Stvaranje ugodnih uslova za život ili rad je primarni zadatak izgradnje. Značajan dio teritorije naše zemlje nalazi se u sjevernim geografskim širinama sa 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 prvenstveno zavisi od klimatskih uslova građevinskog područja. Za njihovo određivanje potrebno je pogledati SP131.13330.2012 "Građevinska klimatologija". U proračunima se koriste sljedeće količine:
- temperatura najhladnijeg petodnevnog perioda sa sigurnošću od 0,92, označena sa Tn;
- prosječna temperatura, označena sa Tot;
- trajanje, označeno sa ZOT.
Na primjeru za Murmansk, vrijednosti imaju sljedeće vrijednosti:
- Tn=-30 stepeni;
- Ukupno=-3,4 stepena;
- ZOT=275 dana.
Pored toga, potrebno je podesiti projektnu temperaturu unutar sobnog TV-a, ona je određena u skladu sa GOST 30494-2011. Za stanovanje možete uzeti TV=20 stepeni.
Za izvođenje toplotnog proračuna ograđenih konstrukcija, unaprijed izračunajte vrijednost GSOP-a (stepen-dan perioda grijanja):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. U našem primjeru, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Ključni indikatori
Za pravi izbor materijala omotača zgrade potrebno je odrediti koje termičke karakteristike treba da imaju. Sposobnost tvari da provodi toplinu karakterizira njena toplinska provodljivost, označena grčkim slovom l (lambda) i mjeri se u W / (m x deg.). Sposobnost konstrukcije da zadrži toplotu karakteriše njena otpornost na prenos toplote R i jednaka je omjeru debljine i toplotne provodljivosti: R=d/l.
Ako se struktura sastoji od nekoliko slojeva, otpor se izračunava za svaki sloj i zatim se zbraja.
Otpor prijenosu topline je glavni pokazatelj vanjske gradnje. Njegova vrijednost mora biti veća od standardne vrijednosti. Pri izvođenju toplotnog proračuna omotača zgrade moramo odrediti ekonomski opravdanu kompoziciju zidova i krova.
Vrijednosti toplinske provodljivosti
Kvaliteta izolacijeodređuje prvenstveno toplotna provodljivost. Svaki certificirani materijal podvrgava se laboratorijskim ispitivanjima, na osnovu kojih se ova vrijednost utvrđuje za radne uvjete "A" ili "B". Za našu zemlju većina regiona odgovara uslovima rada "B". Prilikom izvođenja proračuna toplotne tehnike za ogradne konstrukcije kuće, ovu vrijednost treba koristiti. Vrijednosti toplinske provodljivosti navedene su na naljepnici ili u pasošu materijala, ali ako nisu dostupne, možete koristiti referentne vrijednosti iz Kodeksa prakse. Vrijednosti za najpopularnije materijale su navedene u nastavku:
- Obična cigla - 0,81 W(m x stepen.).
- Zidarstvo od silikatne cigle - 0,87 W(m x stepen).
- Plin i pjenasti beton (gustina 800) - 0,37 W (m x stepen).
- Meko drvo - 0,18 W (m x stepen).
- Ekstrudirani stiropor - 0,032 W(m x stepen).
- Daske od mineralne vune (gustina 180) - 0,048 W (m x stepen).
Redovna vrijednost otpora prijenosa topline
Izračunata vrijednost otpora prijenosa topline ne smije biti manja od osnovne vrijednosti. Bazna vrijednost je određena prema tabeli 3 SP50.13330.2012 "Toplotna zaštita zgrada". U tabeli su definirani koeficijenti za izračunavanje osnovnih vrijednosti otpora prijenosa topline za sve ogradne konstrukcije i tipove zgrada. Nastavljajući započeti termotehnički proračun ogradnih konstrukcija, primjer proračuna se može prikazati na sljedeći način:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x deg/W).
- Rpokr=0, 0005h6435 +2, 2=5, 41 (m x stepen/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x deg/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Termotehnički proračun vanjske ogradne konstrukcije vrši se za sve objekte koji zatvaraju "toplu" konturu - pod u prizemlju ili pod tehničkog podzemlja, vanjski zidovi (uključujući prozore i vrata), kombinovani pokrov ili pod negrijanog potkrovlja. Takođe, proračun se mora izvršiti za unutrašnje konstrukcije, ako je temperaturna razlika u susednim prostorijama veća od 8 stepeni.
Termotehnički proračun zidova
Većina zidova i plafona je višeslojna i heterogena po svom dizajnu. Termotehnički proračun ogradnih konstrukcija višeslojne konstrukcije je sljedeći:
Ako uzmemo u obzir zid od opeke, dobijamo sljedeću konstrukciju:
- spoljni sloj gipsa debljine 3 cm, toplotna provodljivost 0,93 W(m x stepen.);
- zidanje od pune gline 64 cm, toplotna provodljivost 0,81 W(m x stepen.);
- Unutarnji sloj gipsa debljine 3 cm, toplotna provodljivost 0,93 W(m x stepen).
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 deg/W).
Rezultirajuća vrijednost je znatno manja od prethodno određene vrijednosti otpora bazeprijenos topline zidova stambene zgrade u Murmansku 3, 65 (m x stepen / W). Zid ne ispunjava zakonske zahtjeve i potrebno ga je izolirati. Za izolaciju zidova koristimo ploče od mineralne vune debljine 150 mm i toplotne provodljivosti od 0,048 W (m x stepeni).
Nakon odabira izolacionog sistema potrebno je izvršiti verifikacioni termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer izračuna je prikazan ispod:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x stepen/W).
Dobijena izračunata vrednost je veća od osnovne vrednosti - 3,65 (m x deg/W), izolovani zid ispunjava zahteve standarda.
Proračun preklapanja i kombinovanih obloga se vrši na sličan način.
Teplotehnički proračun podova u kontaktu sa tlom
Često se u privatnim kućama ili javnim zgradama podovi prvih spratova izrađuju na zemljištu. Otpornost na prijenos topline takvih podova nije standardizirana, ali u najmanju ruku dizajn podova ne smije dozvoliti da rosa ispada. Proračun konstrukcija u kontaktu sa tlom vrši 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 efikasnu izolaciju, tada se otpor prijenosa topline zona uzima na sljedeći način:
- 1 zona – 2, 1 (m x stepen/W);
- 2 zona – 4, 3 (m x stepen/W);
- 3 zona – 8, 6 (m x stepen/W);
- 4 zona – 14, 3 (m x stepen/W).
Lako je uočiti da što je pod udaljeniji od vanjskog zida, to je njegova otpornost na prijenos topline veća. Stoga su često ograničeni na zagrijavanje perimetra poda. Istovremeno, otpor prijenosu topline izolirane konstrukcije dodaje se otporu prijenosa topline zone. U nastavku ćemo razmotriti primjer proračuna podova na tlu. Uzmimo površinu 10 x 10, jednaku 100 kvadratnih metara.
- Površina 1 zone će biti 64 kvadratna metra.
- Površina zone 2 će biti 32 kvadratna metra.
- Površina zone 3 će biti 4 kvadratna metra.
Prosečan otpor podnog prenosa toplote 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, dobijamo 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 stepen/W).
Važno je napomenuti da se na ovaj način računaju ne samo podovi, već i zidne konstrukcije u kontaktu sa tlom (zidovi udubljenog poda, topli podrum).
Termotehnički proračun 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 unutrašnje površine zida i temperature zraka u prostoriji, određena je prema Kodeksu pravila i za stanovanje je 4.0.
av - prijenos topline koeficijent unutrašnje površine zida, prema zajedničkom poduhvatu je 8, 7. Bazna vrijednost vrata se uzima jednakom 0,6xRst.
Za odabrani dizajn vrata potrebno je izvršiti verifikacioni termotehnički proračun ogradnih konstrukcija. Primjer proračuna ulaznih vrata:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Ova dizajnerska vrijednost će odgovarati vratima izolovanim pločom od mineralne vune debljine 5 cm.
Složeni zahtjevi
Proračuni zidova, podova ili obloga se vrše radi provjere elemenata po element zahtjeva propisa. 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 proračuna je prikazan ispod.
| Naziv dizajna | Kvadrat | R | A/R |
| Zidovi | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Pokrivanje | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Podrumski strop | 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 normalizovane vrijednosti od 0,52. U ovom slučaju, površina i zapremina se uzimaju za kuću dimenzija 10 x 10 x 2,5 m. Prijenos topline otpori su jednaki osnovnim vrijednostima.
Normirana vrijednost se utvrđuje u skladu sa zajedničkim poduhvatom, u zavisnosti od zagrijane zapremine kuće.
Pored složenog zahtjeva, za izradu energetskog pasoša, oni također vrše toplotnu kalkulaciju ograđenih konstrukcija, primjer pasoša je dat u dodatku SP50.13330.2012.
Koeficijent uniformnosti
Svi gornji proračuni su primenljivi za homogene strukture. Što je prilično rijetko u praksi. Da bi se uzele u obzir nehomogenosti koje smanjuju otpor prijenosu topline, uvodi se faktor korekcije za termičku uniformnost, r. Uzima u obzir promjenu otpora prijenosa topline koju unose otvori za prozore i vrata, vanjski uglovi, nehomogene inkluzije (na primjer, nadvratnici, 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.
efikasna izolacija
Prilikom odabira sistema kućne izolacije, lako se uvjeriti da je gotovo nemoguće ispuniti savremene zahtjeve toplinske zaštite bez upotrebe efikasne izolacije. Dakle, ako koristite tradicionalnu glinenu ciglu, trebat će vam zidanje debljine nekoliko metara, što nije ekonomski izvodljivo. Istovremeno, niska toplotna provodljivost moderne izolacije na bazi ekspandiranog polistirena ili kamene vune omogućava vam da se ograničite na debljine od 10-20 cm.
Na primjer, da biste postigli osnovnu vrijednost otpora prijenosa topline od 3,65 (m x deg/W), trebalo bi vam:
- 3m debeli zid od cigle;
- polaganje pjenastih betonskih blokova 1,4 m;
- izolacija od mineralne vune 0,18 m.
