Vytvorenie pohodlných podmienok pre život alebo prácu je prvoradou úlohou stavby. Významná časť územia našej krajiny sa nachádza v severných zemepisných šírkach s chladnou klímou. Preto je vždy dôležité udržiavať príjemnú teplotu v budovách. S rastom energetických taríf sa do popredia dostáva znižovanie spotreby energie na vykurovanie.
Klimatické vlastnosti
Výber konštrukcie steny a strechy závisí predovšetkým od klimatických podmienok oblasti výstavby. Na ich určenie je potrebné odkázať na SP131.13330.2012 „Stavebná klimatológia“. Pri výpočtoch sa používajú nasledujúce množstvá:
- teplota najchladnejšieho päťdňového obdobia s bezpečnosťou 0,92, označená Tn;
- priemerná teplota, označená ako Tot;
- trvanie, označené ZOT.
V príklade pre Murmansk majú hodnoty nasledujúce hodnoty:
- Тн=-30 stupňov;
- Tot=-3,4 stupňa;
- ZOT=275 dní.
Okrem toho je potrebné nastaviť návrhovú teplotu vo vnútri izbovej TV, je určená v súlade s GOST 30494-2011. Na bývanie si môžete vziať TV=20 stupňov.
Ak chcete vykonať tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií, vopred vypočítajte hodnotu GSOP (deň vykurovacieho obdobia):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. V našom príklade GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Kľúčové ukazovatele
Pre správny výber materiálov obvodového plášťa budovy je potrebné určiť, aké by mali mať tepelné vlastnosti. Schopnosť látky viesť teplo je charakterizovaná jej tepelnou vodivosťou, ktorá sa označuje gréckym písmenom l (lambda) a meria sa vo W / (m x stupňov). Schopnosť konštrukcie udržať teplo je charakterizovaná jej odolnosťou voči prenosu tepla R a rovná sa pomeru hrúbky k tepelnej vodivosti: R=d/l.
Ak štruktúra pozostáva z niekoľkých vrstiev, odpor sa vypočíta pre každú vrstvu a potom sa sčíta.
Odpor prestupu tepla je hlavným ukazovateľom vonkajšej konštrukcie. Jeho hodnota musí prekročiť štandardnú hodnotu. Pri tepelnotechnickom výpočte obvodového plášťa budovy musíme určiť ekonomicky opodstatnenú skladbu stien a strechy.
Hodnoty tepelnej vodivosti
Kvalita izolácieurčená predovšetkým tepelnou vodivosťou. Každý certifikovaný materiál prechádza laboratórnymi skúškami, na základe ktorých je táto hodnota určená pre prevádzkové podmienky „A“alebo „B“. Pre našu krajinu väčšina regiónov zodpovedá prevádzkovým podmienkam „B“. Pri vykonávaní tepelnotechnického výpočtu obvodových konštrukcií domu by sa mala použiť táto hodnota. Hodnoty tepelnej vodivosti sú uvedené na štítku alebo v materiálovom pase, ale ak nie sú k dispozícii, môžete použiť referenčné hodnoty z Kódexu postupov. Hodnoty pre najobľúbenejšie materiály sú uvedené nižšie:
- Bežné murivo – 0,81 W (m x stupeň).
- Silikátové tehlové murivo - 0,87 W(m x stupeň).
- Plynobetón (hustota 800) - 0,37 W (m x stupeň).
- Ihličnaté drevo – 0,18 W (m x stupeň).
- Extrudovaný polystyrén – 0,032 W (m x stupeň).
- Dosky z minerálnej vlny (hustota 180) - 0,048 W (m x stupeň).
Normálna hodnota odporu prestupu tepla
Vypočítaná hodnota odporu prestupu tepla by nemala byť menšia ako základná hodnota. Základná hodnota je určená podľa tabuľky 3 SP50.13330.2012 „Tepelná ochrana budov“. Tabuľka definuje koeficienty pre výpočet základných hodnôt odporu prestupu tepla pre všetky obvodové konštrukcie a typy budov. V pokračovaní začatého tepelnotechnického výpočtu obvodových konštrukcií je možné uviesť príklad výpočtu takto:
- Rsten=0,00035 x 6435 + 1,4=3,65 (m x deg/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x deg/W).
- Rchard=0,00045 x 6435 + 1,9=4,79 (m x deg/W).
- Rockna=0,00005 x 6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Teplotechnický výpočet vonkajšej obvodovej konštrukcie sa vykonáva pre všetky konštrukcie, ktoré uzatvárajú "teplý" obrys - podlaha na prízemí alebo podlaha technického podzemia, vonkajšie steny (vrátane okien a dverí), kombinované kryt alebo podlaha nevykurovaného podkrovia. Výpočet sa musí vykonať aj pre vnútorné konštrukcie, ak je teplotný rozdiel v susedných miestnostiach väčší ako 8 stupňov.
Termotechnický výpočet stien
Väčšina stien a stropov je viacvrstvová a ich dizajn je heterogénny. Tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií viacvrstvovej konštrukcie je nasledujúci:
Ak vezmeme do úvahy murovanú omietnutú stenu, dostaneme nasledujúcu konštrukciu:
- vonkajšia vrstva omietky hrúbka 3 cm, tepelná vodivosť 0,93 W(m x stupeň);
- masívne murivo z hlinených tehál 64 cm, tepelná vodivosť 0,81 W(m x stupeň);
- Vnútorná vrstva omietky hrúbka 3 cm, tepelná vodivosť 0,93 W(m x stupeň).
Vzorec pre tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií je nasledujúci:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x deg/W).
Výsledná hodnota je výrazne nižšia ako predtým určená hodnota základného odporuprenos tepla stien obytného domu v Murmansk 3, 65 (m x deg / W). Stena nespĺňa regulačné požiadavky a je potrebné ju zatepliť. Na izoláciu stien používame dosky z minerálnej vlny s hrúbkou 150 mm a tepelnou vodivosťou 0,048 W (m x stupeň).
Po výbere zatepľovacieho systému je potrebné vykonať overovací tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií. Príklad výpočtu je uvedený nižšie:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x deg/W).
Získaná vypočítaná hodnota je väčšia ako základná hodnota - 3,65 (m x deg / W), izolovaná stena spĺňa požiadavky noriem.
Výpočet presahov a kombinovaných krytín sa vykonáva podobne.
Tepelnotechnický výpočet podláh v kontakte so zemou
V súkromných domoch alebo verejných budovách sú podlahy na prvom poschodí často postavené na zemi. Odolnosť proti prestupu tepla takýchto podláh nie je štandardizovaná, ale minimálne konštrukcia podláh nesmie prepúšťať rosu. Výpočet štruktúr v kontakte so zemou sa vykonáva nasledovne: podlahy sú rozdelené na pásy (zóny) široké 2 metre, začínajúce od vonkajšej hranice. Vyčlenené sú až tri takéto zóny, zvyšná oblasť patrí do štvrtej zóny. Ak konštrukcia podlahy nezabezpečuje účinnú izoláciu, potom sa odpor zón prestupu tepla berie takto:
- 1 zóna – 2, 1 (m x deg/W);
- 2 zóna – 4, 3 (m x deg/W);
- 3 zóna – 8, 6 (m x deg/W);
- 4 zóna – 14, 3 (m x deg/W).
Je ľahké vidieť, že čím ďalej je podlaha od vonkajšej steny, tým vyššia je jej odolnosť voči prestupu tepla. Preto sa často obmedzujú na otepľovanie obvodu podlahy. Zároveň sa odpor prestupu tepla zateplenej konštrukcie pripočítava k odporu prestupu tepla zóny. Príklad výpočtu podláh na zemi bude zvážený nižšie. Vezmime si podlahovú plochu 10 x 10, čo sa rovná 100 metrom štvorcových.
- Rozloha 1 zóny bude 64 metrov štvorcových.
- Rozloha zóny 2 bude 32 metrov štvorcových.
- Rozloha zóny 3 bude 4 metre štvorcové.
Priemerný odpor prestupu tepla podlahy na zemi:Rpodlaha=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x stupeň/ Ut).
Po dokončení izolácie obvodu podlahy doskou z penového polystyrénu s hrúbkou 5 cm, pásom širokým 1 meter, získame priemernú hodnotu odporu prestupu tepla:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x deg/W).
Je dôležité poznamenať, že týmto spôsobom sa počítajú nielen podlahy, ale aj konštrukcie stien v kontakte so zemou (steny ustúpeného podlažia, teplý suterén).
Termotechnický výpočet dverí
Základná hodnota odporu prestupu tepla vchodových dverí sa počíta trochu inak. Na jej výpočet je potrebné najskôr vypočítať odpor steny pri prestupe tepla podľa sanitárneho a hygienického kritéria (bez spalínrosa): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Tu ДТн - teplotný rozdiel medzi vnútorným povrchom steny a teplotou vzduchu v miestnosti, je určený podľa Kódexu pravidiel a pre bývanie je 4,0.
av - prestup tepla koeficient vnútorného povrchu steny podľa spoločného podniku je 8, 7. Základná hodnota dverí sa rovná 0,6xRst.
Pre vybrané prevedenie dverí je potrebné vykonať overovací tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií. Príklad výpočtu vchodových dverí:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Táto konštrukčná hodnota bude zodpovedať dverám izolovaným doskou z minerálnej vlny s hrúbkou 5 cm.
Komplexné požiadavky
Výpočty stien, podláh alebo krytín sa vykonávajú na kontrolu požiadaviek predpisov pre jednotlivé prvky. Súbor pravidiel tiež stanovuje úplnú požiadavku, ktorá charakterizuje kvalitu izolácie všetkých obvodových konštrukcií ako celku. Táto hodnota sa nazýva "špecifická charakteristika tepelného tienenia". Ani jeden tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií sa nezaobíde bez jeho overenia. Príklad výpočtu JV je uvedený nižšie.
| Názov dizajnu | Square | R | A/R |
| Steny | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Covering | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Strop v suteréne | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Dvere | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Suma | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, čo je menej ako normalizovaná hodnota 0,52. V tomto prípade sa plocha a objem berú pre dom s rozmermi 10 x 10 x 2,5 m. Prenos tepla odpory sa rovnajú základným hodnotám.
Normalizovaná hodnota sa určuje v súlade so spoločným podnikom v závislosti od vykurovaného objemu domu.
Okrem zložitej požiadavky na vypracovanie energetického pasportu vykonajú aj tepelnotechnický výpočet obvodových konštrukcií, príklad pasportu je uvedený v prílohe SP50.13330.2012.
Koeficient rovnomernosti
Všetky vyššie uvedené výpočty sú použiteľné pre homogénne štruktúry. Čo je v praxi dosť zriedkavé. Aby sa zohľadnili nehomogenity, ktoré znižujú odpor voči prenosu tepla, zavádza sa korekčný faktor pre tepelnú rovnomernosť r. Zohľadňuje zmenu odporu prestupu tepla spôsobenú okennými a dverovými otvormi, vonkajšími rohmi, nehomogénnymi inklúziami (napríklad preklady, trámy, armovacie pásy), studenými mostami atď.
Výpočet tohto koeficientu je pomerne komplikovaný, takže v zjednodušenej forme môžete použiť približné hodnoty z referenčnej literatúry. Napríklad pre murivo - 0,9, trojvrstvové panely - 0,7.
Efektívna izolácia
Pri výbere zatepľovacieho systému domu je ľahké sa uistiť, že splniť moderné požiadavky na tepelnú ochranu je takmer nemožné bez použitia účinnej izolácie. Ak teda použijete tradičnú hlinenú tehlu, budete potrebovať murivo s hrúbkou niekoľkých metrov, čo nie je ekonomicky realizovateľné. Nízka tepelná vodivosť moderných izolácií na báze expandovaného polystyrénu alebo kamennej vlny zároveň umožňuje obmedziť sa na hrúbky 10-20 cm.
Napríklad na dosiahnutie základnej hodnoty odporu prenosu tepla 3,65 (m x deg/W) by ste potrebovali:
- 3 m hrubá tehlová stena;
- pokládka penobetónových blokov 1,4 m;
- izolácia z minerálnej vlny 0,18 m.
