Stvaranje ugodnih uvjeta za život ili rad primarni je zadatak izgradnje. Značajan dio teritorija naše zemlje nalazi se u sjevernim geografskim širinama s hladnom klimom. Stoga je održavanje ugodne temperature u zgradama uvijek važno. Rastom energetskih tarifa do izražaja dolazi smanjenje potrošnje energije za grijanje.
Klimatske karakteristike
Izbor zidne i krovne konstrukcije ovisi prvenstveno o klimatskim uvjetima građevinskog područja. Za njihovo određivanje potrebno je uputiti se na SP131.13330.2012 "Građevinska klimatologija". U izračunima se koriste sljedeće količine:
- temperatura najhladnijeg petodnevnog razdoblja sa sigurnošću od 0,92, označena s Tn;
- prosječna temperatura, označena s Tot;
- trajanje, označeno sa ZOT.
U primjeru za Murmansk, vrijednosti imaju sljedeće vrijednosti:
- Tn=-30 stupnjeva;
- Ukupno=-3,4 stupnja;
- ZOT=275 dana.
Osim toga, potrebno je postaviti projektnu temperaturu unutar sobnog TV-a, ona se određuje u skladu s GOST 30494-2011. Za stanovanje možete uzeti TV=20 stupnjeva.
Za izračun toplinske tehnike za ogradne konstrukcije, unaprijed izračunajte vrijednost GSOP-a (stupanj-dan razdoblja grijanja):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. U našem primjeru, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Ključni pokazatelji
Za pravi izbor materijala ovojnice zgrade potrebno je odrediti koje toplinske karakteristike trebaju imati. Sposobnost tvari da provodi toplinu karakterizira njezina toplinska vodljivost, označena grčkim slovom l (lambda) i mjeri se u W / (m x deg.). Sposobnost konstrukcije da zadrži toplinu karakterizira njezin otpor prijenosu topline R i jednaka je omjeru debljine i toplinske vodljivosti: R=d/l.
Ako se struktura sastoji od nekoliko slojeva, otpor se izračunava za svaki sloj i zatim zbraja.
Otpor prijenosu topline glavni je pokazatelj vanjske gradnje. Njegova vrijednost mora biti veća od standardne vrijednosti. Pri izvođenju toplinskotehničkog proračuna ovojnice zgrade moramo odrediti ekonomski opravdan sastav zidova i krova.
Vrijednosti toplinske vodljivosti
Kvaliteta izolacijeodređena prvenstveno toplinskom vodljivošću. Svaki certificirani materijal prolazi laboratorijska ispitivanja, na temelju kojih se ta vrijednost utvrđuje za radne uvjete "A" ili "B". Za našu zemlju većina regija odgovara radnim uvjetima "B". Prilikom izvođenja proračuna toplinske tehnike za ogradne konstrukcije kuće, ovu vrijednost treba koristiti. Vrijednosti toplinske vodljivosti navedene su na naljepnici ili u putovnici materijala, ali ako nisu dostupne, možete koristiti referentne vrijednosti iz Kodeksa prakse. Vrijednosti za najpopularnije materijale navedene su u nastavku:
- Obična cigla - 0,81 W (m x stupnjeva).
- Zidarstvo od silikatne opeke - 0,87 W (m x stupnjeva).
- Plin i pjenasti beton (gustoća 800) - 0,37 W (m x stupnjeva).
- Meko drvo - 0,18 W (m x stupnjeva).
- Ekstrudirani stiropor - 0,032 W (m x stupnjeva).
- Daske od mineralne vune (gustoća 180) - 0,048 W (m x st.).
Redovna vrijednost otpora prijenosa topline
Izračunata vrijednost otpora prijenosa topline ne smije biti manja od osnovne vrijednosti. Bazna vrijednost određena je prema tablici 3 SP50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada". U tablici su definirani koeficijenti za izračun osnovnih vrijednosti otpora prijenosa topline za sve ogradne konstrukcije i tipove zgrada. Nastavljajući započeti termotehnički proračun ogradnih konstrukcija, primjer proračuna može se prikazati na sljedeći način:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x stupanj/W).
- Rpokr=0, 0005x6435 +2, 2=5, 41 (m x stupanj/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x stupanj/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Termotehnički proračun vanjske ogradne konstrukcije izvodi se za sve objekte koji zatvaraju "toplu" konturu - pod na tlu ili pod tehničkog podzemlja, vanjski zidovi (uključujući prozore i vrata), kombinirani pokrov ili pod negrijanog potkrovlja. Također, proračun se mora izvršiti za unutarnje konstrukcije, ako je temperaturna razlika u susjednim prostorijama veća od 8 stupnjeva.
Termotehnički proračun zidova
Većina zidova i stropova je višeslojna i heterogena u svom dizajnu. Termotehnički proračun ogradnih konstrukcija višeslojne konstrukcije je sljedeći:
Ako uzmemo u obzir zid ožbukan od opeke, dobivamo sljedeću konstrukciju:
- vanjski sloj žbuke debljine 3 cm, toplinska vodljivost 0,93 W(m x st.);
- zidanje od pune glinene cigle 64 cm, toplinska vodljivost 0,81 W(m x stupnjeva);
- Unutarnji sloj žbuke debljine 3 cm, toplinska vodljivost 0,93 W (m x st.).
Formula za termotehnički proračun ogradnih konstrukcija je sljedeća:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x stepen/W).
Rezultirajuća vrijednost je znatno manja od prethodno određene vrijednosti otpora bazeprijenos topline zidova stambene zgrade u Murmansku 3, 65 (m x stupanj / W). Zid ne zadovoljava zakonske zahtjeve i potrebno ga je izolirati. Za izolaciju zidova koristimo ploče od mineralne vune debljine 150 mm i toplinske vodljivosti 0,048 W (m x st.).
Nakon odabira izolacijskog sustava potrebno je izvršiti verifikacijski termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna prikazan je u nastavku:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x stupanj/W).
Dobivena izračunata vrijednost je veća od osnovne vrijednosti - 3,65 (m x deg/W), izolirani zid zadovoljava zahtjeve standarda.
Proračun preklapanja i kombiniranih obloga izvodi se na sličan način.
Proračun podova u kontaktu s tlom iz toplinske tehnike
Često se u privatnim kućama ili javnim zgradama podovi prvih katova izrađuju na tlu. Otpor na prijenos topline takvih podova nije standardiziran, ali u najmanju ruku dizajn podova ne smije dopustiti ispadanje rose. Proračun konstrukcija u kontaktu s tlom provodi se na sljedeći način: podovi su podijeljeni na trake (zone) širine 2 metra, počevši od vanjske granice. Dodijeljene su do tri takve zone, a preostalo područje pripada četvrtoj zoni. Ako dizajn poda ne predviđa učinkovitu izolaciju, tada se otpor prijenosa topline zona uzima na sljedeći način:
- 1 zona – 2, 1 (m x stupanj/W);
- 2 zona – 4, 3 (m x stupanj/W);
- 3 zona – 8, 6 (m x stupanj/W);
- 4 zona – 14, 3 (m x stepen/W).
Lako je vidjeti da što je pod udaljeniji od vanjskog zida, to je njegova otpornost na prijenos topline veća. Stoga su često ograničeni na zagrijavanje perimetra poda. Istodobno, otpor prijenosa topline izolirane strukture dodaje se otporu prijenosa topline zone. Primjer izračuna podova na tlu razmotrit će se u nastavku. Uzmimo površinu poda 10 x 10, jednako 100 četvornih metara.
- Površina 1 zone bit će 64 četvorna metra.
- Površina zone 2 bit će 32 četvorna metra.
- Površina zone 3 bit će 4 četvorna metra.
Prosječni otpor podnog prijenosa topline na tlu:Rpod=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x stepen/uto).
Nakon što smo završili izolaciju perimetra poda polistirenskom pjenom debljine 5 cm, trakom širine 1 metar, dobivamo prosječnu vrijednost otpora prijenosa topline:
Rpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x stupanj/W).
Važno je napomenuti da se na ovaj način ne računaju samo podovi, već i zidne konstrukcije u kontaktu s tlom (zidovi udubljenog poda, topli podrum).
Termotehnički izračun vrata
Osnovna vrijednost otpora prijenosa topline ulaznih vrata izračunava se nešto drugačije. Da biste ga izračunali, prvo ćete morati izračunati otpor prijenosa topline zida prema sanitarno-higijenskom kriteriju (bez ispadanjarosa): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Ovdje DTn - temperaturna razlika između unutarnje površine zida i temperature zraka u prostoriji, određena je prema Kodeksu pravila i za stanovanje je 4,0.
av - prijenos topline koeficijent unutarnje površine zida, prema zajedničkom pothvatu je 8, 7. Bazna vrijednost vrata uzima se jednakom 0,6xRst.
Za odabrani dizajn vrata potrebno je izvršiti provjeru termotehničkog proračuna ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna ulaznih vrata:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Ova vrijednost dizajna odgovarat će vratima izoliranim pločom od mineralne vune debljine 5 cm.
Složeni zahtjevi
Proračuni zidova, podova ili obloga provode se kako bi se provjerili zahtjevi propisa po elementima. Skupom pravila također se uspostavlja potpuni zahtjev koji karakterizira kvalitetu izolacije svih ogradnih konstrukcija u cjelini. Ova vrijednost se naziva "specifična karakteristika toplinske zaštite". Niti jedan termotehnički proračun ogradnih konstrukcija ne može bez njegove provjere. Primjer JV izračuna prikazan je u nastavku.
| Naziv dizajna | kvadrat | R | A/R |
| zidovi | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Pokrivanje | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Strop podruma | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Vrata | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Iznos | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, što je manje od normalizirane vrijednosti od 0,52. U ovom slučaju, površina i volumen se uzimaju za kuću dimenzija 10 x 10 x 2,5 m. Prijenos topline otpori su jednaki osnovnim vrijednostima.
Normalizirana vrijednost utvrđuje se u skladu sa zajedničkim pothvatom, ovisno o grijanoj zapremini kuće.
Osim složenog zahtjeva, za izradu energetske putovnice, izvode i toplinsko-tehnički izračun ogradnih konstrukcija, primjer putovnice dat je u Dodatku SP50.13330.2012.
Koeficijent uniformnosti
Svi gornji izračuni su primjenjivi za homogene strukture. Što je u praksi prilično rijetko. Kako bi se uzele u obzir nehomogenosti koje smanjuju otpor prijenosu topline, uvodi se faktor korekcije za toplinsku uniformnost, r. Uzima u obzir promjenu otpora prijenosa topline uzrokovanu otvorima prozora i vrata, vanjskim uglovima, nehomogenim inkluzijama (na primjer, nadvoji, grede, pojasevi za ojačanje), hladni mostovi, itd.
Izračun ovog koeficijenta je prilično kompliciran, tako da u pojednostavljenom obliku možete koristiti približne vrijednosti iz referentne literature. Na primjer, za zidanje - 0,9, troslojne ploče - 0,7.
Učinkovita izolacija
Prilikom odabira sustava kućne izolacije, lako se uvjeriti da je gotovo nemoguće ispuniti suvremene zahtjeve toplinske zaštite bez uporabe učinkovite izolacije. Dakle, ako koristite tradicionalnu glinenu ciglu, trebat će vam zidanje debljine nekoliko metara, što nije ekonomski izvedivo. U isto vrijeme, niska toplinska vodljivost moderne izolacije na bazi ekspandiranog polistirena ili kamene vune omogućuje vam da se ograničite na debljine od 10-20 cm.
Na primjer, za postizanje osnovne vrijednosti otpora prijenosa topline od 3,65 (m x deg/W), trebat će vam:
- 3m debeli zid od opeke;
- polaganje pjenastih betonskih blokova 1,4 m;
- izolacija od mineralne vune 0,18 m.
