń dla ścian zewnętrznych

Do obliczeń konieczne jest określenie następujących głównych parametrów:

• t _in = 20 ° C - jest to temperatura przepływu powietrza wewnątrz budynku, która jest akceptowana do obliczania ogrodzeń na minimalnych wartościach najbardziej optymalnej temperatury odpowiedniego budynku i konstrukcji. Jest akceptowane zgodnie z GOST 30494-96.

• Zgodnie z wymogami GOST 30494-96, wilgotność w pomieszczeniu powinna wynosić 60%, w wyniku czego pomieszczenie będzie miało normalną wilgotność.
• Zgodnie z załącznikiem B do SNiP 23-02-2003, strefa wilgotności jest sucha, co oznacza, że ​​warunki pracy ogrodzenia wynoszą A.
• tn = -34 ° C wynosi temperatura zewnętrzna przepływ powietrza w okresie zimowym, który jest akceptowany przez SNiP na podstawie najzimniejszego pięciodniowego okresu, z zabezpieczeniem 0,92.
• Z _o.per = 220 dni to czas trwania okresu ogrzewania, który jest akceptowany zgodnie z SNiP, podczas gdy średnia dzienna temperatura otoczenia wynosi ≤ 8 ° C.
• T _od.per. = -5,9 ° C to temperatura otoczenia (średnia) w okresie podgrzewania, która jest akceptowana zgodnie z SNiP, z dzienną temperaturą otoczenia ≤ 8 ° C.

Surowe dane

W takim przypadku obliczenia cieplne ściany zostaną wykonane w celu określenia optymalnej grubości paneli i materiał termoizolacyjny dla nich. Jako ściany zewnętrzne będzie stosowany panel warstwowy (TU 5284-001-48263176-2003).

Wygodne warunki

Zastanów się, jak obliczenia cieplne ściany zewnętrznej. Najpierw należy obliczyć wymaganą odporność na przenoszenie ciepła, koncentrując się na wygodnych i higienicznych warunkach:

R ₀ ^tr = (n × (t _in - t _n )): (Δt ⁿ × α _in ), gdzie

n = 1 jest współczynnikiem, który zależy od położenia zewnętrznych elementów konstrukcyjnych względem powietrza zewnętrznego. Należy go pobrać zgodnie z SNiP 23-02-2003 z tabeli 6.

Δt ⁿ = 4,5 ° C to znormalizowana różnica temperatur na wewnętrznej powierzchni konstrukcji i powietrza wewnętrznego. Akceptowane zgodnie z danymi SNiP z tabeli 5.

α _in = 8,7 W / m ² ° C to przenikanie ciepła w wewnętrznych strukturach otaczających. Dane są pobierane z Tabeli 5 przez SNiP.

Zastąp dane w formule i otrzymamy:

R ₀ ^tr = (1 × (20 - (-34)): (4.5 × 8,7) = 1,379 m ² ° C / W.

Warunki oszczędzania energii

Wykonując obliczenia cieplne ściany, w oparciu o warunki oszczędzania energii, konieczne jest obliczenie wymaganej odporności na przenoszenie ciepła konstrukcji. Określa się go według GSOP (stopniodni okresu ogrzewania, ° C) zgodnie z następującym wzorem:

GOSP = (t _in - t _{od. Per.} ) × Z od. _Per , gdzie

t _in to temperatura przepływu powietrza wewnątrz budynku, ° C

Z _od.per. i t _od.per. - jest czasem trwania (dni) i temperaturą (° C) okresu, mając średnią dzienną temperaturę powietrza ≤ 8 ° C.

Tak więc:

GOSP = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

W oparciu o warunki oszczędzania energii określamy R ₀ ^tr metodą interpolacji według SNiP z tabeli 4:

R ₀ ^Tr = 2,4 + (3,0-2,4) x (5698-4000)) / (6000 - 4000)) = 2,909 (m ² ° C / W)

Ponadto, podczas wykonywania obliczeń cieplnych ściany zewnętrznej, konieczne jest obliczenie rezystancji przenoszenia ciepła R ₀ :

R ₀ = 1 / α _w + R ₁ + 1 / α _n , gdzie

R ₁ = d / l.

d jest grubością izolacji, m

l = 0,042 W / m ° C to przewodnictwo cieplne płyty z wełny mineralnej.

α _n = 23 W / m ² ° C to przenikanie ciepła zewnętrznych elementów konstrukcyjnych, wykonane zgodnie z SNiP.

R0 = 1 / 8,7 + d / 0,042 + 1/23 = 0,158 + d / 0,042.

Grubość izolacji

Grubość materiału izolacyjnego określa się na podstawie faktu, że R ₀ = R ₀ ^tr , podczas gdy R ₀ ^tr jest pobierany w warunkach oszczędzania energii, a zatem:

2,909 = 0,158 + d / 0,042, skąd d = 0,116 m.

Wybieramy markę płyt warstwowych zgodnie z katalogiem o optymalnej grubości materiału termoizolacyjnego: ДП 120, a całkowita grubość panelu powinna wynosić 120 mm. Podobnie oblicza się obliczenia cieplne budynku jako całości.

Konieczność przeprowadzenia obliczeń

Zaprojektowany na podstawie obliczeń inżynierii cieplnej, wykonany prawidłowo, obwiednia budynku pozwala obniżyć koszty ogrzewania, którego koszt wzrasta regularnie. Ponadto ochrona ciepła uważana jest za ważne zadanie środowiskowe, ponieważ jest bezpośrednio związana ze zmniejszeniem zużycia paliwa, co prowadzi do zmniejszenia wpływu czynników negatywnych na środowisko.

Ponadto warto pamiętać, że niewłaściwie wykonana izolacja może prowadzić do nadmiernego zwilżania konstrukcji, co spowoduje powstawanie pleśni na powierzchni ścian. Z kolei tworzenie się pleśni doprowadzi do pogorszenia dekoracji wnętrz (złuszczanie tapet i farby, niszczenie warstwy tynku). W szczególnie zaawansowanych przypadkach może być konieczna radykalna interwencja.

Bardzo często firmy budowlane w swoich działaniach starają się wykorzystywać nowoczesne technologie i materiały. Tylko specjalista może zrozumieć potrzebę zastosowania tego lub tego materiału, zarówno osobno, jak iw połączeniu z innymi. Obliczenia termiczne pomogą określić najbardziej optymalne rozwiązania, które zapewnią trwałość elementów konstrukcyjnych i minimalne koszty finansowe.