Otpornost na prijenos topline. Otpor na prijenos topline omotača zgrade

2024 Autor: Aaron Duncan | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-15 04:23

Prenos toplote omotača zgrade je složen proces koji uključuje konvekciju, provodljivost i zračenje. Sve se javljaju zajedno sa prevlašću jednog od njih. Toplotna izolacijska svojstva ogradnih konstrukcija, koja se odražavaju kroz otpor prijenosa topline, moraju biti u skladu sa važećim građevinskim propisima.

Kako je razmjena toplote zraka sa omotačima zgrade

U građevinarstvu se postavljaju normativni zahtjevi za veličinu toplotnog toka kroz zid i kroz njega određuju njegovu debljinu. Jedan od parametara za njegov proračun je temperaturna razlika između vanjske i unutarnje prostorije. Za osnovu se uzima najhladnije doba godine. Drugi parametar je koeficijent prolaza toplote K - količina toplote koja se prenosi u 1 s kroz površinu od 1 m22, sa temperaturnom razlikom između spoljašnjeg i unutrašnjeg okruženja od 1 ºS. Vrijednost K ovisi o svojstvima materijala. Kako opadapovećavaju se svojstva toplotne zaštite zida. Osim toga, hladnoća će manje prodirati u prostoriju ako je debljina ograde veća.

Konvekcija i zračenje izvana i iznutra također utiču na curenje toplote iz kuće. Stoga se na zidove iza baterija postavljaju reflektirajući ekrani od aluminijske folije. Slična zaštita je napravljena i unutar ventiliranih fasada sa vanjske strane.

Prenos toplote kroz zidove kuće

Spoljni zidovi čine maksimalan deo površine kuće i kroz njih gubici energije dostižu 35-45%. Građevinski materijali od kojih su napravljene ogradne konstrukcije imaju različitu zaštitu od hladnoće. Vazduh ima najnižu toplotnu provodljivost. Stoga porozni materijali imaju najniže koeficijente prijenosa topline. Na primjer, građevinska cigla ima 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 omotača zgrade. To je normalizovana vrednost i ne bi trebalo da bude niža od određene zadate vrednosti, jer od toga zavise troškovi grejanja i uslovi života u prostorijama.

Na koeficijent K utiče sadržaj vlage u materijalu omotača zgrade. U sirovini voda istiskuje vazduh iz pora, a njena toplotna provodljivost je 20 puta veća. Kao rezultat toga, svojstva zaštite od topline ograde se pogoršavaju. Vlažan zid od cigle prenosi 30% više toplineu poređenju sa suvim. Stoga se nastoje obložiti fasade i krovove kuća materijalima na kojima se ne zadržava voda.

Gubici toplote kroz zidove i spojeve otvora u velikoj meri zavise od vetra. Noseće konstrukcije su prozračne, a zrak kroz njih prolazi izvana (infiltracija) i iznutra (eksfiltracija).

Oblaganje zgrada

Spoljna obloga ventilisanih fasada postavlja se sa otvorom u kome cirkuliše vazduh. Ne utječe na otpornost zidova na prijenos topline, 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 krajnjim dijelovima. Na tim mjestima se postavlja efikasna izolacija kako bi se spriječio odliv topline najkraćim putem. Otpor na prijenos topline zidova i prozora na međuprostoru će biti minimalan, a kondenzacija na staklu se neće stvarati ako se okviri nalaze na sredini kosine.

Potrebna zaštitna svojstva i ušteda energije postižu se korištenjem termoizolacijskih višeslojnih panela koji štite cijelu fasadu kuće izvana i iznutra. Sistemi 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 komfor stanovanja.

Gubitak topline kroz podove prvog sprata

Kroz podnicu, gubitak toplote dostiže 3-10%. Graditelji malo vode računa o svojoj izolaciji, odlazepukotine. U najboljem slučaju, kozmetički se zatvaraju cementnim m alterom. Ako je temperatura podne površine niža nego u prostoriji za 2ºS, onda je toplotna izolacija podruma lošeg kvaliteta.

Gubitak topline kroz krov

Posebno veliki gubici toplote kroz krov u jednospratnim i dvospratnim kućama. Dostižu 35%. Savremeni toplotnoizolacioni materijali omogućavaju vam da pouzdano zaštitite plafon i krov od uticaja spoljašnjeg okruženja i gubitka toplote iznutra.

Kako se određuje otpor prijenosa topline

U fizičkom smislu, otpor prenosa toplote ovojnice zgrade karakteriše nivo njenih toplotnih izolacionih svojstava i nalazi se iz omjera

R=1/K (m²·^oS/W).

Zaštitna svojstva zida određuju se procesima izmjene temperature na njegovoj vanjskoj i unutrašnjoj površini, kao i u debljini materijala. Za složenu ogradu, ukupni otpor prijenosu topline će izgledati ovako:

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

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

Smanjena otpornost na prijenos topline

U praksi su konstrukcije heterogene i sadrže elemente za pričvršćivanje slojeva i druge veze koje formiraju "mostove hladnoće". Strukturna heterogenost može značajnosmanjiti otpornost na prijenos topline cijele konstrukcije. Stoga se dovodi do neke prosječne vrijednosti R₀^{' za ekvivalentnu ogradu sa uniformnim svojstvima preko cijelom području. Na primjer, pri proračunu debljine zidova zgrade, gubici topline u kosinama prozora i vrata, kapijama 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 toplotnih tokova. Nakon toga, u skladu sa GOST 26254-84, proračun se vrši prema formuli:

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

F - površina omotača zgrade;

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

R_{0- otpor prenosa toplote karakteristične n-te zone.}

Dakle, stvarni toplotni tokovi kroz složenu strukturu se svode na ravnomeran prenos toplote kroz njenu projekciju.

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

q=(t_ext – t_n) / R₀ '^,

gde je t_ext i t_{n je temperatura vazduha u prostoriji, odabrana prema GOST 30494, i temperaturanapolju, definisano kao prosek najhladnijeg petodnevnog perioda u godini.}

Infracrvena tehnologija vam omogućava da odredite mjesta gdje je otpor prijenosu topline smanjen. Na slici se vide "mostovi hladnoće", gde dolazi do velikog gubitka toplote. 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 imaju 2-3 puta slabiju toplinsku zaštitu od zidova. Moderni prozori koji štede energiju u pogledu temperaturne zaštite približavaju se svojstvima zidova.

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

Najniža klasa - D2 - su jednoslojni dvoslojni prozori sa staklom debljine 4 mm (R₀^{' =0,35 - 0,39 m °C / W). Ako prozor ima otpor prijenosa topline prozora s dvostrukim staklom ispod minimalnih datih vrijednosti, onda se ne klasifikuje ni na koji način. Kako se termička zaštita povećava, energetski efikasni prozori smanjuju prijenos svjetlosti.}

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

Otpor prenosa toplote izolacionih stakla zavisi od sledećih faktora:

• odnos površina zastakljenja i cijelog bloka;
• veličine krila i okvira;
• materijal i dizajn prozorske jedinice;
• karakteristike staklene jedinice;
• kvalitet brtvi između krila i okvira.

Prilikom izračunavanja otpora prenosa toplote prozora i balkonskih vrata potrebno je uzeti u obzir uticaj rubne zone, jer može doći do kondenzacije na spoju prozora sa prozorskim profilom.

Prilikom ugradnje treba obratiti pažnju i na kvalitet zaptivanja otvora. Preko termografskog uređaja možete vidjeti kako hladnoća ulazi u kuću kroz gornji i desni dio vrata (slika ispod).

Bez obzira koliko su prozori sa duplim staklom efikasni, sa slobodnim prolazom vazduha između okvira i zidova, sve njihove prednosti će biti izgubljene.

Izbor prozora zajedno sa balkonskim vratima za svaku regiju vrši se u skladu sa potrebnom vrijednošću otpora prijenosa topline R₀ ^{'i klimatski uslovi, određeni brojem stepen-dana perioda grijanja.}

Zaključak

Označena otpornost na prijenos topline zidova i prozora omogućava vam da gradite energetski efikasne zgrade i strukture. Prilikom proračuna temperaturnih karakteristika zidova potrebno je uzeti u obzir nehomogena svojstva konstrukcijskih elemenata. Za podrškumikroklima je potrebna pouzdana zaštita svih dijelova kuće od hladnoće. Ovo vam omogućava da radite moderne grijače.