Aby byl váš domov teplý i v těch nejkrutějších mrazech, je nutné zvolit správný zateplovací systém – k tomu se provádí tepelnětechnický výpočet vnější stěny Výsledek výpočtů ukazuje, jak efektivní je skutečný nebo projektovaný způsob izolace je.
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 prostor - obytná budova, průmyslová 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 materiály, 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").
Účelem tepelnětechnického výpočtu obvodové stěny je stanovení požadovaného (Rtr) a skutečného (Rph) odporu prostupu tepla.
Výpočet
- 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. (délka topné sezóny dle stejné tabulky).
Nahrazením tabulkových hodnot zjistí: GSOP = 4551О С*den; Rtr = 2,99 m2*C/W - Podle tabulky 2 SP50.13330.2012 pro normální vlhkost vyberte koeficienty tepelné vodivosti každé vrstvy „koláče“: 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. 
- "TeReMok". Zadávají se počáteční údaje: typ budovy (obytná), vnitřní teplota 20O, vlhkostní režim - normální, oblast bydliště - Moskva. V dalším okně se otevře 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 neodstraňuje jeho nevýhodu: nebere v úvahu různé tepelné vodivosti zdicího materiálu a malty. Díky autorovi můžete říci na této adrese http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/ - 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 vydá protokol, jaký je skutečný tepelný odpor vybrané konstrukce a zda splňuje klimatické podmínky. 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.
Při provozu objektu je nežádoucí jak přehřívání, tak zamrzání. Výpočty tepelné techniky, které jsou neméně důležité než výpočet účinnosti, pevnosti, požární odolnosti a životnosti, vám umožní určit zlatou střední cestu.
Na základě tepelně technických norem, klimatických charakteristik, paropropustnosti a propustnosti vlhkosti jsou vybírány materiály pro konstrukci obvodových konstrukcí. Na to, jak tento výpočet provést, se podíváme v článku.
Hodně záleží na tepelně technických vlastnostech trvalého obestavby budovy. To a vlhkost konstrukční prvky a indikátory teploty, které ovlivňují přítomnost nebo nepřítomnost kondenzace na vnitřní příčky a podlahy.
Výpočet ukáže, zda budou zachovány stabilní teplotní a vlhkostní charakteristiky při plusových a mínusových teplotách. Výčet těchto charakteristik zahrnuje i takový ukazatel, jako je množství tepla ztraceného pláštěm budovy v chladném období.
Nemůžete začít navrhovat, aniž byste měli všechna tato data. Na jejich základě se volí tloušťka stěn a stropů a posloupnost vrstev.
Podle předpisů GOST 30494-96 hodnoty teploty v interiéru. V průměru je to 21⁰. Relativní vlhkost přitom musí zůstat v příjemném rozmezí, což je v průměru 37 %. Nejvyšší rychlost pohybu vzduchové hmoty je 0,15 m/s
Výpočet tepelné techniky má za cíl určit:
- Jsou provedení shodná s uvedenými požadavky z hlediska tepelné ochrany?
- Jak plně je zajištěno příjemné mikroklima uvnitř budovy?
- Je zajištěna optimální tepelná ochrana konstrukcí?
Základním principem je udržování rovnováhy rozdílu teplotních ukazatelů atmosféry vnitřních konstrukcí plotů a areálů. Pokud toto nebude dodrženo, tyto povrchy budou absorbovat teplo a teplota uvnitř zůstane velmi nízká.
Vnitřní teplota by neměla být výrazně ovlivněna změnami tepelného toku. Tato vlastnost se nazývá tepelná odolnost.
Provedením tepelného výpočtu se určí optimální meze (minimální a maximální) rozměrů stěn a tlouštěk stropů. To zaručuje provoz budovy po dlouhou dobu, a to jak bez extrémního zamrzání konstrukcí, tak i bez přehřívání.
Možnosti provádění výpočtů
Chcete-li provést výpočty tepla, potřebujete počáteční parametry.
Závisí na řadě vlastností:
- Účel budovy a její typ.
- Orientace vertikálních obvodových konstrukcí vzhledem ke světovým stranám.
- Geografické parametry budoucího domova.
- Objem budovy, její počet podlaží, plocha.
- Typy a rozměry dveřních a okenních otvorů.
- Druh vytápění a jeho technické parametry.
- Počet trvale bydlících obyvatel.
- Materiály pro svislé a vodorovné oplocení.
- Stropy v horním patře.
- Zařízení pro dodávku teplé vody.
- Typ ventilace.
Při výpočtu se berou v úvahu i ostatní designové prvky budov. Vzduchová propustnost obvodových konstrukcí by neměla přispívat k nadměrnému ochlazování uvnitř domu a snižovat vlastnosti tepelné ochrany prvků.
Tepelné ztráty jsou také způsobeny podmáčením stěn a navíc s tím souvisí i vlhkost, která negativně ovlivňuje životnost stavby.
V procesu výpočtu se nejprve určí tepelně technické údaje stavebních materiálů, ze kterých jsou vyrobeny obvodové prvky budovy. Kromě toho podléhá stanovení snížený odpor prostupu tepla a dodržení jeho standardní hodnoty.
Vzorce pro provádění výpočtů
Tepelné ztráty z domu lze rozdělit na dvě hlavní části: ztráty pláštěm budovy a ztráty způsobené provozem. Navíc se při vybíjení ztrácí teplo teplá voda do kanalizačního systému.
Pro materiály, ze kterých jsou obvodové konstrukce konstruovány, je nutné zjistit hodnotu indexu tepelné vodivosti Kt (W/m x stupeň). Jsou v příslušných referenčních knihách.
Nyní, když známe tloušťku vrstev, podle vzorce: R = S/Kt, vypočítejte tepelný odpor každé jednotky. Pokud je struktura vícevrstvá, všechny získané hodnoty se sečtou.
Nejjednodušší způsob, jak určit velikost tepelných ztrát, je sečíst tepelné toky skrz obvodové konstrukce, které ve skutečnosti tvoří tuto budovu.
Podle této metodiky berou v úvahu skutečnost, že materiály, které tvoří strukturu, mají odlišnou strukturu. Počítá se také s tím, že tepelný tok jimi procházející má různá specifika.
Pro každou jednotlivou konstrukci je tepelná ztráta určena vzorcem:
Q = (A/R) x dT
- A - plocha v m².
- R - odolnost konstrukce proti prostupu tepla.
- dT - teplotní rozdíl mezi venku a uvnitř. Je třeba stanovit pro nejchladnější 5denní období.
Provedením výpočtu tímto způsobem můžete získat výsledek pouze pro nejchladnější pětidenní období. Celková tepelná ztráta za celé chladné období se stanoví se zohledněním parametru dT, přičemž se nebere v úvahu nejnižší teplota, ale průměrná.
Míra vstřebávání tepla a také přenos tepla závisí na vlhkosti klimatu v regionu. Z tohoto důvodu se při výpočtech používají vlhkostní mapy.
Existuje na to vzorec:
W = ((Q + QV) x 24 x N)/1000
V něm je N doba trvání topného období ve dnech.
Nevýhody výpočtu plochy
Výpočet na základě plošného ukazatele není příliš přesný. Zde se neberou v úvahu takové parametry, jako je klima, ukazatele teploty, minimální i maximální, a vlhkost. Vzhledem k ignorování mnoha důležitých bodů má výpočet značné chyby.
Projekt často ve snaze je pokrýt obsahuje „rezervu“.
Pokud je přesto pro výpočet zvolena tato metoda, je třeba vzít v úvahu následující nuance:
- Pokud je výška svislých plotů do tří metrů a na jedné ploše nejsou více než dva otvory, je lepší výsledek vynásobit 100 W.
- Pokud projekt zahrnuje balkon, dvě okna nebo lodžii, vynásobte průměrem 125 W.
- Pokud jsou prostory průmyslové nebo skladové, používá se multiplikátor 150 W.
- Pokud jsou otopná tělesa umístěna v blízkosti oken, jejich návrhová kapacita se zvyšuje o 25 %.
Vzorec pro oblast je:
Q=S x 100 (150) W.
Zde Q je komfortní úroveň tepla v budově, S je vytápěná plocha v m². Čísla 100 nebo 150 představují konkrétní množství tepelné energie spotřebované na vytápění 1 m².
Ztráty větráním domu
Klíčovým parametrem je v tomto případě rychlost výměny vzduchu. Za předpokladu, že stěny domu jsou paropropustné, je tato hodnota rovna jedné.
Pronikání studeného vzduchu do domu se provádí přívodním větráním. Odtahová ventilace napomáhá úniku teplého vzduchu. Rekuperátor-výměník snižuje ztráty větráním. Nedovoluje, aby teplo unikalo spolu s odcházejícím vzduchem a ohřívá proudy příchozího vzduchu
Předpokládá se, že vzduch uvnitř budovy se kompletně obnoví během jedné hodiny. Budovy postavené podle normy DIN mají stěny s parotěsnými zábranami, takže zde je rychlost výměny vzduchu brána jako dvě.
Existuje vzorec, který určuje tepelné ztráty ventilačním systémem:
Qv = (V x Kv: 3600) x P x C x dT
Zde symboly znamenají následující:
- Qв - tepelné ztráty.
- V je objem místnosti v mᶾ.
- P - hustota vzduchu. jeho hodnota je rovna 1,2047 kg/mᶾ.
- Kv - kurz výměny vzduchu.
- C - měrná tepelná kapacita. To se rovná 1005 J/kg x C.
Na základě výsledků tohoto výpočtu je možné určit výkon generátoru tepla otopné soustavy. Pokud je hodnota výkonu příliš vysoká, může být východiskem ze situace. Podívejme se na pár příkladů domů z různých materiálů.
Příklad tepelnětechnického výpočtu č.1
Vypočítejme obytnou budovu nacházející se v klimatické oblasti 1 (Rusko), podokres 1B. Všechna data jsou převzata z tabulky 1 SNiP 23-01-99. Nejchladnější teplota pozorovaná za pět dní s pravděpodobností 0,92 je tн = -22⁰С.
V souladu s SNiP trvá topné období (zop) 148 dní. Průměrná teplota během topného období s průměrnou denní teplotou vzduchu venku je 8⁰ - tot = -2,3⁰. Venkovní teplota v topná sezóna-tht = -4,4⁰.
Tepelné ztráty doma - nejdůležitější moment ve fázi návrhu. Výběr stavebních materiálů a izolace závisí na výsledcích výpočtu. Nejsou žádné nulové ztráty, ale musíte se snažit zajistit, aby byly co nejúčelnější
Podmínkou je, že teplota v místnostech domu musí být 22⁰. Dům má dvě podlaží a stěny tloušťky 0,5 m. Jeho výška je 7 m, půdorysné rozměry jsou 10 x 10 m. Materiál svislých obvodových konstrukcí je teplá keramika. Pro něj je součinitel tepelné vodivosti 0,16 W/m x C.
Jako vnější izolace byla použita minerální vlna o tloušťce 5 cm. Hodnota Kt pro něj je 0,04 W/m x C. Počet okenních otvorů v domě je 15 ks. 2,5 m² každý.
Tepelné ztráty stěnami
Nejprve je potřeba definovat tepelný odpor jako keramická stěna a izolace. V prvním případě R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 čtverečních. m x C/W. Ve druhém - R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 čtverečních. m x C/W. Obecně platí, že pro svislý plášť budovy: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 čtverečních metrů. m x C/W.
Protože tepelné ztráty jsou přímo úměrné ploše obvodových konstrukcí, vypočítáme plochu stěn:
A = 10 x 4 x 7 – 15 x 2,5 = 242,5 m²
Nyní můžete určit tepelné ztráty stěnami:
Qс = (242,5: 4,375) x (22 – (-22)) = 2438,9 W.
Tepelné ztráty vodorovnými uzavíracími konstrukcemi se počítají obdobným způsobem. Na závěr jsou všechny výsledky sečteny.
Pokud je suterén pod podlahou prvního patra vytápěn, není nutné podlahu izolovat. Stále je lepší obložit stěny sklepa izolací, aby teplo neunikalo do země.
Stanovení ztrát větráním
Pro zjednodušení výpočtu neberou v úvahu tloušťku stěn, ale jednoduše určují objem vzduchu uvnitř:
V = 10x10x7 = 700 mᶾ.
Při výměně vzduchu Kv = 2 budou tepelné ztráty:
Qв = (700 x 2): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 20 776 W.
Pokud Kv = 1:
QV = (700 x 1): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 10 358 W.
Účinné větrání obytné budovy poskytují rotační a deskové rekuperátory. Účinnost prvního je vyšší, dosahuje 90 %.
Příklad tepelnětechnického výpočtu č. 2
Je nutné vypočítat ztráty přes 51 cm silnou cihlovou zeď. Izoluje se 10 cm vrstvou minerální vlna. Venku – 18⁰, uvnitř – 22⁰. Rozměry stěny jsou 2,7 m na výšku a 4 m na délku. Jediná vnější stěna místnosti je orientována na jih, bez venkovních dveří.
Pro cihlu je součinitel tepelné vodivosti Kt = 0,58 W/mºC, pro minerální vlnu - 0,04 W/mºC. Tepelná odolnost:
R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 čtverečních. m x C/W. R2 = 0,1: 0,04 = 2,5 čtverečních. m x C/W. Obecně platí, že pro svislý plášť budovy: R = R1 + R2 = 0,879 + 2,5 = 3,379 čtverečních metrů. m x C/W.
Plocha vnější stěny A = 2,7 x 4 = 10,8 m²
Tepelné ztráty stěnou:
Qс = (10,8: 3,379) x (22 – (-18)) = 127,9 W.
Pro výpočet ztrát okny se používá stejný vzorec, ale jejich tepelný odpor je zpravidla uveden v pasu a není třeba jej vypočítat.
Při tepelné izolaci domu jsou okna „slabým článkem“. Ztrácí se jimi poměrně velká část tepla. Vícevrstvá okna s dvojitým zasklením, fólie odrážející teplo, dvojité rámy sníží ztráty, ale ani to nepomůže úplně zabránit tepelným ztrátám
Pokud má dům energeticky úsporná okna o rozměrech 1,5 x 1,5 m², orientovaná na sever a tepelný odpor je 0,87 m2°C/W, pak ztráty budou:
Q® = (2,25: 0,87) x (22 – (-18)) = 103,4 t.
Příklad tepelnětechnického výpočtu č. 3
Proveďme tepelný výpočet dřevostavby srubové stavby s fasádou z borové kulatiny o tloušťce vrstvy 0,22 m Koeficient pro tento materiál je K = 0,15. V této situaci budou tepelné ztráty:
R = 0,22: 0,15 = 1,47 m² x ⁰С/W.
Nejvíce nízká teplota pětidenní období - -18⁰, pro pohodlí v domě je teplota nastavena na 21⁰. Rozdíl bude 39⁰. Na ploše 120 m² bude výsledkem:
Qс = 120 x 39: 1,47 = 3184 W.
Pro srovnání si definujme ztráty cihlový dům. Koeficient pro vápenopískovou cihlu je 0,72.
R = 0,22: 0,72 = 0,306 m² x ⁰С/W.
Qс = 120 x 39: 0,306 = 15 294 W.
Za stejných podmínek dřevěný dům ekonomičtější. Vápenopísková cihla se zde pro stavbu zdí vůbec nehodí.
Dřevěná konstrukce má vysokou tepelnou kapacitu. Jeho uzavírací konstrukce udržují příjemnou teplotu po dlouhou dobu. Přesto i srubový dům potřebuje zateplit a je lepší to udělat uvnitř i venku
Příklad výpočtu tepla č. 4
Dům bude postaven v Moskevské oblasti. Pro výpočet byla vzata stěna z pěnových bloků. Jak se izolace aplikuje. Dokončení konstrukce je z obou stran omítkou. Jeho struktura je vápencovo-písková.
Expandovaný polystyren má hustotu 24 kg/mᶾ.
Relativní vlhkost vzduchu v místnosti je 55 % při průměrné teplotě 20⁰. Tloušťka vrstvy:
- omítka - 0,01 m;
- pěnový beton - 0,2 m;
- pěnový polystyren - 0,065 m.
Úkolem je zjistit požadovaný odpor prostupu tepla a skutečný. Požadovaný Rtr se určí nahrazením hodnot ve výrazu:
Rtr=a x GSOP+b
kde GOSP je denostupeň topné sezóny, aab jsou koeficienty převzaté z tabulky č. 3 Řádu 50.13330.2012. Protože je budova obytná, a je 0,00035, b = 1,4.
GSOP se vypočítá pomocí vzorce převzatého ze stejného SP:
GOSP = (tv – tot) x zot.
V tomto vzorci tв = 20⁰, tоt = -2,2⁰, zоt - 205 je topné období ve dnech. Proto:
GSOP = (20 – (-2,2)) x 205 = 4551⁰ C x den;
Rtr = 0,00035 x 4551 + 1,4 = 2,99 m2 x C/W.
Pomocí tabulky č. 2 SP50.13330.2012 určete součinitele tepelné vodivosti pro každou vrstvu stěny:
- λbl = 0,81 W/m⁰С;
- λb2 = 0,26 W/m⁰С;
- λb3 = 0,041 W/m⁰С;
- λb4 = 0,81 W/m⁰С.
Celkový podmíněný odpor proti přenosu tepla Ro je roven součtu odporů všech vrstev. Vypočítá se pomocí vzorce:
Dosazením hodnot získáme: Rо arb. = 2,54 m2°C/W. Rф se určí vynásobením Ro koeficientem r rovným 0,9:
Rf = 2,54 x 0,9 = 2,3 m2 x °C/W.
Výsledek vyžaduje změnu konstrukce uzavíracího prvku, protože skutečný tepelný odpor je menší než vypočítaný.
Existuje mnoho počítačových služeb, které urychlují a zjednodušují výpočty.
S definicí přímo souvisí tepelné výpočty. Co to je a jak najít jeho význam, se dozvíte z článku, který doporučujeme.
Závěry a užitečné video k tématu
Provádění tepelně technických výpočtů pomocí online kalkulačky:
Správný tepelný výpočet:
Kompetentní tepelnětechnický výpočet vám umožní vyhodnotit účinnost izolace vnějších prvků domu a určit výkon potřebného topného zařízení.
V důsledku toho můžete ušetřit peníze při nákupu materiálů a topných zařízení. Je lepší vědět předem, zda si zařízení poradí s vytápěním a klimatizací budovy, než kupovat vše nahodile.
Zanechte komentáře, ptejte se a zveřejňujte fotografie související s tématem článku v bloku níže. Řekněte nám, jak vám tepelně technické výpočty pomohly vybrat topné zařízení požadovaného výkonu nebo izolačního systému. Je možné, že vaše informace budou užitečné pro návštěvníky webu.
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 systému vytápění a větrání;
- výběr stavebních materiálů;
- rozbor provozních podmínek budovy.
To vše je spojeno jednotlivými hodnotami získanými jako výsledek operací vypořádání. 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 pohodlí klimatické podmínky 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 topný systém, 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 limity - minimální a maximální) tloušťku stěn obvodových a nosných konstrukcí, což zajistí dlouhodobý provoz bez zamrzání a přehřívání podlah 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.;
- rysy klimatického režimu v této oblasti - maximální a minimální hranice teploty, 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;
- provoz přirozené nebo umělé 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, které řídí organizaci a regulaci výstavby, jakož i kontrolu provádění bezpečnostních předpisů, vypracovaly SNiP č. 23-02-2003, který podrobně stanoví normy pro provádění opatření pro tepelnou ochranu budov.
Dokument naznačuje inženýrská řešení, která zajistí nejhospodárnější spotřebu tepelné energie, která jde do vytápění prostor (bytových nebo průmyslových, komunálních) v topném 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 a také k negativnímu dopadu na zdraví lidí v místnosti.
- 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:
- Účel stavby je obytný, průmyslový popř veřejné prostory, konkrétní účel.
- Zeměpisná šířka oblasti, kde se zařízení nachází nebo bude nacházet.
- Klimatické vlastnosti oblasti.
- Směr stěn je ke světovým stranám.
- Rozměry vstupních konstrukcí a okenní rámy- jejich výška, šířka, propustnost, typ oken - dřevěná, plastová atd.
- Výkon topných zařízení, rozmístění potrubí, baterií.
- Průměrný počet obyvatel nebo návštěvníků, pracovníků, pokud se jedná o průmyslové prostory, které se současně nacházejí uvnitř zdí.
- Stavební materiály, ze kterých jsou vyrobeny podlahy, stropy a jakékoli další prvky.
- Přítomnost nebo nepřítomnost nabídky horkou vodu, typ systému, který je za to zodpovědný.
- Vlastnosti větrání přirozeného (okna) i umělého - větrací 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 místnosti
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 z důvodu nezohlednění většiny důležitých prvků vedou k tomu, že samotný výpočet tepla může mít silnou chybu v obou směrech. Inženýři obvykle nechávají „rezervu“, takže musí instalovat topná zařízení, která nejsou plně využívána nebo hrozí vážné přehřátí. Často se vyskytují případy, kdy jsou topné a klimatizační systémy instalovány 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 regulace teploty;
- 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. Tuto hodnotu obvykle používají všechny obytné budovy, soukromé i bytové domy.
- Pokud design obsahuje dva okenní otvory nebo balkon, lodžii, pak se indikátor zvýší na 120-130 W.
- Pro průmyslové a skladovací zařízeníČastěji se bere koeficient 150 W.
- Při výběru topných zařízení (radiátorů), pokud jsou umístěny v blízkosti okna, stojí za to zvýšit jejich navržený 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 konstrukční práce jakékoliv 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 vytápění. S pomocí snadné funkce trasování čar a plánování vrstev, 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.
Je nutné určit tloušťku izolace v třívrstvé cihlové vnější stěně v obytném domě v Omsku. Konstrukce stěny: vnitřní vrstva - zdivo z obyčejných hliněných cihel o tloušťce 250 mm a objemové hmotnosti 1800 kg/m3, vnější vrstva - zdivo z lícových cihel o tloušťce 120 mm a objemové hmotnosti 1800 kg/m3 ; 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 t ext= 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 v zadání a jedná se o třívrstvý plot s vnitřní vrstvou o zdivo tl. 250 mm, vnější vrstva cihelného zdiva tl. 120 mm, mezi vnější a vnitřní vrstvou je 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 vnitřního povrchu, 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).
Dosaďte všechny definované hodnoty do vzorce 7 a vypočítejte minimální tloušťku 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 – t ext)/(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. Zároveň odpor vůči prostupu 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 nepřekračuje normovou hodnotu 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 denostupni 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, větší nebo rovno Rreg, pak toto provedení splňuje požadavky norem.
Závěr: pro bytový dům v Omsku akceptujeme okna v rámech z PVC s dvojskly ze skla s tvrdým selektivním povlakem a vyplněním meziskelního prostoru argonem Ro r = 0,65 m20 C/W více Rreg = 0,61 m20 C/W.
LITERATURA
- SNiP 23.02.2003. Tepelná ochrana budov.
- SP 23-101-2004. Návrh tepelné ochrany.
- SNiP 23-01-99*. Stavební klimatologie.
- SNiP 31.01.2003. Obytné vícebytové domy.
- SNiP 2.08.02-89 *. Veřejné budovy a stavby.
Pokud plánujete stavět
malá zděná chaloupka, pak vás jistě napadnou otázky: „Jaké
tloušťka by měla být stěna?", "Potřebujete izolaci?", "Na kterou stranu ji položit?"
izolace? atd. atd.
V tomto článku se o to pokusíme
pochopte to a odpovězte na všechny vaše otázky.
Tepelný výpočet
obklopující struktura je potřebná především k tomu, abychom zjistili, která
tloušťka by měla být vaše vnější stěna.
Nejprve se musíte rozhodnout, kolik
podlaží budou ve vaší budově a v závislosti na tom se provede výpočet
obestavujících konstrukcí dle únosnosti (není v tomto článku).
Podle tohoto výpočtu určíme
počet cihel ve zdivu vaší budovy.
Například se ukázalo 2 hlína
cihly bez dutin, délka cihly 250 mm,
tloušťka malty 10 mm, celkem 510 mm (hustota cihel 0,67
Bude se nám to hodit později). Rozhodli jste se pokrýt vnější povrch
obkladové dlaždice, tloušťka 1 cm (nezapomeňte se informovat při nákupu
hustota), a vnitřní povrch je obyčejná omítka, tloušťka vrstvy 1,5
cm, také nezapomeňte zjistit jeho hustotu. Celkem 535 mm.
Aby budova ne
zhroutil, to je jistě dost, ale bohužel ve většině měst
Ruské zimy jsou chladné a proto takové stěny promrznou. A tak jako ne
Stěny byly promrzlé, potřebovali jsme další vrstvu izolace.
Vypočítá se tloušťka izolační vrstvy
následovně:
1. Musíte si stáhnout SNiP na internetu
II 3-79* —
„Stavební tepelné inženýrství“ a SNiP 23-01-99 - „Stavební klimatologie“.
2. Otevřená konstrukce SNiP
klimatologii a najděte své město v tabulce 1* a podívejte se na hodnotu na křižovatce
sloupec „Teplota vzduchu nejchladnějšího pětidenního období, °C, bezpečnost
0,98" a linky s vaším městem. Například pro město Penza je t n = -32 o C.
3. Odhadovaná teplota vnitřního vzduchu
vzít
tin = 20 °C.
Součinitel prostupu tepla vnitřními stěnamiA in = 8,7 W/m 2˚С
Součinitel prostupu tepla pro vnější stěny v zimních podmínkáchA n = 23W/m2·˚С
Standardní teplotní rozdíl mezi vnitřní teplotou
vzduchu a teploty vnitřního povrchu obklopujících konstrukcíΔ tn = 4 °C.
4. Další
Požadovaný odpor prostupu tepla určíme pomocí vzorce #G0 (1a) z tepelné techniky budov
GSOP = (t v - t od.překl.) z od.překl. , GSOP=(20+4,5)·207=507,15 (pro město
Penza).
Pomocí vzorce (1) vypočítáme:
(kde sigma je přímá tloušťka
materiál a hustota lambda. jávzal to jako izolaci
polyuretanová pěnapanely s hustotou 0,025)
Tloušťku izolace bereme na 0,054 m.
Tloušťka stěny tedy bude:
d = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 =
0,01+0,51+0,054+0,015=0,589
m
Přišla sezóna rekonstrukcí. Rozbil mi hlavu: jak to udělat dobrá oprava za méně peněz. O úvěru nejsou žádné myšlenky. Spoléhat se pouze na stávající...
Místo toho, abyste velké rekonstrukce rok od roku odkládali, můžete se na to připravit tak, abyste to přežili s mírou...
Nejprve musíte odstranit vše, co zbylo ze staré společnosti, která tam pracovala. Rozbijeme umělou přepážku. Poté vše zlikvidujeme...
