Vytvoření pohodlných podmínek pro život nebo práci je primárním úkolem stavby. Významná část území naší země se nachází v severních zeměpisných šířkách s chladným klimatem. Proto je vždy důležité udržovat v budovách příjemnou teplotu. S růstem energetických tarifů se do popředí dostává snižování spotřeby energie na vytápění.
Klimatické vlastnosti
Výběr konstrukce stěny a střechy závisí především na klimatických podmínkách oblasti stavby. K jejich stanovení je nutné odkázat na SP131.13330.2012 "Stavební klimatologie". Při výpočtech se používají následující množství:
- teplota nejchladnějšího pětidenního období s bezpečností 0,92, označená Tn;
- průměrná teplota, označená jako Tot;
- trvání, značeno ZOT.
V příkladu pro Murmansk mají hodnoty následující hodnoty:
- Тн=-30 stupňů;
- Tot=-3,4 stupně;
- ZOT=275 dní.
Kromě toho je nutné nastavit návrhovou teplotu uvnitř pokojové TV, je určena v souladu s GOST 30494-2011. Pro bydlení si můžete vzít TV=20 stupňů.
Pro provedení tepelnětechnického výpočtu obvodových konstrukcí si předem vypočítejte hodnotu GSOP (den topného období):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. V našem příkladu GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Klíčové ukazatele
Pro správný výběr materiálů obvodového pláště budovy je nutné určit, jaké by měly mít tepelné vlastnosti. Schopnost látky vést teplo je charakterizována její tepelnou vodivostí, označovanou řeckým písmenem l (lambda) a měří se ve W / (m x stupňů). Schopnost konstrukce zadržovat teplo je charakterizována její odolností vůči přenosu tepla R a je rovna poměru tloušťky k tepelné vodivosti: R=d/l.
Pokud se struktura skládá z několika vrstev, odpor se vypočítá pro každou vrstvu a poté se sečte.
Odpor prostupu tepla je hlavním ukazatelem venkovní konstrukce. Jeho hodnota musí překročit standardní hodnotu. Při provádění tepelnětechnického výpočtu obálky budovy musíme určit ekonomicky oprávněnou skladbu stěn a střechy.
Hodnoty tepelné vodivosti
Kvalita izolaceurčena především tepelnou vodivostí. Každý certifikovaný materiál prochází laboratorními zkouškami, na základě kterých je tato hodnota stanovena pro provozní podmínky „A“nebo „B“. Pro naši zemi většina regionů odpovídá provozním podmínkám „B“. Při provádění tepelnětechnického výpočtu obvodových konstrukcí domu by měla být použita tato hodnota. Hodnoty tepelné vodivosti jsou uvedeny na štítku nebo v materiálovém pasu, ale pokud nejsou k dispozici, můžete použít referenční hodnoty z Kodexu praxe. Hodnoty nejoblíbenějších materiálů jsou uvedeny níže:
- Obyčejné zdivo – 0,81 W (m x stupeň).
- Zdivo ze silikátových cihel – 0,87 W(m x deg.).
- Plynobeton a pěnobeton (hustota 800) - 0,37 W (m x stupeň).
- Měkké dřevo – 0,18 W (m x stupeň).
- Extrudovaný polystyren – 0,032 W (m x stupeň).
- Desky z minerální vlny (hustota 180) - 0,048 W (m x deg.).
Normální hodnota odporu prostupu tepla
Vypočítaná hodnota odporu prostupu tepla by neměla být nižší než základní hodnota. Základní hodnota je stanovena podle tabulky 3 SP50.13330.2012 „Tepelná ochrana budov“. Tabulka definuje koeficienty pro výpočet základních hodnot odporu prostupu tepla pro všechny obvodové konstrukce a typy budov. V návaznosti na započatý tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí lze příklad výpočtu uvést následovně:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x deg/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x deg/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x deg/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x deg/W).
Termotechnický výpočet vnější obvodové konstrukce se provádí pro všechny konstrukce, které uzavírají "teplý" obrys - podlaha v přízemí nebo podlaha technického podzemí, vnější stěny (včetně oken a dveří), kombinované kryt nebo podlaha nevytápěného podkroví. Výpočet je také nutné provést pro vnitřní konstrukce, pokud je teplotní rozdíl v sousedních místnostech větší než 8 stupňů.
Termotechnický výpočet stěn
Většina stěn a stropů je vícevrstvá a jejich design je heterogenní. Tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí vícevrstvé konstrukce je následující:
Pokud vezmeme v úvahu cihlovou omítnutou zeď, dostaneme následující konstrukci:
- vnější vrstva omítky tloušťka 3 cm, tepelná vodivost 0,93 W(m x stupeň);
- plné hliněné cihlové zdivo 64 cm, tepelná vodivost 0,81 W(m x stupeň);
- Vnitřní vrstva omítky tloušťka 3 cm, tepelná vodivost 0,93 W(m x stupeň).
Vzorec pro tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí je následující:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x deg/W).
Výsledná hodnota je výrazně nižší než dříve stanovená hodnota základního odporupřenos tepla stěn obytného domu v Murmansk 3, 65 (m x deg / W). Stěna nesplňuje požadavky předpisů a je třeba ji izolovat. Pro izolaci stěn používáme desky z minerální vlny o tloušťce 150 mm a tepelné vodivosti 0,048 W (m x st.).
Po výběru zateplovacího systému je nutné provést ověřovací tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Příklad výpočtu je uveden níže:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x deg/W).
Získaná vypočítaná hodnota je větší než základní hodnota - 3,65 (m x deg / W), izolovaná stěna splňuje požadavky norem.
Výpočet přesahů a kombinovaných krytin se provádí podobně.
Výpočet tepelné techniky podlah v kontaktu se zemí
V soukromých domech nebo veřejných budovách jsou podlahy v prvních patrech často na zemi. Odolnost proti prostupu tepla u takových podlah není standardizována, ale minimálně konstrukce podlah nesmí umožňovat vypadávání rosy. Výpočet konstrukcí v kontaktu se zemí se provádí následovně: podlahy jsou rozděleny do pásů (zón) o šířce 2 metry, počínaje vnější hranicí. Jsou přiděleny až tři takové zóny, zbývající plocha patří do čtvrté zóny. Pokud konstrukce podlahy nezajišťuje účinnou izolaci, pak se odpor zón při přenosu tepla bere následovně:
- 1 zóna – 2, 1 (m x deg/W);
- 2 zóna – 4, 3 (m x deg/W);
- 3 zóna – 8, 6 (m x deg/W);
- 4 zóna – 14, 3 (m x deg/W).
Je snadné vidět, že čím dále je podlaha od vnější stěny, tím vyšší je její odolnost vůči přenosu tepla. Proto se často omezují na zahřívání obvodu podlahy. Současně se odpor prostupu tepla zateplené konstrukce přičítá k odporu prostupu tepla zóny. Příklad výpočtu podlah na zemi bude zvažován níže. Vezměme si podlahovou plochu 10 x 10, což se rovná 100 metrů čtverečních.
- Rozloha 1 zóny bude 64 metrů čtverečních.
- Rozloha zóny 2 bude 32 metrů čtverečních.
- Rozloha zóny 3 bude 4 metry čtvereční.
Průměrný odpor podlahového přenosu tepla na zemi:Rpodlaha=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x stupeň/út).
Po dokončení izolace obvodu podlahy polystyrénovou deskou o tloušťce 5 cm, pásem o šířce 1 metr, získáme průměrnou hodnotu odporu prostupu tepla:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x deg/W).
Je důležité si uvědomit, že tímto způsobem se počítají nejen podlahy, ale také konstrukce stěn v kontaktu se zemí (stěny ustupující podlahy, teplý suterén).
Termotechnický výpočet dveří
Základní hodnota odporu prostupu tepla vstupních dveří se počítá poněkud odlišně. Pro jeho výpočet je třeba nejprve vypočítat odpor stěny prostupem tepla podle hygienického a hygienického kritéria (bez spadurosa): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Zde ДТн - teplotní rozdíl mezi vnitřním povrchem stěny a teplotou vzduchu v místnosti, je stanoven podle Kodexu pravidel a pro bydlení je 4,0.
av - přenos tepla koeficient vnitřního povrchu stěny podle společného podniku je 8, 7. Základní hodnota dveří se rovná 0,6xRst.
U vybraného provedení dveří je nutné provést ověřovací tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Příklad výpočtu vstupních dveří:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Tato návrhová hodnota bude odpovídat dveřím izolovaným deskou z minerální vlny o tloušťce 5 cm.
Složité požadavky
Výpočty stěn, podlah nebo krytin se provádějí za účelem kontroly požadavků předpisů pro jednotlivé prvky. Soubor pravidel také stanoví úplný požadavek, který charakterizuje kvalitu izolace všech obvodových konstrukcí jako celku. Tato hodnota se nazývá "specifická charakteristika tepelného stínění". Bez jeho ověření se neobejde ani jeden tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí. Příklad výpočtu JV je uveden níže.
| Název designu | Čtverec | R | A/R |
| Stěny | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Covering | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Suterénní strop | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Dveře | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Částka | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, což je méně než normalizovaná hodnota 0,52. V tomto případě jsou plocha a objem brány pro dům o rozměrech 10 x 10 x 2,5 m. Přenos tepla odpory se rovnají základním hodnotám.
Normalizovaná hodnota je určena v souladu se společným podnikem v závislosti na vytápěném objemu domu.
Kromě složitého požadavku na vypracování energetického pasportu provádějí také tepelnětechnický výpočet obvodových konstrukcí, příklad pasportu je uveden v příloze SP50.13330.2012.
Koeficient stejnoměrnosti
Všechny výše uvedené výpočty jsou použitelné pro homogenní struktury. Což je v praxi poměrně vzácné. Pro zohlednění nehomogenit, které snižují odpor proti přenosu tepla, se zavádí korekční faktor pro tepelnou rovnoměrnost r. Bere v úvahu změnu odporu prostupu tepla způsobenou okenními a dveřními otvory, vnějšími rohy, nehomogenními vměstky (např. překlady, trámy, armovací pásy), studenými mosty atd.
Výpočet tohoto koeficientu je poměrně komplikovaný, takže ve zjednodušené podobě můžete použít přibližné hodnoty z referenční literatury. Například pro zdivo - 0,9, třívrstvé panely - 0,7.
Účinná izolace
Při výběru zateplovacího systému domu je snadné se ujistit, že je téměř nemožné splnit moderní požadavky na tepelnou ochranu bez použití účinné izolace. Pokud tedy použijete tradiční hliněné cihly, budete potřebovat zdivo o tloušťce několika metrů, což není ekonomicky proveditelné. Nízká tepelná vodivost moderních izolací na bázi pěnového polystyrenu nebo kamenné vlny zároveň umožňuje omezit se na tloušťky 10-20 cm.
Například k dosažení základní hodnoty odporu prostupu tepla 3,65 (m x deg/W) byste potřebovali:
- 3m silná cihlová zeď;
- pokládka pěnobetonových bloků 1,4 m;
- izolace z minerální vlny 0,18 m.
