Натяжные потолки
"Потолок в доме" Монтаж натяжных потолков

+7 (977) 977-01-00

127081, г. Москва, проезд Дежнева

Вызвать замерщика

Мы перезвоним Вам
и уточним детали

Теплотехнический расчет наружных стен здания

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий :: SYL.ru

Теплотехнический расчет позволяет определить минимальную толщину ограждающих конструкций для того, чтобы не было случаев перегрева или промерзания в процессе эксплуатации строения.

Ограждающие конструктивные элементы отапливаемых общественных и жилых зданий, за исключением требований устойчивости и прочности, долговечности и огнестойкости, экономичности и архитектурного оформления, должны отвечать в первую очередь теплотехническим нормам. Выбирают ограждающие элементы в зависимости от конструктивного решения, климатологических характеристик района застройки, физических свойств, влажно-температурного режима в здании, а также в соответствии с требованиями сопротивления теплопередаче, воздухонипроницанию и паропроницанию.

В чем смысл расчета?

Если во время расчета стоимости будущего строения учитывать лишь прочностные характеристики, то, естественно, стоимость будет меньше. Однако это видимая экономия: впоследствии на обогрев помещения уйдет значительно больше средств.
Грамотно подобранные материалы создадут в помещении оптимальный микроклимат.
При планировке системы отопления также необходим теплотехнический расчет. Чтобы система была рентабельной и эффективной, необходимо иметь понятие о реальных возможностях здания.

Теплотехнические требования

Важно, чтобы наружные конструкции соответствовали следующим теплотехническим требованиям:

Имели достаточные теплозащитные свойства. Другими словами, нельзя допускать в летнее время перегрева помещений, а зимой – излишних потерь тепла.
Разность температур воздуха внутренних элементов ограждений и помещений не должна быть выше нормативного значения. В противном случае может произойти чрезмерное охлаждение тела человека излучением тепла на данные поверхности и конденсация влаги внутреннего воздушного потока на ограждающих конструкциях.
В случае изменения теплового потока температурные колебания внутри помещения должны быть минимальные. Данное свойство называется теплоустойчивостью.
Важно, чтобы воздухонепроницаемость ограждений не вызывала сильного охлаждения помещений и не ухудшала теплозащитные свойства конструкций.
Ограждения должны иметь нормальный влажностный режим. Так как переувлажнение ограждений увеличивает потери тепла, вызывает в помещении сырость, уменьшает долговечность конструкций.

Чтобы конструкции соответствовали вышеперечисленным требованиям, выполняют теплотехнический расчет, а также рассчитывают теплоустойчивость, паропроницаемость, воздухопроницаемость и влагопередачу по требованиям нормативной документации.

Теплотехнические качества

От теплотехнических характеристик наружных конструктивных элементов строений зависит:

Влажностный режим элементов конструкции.
Температура внутренних конструкций, которая обеспечивает отсутствие на них конденсата.
Постоянная влажность и температура в помещениях, как в холодное, так и в теплое время года.
Количество тепла, которое теряется зданием в зимний период времени.

Итак, исходя из всего перечисленного выше, теплотехнический расчет конструкций считается немаловажным этапом в процессе проектирования зданий и сооружений, как гражданских, так и промышленных. Проектирование начинается с выбора конструкций – их толщины и последовательности слоев.

Задачи теплотехнического расчета

Итак, теплотехнический расчет ограждающих конструктивных элементов осуществляется с целью:

Соответствия конструкций современным требованиям по тепловой защите зданий и сооружений.
Обеспечения во внутренних помещениях комфортного микроклимата.
Обеспечения оптимальной тепловой защиты ограждений.

Основные параметры для расчета

Чтобы определить расход тепла на отопление, а также произвести теплотехнический расчет здания, необходимо учесть множество параметров, зависящих от следующих характеристик:

Назначение и тип здания.
Географическое расположение строения.
Ориентация стен по сторонам света.
Размеры конструкций (объем, площадь, этажность).
Тип и размеры окон и дверей.
Характеристики отопительной системы.
Количество людей, находящихся в здании одновременно.
Материал стен, пола и перекрытия последнего этажа.
Наличие системы горячего водоснабжения.
Тип вентиляционных систем.
Другие конструктивные особенности строения.

Теплотехнический расчет: программа

На сегодняшний день разработано множество программ, позволяющих произвести данный расчет. Как правило, расчет осуществляется на основании методики, изложенной в нормативно-технической документации.

Данные программы позволяют вычислить следующее:

Термическое сопротивление.
Потери тепла через конструкции (потолок, пол, дверные и оконные проемы, а также стены).
Количество тепла, требуемого для нагрева инфильтрирующего воздуха.
Подбор секционных (биметаллических, чугунных, алюминиевых) радиаторов.
Подбор панельных стальных радиаторов.

Теплотехнический расчет: пример расчета для наружных стен

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

t_в = 20°C – это температура воздушного потока внутри здания, которая принимается для расчета ограждений по минимальным значениям наиболее оптимальной температуры соответствующего здания и сооружения. Принимается она в соответствии с ГОСТом 30494-96.

По требованиям ГОСТа 30494-96 влажность в помещении должна составлять 60%, в результате в помещении будет обеспечен нормальный влажностный режим.
В соответствии с приложением B СНиПа 23-02-2003, зона влажности сухая, значит, условия эксплуатации ограждений – A.
t_н = -34 °C – это температура наружного воздушного потока в зимний период времени, которая принимается по СНиП исходя из максимально холодной пятидневки, имеющей обеспеченность 0,92.
Z_от.пер = 220 суток – это длительность отопительного периода, которая принимается по СНиПу, при этом среднесуточная температура окружающей среды ≤ 8 °C.
T_от.пер. = -5,9 °C – это температура окружающей среды (средняя) в отопительный период, которая принимается по СНиП, при суточной температуре окружающей среды ≤ 8 °C.

Исходные данные

В таком случае теплотехнический расчет стены будет производиться с целью определения оптимальной толщины панелей и теплоизоляционного материала для них. В качестве наружных стен будут использоваться сэндвич-панели (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортные условия

Рассмотрим, как выполняется теплотехнический расчет наружной стены. Для начала следует вычислить требуемое сопротивление теплопередачи, ориентируясь на комфортные и санитарно-гигиенические условия:

R₀^тр = (n × (t_в – t_н)) : (Δt^н× α_в), где

n = 1 – это коэффициент, который зависит от положения наружных конструктивных элементов по отношению к наружному воздуху. Его следует принимать по данным СНиПа 23-02-2003 из таблицы 6.

Δt^н = 4,5 °C – это нормируемый перепад температуры внутренней поверхности конструкции и внутреннего воздуха. Принимается по данным СНиПа из таблицы 5.

α_в = 8,7 Вт/м²°C – это теплопередача внутренних ограждающих конструкций. Данные берутся из таблицы 5, по СНиПу.

Подставляем данные в формулу и получаем:

R₀^тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5× 8,7) = 1,379 м²°C/Вт.

Условия энергосбережения

Выполняя теплотехнический расчет стены, исходя из условий энергосбережения, необходимо вычислить требуемое сопротивление теплопередачи конструкций. Оно определяется по ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °C) по следующей формуле:

ГСОП = (t_в – t_от.пер.) × Z_от.пер, где

t_в – это температура воздушного потока внутри здания, °C.

Z_от.пер.иt_от.пер. – это продолжительность (сут.) и температура (°C) периода, имеющего среднесуточную температуру воздуха ≤ 8 °C.

Таким образом:

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

Исходя из условий энергосбережения, определяем R₀^тр методом интерполяции по СНиПу из таблицы 4:

R₀^тр = 2,4 + (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м²°C/Вт)

Далее, выполняя теплотехнический расчет наружной стены, следует вычислить сопротивление теплопередаче R₀:

R₀ = 1/ α_в + R₁ + 1/ α_н, где

R₁= d/l.

d – это толщина теплоизоляции, м.

l = 0,042 Вт/м°C – это теплопроводность минераловатной плиты.

α_н = 23 Вт/м²°C – это теплоотдача наружных конструктивных элементов, принимаемый по СНиПу.

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

Толщина утеплителя

Толщина теплоизоляционного материала определяется исходя из того, что R₀= R₀^тр, при этом R₀^тр берется при условиях энергосбережения, таким образом:

2,909 = 0,158 + d/0,042, откуда d = 0,116 м.

Подбираем марку сэндвич-панелей по каталогу с оптимальной толщиной теплоизоляционного материала: ДП 120, при этом общая толщина панели должна составлять 120 мм. Аналогичным образом производится теплотехнический расчет здания в целом.

Необходимость выполнения расчета

Запроектированные на основании теплотехнического расчета, выполненного грамотно, ограждающие конструкции позволяют сократить затраты на отопление, стоимость которого регулярно увеличиваются. К тому же сбережение тепла считается немаловажной экологической задачей, ведь это напрямую связано с уменьшением потребления топлива, что приводит к снижению воздействия негативных факторов на окружающую среду.

Кроме того, стоит помнить о том, что неправильно выполненная теплоизоляция способна привести к переувлажнению конструкций, что в результате приведет к образованию плесени на поверхности стен. Образование плесени, в свою очередь, приведет к порче внутренней отделки (отслаивание обоев и краски, разрушение штукатурного слоя). В особо запущенных случаях может понадобиться радикальное вмешательство.

Очень часто строительные компании в своей деятельности стремятся использовать современные технологии и материалы. Только специалисту под силу разобраться в необходимости применения того или иного материала, как отдельно, так и в совокупности с другими. Именно теплотехнический расчет поможет определиться с наиболее оптимальными решениями, которые обеспечат долговечность конструктивных элементов и минимальные финансовые затраты.

www.syl.ru

Теплотехнический расчет конструкции здания

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

Расчет потерь тепла по площади помещений.
Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*100 Вт (150 Вт),  Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, Вт  S — отапливаемая площадь помещения, м?  Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?.

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

Q=V*41 Вт (34 Вт),  где V – наружный объем помещения в м?,  А 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания стандартной постройки (в панельном доме). Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то удельный показатель теплопотерь принято включать в расчеты со значением 34 Ватт.

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

Тип остекления:

тройной пакет 0,85,
двойной 1,0,
двойной переплет 1,27.

Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:

современные теплоизоляционные материалы 0,85
стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.

Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)  где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;  с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град  p - плотность воздуха, кг/м3  L – расход приточного воздуха, м3/час  t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),  где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град  p - плотность воздуха, кг/м?  tнар – температура наружного воздуха, град,  tпом – расчетная температура помещения, град,  L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

santech-info.ru

Методика теплотехнического расчета здания для вентфасада ?

В этой статье мы хотим рассказать вам, как произвести теплотехнический расчет наружных стен с системами вентилируемых фасадов, а также как рассчитать правильное движение потоков воздуха и влаги в прослойках. Все это, в совокупности, носит название теплотехническое проектирование. Принципы, лежащие в основе всех этих расчетов, изложены в требованиях СНиП II-3-79 и МГСН 2.01-99. Цель выполняемого проекта — соответствие проектируемой конструкции изложенным правилам. С практической точки зрения, это обеспечит оптимальный микроклимат, предотвратит появление грибка и конденсата, а также поможет снизить затраты на отопление.

В расчетах часто используются некоторые понятия, с которыми мы хотим вас сразу ознакомить. Например, прослойка между стеной и экраном – она вентилируется наружным воздухом. Различные отверстия, щели, швы или зазоры. Они могут быть расположены в вертикальном, так и горизонтальном положении. Экран-панель, о которой мы упомянули, сделана из разнообразных материалов, устойчивых к изменению погоды.

Пример теплотехнического расчета наружной стены

Главные принципы расчетов

Если производится расчет для сооружений с вентилируемым фасадом, то всегда необходимо брать во внимание характеристики экранируемой стены. Необходимо рассчитать правильное соотношение размера полости (шва) для воздушного притока и величины используемого экрана. Шов должен быть спроектирован так, чтобы избежать возможности его закупорки.

Правила проектирования

При выполнении теплотехнического расчета, важно придерживаться правильной последовательности.

Первый шаг проектирования — это определение характеристик стены, экранов, отверстий.
После этого уже можно заняться теплотехническим расчетом наружных стен с экраном. На этом этапе вы должны определить требуемую толщину теплоизоляции, основываясь на правилах СНиП и МГСН.
После расчета воздухообмена, производится вычисление влагообмена.

Если формулы выявили, что экранируемые стены соответствуют нормам, значит, расчет верный и проектирование завершаем. Если же нет, то нужно привести конструкцию в соответствие с требованиями, путем замены используемых материалов.

Нормативные акты

Как мы и говорили вначале, основные нормативные требования проектирования изложены в СНиП II-3-79 и МГСН 2.01-99. Критерии для оценивания систем являются показатели санитарных и гигиенических условий, уровень комфорта, а также условия энергосбережения.

Способ теплотехнического расчета для наружной стены с системой вентфасада

Пример теплотехнического расчета вентилируемого фасада

Сначала необходимо подобрать толщину слоя теплоизоляции.

Затем определить показатели влажностного режима, учитывая годовые изменения и согласованность с действующими нормами. Толщина теплоизоляции, по методу определения влажностного режима наружных стен высчитываются также согласно принятым стандартам в СНиП II-3-79. Однако, влажностный режим варьируется от уровня влаги, поэтому при его расчете важно учитывать баланс влажности в годовом диапазоне.

Установить параметры воздухообмена. Чтобы определить характеристики воздушной массы в прослойке, требуется определить ее движение, вызванное воздействием гравитации и ветра.

Определить показатели тепловлажностного режима в прослойке. Чтобы рассчитать тепловлажностный режим, необходимо высчитать какова температура воздуха, проникающего в прослойку. Затем определить температурное сопротивление создаваемое прослойкой. После чего мы рассчитываем давление, создаваемое водяным паром, выходящим из прослойки.

Определить условный приведенный коэффициент паропроницаемости, учитывая швы меж панелей экранов. Чтобы получить коэффициента паропроницаемости экрана используют нормативы СНиП II-3-79. Также допускается экспериментальное получение этого коэффициента. Первый шаг вычисления – определить относительное сопротивление паропроницанию в стыковых местах. Второй шаг – определить сопротивление паропроницанию плит экрана на его поверхности. Третий шаг – определить сопротивление уже беря во внимание стыковые швы. Четвертый шаг – определение условного приведенного коэффициента паропроницанию экрана, учитывая щели.

Уровень влажности, воздушной прослойки будет зависеть от того, какое сопротивление у паропроницания материалов экрана. Например, если во время проектирования использовали в качестве материала экрана гранит или природные камни, не учитывая стыковые швы, то влажностный режим не может соответствовать теплотехническим нормам. Ели же они были учтены, тогда требования удовлетворены.

От длины прослойки зависит скорость движения воздушных потоков, соответственно и эффективность влагообмена. Чем больше ее длина, тем выше скорость. Но при этом, чем она длиннее, тем ниже условный коэффициент паропроницаемости. Это увеличит возможность накопления влаги недопустимых значений на поверхности экрана. Поэтому определить уровень распределения влаги в вентилируемых стенах, возможно только проведя расчет согласно 2-му пункту.

Общие советы по ведению расчета

Старайтесь производить расчет в правильном порядке.

Необходимо назначить величину швов, воздушных прослоек, панелей. Чтобы определить правильную величину, необходимо помнить о нижеследующих правилах:

расстояние между экраном и уплотнителем должно иметь минимальное значение– 30 мм;
воздуховыводящее пространство не должны площадью быть меньше приточного;
при использовании влагонепроницаемого экрана, величина приточной щели должна быть больше 0,015 0,020 м2 на 1 м2 экрана;
швы стыков рекомендуется делать высотой больше 15 мм.

Определить какая толщина у утеплителя, согласно 1-му пункту.
Рассчитать влажностный режим стены в согласии с нормами (учитывая коэффициент паропроницаемости на поверхности экрана).
Вычисление условного приведенного коэффициента паропроницаемости со швами, в согласии с 5-м пунктом.
Вычисление упругости водяного пара, если нет расхода воздуха в прослойке.

При том, что расчет соответствует требованиям и имеет положительные результаты, то конструкция будет правильной. Однако, если обнаружены недостатки, требуется выполнить определенные действия для продолжения расчета:

вычислить показатели влажностного режима конструкции стены, взяв за основу годовой цикл;
рассчитать температуру и определить параметры воздушного и влажностного режима (скорости потока воздуха и упругости воздушного пара), которые будет иметь конструкция, включая прослойку;
привести структуру наружной стены и ее частей в согласие с нормативами.

Содержание проектно-сметной документации

Положение об общем порядке подготовки предпроектных и проектных документов для строительства определяют правила содержания рабочего проекта или рабочей документации для систем наружных стен с воздушной вентиляцией.

Документация состоит из нижеуказанных сведений:

Общая пояснительная записка, содержащая нижеуказанную информацию:

архитектурная идея решения фасадной части сооружения и отдельных архитектурных частей;
сведения о решении касательно конструкции систем и их частей;
сведения о решении специальных устройств на фасаде;
сведения об эффективности работы систем энергосбережения, утвержденных технологических решений, итог теплотехнического расчета;
информацию о системах по экологии;
определяющие технические и экономические сведения о системе.

Архитектурный раздел – содержит чертежные схемы фасада здания, отдельных архитектурных частей и их связей. На чертежах должно быть продемонстрировано, то какие цвета будет иметь фасад и его отдельные части.

Конструкторский раздел содержит чертежные схемы конструкций частей систем, с узлами и деталями, а также полноценные сведения об используемых материалах и изделиях.

Специальный раздел содержит чертежные схемы фасадов с указанием расположения устройств, узлы и части крепежных конструкций этих устройств на фасаде, а также информацию об оборудовании, материальных и изделиях, указанных в проекте. Дополнительно к этому, проект должен включать информацию об устройствах, которые будут обеспечивать возможность качественного обслуживания фасада (включая клининг) во время его эксплуатации.

Сметы на устройство системы создаются, используя действующие правила, единичные расценки, фактическую стоимость оборудования и материалов, а также установленные заказчиком калькуляции на определенные типы работ и компоненты конструкции.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены, пример

Чтобы в жилище было тепло в самые сильные морозы, необходимо правильно подобрать систему теплоизоляции – для этого выполняют теплотехнический расчет наружной стены.Результат вычислений показывает, насколько эффективен реальный или проектируемый способ утепления.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Вначале следует подготовить исходные данные. На расчетный параметр влияют следующие факторы:

климатический регион, в котором находится дом;
назначение помещения – жилой дом, производственное здание, больница;
режим эксплуатации здания – сезонный или круглогодичный;
наличие в конструкции дверных и оконных проемов;
влажность внутри помещения, разница внутренней и наружной температуры;
число этажей, особенности перекрытия.

После сбора и записи исходной информации определяют коэффициенты теплопроводности строительных материалов, из которых изготовлена стена. Степень усвоения тепла и теплоотдачи зависит от того, насколько сырым является климат. В связи с этим для вычисления коэффициентов используют карты влажности, составленные для Российской Федерации. После этого все числовые величины, необходимые для расчета, вводятся в соответствующие формулы.

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

В качестве примера рассчитываются теплозащитные свойства стены, выложенной из пеноблоков, утепленной пенополистиролом с плотностью 24 кг/м3 и оштукатуренной с двух сторон известково-песчаным раствором. Вычисления и подбор табличных данных ведутся на основании строительных правил. Исходные данные: район строительства – Москва; относительная влажность – 55%, средняя температура в доме tв = 20О С. Задается толщина каждого слоя: δ1, δ4=0,01м (штукатурка), δ2=0,2м (пенобетон), δ3=0,065м (пенополистирол «СП Радослав»).
Целью теплотехнического расчета наружной стены является определение необходимого (Rтр) и фактического (Rф) сопротивления теплопередаче.
Расчет

Согласно таблице 1 СП 53.13330.2012 при заданных условиях режим влажности принимается нормальным. Требуемое значениеRтр находят по формуле:
Rтр=a•ГСОП+b,
где a,b принимаются по таблице 3 СП 50.13330.2012. Для жилого здания и наружной стены a = 0,00035; b = 1,4.
ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, их находят по формуле(5.2) СП 50.13330.2012:
ГСОП=(tв-tот)zот,
где tв=20О С; tот – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода, по таблице 1 СП131.13330.2012tот = -2,2ОС; zот = 205 сут. (продолжительность отопительного сезона согласно той же таблице).
Подставив табличные значения, находят: ГСОП = 4551О С*сут.; Rтр = 2,99 м2*С/Вт
По таблице 2 СП50.13330.2012 для нормальной влажности выбирают коэффициенты теплопроводности каждого слоя «пирога»:λБ1=0,81Вт/(м°С), λБ2=0,26Вт/(м°С), λБ3=0,041Вт/(м°С), λБ4=0,81Вт/(м°С).
По формуле E.6 СП 50.13330.2012 определяют условное сопротивление теплопередаче:
R0усл=1/αint+δn/λn+1/αext.
гдеαext = 23 Вт/(м2°С) из п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.
Подставляя числа, получаютR0усл=2,54м2°С/Вт. Уточняют его с помощью коэффициента r=0.9, зависящего от однородности конструкций, наличия ребер, арматуры, мостиков холода:
Rф=2,54•0,9=2,29м2•°С/Вт.

Полученный результат показывает, что фактическое теплосопротивление меньше требуемого, поэтому нужно пересмотреть конструкцию стены.

Теплотехнический расчет наружной стены, программа упрощает вычисления

Несложные компьютерные сервисы ускоряют вычислительные процессы и поиск нужных коэффициентов. Стоит ознакомиться с наиболее популярными программами.

«ТеРеМок». Вводятся исходные данные: тип здания (жилой), внутренняя температура 20О , режим влажности – нормальный, район проживания – Москва. В следующем окне открывается рассчитанное значение нормативного сопротивления теплопередаче – 3,13 м2*оС/Вт.
На основании вычисленного коэффициента происходит теплотехнический расчет наружной стены из пеноблоков (600 кг/м3), утепленной экструдированным пенополистиролом «Флурмат 200» (25 кг/м3) и оштукатуренной цементно-известковым раствором. Из меню выбирают нужные материалы, проставляя их толщину (пеноблок – 200 мм, штукатурка – 20 мм), оставив незаполненной ячейку с толщиной утеплителя.
Нажав кнопку «Расчет», получают искомую толщину слоя теплоизолятора – 63 мм. Удобство программы не избавляет ее от недостатка: в ней не принимается во внимание разная теплопроводность кладочного материала и раствора. Спасибо автору можно сказать по этому адресу http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
Вторая программа предлагается сайтом http://rascheta.net/. Ее отличие от предыдущего сервиса в том, что все толщины задаются самостоятельно. В расчет вводится коэффициент теплотехнической однородности r. Его выбирают из таблицы: для пенобетонных блоков с проволочной арматурой в горизонтальных швах r = 0,9.
После заполнения полей программа выдает отчет о том, каково фактическое тепловое сопротивление выбранной конструкции, отвечает ли она климатическим условиям. Кроме того, предоставляется последовательность вычислений с формулами, нормативными источниками и промежуточными значениями.

При возведении дома или проведении теплоизоляционных работ важна оценка результативности утепления наружной стены: теплотехнический расчет, выполненный самостоятельно или с помощью специалиста позволяет сделать это быстро и точно.

wallsgrow.ru

Пример теплотехнического расчета стены трехслойной панельной конструкции.

Исходные данные:

Район строительства - г. Москва.
Влажностный режим эксплуатации - нормальный.
Климатическая зона строительства - нормальная.
Условия эксплуатации для выбора характеристик материалов - по графе Б.
Конструкция стены - трехслойная (железобетонные скорлупы с заключенным между ними утеплителем).
Материалы конструкции:
железобетон с плотностью у = 2400 кг/м³
Коэффициент теплопроводности X = 1.86 Вт/м-°С
Толщины скорлуп:
5]=0.1м.
5₃=0.05м.

Утеплитель - минераловатные плиты с плотностью у = 50 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности X = 0,06 Вт/м-°С. Требуется определить толщину утепляющего слоя 5₂.

Исходные параметры среды:

температура воздуха наиболее холодной пятидневки °С с обеспеченностью 0,92 - 1 =-28 °С;
температура воздуха внутренней среды t_B= +20 °С;
продолжительность отопительного периода со средне суточной температурой воздуха: -f_OTnep=8 °С; - Z_OTnep= 214 сут.;
Средняя температура отопительного периода /_отпер = - 3,1 °С.

Приведённое сопротивление теплопередаче по санитарно-гигиеническим требованиям определяют по формуле:

R? = n(t_a-СУ-Ч ' К

где: п - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения ограждающей конструкции к наружному воздуху, для наружной стены п =1;

Дг_н- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности стены. Дt_H= 4 °С;

/._в - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции. Х_в =8,7 Вт/м³ -°С;

R^T₀^p=n (t_B- Q/At_H ■ Х_ъ=l(20+28)/4-8,7=l,38 m • °C/Bt.

По требованию энергоснабжения: определяют ГСОП (градусосутки отопительного периода):

ГСОП—_пер) ■ Z₀_T_пер ГСОП=(20+3,1)-214= 4943,4.

На основании таблицы 16 (СНиП II -3-79*) определяют значение приведённого сопротивления теплопередаче:

R? =3,15 м2 -°С/Вт.

Расчёт конструкции следует вести исходя из требований энергосбережения.

Сопротивление теплопередаче конструкции определяют по формуле:

Я₀⁼1/^в +Я_к+1/^_н,

R_K-термическое сопротивление ограждающей конструкции R_K= X8./S/.,

R₀=1 /Х_в + 5]/Л.] + 82/^2⁺63/А.3 + 1 /Х_и3,15= 1/8,7+0,1/1,86+ 0,175/0,06+0,05/1,86+1/23, 5₂ = 0,175 м.

Следовательно, толщину утеплителя следует задавать не мене 18 см. Принимают исходя из толщины плит (50, 60, 80, 100 мм) слой утеплителя в - 20 см.

Тогда толщина панели будет составлять 35 см. Студентам для самостоятельной проработки даётся задание по расчёту и конструированию стены в соответствии с разрабатываемыми ими проектами.

Тестовые проработки

Тесты составлены для проработки конструктивных элементов индустриальных зданий.

Тест 3.1. Конструкции фундаментов многоэтажных зданий (тест 3.1).

На бланке теста приведена схема плана здания с несущими продольными и поперечными стенами. В соответствии с заданием (малый или большой шаг поперечных несущих стен) - вычерчивают схему плана, и её детализацию производят в узле А с привязкой сборных элементов к осям.

Разрабатывают схему разреза: - техническое подполье или подвальное помещение.

Прорабатывают цокольные узлы с заполнением «флажков» и обозначением конструктивных элементов и материалов.

Тест 3.2. Наружные стены панельных зданий (тест 3.2).

Бланк теста включает в себя схемы-планы трех конструктивных вариантов решений панельных зданий: с малым и большим шагом несущих поперечных стен, продольные несущие стены.

В соответствии с заданием разрабатывают два узла (междуэтажный и цокольный) на вертикальном разрезе наружной стены. Вычерчивают узел вертикального стыка панельных стен, показывая все элементы его герметизации.

Производят на фрагменте фасадной плоскости членение на конструкции наружных панельных стен.

Разрабатывают конструкцию наружной панели (однослойной, двухслойной или трехслойной) с требуемыми сечениями.

Заполняют обозначения всех выставленных на бланке теста кружков.

0.00

ll_JZZ_IL

!> (I)

Варианты сечений 2-2

Тест. 3.1. Конструкции фундаментов многоэтажных зданий

Коробчатый

Панельный

стенобой

Панельный

сбойный

ФРАГМЕНТ ФАСАДА

ФРАГМЕНТ ПЛАНА СТЕНЫ

конструкция крупноравмор-

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СТЫК (

</б\>

раэреэ 2-2

Тест 3.2. Наружные стены панельных зданий

Тест 3.3. Наружные стены монолитной конструкции (тест 3.3).

На бланке теста даны схемы плана конструктивных вариантов решения здания: стеновая система с малым и большим шагами несущих стен или каркасная система.

Даются варианты задания выбора конструкции стены: - трехслойная монолитная, монолитная с наружной облицовкой кирпичом или железобетонными скорлупами. Следует разработать сечение по наружной стене в соответствии с заданием.


	«.	и
1,3.0 1,3.6 Ь 3.3 \|,			3° U
f "Ч Ч А			м

7^й"

с малым шагом

-Р&

с большим шагом

-о

1ЧП

Варианты задания конструкции Наружной стены

Монолитная трехслойная конструкция
Монолитная стена с наружной облицобкой кирпичом
Монолитная стено с наружной облицобкой железобетонными скорлупами

Тест 3.4. Несущие конструкции перекрытий панельных зданий (тест 3.4).

На бланке теста приведены варианты конструктивных схем панельных зданий (с продольными несущими стенами, с большим и малым шагами поперечных несущих стен).

В соответствии с заданием студент разрабатывает один из вариантов.

Прорабатывается схема фрагмента плана перекрытия с раскладкой панелей перекрытий.

Разрабатываются междуэтажный и цокольный узлы примыкания несущих элементов перекрытий к продольной и торцевой стенам здания.

Заполняются «флажки» состава перекрытия с указанием материала и толщины его слоя.

план раскладки элементов перекрытий

-Hr

конструктивные

схемы

ifТа

Ф®

разрез 2-2

пИг

-Чг

-Нг

"Hr

-Hr

® ©

Тест 3.4. Несущие конструкции перекрытий панельных зданий

Тест 3.5. Железобетонные крыши индустриальных зданий (тест 3.5).

На бланке теста приведены схема плана кровли и разрезы к ней в двух вариантах: с внутренним или наружным водостоком. На плане кровли следует указать водосточные воронки с их привязкой к разбивочным осям, определить уклон кровли.

В соответствии с заданием (чердачная или бесчердачная конструкция крыши, с теплым или холодным чердаком) студент разрабатывает разрезы по крыше.

Прочерчивает карнизные узлы с внутренним и наружным водостоком в рамках своего задания.

Заполняет «флажки» с указанием материала и толщины его слоя.

план кробли

⁴

разрез 1-1

36000

то

план раскладки элементов покрытия разрез 2-2

<Df

(&'-

у 3000 J, 3000 J. 3000 J,

ДЕТАЛЬ ®

Тест 3.6. Несущие конструкции лестниц (тест 3.6).

На бланке теста приведен план-схема лестничной клетки. Студент разрабатывает конструкцию железобетонной лестницы, состоящей из четырех элементов: лестничных площадок (этажная и междуэтажная) и двух маршей.

(Лест)

Вычерчивает схемы планов лестницы в уровнях первого и типового этажей. Прорабатывает фрагмент разреза и узел опирания маршей на площадку.

Варианты планоб лестничной клетки ₁ КВ2


	К ВО —	1 1 1 1 1 1 II II 11 11 7* #

КВТ

<8>—

297

studfile.net