Otpornost na prijenos topline. Otpor na prijenos topline ovojnice zgrade

2024 Autor: Aaron Duncan | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-15 04:26

Prijenos topline omotača zgrade je složen proces koji uključuje konvekciju, vođenje i zračenje. Svi se oni javljaju zajedno s prevlašću jednog od njih. Toplinska izolacijska svojstva ogradnih konstrukcija, koja se odražavaju kroz otpor prijenosa topline, moraju biti u skladu s važećim građevinskim propisima.

Kako je izmjena topline zraka s ovojnicama zgrade

U građevinarstvu se postavljaju normativni zahtjevi za veličinu toplinskog toka kroz zid i kroz njega određuju njegovu debljinu. Jedan od parametara za njegov izračun je temperaturna razlika između vanjske i unutarnje prostorije. Kao osnova uzima se najhladnije doba godine. Drugi parametar je koeficijent prijenosa topline K - količina topline koja se prenosi u 1 s kroz površinu od 1 m22, s temperaturnom razlikom između vanjskog i unutarnjeg okruženja od 1 ºS. Vrijednost K ovisi o svojstvima materijala. Kako opadapovećavaju se svojstva zaštite od topline zida. Osim toga, hladnoća će manje prodrijeti u prostoriju ako je debljina ograde veća.

Konvekcija i zračenje izvana i iznutra također utječu na curenje topline iz kuće. Stoga se na zidove iza baterija postavljaju reflektirajući zasloni od aluminijske folije. Slična zaštita je napravljena i unutar ventiliranih fasada izvana.

Prijenos topline kroz zidove kuće

Vanjski zidovi čine najveći dio površine kuće i kroz njih gubici energije dosežu 35-45%. Građevinski materijali od kojih su izrađene ogradne konstrukcije imaju različitu zaštitu od hladnoće. Zrak ima najnižu toplinsku vodljivost. Stoga porozni materijali imaju najniže koeficijente prijenosa topline. Na primjer, građevinske cigle imaju K=0,81 W/(m²·^oS), beton ima K=2,04 W/(m 2o^{C), za šperploču K=0,18 W/(m}2 o ^{C), dok je za polistirenske ploče K=0,038 W/(m}2^·o ^C).

U proračunima se koristi recipročna vrijednost koeficijenta K - otpor prijenosa topline ovojnice zgrade. To je normalizirana vrijednost i ne smije biti niža od određene zadane vrijednosti, jer o tome ovise troškovi grijanja i životni uvjeti u prostorijama.

Na koeficijent K utječe sadržaj vlage u materijalu ovojnice zgrade. U sirovini voda istiskuje zrak iz pora, a toplinska vodljivost joj je 20 puta veća. Kao rezultat toga, svojstva zaštite od topline ograde se pogoršavaju. Vlažni zid od opeke prenosi 30% više toplineu usporedbi sa suhim. Stoga nastoje fasade i krovove kuća obložiti materijalima na kojima se ne zadržava voda.

Gubici topline kroz zidove i spojeve otvora uvelike ovise o vjetru. Nosne konstrukcije su prozračne, a zrak kroz njih prolazi izvana (infiltracija) i iznutra (eksfiltracija).

Oblaganje zgrada

Vanjske obloge ventiliranih fasada postavljaju se s razmakom u kojem cirkulira zrak. Ne utječe na otpor prijenosa topline zidova, ali dobro odolijeva opterećenjima vjetrom, smanjujući infiltraciju. Zrak može ući na spojevima okvira prozora i vrata sa zidnim otvorima. Zbog toga se smanjuje otpornost na prijenos topline prozora u ekstremnim dijelovima. Na tim mjestima postavlja se učinkovita izolacija koja sprječava odljev topline najkraćim putem. Otpor na prijenos topline zidova i prozora na sučelju bit će minimalan, a kondenzacija na prozoru s dvostrukim staklom neće se stvarati ako se okviri nalaze na sredini nagiba.

Potrebna zaštitna svojstva i ušteda energije postižu se korištenjem toplinsko-izolacijskih višeslojnih panela koji štite cijelu fasadu kuće izvana i iznutra. Sustavi ventilirane fasade na šarkama postavljaju se u bilo koje doba godine i po bilo kojem vremenu. Zbog dodatne izolacije uklanjaju se "mostovi hladnoće" i povećava se udobnost življenja.

Gubitak topline kroz podove prvog kata

Kroz podnicu, gubitak topline doseže 3-10%. Graditelji malo brinu o svojoj izolaciji, odlazećipukotine. U najboljem slučaju, kozmetički su zapečaćeni cementnim mortom. Ako je temperatura podne površine niža nego u prostoriji za 2 ºS, onda je toplinska izolacija podruma loše kvalitete.

Gubitak topline kroz krov

Posebno veliki gubici topline kroz krov u jednokatnicama i dvokatnicama. Dosežu 35%. Moderni toplinski izolacijski materijali omogućuju vam pouzdanu zaštitu stropa i krova od utjecaja vanjskog okruženja i gubitka topline iznutra.

Kako se određuje otpor prijenosa topline

U fizičkom smislu, otpor prijenosa topline ovojnice zgrade karakterizira razinu njezinih toplinskih izolacijskih svojstava i nalazi se iz omjera

R=1/K (m²·^oS/W).

Zaštitna svojstva zida određena su procesima izmjene temperature na njegovoj vanjskoj i unutarnjoj površini, kao i u debljini materijala. Za složenu ogradu ukupni otpor prijenosu topline izgledat će ovako:

• R₀ =(R₁ + R₂ + … + R_{) + R}do _{+ R}n _,

gdje R₁, R₂, R_n karakteriziraju svojstva pojedinačnih slojeva, i R_v, R_{n - unutarnja i vanjska interakcija sa zrakom.}

Smanjena otpornost na prijenos topline

U praksi su strukture heterogene i sadrže elemente za pričvršćivanje slojeva i druge spojeve koji tvore "mostove hladnoće". Strukturna heterogenost može značajnosmanjiti otpornost na prijenos topline cijele strukture. Stoga se dovodi do neke prosječne vrijednosti R₀^{' za ekvivalentnu ogradu s ujednačenim svojstvima preko cijelo područje. Primjerice, pri proračunu debljine zidova zgrade, gubici topline u kosinama prozora i vrata, vratima i pojedinim elementima zgrade uzimaju se u obzir kroz vrijednost smanjenog otpora prijenosu topline. Strelice na slici pokazuju kako betonski pod koji provodi toplinu izvlači toplinu.}

Smanjeni otpor prijenosu topline utvrđuje se nakon određivanja svih glavnih područja djelovanja različitih toplinskih tokova. Nakon toga, u skladu s GOST 26254-84, izračun se vrši prema formuli:

• R₀^' =F / (F₁ / R ₀₁+ F₂ / R₀₂+…+ F_n / R 0 _{), gdje je:}

F - površina ovojnice zgrade;

F _{- područje karakteristične n-te zone;}

R_{0- otpor prijenosa topline karakteristične n-te zone.}

Dakle, stvarni toplinski tokovi kroz složenu strukturu svode se na ujednačen prijenos topline kroz njezinu projekciju.

Prema GOST R 54851-2011, specifični toplinski tok kroz omotač zgrade određuje se iz izraza:

q=(t_ext – t_n) / R₀ '^,

gdje je t_ext i t_{n temperatura zraka u prostoriji, odabrana prema GOST 30494, i temperaturavani, definiran kao prosjek najhladnijeg petodnevnog razdoblja u godini.}

Infracrvena tehnologija omogućuje vam da odredite mjesta na kojima je smanjen otpor prijenosa topline. Na slici se vide "mostovi hladnoće", gdje dolazi do velikog gubitka topline. Temperatura u plavoj zoni je 8 ºS niža od ostalih.

Gubitak topline kroz otvore prozora

Prozori zauzimaju mali dio površine kuće, ali čak i prozori s dvostrukim staklom imaju 2-3 puta slabiju toplinsku zaštitu od zidova. Moderni prozori koji štede energiju u pogledu temperaturne zaštite približavaju se svojstvima zidova.

Svaki prozor s dvostrukim staklom ima svoje karakteristike izvedbe. Na prvom mjestu među njima je smanjeni otpor prijenosa topline, ovisno o čijoj je vrijednosti svaki proizvod podijeljen u klase.

Najniža klasa - D2 - su jednoslojni dvoslojni prozori s debljinom stakla od 4 mm (R₀^{' =0,35 - 0,39 m ° C / W). Ako prozor ima otpor prijenosa topline prozora s dvostrukim staklom ispod minimalnih danih vrijednosti, onda nije klasificiran ni na koji način. Kako se toplinska zaštita povećava, energetski učinkoviti prozori smanjuju prijenos svjetlosti.}

Najveću klasu otpora prijenosa topline - A1 - predstavljaju dvokomorni prozori koji štede energiju s inertnim plinom i zaštitnim premazima (R₀ ^{' >=0,8 m °C/W). Njihova svojstva zaštite od topline veća su nego kod nekih zidova zgrada.materijali.}

Otpor prijenosa topline izolacijskih staklenih jedinica ovisi o sljedećim čimbenicima:

• omjer površina ostakljenja i cijelog bloka;
• veličine krila i okvira;
• materijal i dizajn prozorske jedinice;
• karakteristike staklene jedinice;
• kvaliteta brtvi između krila i okvira.

Pri izračunu otpora prijenosa topline prozora i balkonskih vrata potrebno je uzeti u obzir utjecaj rubne zone, jer može doći do kondenzacije na spoju stakla s prozorskim profilom.

Tijekom ugradnje također treba obratiti pažnju na kvalitetu brtvljenja otvora. Kroz termografski uređaj možete vidjeti kako hladnoća ulazi u kuću kroz gornji i desni dio vrata (slika ispod).

Bez obzira koliko su prozori s dvostrukim staklom učinkoviti, sa slobodnim prolazom zraka između okvira i zidova, sve njihove prednosti će biti izgubljene.

Odabir prozora zajedno s balkonskim vratima za svaku regiju vrši se u skladu s potrebnom vrijednošću otpora prijenosa topline R₀ ^{'i klimatski uvjeti, određeni brojem stupnjeva-dana razdoblja grijanja.}

Zaključak

Nominalna otpornost na prijenos topline zidova i prozora omogućuje vam izgradnju energetski učinkovitih zgrada i građevina. Pri izračunu temperaturnih karakteristika zidova potrebno je uzeti u obzir nehomogena svojstva konstrukcijskih elemenata. Za potporumikroklima treba pouzdanu zaštitu svih dijelova kuće od hladnoće. To vam omogućuje izradu modernih grijača.