Calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono: un esempio di calcolo e progettazione. La formula per il calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono
Creare condizioni di vita confortevoli oil lavoro è un compito fondamentale della costruzione. Una parte significativa del territorio del nostro paese si trova alle latitudini settentrionali con un clima freddo. Pertanto, mantenere una temperatura confortevole negli edifici è sempre di attualità. Con la crescita delle tariffe per l'energia, la riduzione del consumo di energia per il riscaldamento viene alla ribalta.
Caratteristiche climatiche
La scelta della costruzione di pareti e tetto dipende primasolo dalle condizioni climatiche dell'area di costruzione. Per la loro definizione è necessario fare riferimento a SP131.13330.2012 "Climatologia della costruzione". I seguenti valori vengono utilizzati nei calcoli:
- La temperatura del periodo di cinque giorni più freddo è 0.92, indicata da Tn;
- la temperatura media è indicata da Thoth;
- durata, è indicato da ZOT.
Per l'esempio di Murmansk, i valori hanno i seguenti significati:
- Тн = -30 gradi;
- Quella = -3,4 gradi;
- ZOT = 275 giorni.
Inoltre, è necessario impostare la temperatura di progetto all'interno della sala TV, in base a GOST 30494-2011. Per gli alloggi, puoi prendere TV = 20 gradi.
Per eseguire il calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono, il GSOP (giorno di laurea del periodo di riscaldamento) viene calcolato in anticipo:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
Nel nostro esempio, GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435.
Indicatori chiave
Per la giusta scelta di materiali protettiviÈ necessario determinare quali caratteristiche termiche dovrebbero possedere. La capacità di una sostanza di condurre il calore è caratterizzata dalla sua conduttività termica, indicata dalla lettera greca l (lambda) e misurata in W / (mx gradi). La capacità della struttura di trattenere il calore è caratterizzata dalla sua resistenza al trasferimento di calore R ed è uguale al rapporto tra lo spessore e la conduttività termica: R = d / l.
Nel caso in cui la struttura sia composta da più strati, la resistenza viene calcolata per ciascun livello e quindi sommata.
La resistenza al trasferimento di calore è la principaleun indicatore della struttura esterna. Il suo valore dovrebbe superare il valore normativo. Eseguendo il calcolo dell'ingegneria termica dell'involucro dell'edificio, dobbiamo determinare la composizione economicamente giustificata delle pareti e del tetto.
Valori di conducibilità termica
La qualità dell'isolamento termico è determinata nel primotrasformare la conducibilità termica. Ogni materiale certificato viene sottoposto a test di laboratorio, in base al quale questo valore viene determinato per le condizioni operative "A" o "B". Per la nostra nazione la maggior parte delle regioni corrisponde alle condizioni operative di "B". Eseguendo il calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono la casa, questo valore dovrebbe essere utilizzato. I valori di conducibilità termica sono indicati sull'etichetta o sul passaporto del materiale, ma se non sono disponibili, è possibile utilizzare i valori di riferimento del Codice di comportamento. I valori per i materiali più popolari sono indicati di seguito:
- Muratura di mattoni ordinari - 0,81 W (m х deg.).
- Massoneria in mattoni di silice - 0,87 W (m х deg.).
- Gas e calcestruzzo espanso (densità 800) - 0,37 W (mx gradi).
- Il legno delle specie conifere è di 0,18 W (grado mx).
- Schiuma di polistirene estruso - 0,032 W (mx grado).
- Lastre in lana minerale (densità 180) - 0,048 W (grado mx).
Il valore normativo della resistenza al trasferimento di calore
Il valore calcolato della resistenza al trasferimento di calore non lo èdeve essere inferiore al valore di base. Il valore di base viene determinato in base alla Tabella 3 SP50.13330.2012 "Protezione termica degli edifici". La tabella definisce i coefficienti per il calcolo dei valori di base della resistenza al trasferimento di calore di tutte le strutture e dei tipi di edifici. Continuando il calcolo teplotehnichesky iniziato di allegare disegni, un esempio di calcolo può essere presentato come segue:
- Rsten = 0.00035x6435 + 1.4 = 3.65 (mx deg / W).
- Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m х gradi / W).
- Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m х gradi / W).
- Rocka = 0,00005x6435 + 0,3 = 0,62 (mx gradi / W).
Calcolo termotecnico di contenimento esternola costruzione viene eseguita per tutte le strutture che chiudono il circuito "caldo" - il pavimento a terra o il pavimento del sottosuolo, le pareti esterne (comprese finestre e porte), il rivestimento combinato o la sovrapposizione di un solaio non riscaldato. Inoltre, il calcolo dovrebbe essere eseguito per le strutture interne, se la differenza di temperatura nelle stanze adiacenti è superiore a 8 gradi.
Ingegneria termica delle pareti
La maggior parte delle pareti e dei soffitti sono a più strati ed eterogenei nella loro costruzione. Il calcolo termotecnico delle strutture che racchiudono la struttura multistrato è il seguente:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
dove n è i parametri del n-esimo livello.
Se consideriamo un muro intonacato di mattoni, otteniamo la seguente costruzione:
- strato esterno di intonaco di 3 cm di spessore, conducibilità termica 0,93 W (grado mx);
- muratura in mattoni di argilla solida 64 cm, conducibilità termica 0,81 W (grado mx);
- lo strato interno di spessore di intonaco di 3 cm, conducibilità termica 0,93 W (m × grado).
La formula per il calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono è la seguente:
R = 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 0,85 (mx gradi / W).
Il valore ottenuto è molto più piccolodeterminato in precedenza il valore di base della resistenza al trasferimento di calore nelle pareti di un edificio residenziale a Murmansk 3,65 (mx gradi / W). Il muro non soddisfa i requisiti normativi e deve essere isolato. Utilizziamo pannelli in lana minerale dello spessore di 150 mm e conducibilità termica 0,048 W (mx grado) per riscaldare le pareti.
Dopo aver selezionato il sistema di isolamento termico, è necessario eseguire il calcolo di termotecnica di verifica delle strutture che racchiudono. L'esempio di calcolo è il seguente:
R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (mx gradi / W).
Il valore calcolato risultante è maggiore del valore base - 3,65 (mx deg / W), il muro isolato soddisfa i requisiti delle norme.
Il calcolo di sovrapposizioni e sovrapposizioni viene effettuato in modo simile.
Calcolo termico dei pavimenti a contatto con il terreno
Spesso in case private o edifici pubblicii pavimenti dei primi piani sono realizzati a terra. La resistenza al trasferimento di calore di tali pavimenti non è standardizzata, ma almeno la costruzione dei pavimenti non dovrebbe consentire la caduta della rugiada. Il calcolo delle strutture a contatto con il terreno viene effettuato come segue: i pavimenti sono divisi in fasce (zone) larghe 2 metri, a partire dal limite esterno. Tali zone sono assegnate fino a tre, l'area rimanente appartiene alla quarta zona. Se la struttura del pavimento non fornisce un isolamento efficace, la resistenza al trasferimento di calore delle zone viene adottata come segue:
- 1 zona - 2,1 (m х gradi / W);
- 2 zone - 4,3 (m х gradi / W);
- 3 zone - 8,6 (m х gradi / W);
- 4 zone - 14,3 (m х gradi / W).
È facile vedere che più l'area del pavimento è lontanasi trova dalla parete esterna, maggiore è la sua resistenza al trasferimento di calore. Pertanto, spesso limitato all'isolamento del perimetro del pavimento. In questo caso, la resistenza al trasferimento di calore della struttura isolata viene aggiunta alla resistenza di scambio termico della zona.
Calcolo della resistenza al trasferimento di calore del pavimentoè necessario includere nel calcolo generale dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono. Di seguito verrà considerato un esempio di calcolo dei piani sul terreno. Prendiamo una superficie di 10 x 10, pari a 100 mq.
- L'area di 1 zona sarà di 64 metri quadrati.
- La zona 2 è di 32 metri quadrati.
- L'area della 3a zona sarà di 4 metri quadrati.
Valore medio di resistenza al trasferimento di calore del pavimento sul terreno:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m х gradi / W).
Dopo aver completato l'isolamento del perimetro del pavimento con una lastra di polistirene con uno spessore di 5 cm, una striscia larga 1 metro, si ottiene il valore medio della resistenza al trasferimento di calore:
Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m х gradi / W).
È importante notare che in questo modo non vengono calcolati solo i piani, ma anche le strutture delle pareti a contatto con il terreno (pareti del pavimento incassato, scantinato caldo).
Termotecnica delle porte
Viene calcolato un valore base leggermente diversoresistenza al trasferimento di calore delle porte d'ingresso. Per calcolarlo, dovrai prima calcolare la resistenza al trasferimento di calore della parete secondo il criterio igienico-sanitario (rugiada non in caduta):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).
Qui DTN - la differenza di temperatura tra la superficie interna del muro e la temperatura dell'aria nella stanza, è determinata dal Codice degli standard e per l'alloggiamento è 4.0.
av è il coefficiente di trasmissione del calore della superficie interna del muro, secondo la joint venture è 8.7.
Il valore di base delle porte è pari a 0,6 x Pst.
Per il progetto scelto della porta, è necessario eseguire un calcolo di termotecnica di verifica delle strutture di chiusura. Esempio di calcolo della porta d'ingresso:
Рдв = 0,6 х (20 - (-30)) / (4 х 8,7) = 0,86 (m х grad / W).
Questo è il valore calcolato che corrisponde alla porta, isolato con una lastra di lana minerale dello spessore di 5 cm. La sua resistenza al trasferimento di calore è R = 0,05 / 0,048 = 1,04 (m × deg / W), che è maggiore del valore calcolato.
Requisiti completi
Vengono eseguiti calcoli di pareti, soffitti o rivestimentiper verificare i requisiti elementali degli standard. Il set di regole stabilisce anche un requisito completo, che caratterizza la qualità dell'isolamento di tutte le strutture che racchiudono in generale. Questo valore è chiamato "caratteristica specifica di schermatura del calore". Senza la sua verifica, non è stato completato il calcolo dell'architettura termica delle strutture che lo circondano. Di seguito è riportato l'esempio di calcolo per SP.
| Nome della struttura | zona | R | A / R |
| muri | 83 | 3,65 | 22,73 |
| copertura | 100 | 5,41 | 18,48 |
| Sovrapponendo il seminterrato | 100 | 4,79 | 20,87 |
| finestre | 15 | 0,62 | 24,19 |
| porte | 2 | 0,8 | 2,5 |
| somma | 88,77 |
Kob = 88,77 / 250 = 0,35, che è inferiore al valore normalizzato di 0,52. In questo caso, l'area e il volume vengono presi per una casa che misura 10 x 10 x 2,5 m. La resistenza al trasferimento di calore è uguale ai valori di base.
Il valore standard è determinato in base alla JV, in base al volume riscaldato della casa.
Oltre al complesso requisito, per la compilazione di un passaporto energetico viene anche utilizzato un calcolo dell'ingegneria termica delle strutture che racchiudono l'allegato, un esempio di rilascio del passaporto è riportato nell'allegato alla SP50.13330.2012.
Coefficiente di omogeneità
Tutti i calcoli di cui sopra sono applicabili astrutture omogenee. Questo in pratica è molto raro. Per tenere conto delle disomogeneità che riducono la resistenza al trasferimento di calore, viene introdotto un coefficiente correttivo di uniformità dell'ingegneria termica, r. Prende in considerazione il cambiamento nella resistenza al trasferimento di calore introdotto dalle aperture di finestre e porte, angoli esterni, inclusioni non uniformi (per esempio traverse, travi, nastri di rinforzo), ponti freddi,
Il calcolo di questo coefficiente è piuttosto complicato,quindi in una forma semplificata, è possibile utilizzare i valori approssimativi della letteratura di riferimento. Ad esempio, per muratura - 0,9, pannelli a tre strati - 0,7.
Efficace isolamento
Scegliendo un sistema di isolamento domestico, è facile da vedere,che è praticamente impossibile soddisfare i requisiti moderni per la protezione termica senza utilizzare un isolamento efficace. Quindi, se utilizzi mattoni di argilla tradizionali, avrai bisogno di una muratura di pochi metri di spessore, che è economicamente poco pratica. Allo stesso tempo, la bassa conduttività termica dei moderni riscaldatori a base di polistirene espanso o lana di roccia ci permette di limitarci a spessori di 10-20 cm.
Ad esempio, per ottenere una resistenza al trasferimento termico di base di 3,65 (m × deg / W), è necessario:
- un muro di mattoni spesso 3 m;
- muratura di blocchi di calcestruzzo espanso di 1,4 m;
- isolamento in lana minerale 0,18 m. </ ul </ p>
