Теплотехнический расчет здания специфика и формулы выполнения вычислений, практические примеры


Содержание страницы:

Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений, практические примеры

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»

Практическая работа №1

«Теплотехнический расчет наружных ограждений здания»

группы ВЗО ГТС 3 курса

Проверил: Смирнов В.М.

Санкт-Петербург 2009 г.

Цель выполнения работы – приобретение опыта проектирования наружных ограждений здания на примере проектирования наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения, а также приобретение навыков работы с нормативной литературой.

Теплотехнический расчет наружной стены здания выполняется в соответствии со СНиП \II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Конечной целью расчета является вычисление толщины теплоизоляции при заданной толщине несущей части наружной стены или определение толщины несущей части стены (с учетом прочностных характеристик конструкционного материала) при заданной толщине теплоизоляции.

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов (по СНиП II-3-79*)

Характеристика материала в сухом состоянии

Расчетные коэффициенты (при условии эксплуатации по приложению 2) СНиП II-3-79*

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м*°С

Теплоусвоения (при периоде 24 ч)

Цементно-песчаный раствор (поз. 71)

Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе (поз. 84)

Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-94) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) (поз. 131)

Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) (поз. 83)

1- штукатурка цементно-песчаный раствор

2- кирпичная стенка

4- воздушная прослойка

5- гипсокартонные плиты

Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности

Влажностный режим помещений (по табл. 1 СНиП II-3-79*)

Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности

Влажный или мокрый

При выполнении расчетов принят нормальный влажностный режим в помещениях.

Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

где tв – расчетная температура внутреннего воздуха ° С, принимаемая в соответствии с ГОСТ 12.1.1.005-88 и нормами проектирования соответствующих зданий и сооружений, принимается в практической работе равной +18 °С для административного здания в соответствии со СНиП;

tn – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ° С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 и в соответствии с заданием по варианту №4 по г. Калининград принимается равной -19° С;

n – коэффициент, принимаемый по СНиП II-3-79* (таблица 3*) в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и принимается равным n=1;

Δ t n – нормативный и температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – устанавливается по СНиП II-3-79* (таблица 2*) и принимается равным Δ t n =4,5 °С;

αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м 2 *°С.

Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:

где tв — то же, что и в формуле (1);

tот.пер — средняя температура, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

zот.пер — продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;

Определим приведенное сопротивление теплопередаче R отр по условия энергосбережения в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* (таблица 1б*) и санитарно-гигиенических и комфортных условий. Промежуточные значения определяем интерполяцией.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (по данным СНиП II-3-79*)

Здания и помещения

Градусо-сутки отпительного периода, ° С*сут

Приведенное сопротивление теплопередаче стен, не менее R0 тр (м 2 *°С)/Вт

Общественные административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R(0) принимаем как наибольшее из значений вычисленных ранее: R0 тр =0,945 тр =1,9, следовательно R0 тр =1,9 (м 2 *°С)/Вт=R(0).

Запишем уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R0, ограждающей конструкции с использованием формулы в соответствии с заданной расчетной схемой и определим толщину δx расчетного слоя ограждения из условия:

,где δi – толщина отдельных слоев ограждения кроме расчетного в м;

λi – коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчетного слоя) в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – в практической работе таблица 2;

δx – толщина расчетного слоя наружного ограждения в м;

λx – коэффициент теплопроводности расчетного слоя наружного ограждения в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – в практической работе таблица 2;

αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м 2 *°С.

αн — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αн = 23 Вт/м 2 *°С.

Термическое сопротивление Rк (м 2 *°С/Вт), ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

где R1; R2;…Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции;

Rвп — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки принимаемое по СНиП II-3-79* и принимается равным в соответствии с заданной расчетной схемой при толщине воздушной прослойки 0,03 м и при положительной температуре воздуха в прослойке Rвп = 0,14 м 2 *°С/Вт.

В конечном варианте уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R0, ограждающей конструкции будет иметь следующий вид:

23 0,93 0,81 0,06 0,81 0,21 8,7 0,06

Принимаем окончательную толщину расчетного слоя δф с округлением δx в сторону увеличения до ближайшего значения фактической толщины с учетом вида материала слоя. В соответствии с заданием в практической работе в качестве расчетного слоя рассчитывается утеплитель – маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-94), поэтому δф принимается равным округлением в сторону увеличения до размеров конкретного утеплителя в соответствии с заданными типоразмерами по ГОСТ 21880-94 δф= 0,08 м.

Вычислим фактическое термическое сопротивление расчетного слоя по формуле:

Определим тепловую инерцию D ограждающей конструкции по формуле:

где R1, R2… Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции;

s1, s2 … sn; — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающих конструкций Вт/м 2 *°С, принимаемые по СНиП II-3-79*. Расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным нулю.

D= 0,0215*11,09+ 0,145*10,12+ 1,33*0,48+ 0,148*10,12 + 0,0595*0,66=3,91.

Теги: Теплотехнический расчет наружных ограждений здания Практическое задание Строительство

Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь

Чтобы смонтировать надежную и стабильно работающую систему теплоснабжения в любом помещении, будь то офис, производственная постройка или жилое помещение, очень важно четко и грамотно выполнить тепловой расчет помещения.

Правильно произведенный тепловой расчет здания, расчет мощности и других показателей системы позволят обезопасить себя от возможных неприятностей, связанных с поломкой нагревательного оборудования и позволят сконструировать эффективную, но и экономичную отопительную систему, к которой не будет никаких претензий ни у жилищно-коммунальных служб, ни у других органов, контролирующих подобные работы.

Этапы выполнения теплового расчета помещения

Как известно, тепловой расчет отопительных приборов осуществляется в несколько стадий, а именно:

  • прежде всего следует узнать то, чему равны тепловые потери дома, чтобы правильно определить мощность не только отопительного котла, но и каждого из приборов нагрева, т.е. каждой батареи. Подобные вычисления должны быть произведены для каждого помещения, которое имеет в своей конструкции внешнюю стену.

    Важно запомнить, что полученный результат крайне необходимо проверить на предмет правильности тепловой нагрузки на отопление. Так, итоговые цифры следует разделить на параметр площади конкретного помещения, чтобы получить размер удельных тепловых потерь, который измеряется в Вт/м². Наиболее часто этот показатель составляет 50/150 Вт/м². При условии, если результат расчета количества тепла на отопление здания слишком отличается от данного показателя, то следует все перепроверить и при необходимости заново выполнить вычисления, так как в случае использования неправильных расчетов возникает серьезная угроза нормальному функционированию всей отопительной системы в целом;

  • после этого следует определиться с рабочей температурой. Правильнее всего будет принять за основу следующие параметры: 75/65/20°C, что равно температурному режиму в котле отопления, в радиаторе и в комнате соответственно;
  • далее необходимо выполнить расчет тепловой мощности системы отопления, принимая во внимание расчет тепловых потерь здания;
  • затем требуется произвести расчет гидравлики, так как система теплоснабжения не сможет нормально функционировать без него. Подобные вычисления также необходимы для определения параметров трубы, в частности, их диаметра, а также для изучения технических характеристик насоса циркуляции, входящего в конструкцию системы. При выполнении расчетов в загородном доме частного типа можно воспользоваться специальными материалами и изучить фото различных таблиц, где приведены данные о сечении труб отопления;
  • продолжаются расчеты выбором отопительного котла и определением его свойств. Так, главное – это решить, какой тип конструкции будет применяться: бытовой или промышленный;
  • завершается процесс определением объема системы теплоснабжения. Знать этот параметр важно, в первую очередь, для того, чтобы правильно выбрать бак расширения или удостовериться в том, что объема того бака, который вмонтирован в генератор тепла, будет достаточно. Для выполнения любых расчетов всегда можно воспользоваться стандартным бытовым калькулятором, не прибегая к сложным математическим вычислениям (подробнее: «Расчет объема системы отопления, включая радиаторы»).

Как правильно выполнить тепловой расчет здания

Для того чтобы произвести тепловой расчет здания, требуется, в первую очередь, иметь в наличии необходимые данные, которые понадобятся для вычислений.

Этапы этой работы будут следующими:

  1. Для начала потребуется тщательно изучить проектный план сооружения, где обязательно должны быть отображены параметры каждого из помещений как изнутри, так и снаружи, а кроме того, должны быть информация о размерах проемов дверей и окон.
  2. Затем необходимо определить, как именно расположена постройка относительно световых сторон, чтобы иметь сведения о поступающих в комнату прямых солнечных лучах, а также тщательно рассмотреть условия климата в конкретном регионе.
  3. После этого необходимо уточнить данные о том, из какого материала состоят внешние стены, а также то, какую высоту они имеют.
  4. Нелишним также будет получить информацию о структуре пола непосредственно от помещения и до самой земли, а также об основе перекрытия, начиная от комнаты и заканчивая улицей.

По окончании сбора всей этой информации можно приступать к расчету объема тепловой энергии, который потребуется затратить на качественный обогрев жилища. В процессе монтажа также можно будет получить необходимые сведения, требуемые для выполнения гидравлических подсчетов.

Формула расчета тепловой энергии

Важно запомнить, что коэффициент 1,2 допускает саму возможность резкого снижения давления в системе газопровода в холодное время года, кроме того, сюда же входят и потенциальные потери тепла, причиной которых зачастую являются сильные морозы, особое влияние которых наблюдается ввиду недостаточной теплоизоляции дверей комнаты. Наличие такого запаса делает возможным значительно варьировать температурные режимы.

Нельзя не упомянуть и тот факт, что при подсчете затрачиваемой энергии тепла его потери будут проходить совсем неравномерно, поэтому следует помнить о следующих данных:

  • через внешние стены теряется больше всего полезного тепла – около 40% от общего объема;
  • через оконные проемы уходит примерно 20%;
  • тепло покидает помещение через поле в объеме, равном 10%;
  • через крышу также выходит примерно 10%;
  • еще один участок тепловых потерь – дверные проемы и вентиляция, через которые способно испариться около 20% тепла.

Коэффициенты расчета тепловых потерь здания

Важно не только знать необходимую формулу, требующуюся для расчета необходимой энергии тепла для обогрева постройки, но и применять следующие коэффициенты, которые позволяют учитывать абсолютно все факторы, влияющие на такие вычисления:

  • К1 – это тип окон, которыми оборудовано конкретное помещение;
  • К2 – это показатели тепловой изоляции стен конструкции;
  • К3 – показатель соотношения площади оконных проемов и полов;
  • К4 – наименьшая температура снаружи дома;
  • К5 – количество внешних стен, имеющихся в сооружении;
  • К6 – количество этажей в постройке;
  • К7 – параметр высоты помещения.

Если говорить о потерях тепла, осуществляемых через окна, важно помнить о коэффициентах для таких расчетов, которые являются:

  • для окон со стандартным остеклением этот параметр составляет 1,27;
  • для стеклопакетов двухкамерного типа – 1;
  • для трехкамерных стеклопакетов – 0,85.

Не стоит забывать, что увеличение объема окон относительно полов в доме прямо пропорционально увеличению теплопотерь в постройке.

Так, соотношение оконных площадей и пола в жилище будет:

  • для 10% – 0,8;
  • для 10 – 19% – 0,9;
  • для 20% – 1;
  • для 21 – 29% – 1,1;
  • для 30% – 1,2;
  • для 31 – 39% – 1,3;
  • для 40% – 1,4;
  • для 50% – 1,5.

Выполняя расчет потребления необходимого количества энергии тепла, также важно помнить, что для материала, из которого изготовлены стены сооружения, также имеются свои коэффициенты:

  • для блоков или бетонных панелей – от 1,25 до 1,5;
  • для бревенчатых стен или стен из бруса – 1,25;
  • для кирпичной кладки толщиной в 1,5 кирпича – 1,5;
  • для 2,5 кирпичной кладки – 1,1;
  • для блоков из пенобетона – 1.

Стоит учитывать и тот факт, что если температуры за пределами дома являются низкими, то и тепловые потери становятся более существенными, например:

  • если температура достигает -10°C, то коэффициент будет составлять 0,7;
  • если этот параметр является ниже -10°C, то коэффициент должен быть 0,8;
  • если температура составляет -15°C, то цифра будет равна 0,9;
  • при морозе в -20°C коэффициент должен составлять 1;
  • величина коэффициента при -25°C – 1,2;
  • в случае понижения температуры до -30°C коэффициент должен быть равен 1,2;
  • если столбик термометра на улице достигает -35°C, то коэффициент должен составлять 1,3.

Кроме того, рассчитывая объем требуемого для обогрева дома тепла, важно учитывать непосредственно площадь комнаты, которая отображается как Пк, а также удельное значение, которое составляет теплопотери – это УДтп.

Так, высчитать объем возможных потерь тепла конкретного помещения можно, воспользовавшись следующей формулой: Тп = УДтп * Пл * К1 * К2 * К3 * К4 * К5 * К6 * К7. Параметр УДтп в этом случае должен быть равен 100 Вт/м².

Принцип гидравлического расчета для системы отопления

На этом этапе расчетов необходимо подобрать нужные параметры отопительных труб, такие как их длина и диаметр, а также осуществить балансировку всей системы посредством клапанов радиатора. Подобные вычисления также позволят определить оптимальную мощность такого функционального элемента системы, как электрический насос циркуляции.

Итоги гидравлических расчетов позволяют узнать следующие показатели: М – объем воды, который расходуется в процессе работы (измеряется в кг/с), DP1, DP2… DPn – это тот напор, который теряется при прохождении теплоносителя от котла к каждому из радиаторов. Как следствие, расход воды можно высчитать по следующей формуле: M = Q/Cp * DPt Q, где Ср – это параметр удельной теплоемкости теплоносителя, который равен в среднем 4,19 кДж, а DPt – это разница температур воды на входе в котел и на выходе из него.

Проведение всех вышеперечисленных расчетов позволит оборудовать надежную, экономичную и эффективную систему отопления и не даст механизму выйти из строя в самый неприятный момент.

Тепловой расчет помещения на видео:

Расчет систем отопления (часть 2 -Теплотехнический расчет здания)

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

  1. Расчет потерь тепла по площади помещений.
  2. Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
  3. Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

  • В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
  • При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
  • Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

  1. Тип остекления:
  • тройной пакет 0,85,
  • двойной 1,0,
  • двойной переплет 1,27.
  1. Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
  2. Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:
  • современные теплоизоляционные материалы 0,85
  • стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
  • низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.
  1. Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
  2. Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
  3. Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
  4. Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

  • Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
  • Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

  • Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
  • Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
  • Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

  • Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
  • Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

  • От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
  • Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

Теплотехнический расчет наружной стены здания.

Архитектурно-строительная часть.

Общая часть.

Исходные данные на проектирование.

Природно-климатические условия.

Жилой дом, пятиэтажный, 20-ти квартирный.

Районом строительства является город Владимир, который относится к II В климатической зоне строительства с расчетной зимней температурой наружного воздуха по наиболее холодной пятидневке – tн = -28 0 С,

температурой внутри помещения +20 0 С,

с нормативной снеговой нагрузкой — 130 кгс/м 2 ,

с нормативной глубиной промерзания грунта — 1,37 м,

со скоростным напором ветра — 23 кг/м 2 .

Степень долговечности здания — II, степень огнестойкости здания — II,

Класс здания по капитальности — II.

Объемно- планировочное решение.

Здание жилого дома имеет двухсекционную систему планировки помещений, с повторяющимися поэтажными планами. Помещения всех этажей секций связаны между собой вертикальными коммуникациями – лестницами.

Здание имеет в плане прямоугольную форму с размерами в осях 1-7 31200мм, в осях А–В – 10800мм. Пятиэтажное здание высотой 19.513 м, высота этажа 3.0м. Здание с подвалом, высота подвала 2.4м. Крыша плоская с холодным чердаком. В здании трех- и четырехкомнатные квартиры.

Лестничные клетки имеют искусственное и естественное освещение через оконные проемы. Входная дверь в здание и в тамбуре открываются в сторону выхода из здания. Ограждение лестниц выполняется из металлических звеньев, а поручень обделан древесиной.

Генеральный план.

Генеральный план разработан по ГОСТ 21508-93. Рельеф местности спокойный. Ориентация здания широтная.

Схема к расчету отметок по генплану.

За абсолютную отметку 0.000 принимают уровень чистого пола первого этажа здания, что соответствует абсолютной отметке 149.106м. Проектируемое здание располагается в жилой застройке. Рядом находятся жилой дом и супермаркет. На генплане выполнено благоустройство в виде: автодороги, дорог, тротуаров, пешеходных дорожек, хозяйственной, площадки для отдыха и детской площадки. Озеленение предусмотрено в виде деревьев, кустарников, газонов и цветников.

Господствующее направление ветров в зимний период (декабрь, январь, февраль) – южное, в летний период (июнь, июль, август) – северное.

На генплане показан ввод инженерных сетей: водопровода, канализации, теплоснабжение, газоснабжения, электроснабжения.

Горизонтальная привязка выполнена к существующим зданиям. Вертикальная привязка выполнена вычислением и простановкой красных и черных отметок по углам здания.

1) Подсчет черных отметок углов здания.

Точка угла здания А лежит на горизонтали, поэтому черная отметка угла здания в точке А равна отметке этой горизонтали H ч А=148.0

H ч = Hmin + X, где X =m/d*h, где h=0.5(шаг горизонталей)

H ч С=147.5 + 0.1 =147.61

Х ч D= 2.9/5.0 * 0.5 = 0.29

2)Подсчёт красных отметок углов здания.

H0 = (148.0 + 147.795 + 147.6 +147.79)/4 = 147.796, где

Определяем превышение(h) углов здания относительно H0

h=P/4*i, где P это периметр, а i=0.01

Расчет глубины заложения фундамента.

Расчет производиться по СНиП 2.02.01–83* «Основания зданий и сооружений».

1. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn = d0 * √Mt,

Mt – безразмерный коэффициент, численно равен сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе принимают по СНиП 23.01.99 «Строительная климатология».

Mt = 35.6 для Владимира.

d0– величина, принимаемая равной, м , для суглинков и глин.

2. Расчет глубины сезонного промерзания грунта df , м определяется по формуле

df =dfn*kh, где kh— коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемых для наружного фундамента отапливаемого сооружения по таблице 1, СНиП 2.02.01–83*, Кh= 0,6 – для здания с подвалами.

3. Принимаем глубину заложения фундаментов по условию недопущения морозного пучения грунтов основания ниже расчетной глубины сезонного промерзания на 100мм т.е.:

ds = 0.82 + 0.1 = 0.92 м

4. Так как в здании имеется подвал высотой от пола до потолка 2.1м принимаем глубину заложения фундамента равной -3.000м.

Теплотехнический расчет наружной стены здания.

Исходные данные: выбор конструктивного решения наружных стен производиться в соответствии с табл.4 [12]. Принимаю двухслойные стены с наружной теплоизоляцией из минераловатных плит и несущей частью из кирпичной кладки при Rw ч /Dd = 4.7 (м 2 . о С/Вт)/9430( о С . сут.).

Состав слоев наружной стены с их характеристиками см. ниже:

1. Декоративно-защитная штукатурка «Классик» (основа полиакрил, кварцевый песок) – 2 мм ( ρ = 1600 кг/м³,

2. Полимерцементный раствор (акриловый состав «Адгезив» с портландцементом марки 400 в пропорциях 1:1 по весу) со щелочестойкой стеклотканевой сеткой – 5 мм (( ρ = 1000 кг/м³, λ2 = 0,3 Вт/(м² ∙ °С)).

3. Утеплитель – минераловатные плиты ISOBOX ФАСАД – 120 мм (ρ = 145 ( + 14) кг/м³, λ3 = 0,046 Вт/(м² ∙ °С)).

4. Клеящий слой из полимерцементного раствора — 2мм (ρ = 1000 кг/м³, λ4 = 0,3 Вт/(м² ∙ °С)).

5. Кирпичная кладка из сплошного глиняного обыкновенного кирпича М75 на цементно-песчаном растворе М25– 510 мм ( ρ = 1800 кг/м³,

6. Штукатурка из цементно-известкового раствора – 20 мм ( ρ = 1700 кг/м³,

Плиты ISOBOX ФАСАД являются негорючим материалом. Группа (степень) горючести – НГ.

Район строительства – г. Владимир.

Зона влажности территории России по приложению В [ 12 ] – 2 ( нормальная ).

Оптимальная температура воздуха внутри жилого здания tint = 20 – 22 ° С ( табл. 1 [ 11 ] ).

Относительная влажность воздуха внутри здания для холодного периода года φint = 55 %.

Влажностный режим помещения здания – нормальный ( табл. 1 [ 12 ] ).

Условия эксплуатации стены ограждения – Б ( табл. 2 [ 12 ] )

Согласно п. 5.3. [ 12 ] приведённое сопротивление теплопередачи R0 (м² ∙ °С)/Вт ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений Rreq (м² ∙ °С)/Вт, определяемых по табл. 4 [ 12 ] в зависимости от градусо-суток района строительства Dd ° С · сут.

По формуле 2 [ 12 ]

Dd = ( tint – tht ) · zht = ( 20 – ( — 3,5 )) · 213 = 5005,5 ° С · сут. ч ,

где αint = 8,7 Вт/(м² ∙ °С) табл. 7 [ 12 ],

αext = 23 Вт/(м² ∙ °С) табл. 8 [11 ].

Вывод: принятый утеплитель из минераловатных плит толщиной 120 мм удовлетворяет требованиям теплотехнического расчёта.

Геометрические размеры плит в мм: — длина: 1000, 1200

— толщина: 50 – 200 (с шагом 10 мм).

Плиты изготавливают по ТУ 5762-001-74182181-2007 на ООО «заводе ИЗОБОКС» (г. Москва).

Торговое отделение в г. Владимире по ул. Куйбышва, д.20.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9410 — | 7433 — или читать все.

91.105.232.77 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий

Теплотехнический расчет позволяет определить минимальную толщину ограждающих конструкций для того, чтобы не было случаев перегрева или промерзания в процессе эксплуатации строения.

Ограждающие конструктивные элементы отапливаемых общественных и жилых зданий, за исключением требований устойчивости и прочности, долговечности и огнестойкости, экономичности и архитектурного оформления, должны отвечать в первую очередь теплотехническим нормам. Выбирают ограждающие элементы в зависимости от конструктивного решения, климатологических характеристик района застройки, физических свойств, влажно-температурного режима в здании, а также в соответствии с требованиями сопротивления теплопередаче, воздухонипроницанию и паропроницанию.

В чем смысл расчета?

  1. Если во время расчета стоимости будущего строения учитывать лишь прочностные характеристики, то, естественно, стоимость будет меньше. Однако это видимая экономия: впоследствии на обогрев помещения уйдет значительно больше средств.
  2. Грамотно подобранные материалы создадут в помещении оптимальный микроклимат.
  3. При планировке системы отопления также необходим теплотехнический расчет. Чтобы система была рентабельной и эффективной, необходимо иметь понятие о реальных возможностях здания.

Теплотехнические требования

Важно, чтобы наружные конструкции соответствовали следующим теплотехническим требованиям:

  • Имели достаточные теплозащитные свойства. Другими словами, нельзя допускать в летнее время перегрева помещений, а зимой – излишних потерь тепла.
  • Разность температур воздуха внутренних элементов ограждений и помещений не должна быть выше нормативного значения. В противном случае может произойти чрезмерное охлаждение тела человека излучением тепла на данные поверхности и конденсация влаги внутреннего воздушного потока на ограждающих конструкциях.
  • В случае изменения теплового потока температурные колебания внутри помещения должны быть минимальные. Данное свойство называется теплоустойчивостью.
  • Важно, чтобы воздухонепроницаемость ограждений не вызывала сильного охлаждения помещений и не ухудшала теплозащитные свойства конструкций.
  • Ограждения должны иметь нормальный влажностный режим. Так как переувлажнение ограждений увеличивает потери тепла, вызывает в помещении сырость, уменьшает долговечность конструкций.

Чтобы конструкции соответствовали вышеперечисленным требованиям, выполняют теплотехнический расчет, а также рассчитывают теплоустойчивость, паропроницаемость, воздухопроницаемость и влагопередачу по требованиям нормативной документации.

Теплотехнические качества

От теплотехнических характеристик наружных конструктивных элементов строений зависит:

  • Влажностный режим элементов конструкции.
  • Температура внутренних конструкций, которая обеспечивает отсутствие на них конденсата.
  • Постоянная влажность и температура в помещениях, как в холодное, так и в теплое время года.
  • Количество тепла, которое теряется зданием в зимний период времени.

Итак, исходя из всего перечисленного выше, теплотехнический расчет конструкций считается немаловажным этапом в процессе проектирования зданий и сооружений, как гражданских, так и промышленных. Проектирование начинается с выбора конструкций – их толщины и последовательности слоев.

Задачи теплотехнического расчета

Итак, теплотехнический расчет ограждающих конструктивных элементов осуществляется с целью:

  1. Соответствия конструкций современным требованиям по тепловой защите зданий и сооружений.
  2. Обеспечения во внутренних помещениях комфортного микроклимата.
  3. Обеспечения оптимальной тепловой защиты ограждений.

Основные параметры для расчета

Чтобы определить расход тепла на отопление, а также произвести теплотехнический расчет здания, необходимо учесть множество параметров, зависящих от следующих характеристик:

  • Назначение и тип здания.
  • Географическое расположение строения.
  • Ориентация стен по сторонам света.
  • Размеры конструкций (объем, площадь, этажность).
  • Тип и размеры окон и дверей.
  • Характеристики отопительной системы.
  • Количество людей, находящихся в здании одновременно.
  • Материал стен, пола и перекрытия последнего этажа.
  • Наличие системы горячего водоснабжения.
  • Тип вентиляционных систем.
  • Другие конструктивные особенности строения.

Теплотехнический расчет: программа

На сегодняшний день разработано множество программ, позволяющих произвести данный расчет. Как правило, расчет осуществляется на основании методики, изложенной в нормативно-технической документации.

Данные программы позволяют вычислить следующее:

  • Термическое сопротивление.
  • Потери тепла через конструкции (потолок, пол, дверные и оконные проемы, а также стены).
  • Количество тепла, требуемого для нагрева инфильтрирующего воздуха.
  • Подбор секционных (биметаллических, чугунных, алюминиевых) радиаторов.
  • Подбор панельных стальных радиаторов.

Теплотехнический расчет: пример расчета для наружных стен

Для расчета необходимо определить следующие основные параметры:

  • tв = 20°C – это температура воздушного потока внутри здания, которая принимается для расчета ограждений по минимальным значениям наиболее оптимальной температуры соответствующего здания и сооружения. Принимается она в соответствии с ГОСТом 30494-96.
  • По требованиям ГОСТа 30494-96 влажность в помещении должна составлять 60%, в результате в помещении будет обеспечен нормальный влажностный режим.
  • В соответствии с приложением B СНиПа 23-02-2003, зона влажности сухая, значит, условия эксплуатации ограждений – A.
  • tн = -34 °C – это температура наружного воздушного потока в зимний период времени, которая принимается по СНиП исходя из максимально холодной пятидневки, имеющей обеспеченность 0,92.
  • Zот.пер = 220 суток – это длительность отопительного периода, которая принимается по СНиПу, при этом среднесуточная температура окружающей среды ≤ 8 °C.
  • Tот.пер. = -5,9 °C – это температура окружающей среды (средняя) в отопительный период, которая принимается по СНиП, при суточной температуре окружающей среды ≤ 8 °C.

Исходные данные

В таком случае теплотехнический расчет стены будет производиться с целью определения оптимальной толщины панелей и теплоизоляционного материала для них. В качестве наружных стен будут использоваться сэндвич-панели (ТУ 5284-001-48263176-2003).

Комфортные условия

Рассмотрим, как выполняется теплотехнический расчет наружной стены. Для начала следует вычислить требуемое сопротивление теплопередачи, ориентируясь на комфортные и санитарно-гигиенические условия:

n = 1 – это коэффициент, который зависит от положения наружных конструктивных элементов по отношению к наружному воздуху. Его следует принимать по данным СНиПа 23-02-2003 из таблицы 6.

Δt н = 4,5 °C – это нормируемый перепад температуры внутренней поверхности конструкции и внутреннего воздуха. Принимается по данным СНиПа из таблицы 5.

αв = 8,7 Вт/м 2 °C – это теплопередача внутренних ограждающих конструкций. Данные берутся из таблицы 5, по СНиПу.

Подставляем данные в формулу и получаем:

R0 тр = (1 × (20 – (-34)) : (4,5 × 8,7) = 1,379 м 2 °C/Вт.

Условия энергосбережения

Выполняя теплотехнический расчет стены, исходя из условий энергосбережения, необходимо вычислить требуемое сопротивление теплопередачи конструкций. Оно определяется по ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °C) по следующей формуле:

tв – это температура воздушного потока внутри здания, °C.


Zот.пер. и tот.пер. – это продолжительность (сут.) и температура (°C) периода, имеющего среднесуточную температуру воздуха ≤ 8 °C.

ГСОП = (20 – (-5,9)) ×220 = 5698.

Исходя из условий энергосбережения, определяем R0 тр методом интерполяции по СНиПу из таблицы 4:

R0 тр = 2,4 + (3,0 – 2,4)×(5698 – 4000)) / (6000 – 4000)) = 2,909 (м 2 °C/Вт)

Далее, выполняя теплотехнический расчет наружной стены, следует вычислить сопротивление теплопередаче R0:

d – это толщина теплоизоляции, м.

l = 0,042 Вт/м°C – это теплопроводность минераловатной плиты.

αн = 23 Вт/м 2 °C – это теплоотдача наружных конструктивных элементов, принимаемый по СНиПу.

R0 = 1/8,7 + d/0,042+1/23 = 0,158 + d/0,042.

Толщина утеплителя

Толщина теплоизоляционного материала определяется исходя из того, что R0 = R0 тр , при этом R0 тр берется при условиях энергосбережения, таким образом:

2,909 = 0,158 + d/0,042, откуда d = 0,116 м.

Подбираем марку сэндвич-панелей по каталогу с оптимальной толщиной теплоизоляционного материала: ДП 120, при этом общая толщина панели должна составлять 120 мм. Аналогичным образом производится теплотехнический расчет здания в целом.

Необходимость выполнения расчета

Запроектированные на основании теплотехнического расчета, выполненного грамотно, ограждающие конструкции позволяют сократить затраты на отопление, стоимость которого регулярно увеличиваются. К тому же сбережение тепла считается немаловажной экологической задачей, ведь это напрямую связано с уменьшением потребления топлива, что приводит к снижению воздействия негативных факторов на окружающую среду.

Кроме того, стоит помнить о том, что неправильно выполненная теплоизоляция способна привести к переувлажнению конструкций, что в результате приведет к образованию плесени на поверхности стен. Образование плесени, в свою очередь, приведет к порче внутренней отделки (отслаивание обоев и краски, разрушение штукатурного слоя). В особо запущенных случаях может понадобиться радикальное вмешательство.

Очень часто строительные компании в своей деятельности стремятся использовать современные технологии и материалы. Только специалисту под силу разобраться в необходимости применения того или иного материала, как отдельно, так и в совокупности с другими. Именно теплотехнический расчет поможет определиться с наиболее оптимальными решениями, которые обеспечат долговечность конструктивных элементов и минимальные финансовые затраты.

Что такое теплотехнический расчет и как его выполнить

В этой статье мы с вами поговорим о теплотехническом расчете наружных стен, а так же разберемся в самом понятии “теплотехнический расчет”, дабы понимать как это происходит. Перед тем, как говорить о теплотехническом расчете наружных стен, следует сначала разобрать само понятие “теплотехнический расчет”.

Что такое теплотехнический расчет?
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций — это совокупность мер и действий, предназначенных для определения соответствия ограждающих конструкций современным нормам по тепловой защите здания и сооружения. В современных условиях это означает соответствие стандартам СНиП 23-02-203. Подобными расчетами в частности выясняют теплотехнические характеристики материалов, из которых изготовлена ограждающие конструкции и приведенное сопротивление теплопередачи.

В чем же практический смысл этих трудоемких вычислений, и почему существует необходимость следовать каким-то стандартам, если данные расчеты никак не влияют на прочность ограждающей конструкции? Ответ Вы найдете в следующей главе.

Можно ли пренебречь расчетом?

Рассмотрим ситуацию с точки зрения собственника здания.

У него есть два варианта:

– произвести соответствующие теплотехнические расчеты, закупить и установить необходимые утепляющие материалы;

– учитывать только устойчивость стен.

В первом случае расходы на строительство могут значительно превышать расходы, запланированные во втором случае. Однако дальнейшие затраты на отопление будут минимальны опять же в первом варианте, а во втором они окажутся существенно выше. Казалось бы, здесь и думать нечего. Вряд ли за год набежит такая сумма за отопление, которая перекрыла бы все работы по утеплению и связанными с ними расчетами. А как насчет двух лет? Пяти? Десяти?

Необходимость проведения теплотехнических расчетов аргументируется не только экономической выгодой. Эти расчеты также предусматривают обеспечение соответствующего микроклимата внутри помещения.

Если не провести расчеты, вполне возможно, что в помещении будет сыро, появится грибок, может произойти выступление конденсата — все это также может привести к дополнительным расходам на косметический ремонт.

Если опять-таки говорить об экономической составляющей вопроса, следует помнить, что цены на электроэнергию неуклонно повышаются. Помимо всего вышеупомянутого, эти расчеты нужны для последующего подбора оборудования для отопительных систем и расчета источников отопления. Таким образом, можно снизить затраты на отопление вдвое.

Если же рассматривать экологическую сторону вопроса, то и тут без теплотехнических расчетов никуда. Благодаря снижению потребления электроэнергии, мы придем к рациональному использованию природных ресурсов и уменьшим вредоносное воздействие на экологию.

Методика проведения теплотехнических расчетов

Теперь, обосновав необходимость проведения теплотехнических расчетов ограждающих конструкций, рассмотрим общие принципы выполнения этих расчетов. Во-первых, проведение теплотехнических расчетов производится в строгом соответствии с нормативными документами:

-«Тепловая защита зданий» СНиП 23-02-2003;

-«Проектирование тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004;

-«Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» ГОСТ 30494-96;

-«Строительная климатология» СНиП 23-01-99;

-Теплотехнический расчет ограждающих конструкций проводится в несколько этапов.

В первую очередь необходимо вычислить трансмиссионные потери через ограждающие конструкции по формуле:

Q t = F/R* (tв — tн)* (1+b)* n

Расшифруем значение каждой переменной:

-Qt — тепловая энергия, передаваемая от внутреннего воздуха в помещении к воздуху наружному,

-Вт; F — площадь наружной стены (ограждающей конструкции), квадратные метры;

-R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м кв. *

-С/Вт; tв — tн — температура внутреннего/наружного воздуха в градусах Цельсия, C;

-b — добавочные потери теплоты (определяются по Приложению 9 СНиП 2 04 05-91);

n — коэффициент положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (СНиП — II -3-79);

Далее необходимо рассчитать расход теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха:

Qв = 0,28G* C * (tв — tн)* k,

-где 0,28 — постоянный коэффициент;

-Qв — столько требуется теплоты на нагрев воздуха наружного, Вт; G — количество неподогретого воздуха, который входит в помещение кг/час;

С — удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 КДж/(кг*С);

k — коэффициент влияния встречного теплового потока, равный (является константой и зависит от типа используемых окон);

Cогласно СНиП 2. 04. 05-91 бытовые тепловыделения равняются 10 Вт на метр квадратной площади. Показатель обозначается символом Qб=10 Вт.

Теперь мы можем с легкостью определить тепловую нагрузку помещения, которая равняется сумме трансмиссионных потерь через ограждающие конструкции и расхода теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха минус бытовые тепловыделения.

Есть еще один показатель, который используется при проведении теплотехнических расчетов наружных стен — теплопотери через ограждающие конструкции. Это показатель равен одной десятой киловатта, умноженной на площадь ограждающей конструкции: Qп= F*0,1 кВ.

Как можно заметить, очень большую роль играет именно площадь наружной стены. Во всех встречающихся нам формулах, где имеется показатель площади наружных стен, мы видим, что расчетные показатели находятся в прямо пропорциональной зависимости от площади стен, поэтому точное определение площади является одной из первоочередных задач при проведении теплотехнических расчетов.

Следующим по важности параметром является сопротивление теплопередаче. Сопротивление обуславливается материалом, из которого сделано ограждение, и изменениями в зависимости от территориального расположения здания.

В чем заключается суть теплотехнического расчёта ограждающих конструкций?

Методика теплотехнического расчета основана на том, что оптимальная

толщина ограждающей конструкции находится исходя из:

— климатических показателей района строительства;

— санитарно-гигиенических и комфортных условий эксплуатации зданий

Методика теплотехнического расчета заключается в определении

экономически целесообразного сопротивления теплопередаче наружной

При этом сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче.

Как определяется толщина теплоизоляционного слоя при проектировании конструкций покрытия отапливаемого здания?

Толщина определяется теплотехническим расчетом; учитывается наружная температура воздуха климатического района,толщина каждого слоя и теплопроводность.

Какие факторы учитываются при определении толщины наружных стен здания?

Толщина стен должна соответствовать температурно-влажностному режиму помещений.

Что учитывается при определении количества воронок на плоской кровле?

Требуемое количество воронок на одну кровлю зависит от архитектуры и условий эксплуатации кровли, количества осадков в данной местности.На плоских кровлях секционных жилых зданий следует предусматривать по одной воронке на каждую жилую секцию, размещая их по внутренней продольной оси здания и не менее двух на крышу. Максимальная площадь водосбора для малоуклонных кровель 1200 м2. На 250….500 м2 кровли приходиться одна воронка.

Каково назначение отмостки, устраиваемой по контуру здания?

Построенному фундаменту необходима защита от поверхностных вод по всему периметру. Для этого по всему периметру дома строят отмостки, представляющие собой площадки, выполненные с небольшим уклоном . При хорошем качестве отмостки не только служат надежной защитой от проникании поверхностных вод к основанию фундаментов, но и являются декоративным элементом внешнего благоустройства, выполняя роль своеобразного тротуара вокруг дома.

Какие меры по повышению долговечности деревянных перекрытий предусмотрены в проекте?

Деревянные перекрытия обрабатываются антисептиком( для предотвращения гниения, плесени,грибка); антипереном(средства огнезащиты).

Чем обеспечивается жесткость конструкции перекрытия из сборных железобетонных плит?

Жестким соединением плит перекрытий.

Назовите основные виды организации водоотвода с покрытия.

Отвод воды со скатных крыш может быть: неорганизованным (свободным) со стоком воды по всему периметру ската; организованным с отводом воды через желоба и водосточные трубы. Для большинства скатных крыш предусматривают наружный организованный водоотвод и лишь для малоэтажных зданий, расположенных с отступом от тротуара, устраивают неорганизованный водоотвод.

Наружный организованный водоотвод включает: желоба, лотки, водоприёмные воронки и водосточные трубы. Их навешивают отвесно на 200 мм от стены. Отмёт водосточной трубы располагается выше отмостки на 200 мм. В современных зданиях устройство наружного водоотвода ограничено высотой до 5 этажей.

Ограждения крыш выполняются решётчатыми высотой не менее 0,6 м. Для обеспечения безопасности ремонтных работ, крыши жилых зданий в три и более этажей, а общественных выше 10 м, должны иметь ограждения.

В каких случаях при проектировании зданий применяют фахверк?

В промышленных зданиях для крепления стеновой панели.

Какая сметная документация составлялась при проектировании?

Локальная смета на общестроительные работы,сметы на специальные работы, объектная смета.

50.Какой метод определения сметной стоимости Вы использовали?

Последнее изменение этой страницы: 2020-12-27; Нарушение авторского права страницы

Теплотехнический расчет здания (стр. 1 из 3)

Исходные данные. 2

Расчет коэффициента теплопередачи наружной стены…………. ………4

Расчет коэффициента теплопередачи чердачного перекрытия…………. 6

Расчет коэффициента теплопередачи пола первого этажа над подвалом. 11

Расчет коэффициента теплопередачи через заполнение световых проемов. 13

Определение потерь тепла по укрупненным показателям……………. 14

1.Район постройки здания- п. Верхняя Гутара

2. Климатические здания:

а) Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки

б) Средняя температура отопительного периода

в) Продолжительность отопительного периода

г) Ориентация главного фасада на юго-восток.

3. Характеристика здания:

Жилой дом-3этажа, Высота этажа-4,8 м.

4. Характеристика помещений:

а) Жилая комната

б) Расчетная температура в помещении

в) Расчетная относительная влажность воздуха φв=50%.

5. Характеристика наружных ограждений:

а) Конструкция наружной стены:

Штукатурка (20) Кирпичная кладка (250) Теплоизоляция (х) Воздушная прослойка (100) Плита гипсоволокнистая (10)

Утеплитель- маты минераловатные прошивные плотностью 75кг/м³

б) Конструкция чердачного перекрытия:

Доска (40)
Стяжка (60)
Теплоизоляция (х)
Железобетонная плита (280)
Штукатурка (30)

Утеплитель- Перлитопласт-бетон (ТУ 480-1-145-74) плотностью 200 кг/м³

в) Конструкция пола:

Доска (40)
Стяжка (50)
Теплоизоляция (х)
Железобетонная плита (280)
Штукатурка (20)

Утеплитель- Пенопласт ПВХ-1 (ТУ 6-05-1179-75) и ПВ-1 (ТУ 6-05-1158-78) плотностью 100 кг/м³.

Расчет коэффициента теплопередачи наружной стены

Штукатурка цементно-песчаная (ρ=1800кг/м³)

Кирпичная кладка из керамического кирпича ρ=1400 кг/м³ на цементно-песчаном растворе (ρ=1600кг/м³)

Маты минераловатные прошивные (ρ=75 кг/м³)

Плита гипсовая (ρ=1200 кг/м³)

Для того, чтобы найти коэффициент теплопередачи наружной стены необходимо найти сопротивление теплопередаче, вычисляемой по формуле:

Особенности теплотехнического расчета наружных стен

В этой статье мы с вами поговорим о теплотехническом расчете наружных стен, а так же разберемся в самом понятии «теплотехнический расчет», дабы понимать как это происходит.

Перед тем, как говорить о теплотехническом расчете наружных стен, следует сначала разобрать само понятие «теплотехнический расчет».

Что такое теплотехнический расчет?

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций — это совокупность мер и действий, предназначенных для определения соответствия ограждающих конструкций современным нормам по тепловой защите здания и сооружения. В современных условиях это означает соответствие стандартам СНиП 23-02-203. Подобными расчетами в частности выясняют теплотехнические характеристики материалов, из которых изготовлена ограждающие конструкции и приведенное сопротивление теплопередачи.

В чем же практический смысл этих трудоемких вычислений, и почему существует необходимость следовать каким-то стандартам, если данные расчеты никак не влияют на прочность ограждающей конструкции? Ответ Вы найдете в следующей главе.

Можно ли пренебречь расчетом?

Рассмотрим ситуацию с точки зрения собственника здания.

У него есть два варианта:

  • произвести соответствующие теплотехнические расчеты, закупить и установить необходимые утепляющие материалы;
  • учитывать только устойчивость стен.

В первом случае расходы на строительство могут значительно превышать расходы, запланированные во втором случае. Однако дальнейшие затраты на отопление будут минимальны опять же в первом варианте, а во втором они окажутся существенно выше. Казалось бы, здесь и думать нечего. Вряд ли за год набежит такая сумма за отопление, которая перекрыла бы все работы по утеплению и связанными с ними расчетами. А как насчет двух лет? Пяти? Десяти?

Необходимость проведения теплотехнических расчетов аргументируется не только экономической выгодой. Эти расчеты также предусматривают обеспечение соответствующего микроклимата внутри помещения.

Если опять-таки говорить об экономической составляющей вопроса, следует помнить, что цены на электроэнергию неуклонно повышаются. Помимо всего вышеупомянутого, эти расчеты нужны для последующего подбора оборудования для отопительных систем и расчета источников отопления. Таким образом, можно снизить затраты на отопление вдвое.

Если же рассматривать экологическую сторону вопроса, то и тут без теплотехнических расчетов никуда. Благодаря снижению потребления электроэнергии, мы придем к рациональному использованию природных ресурсов и уменьшим вредоносное воздействие на экологию.

Кроме теплотехники, для комфортной жизни в частном доме нужна качественная система вентиляции.

Теплотехнические расчеты необходимо учитывать и при утеплении пола. Как его делать читайте по ссылке.

Методика проведения теплотехнических расчетов

Теперь, обосновав необходимость проведения теплотехнических расчетов ограждающих конструкций, рассмотрим общие принципы выполнения этих расчетов. Во-первых, проведение теплотехнических расчетов производится в строгом соответствии с нормативными документами:

  • «Тепловая защита зданий» СНиП 23-02-2003;
  • «Проектирование тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004;
  • «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» ГОСТ 30494-96;
  • «Строительная климатология» СНиП 23-01-99;

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций проводится в несколько этапов. В первую очередь необходимо вычислить трансмиссионные потери через ограждающие конструкции по формуле:

Q t = F/R* (tв — tн)* (1+b)* n

  • Qt — тепловая энергия, передаваемая от внутреннего воздуха в помещении к воздуху наружному, Вт;
  • F — площадь наружной стены (ограждающей конструкции), квадратные метры;
  • R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м кв. * С/Вт;
  • tв — tн — температура внутреннего/наружного воздуха в градусах Цельсия, C;
  • b — добавочные потери теплоты (определяются по Приложению 9 СНиП 2 04 05-91);
  • n — коэффициент положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (СНиП — II -3-79);

Далее необходимо рассчитать расход теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха:

Qв = 0,28G* C * (tв — tн)* k, где

  • 0,28 — постоянный коэффициент;
  • Qв — столько требуется теплоты на нагрев воздуха наружного, Вт;
  • G — количество неподогретого воздуха, который входит в помещение кг/час;
  • С — удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 КДж/(кг*С);
  • k — коэффициент влияния встречного теплового потока, равный (является константой и зависит от типа используемых окон);

Теперь мы можем с легкостью определить тепловую нагрузку помещения, которая равняется сумме трансмиссионных потерь через ограждающие конструкции и расхода теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха минус бытовые тепловыделения.

Есть еще один показатель, который используется при проведении теплотехнических расчетов наружных стен — теплопотери через ограждающие конструкции. Это показатель равен одной десятой киловатта, умноженной на площадь ограждающей конструкции: Qп= F*0,1 кВ.

Как можно заметить, очень большую роль играет именно площадь наружной стены. Во всех встречающихся нам формулах, где имеется показатель площади наружных стен, мы видим, что расчетные показатели находятся в прямо пропорциональной зависимости от площади стен, поэтому точное определение площади является одной из первоочередных задач при проведении теплотехнических расчетов.

Следующим по важности параметром является сопротивление теплопередаче. Сопротивление обуславливается материалом, из которого сделано ограждение, и изменениями в зависимости от территориального расположения здания.

Постройка лестницы в частном доме описана в этой статье.

Примеры выполнения теплотехнического расчета

Прежде всего, необходимо выбрать конструкцию наружного ограждения в соответствии с заданием на проектирование. Рекомендуемые конструкции наружных стен и покрытий из условий энергосбережения даны в прил. 3 и 4 настоящего методического пособия.

При расчете многослойной ограждающей конструкции необходимо выяснить толщину только одного слоя, например, утеплителя. Толщина всех остальных слоёв задаётся по конструктивным соображениям. Зная, каким должно быть требуемое сопротивление конструкции теплопередаче и зная коэффициенты теплопроводности материалов, из которых она выполнена, мы можем рассчитать необходимую толщину слоя утеплителя и всей конструкции.

При выполнении расчета толщины ограждающей конструкции следует соблюдать определенную последовательность.

теплопроводность сопротивление ограждающий конструкция

Общая последовательность выполнения теплотехнического расчета

В соответствии с п. 4 настоящего пособия определить вид здания и условия, по которым следует рассчитывать Rо тр .

по формуле (5), если здание рассчитывается по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям;

по формуле (5а) и табл. 2, если расчет должен вестись исходя из условий энергосбережения.

Составить уравнение общего сопротивления ограждающей конструкции с одним неизвестным по формуле (4) и приравнять его Rо тр .

Вычислить неизвестную толщину слоя утеплителя и определить общую толщину конструкции. При этом необходимо учесть типовые толщины наружных стен:

толщина кирпичных стен должна быть кратна размеру кирпича (380, 510, 640, 770 мм);

толщина наружных стеновых панелей принимается 250, 300 или 350 мм;

толщина панелей типа «сэндвич» принимается равной 50, 80 или 100 мм.

Пример 1

Рассчитать толщину наружной стены жилого здания, расположенного в городе Топки Кемеровской области.

А. Исходные данные

Расчетная температура наиболее холодных пяти суток

tн = -39 о С (табл.1 [2] или прил. 1 настоящего пособия);

Средняя температура отопительного периода tот.пер.= -8,2 о С (см. там же);

Продолжительность отопительного периода zот.пер.= 235 сут (там же);

Расчетная температура внутреннего воздуха tв= +20 о С,

относительная влажность внутреннего воздуха ц= 55%

(см. прил.2 настоящего пособия);

Влажностный режим помещения — нормальный (табл. 1 [1]);

Зона влажности — сухая (прил. 1*[1]);

Условия эксплуатации — А (прил. 2 [1]).

Рис. 2. Эскиз конструкции стены

Таблица 7. Теплотехнические характеристики материалов (по прил. 3* [1], при условии эксплуатации А)

Теплотехнический расчет конструкций: что это такое и как проводится

В климатических условиях северных географических широт для строителей и архитекторов крайне важен верно сделанный тепловой расчет здания. Полученные показатели дадут для проектирования необходимые сведения, в том числе и об используемых материалах для строительства, дополнительных утеплителях, перекрытиях и даже об отделке.

В целом теплорасчет влияет на несколько процедур:

  • учет проектировщиками при планировании расположения комнат, несущих стен и ограждений;
  • создание проекта отопительной системы и вентиляционных сооружений;
  • подбор стройматериалов;
  • анализ условий эксплуатации постройки.

Все это связано едиными значениями, полученными в результате расчетных операций. В этой статье мы расскажем, как сделать теплотехнический расчет наружной стены здания, а также приведем примеры использования этой технологии.

Задачи проведения процедуры

Ряд целей актуален только для жилых домов или, напротив, промышленных помещений, но большинство решаемых проблем подходит для всех построек:

  • Сохранение комфортных климатических условий внутри комнат. В термин «комфорт» входит как отопительная система, так и естественные условия нагревания поверхности стен, крыши, использование всех источников тепла. Это же понятие включают и систему кондиционирования. Без должной вентиляции, особенно на производстве, помещения будут непригодны для работы.
  • Экономия электроэнергии и других ресурсов на отопление. Здесь имеют место следующие значения:
    • удельная теплоемкость используемых материалов и обшивки;
    • климат снаружи здания;
    • мощность отопления.

Крайне неэкономично проводить отопительную систему, которая просто не будет использоваться в должной степени, но зато будет трудна в установлении и дорога в обслуживании. То же правило можно отнести к дорогостоящим стройматериалам.

Теплотехнический расчет – что это

Теплорасчет позволяет установить оптимальную (две границы – минимальная и максимальная) толщину стен ограждающих и несущих конструкций, которые обеспечат длительную эксплуатацию без промерзаний и перегревов перекрытий и перегородок. Иначе говоря, эта процедура позволяет вычислить реальную или предполагаемую, если она проводится на этапе проектирования, тепловую нагрузку здания, которая будет считаться нормой.

В основу анализа входят следующие данные:

  • конструкция помещения – наличие перегородок, теплоотражающих элементов, высота потолков и пр.;
  • особенности климатического режима в данной местности – максимальные и минимальные границы температур, разница и стремительность температурных перепадов;
  • расположенность строения по сторонам света, то есть учет поглощения солнечного тепла, на какое время суток приходится максимальная восприимчивость тепла от солнца;
  • механические воздействия и физические свойства строительного объекта;
  • показатели влажности воздуха, наличие или отсутствие защиты стен от проникновения влаги, присутствие герметиков, в том числе герметизирующих пропиток;
  • работа естественной или искусственной вентиляции, присутствие «парникового эффекта», паропроницаемость и многое другое.

При этом оценка этих показателей должна соответствовать ряду норм – уровню сопротивления теплопередаче, воздухопроницаемости и пр. Рассмотрим их подробнее.

Требования по теплотехническому расчету помещения и сопутствующая документация

Государственные проверяющие органы, руководящие организацией и регламентацией строительства, а также проверкой выполнения техники безопасности, составили СНиП № 23-02-2003, в котором подробно излагаются нормы проведения мероприятий по тепловой защите зданий.

Документ предлагает инженерные решения, которые обеспечат наиболее экономичный расход теплоэнергии, которая уходит на отопление помещений (жилых или промышленных, муниципальных) в отопительный период. Эти рекомендации и требования были разработаны с учетом вентиляции, конверсии воздуха, а также со вниманием к месторасположению точек поступления тепла.

СНиП – это законопроект на федеральном уровне. Региональная документация представлена в виде ТСН – территориально-строительных норм.

Не все постройки входят в юрисдикцию этих сводов. В частности, не проверяются по этим требованиям те строения, которые отапливаются нерегулярно или вовсе сконструированы без отопления. Обязательным теплорасчет является для следующих зданий:

  • жилые – частные и многоквартирные дома;
  • общественные, муниципальные – офисы, школы, больницы, детские сады и пр.;
  • производственные – заводы, концерны, элеваторы;
  • сельскохозяйственные – любые отапливаемые постройки с/х назначения;
  • складские – амбары, склады.

В тексте документа прописаны нормы для всех тех составляющих, которые входят в теплотехнический анализ.

Требования к конструкциям:

  • Теплоизоляция. Это не только сохранение тепла в холодное время года и недопущение переохлаждений, промерзаний, но и защита от перегрева летом. Изоляция, таким образом, должна быть обоюдосторонней – предупреждение влияний извне и отдачи энергии изнутри.
  • Допустимое значение перепада температур между атмосферой внутри здания и терморежимом внутренней части ограждающих конструкций. Это приведет к скоплению конденсата на стенах, а также к негативному влиянию на здоровье людей, находящихся в помещении.
  • Теплоустойчивость, то есть температурная стабильность, недопущение резких перемен в нагреваемом воздухе.
  • Воздухопроницаемость. Здесь важен баланс. С одной стороны, нельзя допустить остывания постройки из-за активной отдачи тепла, с другой стороны, важно предупредить появление «парникового эффекта». Он бывает, когда использован синтетический, «недышащий» утеплитель.
  • Отсутствие сырости. Повышенная влажность – это не только причина для появления плесени, но и показатель, из-за которого происходят серьезные потери теплоэнергии.

Как делать теплотехнический расчет стен дома – основные параметры

Перед тем как приступить к непосредственному теплорасчету, нужно собрать подробные сведения о постройке. В отчет будут входить ответы на следующие пункты:

  • Назначение здания – жилое это, промышленное или общественное помещение, конкретное предназначение.
  • Географическая широта участка, где находится или будет располагаться объект.
  • Климатические особенности местности.
  • Направление стен по сторонам света.
  • Размеры входных конструкций и оконных рам – их высота, ширина, проницаемость, тип окон – деревянные, пластиковые и пр.
  • Мощность отопительного оборудования, схема расположения труб, батарей.
  • Среднее количество жильцов или посетителей, работников, если это промышленные помещения, которые находятся внутри стен единовременно.
  • Стройматериалы, из которых выполнены полы, перекрытия и любые другие элементы.
  • Наличие или отсутствие подачи горячей воды, тип системы, которая за это отвечает.
  • Особенности вентиляции, как естественной (окна), так и искусственной – вентиляционные шахты, кондиционирование.
  • Конфигурация всего строения – количество этажей, общая и отдельная площадь помещений, расположение комнат.

Когда эти данные будут собраны, инженер может приступать к расчету.

Мы предлагаем вам три метода, которыми чаще всего пользуются специалисты. Также можно использовать комбинированный способ, когда факты берутся из всех трех возможностей.

Варианты теплового расчета ограждающих конструкций

Вот три показателя, которые будут приниматься за главный:

  • площадь постройки изнутри;
  • объем снаружи;
  • специализированные коэффициенты теплопроводности материалов.

Теплорасчет по площади помещений

Не самый экономичный, но наиболее частотный, особенно в России, способ. Он предполагает примитивные вычисления исходя из площадного показателя. При этом не учитывается климат, полоса, минимальные и максимальные температурные значения, влажность и пр.

Также в учет не берут основные источники теплопотерь, такие как:

  • Вентиляционная система – 30-40%.
  • Скаты крыши – 10-25%.
  • Окна и двери – 15-25%.
  • Стены – 20-30%.
  • Пол на грунте – 5-10%.

Эти неточности из-за неучета большинства важных элементов приводят к тому, что сам теплорасчет может иметь сильную погрешность в обе стороны. Обычно инженеры оставляют «запас», поэтому приходится устанавливать такое отопительное оборудование, которое полностью не задействуется или грозит сильному перегреву. Нередки случаи, когда одновременно монтируют отопление и систему кондиционирования, так как не могут правильно рассчитать теплопотери и теплопоступления.

Используют «укрупненные» показатели. Минусы такого подхода:

  • дорогостоящее отопительное оборудование и материалы;
  • некомфортный микроклимат внутри помещения;
  • дополнительная установка автоматизированного контроля за температурным режимом;
  • возможные промерзания стен зимой.

Q=S*100 Вт (150 Вт)

  • Q – количество тепла, необходимое для комфортного климата во всем здании;
  • Вт S – отапливаемая площадь помещения, м.

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м.

Если вы выбираете этот метод, то прислушайтесь к следующим советам:

  • Если высота стен (до потолка) не более трех метров, а количество окон и дверей на одну поверхность 1 или 2, то умножайте полученный результат на 100 Вт. Обычно все жилые дома, как частные, так и многоквартирные, используют это значение.
  • Если в конструкции присутствуют два оконных проема или балкон, лоджия, то показатель возрастает до 120-130 Вт.
  • Для промышленных и складских помещений чаще берется коэффициент в 150 Вт.
  • При выборе отопительных приборов (радиаторов), если они будут расположены возле окна, стоит прибавить их проектируемую мощность на 20-30%.

Теплорасчет ограждающих конструкций по объему здания

Обычно такой способ используется для тех строений, где высокие потолки – более 3 метров. То есть промышленные объекты. Минусом такого способа является то, что не учитывается конверсия воздуха, то есть то, что вверху всегда теплее, чем внизу.

  • V – наружный объем строения в м куб;
  • 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания. Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то показатель равен 34 Вт.

Для общей формулы мы советуем дополнительно использовать коэффициенты – это число, на которое нужно умножить результат:

  • Стекла в окнах:
    • двойной пакет – 1;
    • переплет – 1,25.
  • Материалы утеплителя:
    • новые современные разработки – 0,85;
    • стандартная кирпичная кладка в два слоя – 1;
    • малая толщина стен – 1,30.
  • Температура воздуха зимой:
    • -10 – 0,7;
    • -15 – 0,9;
    • -20 – 1,1;
    • -25 – 1,3.
  • Процент окон в сравнении с общей поверхностью:
    • 10% – 0,8;
    • 20% – 0,9;
    • 30% – 1;
    • 40% – 1,1;
    • 50% – 1,2.

Все эти погрешности могут и должны быть учтены, однако, редко используются в реальном строительстве.

Как делать теплотехнический расчет

Произведен теплотехнический расчет трехслойной стены для региона Нижний Новгород. Рассказано о том, как влияет воздушная прослойка на теплотехнические свойства стены. Чтобы в жилище было тепло в самые сильные морозы, необходимо правильно подобрать систему теплоизоляции – для этого выполняют теплотехнический расчет наружной стены.

Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое.

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Конструкция стены

Стена состоит из следующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», так как она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
  • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м2×°С/Вт,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП ) для стен жилого здания (столбец 3).

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

tint = 20°С — значение из исходных данных;

text = -31°С — значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

αint = 8,7 Вт/(м2×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0=3,214м2×°С/Вт.

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м2×°С/Вт.

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м2×°С/Вт.

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,503м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,214м2×°С/Вт следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Необходимые нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

  • СНиП 23-02-2003 (СП ). «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция от 2012 года [1].
  • СНиП 23-01-99* (СП ). «Строительная климатология». Актуализированная редакция от 2012 года [2].
  • СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий» [3].
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [4].
  • Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

Скачать СНиПы и СП вы можете здесь, ГОСТ — здесь, а Пособие — здесь.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Вначале следует подготовить исходные данные. На расчетный параметр влияют следующие факторы:

  • климатический регион, в котором находится дом;
  • назначение помещения – жилой дом, производственное здание, больница;
  • режим эксплуатации здания – сезонный или круглогодичный;
  • наличие в конструкции дверных и оконных проемов;
  • влажность внутри помещения, разница внутренней и наружной температуры;
  • число этажей, особенности перекрытия.

После сбора и записи исходной информации определяют коэффициенты теплопроводности строительных материалов, из которых изготовлена стена. Степень усвоения тепла и теплоотдачи зависит от того, насколько сырым является климат. В связи с этим для вычисления коэффициентов используют карты влажности, составленные для Российской Федерации. После этого все числовые величины, необходимые для расчета, вводятся в соответствующие формулы.

Рассчитываемые параметры

В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

  • теплотехнические характеристики строительных материалов ограждающих конструкций;
  • приведённое сопротивление теплопередачи;
  • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

Программа «Теремок»

Для выполнения расчета с помощью персонального компьютера специалисты часто используют программу для теплотехнического расчета «Теремок». Она существует в онлайн-варианте и как приложение для оперативных систем.

Программа производит вычисления на основе всех необходимых нормативных документов. Работа с приложением предельно проста. Оно позволяет выполнять работу в двух режимах:


  • расчет необходимого слоя утеплителя;
  • проверка уже продуманной конструкции.

В базе данных имеются все необходимые характеристики для населенных пунктов нашей страны, достаточно лишь выбрать нужный. Также необходимо выбрать тип конструкции: наружная стена, мансардная кровля, перекрытие над холодным подвалом или чердачное.

При нажатии кнопки продолжения работы появляется новое окно, позволяющее «собрать» конструкцию. Многие материалы имеются в памяти программы. Они подразделены на три группы для удобства поиска: конструкционные, теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные. Нужно задать лишь толщину слоя, теплопроводность программа укажет сама.

При отсутствии необходимых материалов их можно добавить самостоятельно, зная теплопроводность.

Перед тем как производить вычисления, необходимо выбрать тип расчета над табличкой с конструкцией стены. В зависимости от этого программа выдаст либо толщину утеплителя, либо сообщит о соответствии ограждающей конструкции нормам. После завершения вычислений, можно сформировать отчет в текстовом формате.

«Теремок» очень удобен для пользования и с ним способен разобраться даже человек без технического образования. Специалистам же он значительно сокращает время на вычисления и оформление отчета в электронном виде.

Главным достоинством программы является тот факт, что она способна вычислить толщину утепления не только наружной стены, но и любой конструкции. Каждый из расчетов имеет свои особенности, и непрофессионалу довольно сложно разобраться во всех. Для строительства частного дома достаточно освоить данное приложение, и не придется вникать во все сложности. Расчет и проверка всех ограждающих поверхностей займет не более 10 минут.

Формулы для производства расчета

Утечки тепла, теряемого домом, можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием вентиляционной системы. Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых устроены ограждающие конструкции, нужно найти величину показателя теплопроводности Кт (Вт/м х градус). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S/Кт, высчитывают термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения складывают.

Размеры тепловых потерь проще всего определить путем сложения тепловых течений через ограждающие конструкции, которые собственно и образуют это здание

Руководствуясь такой методикой, к учету принимают тот момент, что материалы, составляющие конструкции, имеют неодинаковую структуру. Также учитывается, что поток тепла, проходящий сквозь них, имеет разную специфику.

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

  • А — площадь в м².
  • R — сопротивление конструкции теплопередаче.
  • dT — разность температур снаружи и изнутри. Определять ее нужно для самого холодного 5- дневного периода.

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только для самого холодного пятидневного периода. Общие теплопотери за весь холодный сезон определяют путем учета параметра dT, учитывая температуру не самую низкую, а среднюю.

В какой степени усваивается тепло, а также теплоотдача зависит от влажности климата в регионе. По этой причине при вычислениях применяют карты влажности

Далее, высчитывают количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедшего как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Оно обозначается символом W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

  1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности, результат лучше умножить на 100 Вт.
  2. Если в проект заложен балкон, два окна либо лоджия, умножают в среднем на 125 Вт.
  3. Когда помещения промышленные или складские, применяют множитель 150 Вт.
  4. В случае расположения радиаторов вблизи окон, их проектную мощность увеличивают на 25%.

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

Здесь Q — комфортный уровень тепла в здании, S — площадь с отоплением в м². Числа 100 или 150 — удельная величина тепловой энергии, расходуемой для нагрева 1 м².

Потери через вентиляцию дома

Ключевым параметром в этом случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемые, эта величина равна единице.

Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется по приточной вентиляции. Вытяжная вентиляция способствует уходу теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию рекуператор-теплообменник. Он не допускает ухода тепла вместе с выходящим воздухом, а входящие потоки он нагревает

Предусматривается полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь кратность воздухообмена принимают равной двум.

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

  1. Qв — теплопотери.
  2. V — объем комнаты в мᶾ.
  3. Р — плотность воздуха. еличина ее принимается равной 1,2047 кг/мᶾ.
  4. Кв — кратность воздухообмена.
  5. С — удельная теплоемкость. Она равна 1005 Дж/кг х С.

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать устройство вентиляции с рекуператором. Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (zоп) продолжается 148 суток. Усредненная температура на протяжении отопительного периода при среднесуточных температурных показателях воздуха на улице 8⁰ — tот = -2,3⁰. Температура снаружи в отопительный сезон — tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома — важнейший момент на этапе его проектирования. От итогов расчета зависит и выбор стройматериалов, и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремиться нужно к тому, чтобы они были максимально целесообразными

Оговорено условие, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22⁰. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Высота его — 7 м, габариты в плане — 10 х 10 м. Материал вертикальных ограждающих конструкций — теплая керамика. Для нее коэффициент теплопроводности — 0,16 Вт/м х С.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = + = кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qс = (242,5 : ) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт.

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньшими, поскольку в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

Qв = (700 х 2) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 20 776 Вт.

Qв = (700 х 1) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.

Пример теплотехнического расчета №2

Требуется произвести расчет потерь сквозь стену из кирпича толщиной 51 см. Она утеплена 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри — 22⁰. Габариты стены — 2,7 м по высоте и 4 м по длине. Единственная наружная стена помещения ориентирована на юг, внешних дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Термическое сопротивление:

R1 = 0,51 : 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1 : 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = + 2,5 = кв. м х С/Вт.

Площадь внешней стены А = 2,7 х 4 = 10,8 м²

Потери тепла через стену:

Qс = (10,8 : ) х (22 – (-18)) = 127,9 Вт.

Если в доме окна с размерами 1,5 х 1,5 м ² энергосберегающие, ориентированы на Север, а термическое сопротивление равно 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

Qо = (2,25 : 0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.

Пример теплотехнического расчета №3

Выполним тепловой расчет деревянного бревенчатого здания с фасадом, возведенным из сосновых бревен слоем толщиной 0,22 м. Коэффициент для этого материала — К=0,15. В этой ситуации теплопотери составят:

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

Самая низкая температура пятидневки — -18⁰, для комфорта в доме задана температура 21⁰. Разница составит 39⁰. Если исходить из площади 120 м², получится результат:

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определим потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича — 0,72.

R = 0,22 : 0,72 = 0,306 м² х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39 : 0,306 = 15 294 Вт.

В одинаковых условиях деревянный дом более экономичный. Силикатный кирпич для возведения стен здесь не подходит вовсе.

Деревянное строение имеет высокую теплоемкость. Его ограждающие конструкции долго хранят комфортную температуру. Все же, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше сделать это и изнутри, и снаружи

Строители и архитекторы рекомендуют обязательно делать теплорасчет при устройстве отопления для грамотного подбора оборудования и на стадии проектирования дома для выбора подходящей системы утепления.

Пример теплорасчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета взята стена, созданная из пеноблоков. Как утеплитель применен экструдированный пенополистирол. Отделка конструкции — штукатурка с двух сторон. Структура ее — известково-песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительные показатели влажности воздуха в комнате — 55% при усредненной температуре 20⁰. Толщина слоев:

  • штукатурка — 0,01 м;
  • пенобетон — 0,2 м;
  • пенополистирол — 0,065 м.

Задача — отыскать нужное сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимое Rтр определяют, подставив значения в выражение:

Rтр=a х ГСОП+b

где ГОСП — это градусо-сутки сезона отопления, а и b — коэффициенты, взятые из таблицы №3 Свода Правил . Поскольку здание жилое, a равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

В этой формуле tв = 20⁰, tот = -2,2⁰, zот — 205 — отопительный период в сутках. Следовательно:

ГСОП = ( 20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Используя таблицу №2 СП, определяют коэффициенты теплопроводности для каждого пласта стены:

  • λб1 = 0,81 Вт/м ⁰С;
  • λб2 = 0,26 Вт/м ⁰С;
  • λб3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
  • λб4 = 0,81 Вт/м ⁰С.

Полное условное сопротивление теплопередаче Rо, равно сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитывают его по формуле:

Эта формула взята из СП . Здесь 1/ав – это противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1/ан — то же наружных, δ / λ — сопротивление термическое слоя

Подставив значения получают: Rо усл. = 2,54 м2°С/Вт. Rф определяют путем умножения Rо на коэффициент r, равный 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Пример расчета трехслойной стены без воздушной прослойки

Давайте подробно рассмотрим пример теплотехнического расчета. Для начала необходимо определиться с исходными данными. Материалы для строительства стен Вы, как правило, выбираете сами. Мы же будем рассчитывать толщину утепляющего слоя исходя из материалов стены.

Исходные данные

Данные индивидуальные для каждого объекта строительства и зависят от места расположения объекта.

1. Климат и микроклимат

  1. Район строительства: г. Вологда.
  2. Назначение объекта: жилое.
  3. Относительная влажность воздуха для помещения с нормальным влажностным режимом составляет 55% ([1] п.4.3. табл.1).
  4. Температура внутри жилых помещений tint задается нормативными документами ([4] табл.1) и равна 20 градусов Цельсия».

text — расчетная температура воздуха снаружи. Она устанавливается по температуре самых холодных пяти дней в году. Значение можно найти в [2], таблице 1, столбец 5. Для заданной местности значение составляет -32ᵒС.

zht = 231 сутки – количество дней периода, когда необходимо дополнительное отопление помещения, то есть среднесуточная температура снаружи составляет меньше 8ᵒС. Значение ищут в той же таблице, что и предыдущее, но в столбце 11.

tht = -4,1ᵒС – средняя температура воздуха снаружи во время периода отопления. Значение указано в столбце 12.

2. Материалы стены

В расчет следует принимать все слои (даже слой штукатурки, если он есть). Это позволит наиболее точно рассчитать конструкцию.

В данном варианте рассмотрим стену, состоящую из следующих материалов:

  1. слой штукатурки, 2 сантиметра;
  2. внутренняя верста из кирпича керамического рядового полнотелого толщиной 38 сантиметров;
  3. слой минераловатного утеплителя Roсkwool, толщина которого подбирается расчетом;
  4. наружная верста из лицевого керамического кирпича, толщиной 12 сантиметров.

3. Теплопроводность принятых материалов

Все свойства материалов должны быть представлены в паспорте от производителя. Многие компании представляют полную информацию о продукции на своих сайтах. Характеристики выбранных материалов для удобства сводятся в таблицу.

Расчет толщины утеплителя для стены

1. Условие энергосбережения

Расчет значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП) производится по формуле:

Dd = (tint — tht) zht.

Все буквенные обозначения, представленные в формуле, расшифрованы в исходных данных.

Dd = (20-(-4,1)) *231=5567,1 ᵒС*сут.

Нормативное сопротивление теплопередаче находим по формуле:

Коэффициенты а и b принимаются по таблице 4, столбец 3 [4].

Для исходных данных а=0,00045, b=1,9.

Rreq = 0,00045*5567,1+1,9=3,348 м2*ᵒС/Вт.

2. Расчет нормы тепловой защиты исходя из условий санитарии

Данный показатель не рассчитывается для жилых зданий и приводится в качестве примера. Расчет проводят при избытке явного тепла, превышающем 23 Вт/м3, или эксплуатации здания весной и осенью. Также вычисления необходимы при расчетной температуре менее 12ᵒС внутри помещения. Используют формулу 3 [1]:

Коэффициент n принимается по таблице 6 СП «Тепловая защита зданий», αint по таблице 7, Δtn по пятой таблице.

Rreq = 1*(20+31)4*8,7 = 1,47 м2*ᵒС/Вт.

Из двух полученных в первом и втором пункте значений выбирается наибольшее, и дальнейший расчет ведется по нему. В данном случае Rreq = 3,348 м2*ᵒС/Вт.

3. Определение толщины утеплителя

Сопротивление теплопередаче для каждого слоя получают по формуле:

где δ – толщина слоя, λ – его теплопроводность.

а) штукатурка R шт = 0,02/0,87 = 0,023 м2*ᵒС/Вт;
б) кирпич рядовой R ряд.кирп. = 0,38/0,48 = 0,79 м2*ᵒС/Вт;
в) кирпич лицевой Rут = 0,12/0,48 = 0,25 м2*ᵒС/Вт.

Минимальное сопротивление теплопередаче всей конструкции определяется по формуле ([5], формула 5.6):

Rint = 1/αint = 1/8,7 = 0,115 м2*ᵒС/Вт;
Rext = 1/αext = 1/23 = 0,043 м2*ᵒС/Вт;
∑Ri = 0,023+0,79+0,25 = 1,063 м2*ᵒС/Вт, то есть сумма чисел, полученных в пункте 3;

R_тр^ут= 3,348 – (0,115+0,043+1,063) = 2,127 м2*ᵒС/Вт.

Толщина утеплителя определяется по формуле ([5] формула 5.7):

δ_тр^ут= 0,038*2,127 = 0,081 м.

Найденная величина является минимальной. Слой утеплителя принимают не меньше этого значения. В данном расчете принимаем окончательно толщину минераловатного утеплителя 10 сантиметров, для того, чтобы не пришлось резать купленный материал.

Rо = Rint+Rext+∑Ri = 1/8,7 + 1/23 + 0,023 + 0,79 + 0,1/0,038 + 0,25 = 3,85 м2*ᵒС/Вт > 3,348 м2*ᵒС/Вт.

Нормативные документы для выполнения расчета

Приведенное сопротивление и его соответствие нормируемому значению – главная цель расчета. Но для его выполнения потребуется узнать теплопроводности материалов стены, кровли или перекрытия. Теплопроводность – величина, характеризующая способность изделия проводить через себя тепло. Чем она ниже, тем лучше.

Во время проведения расчета теплотехники опираются на следующие документы:

  • СП «Тепловая защита зданий». Документ переиздан на основе СНиП 23-02-2003. Основной норматив для расчета [1];
  • СП «Строительная климатология». Новое издание СНиП 23-01-99*. Данный документ позволяет определить климатические условия населенного пункта, в котором расположен объект [2];
  • СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» более подробно, чем первый документ в списке, раскрывает тему [3];
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года) «Здания жилые и общественные» [4];
  • Пособие для студентов строительных ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

* — дальше в тексте я буду ссылаться на нормативные документы и чтобы полностью не прописывать их название я укажу только номер, например [1].

Теплотехнический расчет не сложен. Его может выполнить человек без специального образования по шаблону. Главное очень внимательно подойти к вопросу.

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.

Зависят они от ряда характеристик:

  1. Назначения постройки и ее типа.
  2. Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света.
  3. Географических параметров будущего дома.
  4. Объема здания, его этажности, площади.
  5. Типов и размерных данных дверных, оконных проемов.
  6. Вида отопления и его технических параметров.
  7. Количества постоянных жильцов.
  8. Материала вертикальных и горизонтальных оградительных конструкций.
  9. Перекрытия верхнего этажа.
  10. Оснащения горячим водоснабжением.
  11. Вида вентиляции.

Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.

В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

В качестве примера рассчитываются теплозащитные свойства стены, выложенной из пеноблоков, утепленной пенополистиролом с плотностью 24 кг/м3 и оштукатуренной с двух сторон известково-песчаным раствором. Вычисления и подбор табличных данных ведутся на основании строительных правил. Исходные данные: район строительства – Москва; относительная влажность – 55%, средняя температура в доме tв = 20О С. Задается толщина каждого слоя: δ1, δ4=0,01м (штукатурка), δ2=0,2м (пенобетон), δ3=0,065м (пенополистирол «СП Радослав»).
Целью теплотехнического расчета наружной стены является определение необходимого (Rтр) и фактического (Rф) сопротивления теплопередаче.
Расчет

  1. Согласно таблице 1 СП при заданных условиях режим влажности принимается нормальным. Требуемое значениеRтр находят по формуле: Rтр=a•ГСОП+b, где a,b принимаются по таблице 3 СП . Для жилого здания и наружной стены a = 0,00035; b = 1,4. ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, их находят по формуле(5.2) СП : ГСОП=(tв-tот)zот, где tв=20О С; tот – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода, по таблице 1 СПот = -2,2ОС; zот = 205 сут. (продолжительность отопительного сезона согласно той же таблице). Подставив табличные значения, находят: ГСОП = 4551О С*сут.; Rтр = 2,99 м2*С/Вт
  2. По таблице 2 СП для нормальной влажности выбирают коэффициенты теплопроводности каждого слоя «пирога»:λБ1=0,81Вт/(м°С), λБ2=0,26Вт/(м°С), λБ3=0,041Вт/(м°С), λБ4=0,81Вт/(м°С). По формуле E.6 СП определяют условное сопротивление теплопередаче: R0усл=1/αint+δn/λn+1/αext. гдеαext = 23 Вт/(м2°С) из п.1 таблицы 6 СП для наружных стен. Подставляя числа, получаютR0усл=2,54м2°С/Вт. Уточняют его с помощью коэффициента r=0.9, зависящего от однородности конструкций, наличия ребер, арматуры, мостиков холода: Rф=2,54•0,9=2,29м2•°С/Вт.

Полученный результат показывает, что фактическое теплосопротивление меньше требуемого, поэтому нужно пересмотреть конструкцию стены.

Зачем выполняется расчет?

Перед началом строительства заказчик может выбрать, будет он учитывать теплотехнические характеристики или обеспечит только прочность и устойчивость конструкций.

Расходы на утепление совершенно точно увеличат смету на возведение здания, но снизят затраты на дальнейшую эксплуатацию. Индивидуальные дома строят на десятки лет, возможно, они будут служить и следующим поколениям. За это время затраты на эффективный утеплитель окупятся несколько раз.

Что получает владелец при правильном выполнении расчетов:

  • Экономия на отоплении помещений. Тепловые потери здания снижаются, соответственно, уменьшится количество секций радиатора при классической системе отопления и мощность системы теплых полов. В зависимости от способа нагрева, затраты владельца на электричество, газ или горячую воду становятся меньше;
  • Экономия на ремонте. При правильном утеплении в помещении создается комфортный микроклимат, на стенах не образуется конденсат, и не появляются опасные для человека микроорганизмы. Наличие на поверхности грибка или плесени требует проведения ремонта, причем простой косметический не принесет никаких результатов и проблема возникнет вновь;
  • Безопасность для жильцов. Здесь, также как и в предыдущем пункте, речь идет о сырости, плесени и грибке, которые могут вызывать различные болезни у постоянно пребывающих в помещении людей;
  • Бережное отношение к окружающей среде. На планете дефицит ресурсов, поэтому уменьшение потребления электроэнергии или голубого топлива благоприятно влияет на экологическую обстановку.

Курсовая работа: Теплотехнический расчет

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно технический институт

Кафедра промышленной теплоэнергетики

по «Теплогазоснабжению и вентиляции»

Отметка о зачете:

1. Теплотехнический расчет наружных ограждений………………………4

1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха……..4

1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.…4

2. Тепловая мощность системы отопления………………………………. 10

2.1 Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения..10

2.2 Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение……………………………………………. 17

2.3 Удельная отопительная характеристика здания……………………..…..20

3. Конструирование системы отопления…………………………………..21

4. Гидравлический расчет системы отопления……………………………22

5. Расчет отопительных приборов………………………………………….34

Вследствие особенностей климата на большей части территории нашей страны человек проводит в закрытых помещениях до 80% времени. Для создания нормальных условий его жизнедеятельности необходимо поддерживать в этих помещениях строго определенный тепловой режим.

Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отоп­ления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи с этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защи­щающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.

Задачей данного курсового проекта является проектирование системы отопления и подбор необходимого оборудования для семиэтажного жилого здания, строящегося в городе Воркута.

В проекте принимаем наиболее экономичную однотрубную проточно-регулируемую систему с нижней разводкой и П-образными стояками, присоединенную к тепловой сети при помощи элеватора.

1. Теплотехнический расчет наружных ограждений.

1.1 Выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха.

· Внутренние метеорологические параметры:

Средние расчетные температуры:

Для жилой комнаты tвн = +20 о С

Для кухни tвн = +18 о С

Для санузлов tвн = +25 о С

Для лестничной клетки tвн = +18 о С

· Наружные метеорологические параметры:

Средние расчетные температуры:

Наиболее холодной пятидневки tн.о. = -41 о С

Отопительного периода tо.п. = -9.9 о С

· Продолжительность отопительного периода nо = 299 сут.

1.2 Определение сопротивлений теплопередаче наружных ограждений.

Задача состоит в том чтобы определить требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0 тр , м 2 * 0 С/Вт, в соответствии с требованиями СНиП II-3-79 * найти толщину слоя утеплителя при вычисленном требуемом сопротивлении теплопередаче, найти фактическое значение приведённого термического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, и коэффициента теплопередачи, Вт/м 2 С.

Сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции R0 , должно быть больше или равно требуемому значению R0 тр .

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0 тр определяется по большей из двух величин:

Rсг тр — требуемое сопротивление по санитарно гигиеническим нормам;

Rэн тр — требуемое сопротивление по энергосбережению.

Rсг тр , м 2 * 0 С/Вт определяется по формуле СНиП II-3-79 *

где tвн — характерная температура отапливаемого помещения, 0 С, принимаемая в соответствии с заданием, tвн =20 0 С.

tн.о -расчётная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, 0 С, которая принимается по СНиП 2.01.01.- 82.

n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый по табл. 3 * СНиП ll-3-79 * .

n =1.0- для наружных стен и наружных перекрытий;

n =0.9- для чердачного перекрытия;

n =0.6- для перекрытий над не отапливаемым подвалом.

Dtн — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0 С, принимаемый по табл.2 * СНиП II-3-79 * .

Dtн =4 0 С- для наружных стен и наружных перекрытий;

Dtн =3 0 С- для чердачного перекрытия;

Dtн =2 0 С- для перекрытий над не отапливаемым подвалом;

aв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/( м 2 * 0 С).

· Rсг тр для наружной стены:

· Rсг тр для чердачного перекрытия:

· Rсг тр для перекрытий над не отапливаемым подвалом:

Далее определяем приведённое сопротивление теплопередаче по условиям энергосбережения. Для этого определяют ГСОП — градусо-сутки отопительного периода по формуле:

где tоп — средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха £ 8 0 С; по СНиП 2.01.01.- 82, tоп = -9.9 0 С

n0 — определяемая как продолжительность периода сут, со среднесуточной температурой наружного воздуха £ 8 0 С по СНиП 2.01.01.- 82, n0 = 299 сут.

ГСОП = (20 + 9.9)299=8940.1

Используя метод интерполяции определяем приведённое сопротивление теплопередаче Rэн тр , м 2 * 0 С/Вт, пользуясь таблицей:

Сопротивление теплопередачи по условию энергосбережения

R тр ,м 2 * 0 С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для стены:

8000 = 2.4/1.163=2.06 м 2 * 0 С/Вт

10000 = 2.8/1.163=2.4 м 2 * 0 С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для чердачного перекрытия:

8000 = 3.4/1.163=2.9 м 2 * 0 С/Вт

10000 = 4.0/1.163=3.4 м 2 * 0 С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для перекрытия над не отапливаемым подвалом:

8000 = 3.4/1.163=2.9 м 2 * 0 С/Вт

10000 = 4.0/1.163=3.4 м 2 * 0 С/Вт

· Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для окон и балконных дверей:

8000 = 0.7/1.163=0.6 м 2 * 0 С/Вт

10000 = 0.8/1.163=0.69 м 2 * 0 С/Вт

Определяем теплопередачу ограждающих конструкций R0 тр по большей из двух величин Rсг тр и Rэн тр :

· Для стен R0 тр =2.22 м 2 * 0 С/Вт

· Для чердачного перекрытия R0 тр =3.14 м 2 * 0 С/Вт

· Для перекрытий над не отапливаемым подвалом R0 тр =3.14 м 2 * 0 С/Вт.

· Для окон и балконных дверей R0 тр =0.64 м 2 * 0 С/Вт.

Суммарное сопротивление наружной стены R0 , м 2 * 0 С/Вт, определяется как сумма термических сопротивлений слоёв и сопротивлений теплоотдаче внутренней Rв и наружной Rн поверхностей по формуле:

aн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, равный 23 Вт/( м 2 * 0 С), принимаемый по табл. 6 * СНиП ll-3-79 * ;

aв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, aв = 8.7 Вт/( м 2 * 0 С).

1- сухая штукатурка lш =0.19

2- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе

3- теплоизоляционный слой (маты минераловатные) lут =0.064

4- кирпич глиняный обыкновенный на цементно-песчаном растворе

5- цементно-песчаная штукатурка lц =0.76

Определяем толщину слоя утеплителя:

Принимая во внимание сортамент выпускаемых плит минераловатных принимаем =100 мм, толщина наружной стены тогда будет составлять 500 мм.

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

K =1/2.33=0.43 Вт/м 2 К

Таким же способом определяем толщину слоя утеплителя для чердачного перекрытия.

1- Воздухоизоляционный слой в 3 слоя рубероида lр =0.17

2- Выравнивающий слой цементно-песчаного раствора

3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05

4- Пароизоляционный слой битума lб =0.27

5- железо-бетонная плита

Толщина чердачного перекрытия будет составлять 340 мм

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

K =1/3.653=0.27 Вт/м 2 К

Определим толщину слоя утеплителя над не отапливаемым подвалом:

1- Доска деревянная (сосна поперёк волокон) lр =0.29

2- Воздушная прослойка

3- утеплитель (пенополистерол) lут =0.05

4- железо-бетонная плита

Исходя из сортамента выпускаемых плит минераловатных принимаем =130 мм, толщина перекрытия над подвалом тогда будет составлять 340мм.

Рассчитаем коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции.

K =1/3.183=0.31 Вт/м 2 К

2.Тепловая мощность системы отопления.

2.1Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения.

Тепло потери через наружные ограждения определяются по формуле:

где F — расчетная площадь ограждающей кон­струкции, м 2 ;

R0 — сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции, м 2 * 0 С/Вт.

tвп — расчетная температура воздуха, 0 С, в помещении.

tн — расчетная температура наружного воз­духа для холодного периода года.

β- коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Тепло потери на ориентацию по сторонам горизонта вертикальных поверхностей ограждения являются дополнительными и учитываются следующей процентной добавкой к основным тепло потерям:

— запад, восток – 5%

Также при расчетах учитываем следующие потери тепла путем введения на них процентной добавки:

угловая комната – 5%

n- коэффициент, принимаемый в зависи­мости от положения наружной повер­хности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху принимаемый по СНиП II-3-79*.

Пример расчета теплопотери комнаты 101:

Поскольку это жилая комната, то внутренняя температура 18 0 С но т.к. помещение угловое прибавляем 2 0 С и получаем tвп =20 0 С.

Общие потери тепла будут состоять из следующих частей:

· потери через несущую стену, ориентированную на север.

Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей и вычитаем площадь окна:

F= 3.610*3.34-1.2*1.5= 10.26 м 2

Сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции для внешней стены равно .

Для стены коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. стена выходит на север(b=0.10) и помещение угловое(b=0.05).

Далее находим потери теплоты через несущую стену по формуле:

· потери через несущую стену, обращенную на запад.

Площадь стены высчитываем с учетом привязки главных осей:

F= 3.60*3.34 = 12.024 м 2

Сопротивление теплопередаче ограж­дающей конструкции для внешней стены равно .

Для несущей стены коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.10, т.к. стена ориентирована на запад(b=0.05) и помещение угловое(b=0.05).

Далее находим потери теплоты:

· Потери через окно с двойным остеклением, ориентированное на север.

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

Для окна коэффициент n =1.0

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0.15, т.к. окно ориентировано на север(b=0.10) и находится в угловом помещении (b=0.05).

Далее находим потери теплоты:

Q=1.8*(22-(-41))(1+0.15)* 1/0.64=203.77 Вт

· Потери через пол над неотапливаемым подвалом.

Площадь пола с учетом привязки главных осей равняется:

F= 3.48*3.1= 10.79 м 2

Сопротивление теплопередаче пола над не отапливаемым подвалом .

Для пола коэффициент n =0.6

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь b=0

Далее находим потери теплоты:

Основные потери помещения 101 будут равны ∑Qi всех потерь через ограждения и потери через пол над не отапливаемым подвалом коридора 101б.

∑Qi =∑Q101 =334.836 + 378.756 + 203.77 + 129.89 + 27.5=1074.8 Вт


Расчеты остальных помещений сводятся в таблицы

· Расчет основных потерь теплоты через лестничную клетку

Характеристики ограждающих конструкций

2.2 . Определение общих потерь теплоты с учетом инфильтрации и теплопоступлений в помещение.

Потери теплоты Q, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха нужно определять учитывая 2 вида поступлений воздуха в помещение:

· Потери через неплотности в наружных ограждениях в результате действия теплового и ветрового давления;

Потери теплоты в результате дисбаланса между величинами воздухообмена по притоку и вытяжки.

В качестве расчётной принимаем большую из этих величин.с- коэффициент учитывающий еденицы измерения тепловой энергии, равный 1.163Вт

G- количество инфильтрирующего воздуха через ограждающие конструкции, определяемое формуле:

где G н — нормативная воздухопроницаемость, G н =6 кг/м 2 ч;

∑F- расчетная площадь окон и балконных дверей;

rвн — плотность внутреннего воздуха, в нашем случае rвн =1.2 кг/м 3 ;

L — расход удаляемого воздуха, м 3 /ч, не компенсируемый подогретым приточ­ным воздухом; для жилых зданий — удельный нормативный расход (L=3Fпл );

tвн и tн — расчетные температуры воздуха, 0 С, соответственно в помещении и наруж­ного воздуха в холодный период года;

k — коэффициент учета влияния встреч­ного теплового потока в конструкци­ях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплета­ми, 0,8 —для окон с двойным остеклением, 1,0 — для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными пе­реплетами и открытых проемов.

Пример расчёта общих потерь для помещения 101:

Принимаем температуру внутри комнаты 22 0 С т.к. помещение угловое.

Площадь поверхности пола вычисляем по внутренним стенам помещения:

Вычисляем потери по обеим формулам и принимаем большее значение:

В качестве расчётной принимаем Qинф2

Общие потери теплоты помещения определяются по формуле:

Qпом =1260.1+425.41-84=1601.51 Вт

Расчеты остальных помещений сводятся в таблице:

2.3. Удельная отопительная характеристика здания.

Удельная отопительная характеристика используется для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно планировочного решения здания, а также для ориентировочного расчета необходимого количества теплоты для отопления здания.

Qор — расчетные потери теплоты здания;

Vн — объем здания по наружному обмеру;

Vн = 21,38*294=4381,04 м 3

a- поправочный коэффициент учитывающий зависимость отопительной характеристики здания от расчетной температуры наружного воздуха tн и для жилых зданий определяется по формуле:

3. Конструирование системы отопления.

При разработке системы отопления руководствуемся требованиями третьей главы СНиП II.04.05 – 91* “Отопление вентиляция и кондиционирование”.

Тепловой пункт размещают в подвале центральной части зданий.

В данном курсовом проекте разрабатывается однотрубная проточно-регулирующую систему водяного отопления с нижней тупиковой разводкой магистралей и П-образным стояком.

Магистральные трубопроводы системы отопления прокладываются в подвале на кронштейнах вдоль наружных стен здания.

Для обеспечения выпуска воздуха и спуска воды уклоны магистральных трубопроводов горячей и обратной воды должны быть не менее 0,002. Уклон магистралей обычно направлен в сторону теплового пункта.

Система отопления обычно состоит из нескольких отдельных ответвлений, подключённых к общей распределительной магистрали, что позволяет производить регулировку теплоотдачи разных частей системы и отключать их при необходимости ремонтных работ. Удаление воздуха в системе с нижней разводкой магистралей осуществляется через краны, устанавливаемые на отопительных приборах верхних этажей. В нижних точках разводящих трубопроводов и на стояке устанавливаются устройства для спуска воды. Присоединение системы отопления к тепловой сети осуществляется через элеватор.

В жилых зданиях применяются чугунные и стальные радиаторы, конвекторы и, при обосновании, отопительные панели. В данном курсовом проекте рекомендуется применять чугунные радиаторы.

Отопительные приборы размещают в нишах под окнами, если это невозможно — у наружных или внутренних стен. В угловых помещениях приборы размещают вдоль обеих наружных стен, в лестничных клетках отопительные приборы устанавливаются под лестничным маршем первого этажа, их присоединяют к отдельным стоякам системы отопления.

П-образные стояки системы отопления имеют подъемный и опускной участки. Подъемный участок прокладывают по помещениям с меньшими тепловыми нагрузками. Отопление ванных комнат осуществляется полотенце- сушителем, которое присоединяется с циркуляционным стояком системы горячего водоснабжения. На подводках к накопительным приборам для регулирования теплоотдачи устанавливают регулирующую арматуру.

4. Гидравлический расчет системы отопления.

Гидравлический расчёт трубопроводов системы отопления выполняется по методу характеристик сопротивления с постоянными перепадами температур воды в стояках.

Для гидравлического расчёта из всей системы отопления выбираем наиболее нагруженную ветвь. Её чертёж со всеми необходимыми данными представлен на расчётной схеме в масштабе 1:100.

В связи с тем, что для проектируемой системы отопления не задан определённый располагаемый перепад давлений, гидравлический расчёт начинаем с последнего по ходу горячей воды стояка 1.

Общая методика расчёта методом характеристик сопротивления:

· Определяем тепловые нагрузки всех стояков в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:

Для остальных стояков расчёт производится аналогичным образом:

· Определяем расходы воды по стоякам:

tг — расчетная температура горячей воды в начале подающей

магистрали системы отопления, °С;

tо — расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;

β1 — поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β1 =1.02;

β2 — поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, для нашего случая β2 =1.04;

Значения tг и tо принимаем из задания равными соответственно 95 и 70°С.

· Действительные потери давления в стояке рассчитывают по формуле:

— характеристика сопротивления стояка;

· В зависимости от принятого диаметра участка магистрали определяем его характеристику сопротивления:

А- удельное динамическое давление в трубопроводе;

L- длина участка трубопровода;

d- диаметр трубопровода;

l- коэффициент трения;

— сумма коэффициентов всех сопротивлений на участке;

· Потери давления на участке магистрали определяются по формуле:

· Располагаемый перепад давлений для второго стояка равен сумме потерь давления в стояке 1, в подающей и обратной магистрали:

· По известным значениям располагаемого перепада давления и расхода теплоносителя для второго стояка находим требуемую характеристику сопротивления для данного стояка.

· Задаемся диаметром второго стояка и определяем его действительную характеристику сопротивления. Она должна быть близка к требуемой характеристике сопротивления:

· По расходу воды и полученному значению действительной характеристики сопротивления второго стояка находим действительные потери давления во втором стояке. Невязка давлений располагаемого и действительного не должна превышать 15%:

· Общее гидравлическое сопротивление системы отопления высчитывается по формуле:

Руководствуясь данными табл. 1, принимаем диаметры стояка 1 и радиаторных узлов равными 20 мм.

Данные для предварительного выбора однотрубных стояков водяного отопления

Пример 2. Теплотехнический расчет покрытия.

Название: Теплотехнический расчет
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: курсовая работа Добавлен 02:20:00 05 октября 2010 Похожие работы
Просмотров: 664 Комментариев: 15 Оценило: 4 человек Средний балл: 4.5 Оценка: неизвестно Скачать

Теплотехнический расчет покрытия.

1. Ограждающая конструкция, совмещенное многослойное покрытие (рис.3), -железобетонная плита шириной 1 м с пятью пустотами объемным весом γ1=2500 кг/м 3 и толщиной δ1,= 0,25м; пароизоляция — битумная мастика с γ2= 1400 кг/м 3 и δ2= 0,003 м; утеплитель — маты минераловатные с γут = 125 кг/м 3 и выравнивающий слой цементно-песчаного раствора с γ3= 1800 кг/м 3 ; δ3=0,05 м; гидроизоляция — три слоя рубероида с γ4=600 кг/м 3 ; δ 4= 0,009 м

2. Район строительства — г.Пенза.

3. Влажностный режим помещения — нормальный

4. Расчетная температура внутреннего воздуха tв=18 °С.

5. Зона влажности района – сухая

6. Условие эксплуатации — А.

7. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: txп(0,92)= -30°С; toп= -4,9°С [3,табл.1]; zоп=210 сут [3,табл.1]; λ1= 1,92 Вт/(м °С) [4, прил. 3*](прил.2);

λ2= 0,27 Вт/(м °С) [4,прил. 3 * ](прил.2);

λ4 = 0,17 Вт/(м °С) [4, прил. З*]; άв=8,7 Вт/(м 2 °С) (табл. 6);

άн = 23 Вт/(м 2 °С)(табл. 8); ∆t н =3°С (табл.4); n = 1(табл. 7); δ1 = 0,250 м; δ2 = 0,003 м; δ3 = 0,05 м; δ4 = 0,009 м.

Решение примера, порядок расчета

1. Рассчитываем требуемое общее термическое сопротивление теплопередаче R0 тр покрытия при tH =-30°С по формуле (3.1):

2. Градусо-сутки определяем по формуле (3.2):

ГСОП = (18 + 5,1) • 210 = 4809 °С сут.

3. Определяем приведенное сопротивление теплопередаче с учетом энергосбережения по СНиП Н-3-79 ** R0 тр , зная значение ГСОП по табл.1а * : R0.эн тр = 2,74 м 2 °С/Вт.

Сравниваем R0 тр и R0.эн тр и для дальнейших расчетов выбираем большие, т.е R0.эн тр .

Находим термическое сопротивление теплопередаче железобетонной конструкции многопустотной плиты Rк пр по формуле (3.1). Для упрощения круглые отверстия — пустоты плиты диаметром 150 мм — заменяем равновеликими по площади квадратными со стороной

6. Термическое сопротивление теплопередаче плиты вычисляем отдельно для слоев, параллельных А-А и Б-Б и перпендикулярных В-В; Г-Г; Д-Д движению теплового потока.

А. Термическое сопротивление плиты RА, м 2 °С/Вт, в направлении, параллельном движению теплового потока, вычисляем для двух характерных сечений (А-А; Б-Б) (рис. 3).

Рис.3. Ограждающая конструкция

а — покрытие, б — элемент плиты покрытия.

В сечении А-А (два слоя железобетона толщиной δжб А-А = 0,058 + 0,058 = 0,116м с коэффициентом теплопроводности λжб = 1,92 Вт/(м °С) и воздушная прослойка δвп= 0,134 м с термическим сопротивлением Rвп=0,15 (м 2 -°С)/Вт (табл. 11) термическое сопротивление составит

В сечении Б-Б слой железобетона δжб Б-Б = 0,25 м с коэффициентом теплопроводности λжб=1,92 Вт/(м °С) термическое сопротивление составит

Затем по уравнению (3.9) получим

Где АА-А — площадь слоев в сечении А-А, равная

АБ-Б — площадь слоев в сечении Б-Б, равная

Б. Термическое сопротивление плиты RБ, (м 2 °С)/Вт, в направлении, перпендикулярном движению теплового потока, вычисляют для трех характерных сечений (В-В; Г-Г; Д-Д) (см. рис. 3).

Для сечения В-В и Д-Д (два слоя железобетона)

Для сечения Г-Г термическое сопротивление составит

где А(г-г)вп — площадь воздушных прослоек в сечении Г-Г, равная

А(г-г)ж6 — площадь слоев из железобетона в сечении Г-Г, равная

R(г-г)вп — термическое сопротивление воздушной прослойки в сечении

Г-Гс δвп= 0,134 (см. табл. 10), равная

R(г-г) вп = Rвп = 0,15 (м 2 -°С)/Вт;

R(г-г)жб -термическое сопротивление слоя железобетона в сечении

Г-Г δжб Г-Г = 0,134 м с λж6= 1,92(м 2 °С)/Вт, равное

Разница между величинами RА и RБ составляет

Отсюда полное термическое сопротивление железобетонной конструкции плиты определится из уравнения (3.1):

7. Определяем предварительную толщину утеплителя δут по уравнению

8. Уточняем фактическое общее сопротивление теплопередаче R0 ф

покрытия по выражению (3.6):

Из расчетов следует, что условие (3.7) теплотехнического расчета выполнено, так как R0 ф >R0.эн тр , т.е. 3,68 > 2,82.

9. Коэффициент теплопередачи для принятой конструкции покрытия определяем по уравнению (3.8):

Дата добавления: 2015-02-10 ; просмотров: 24 ; Нарушение авторских прав

Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений, практические примеры

Выводы и полезное видео по теме Цель теплотехнического расчета От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре.

Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры

В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.

Нельзя начинать проектирование, не имея всех этих данных. Опираясь на них, выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев. По регламенту ГОСТ температурные значения внутри помещений. Идентичны ли конструкции заявленным запросам с точки зрения тепловой защиты? Настолько полно обеспечивается комфортный микроклимат внутри здания?

Обеспечивается ли оптимальная тепловая защита конструкций? Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой. На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.

Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы минимальный и максимальный габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.

Параметры для выполнения расчетов Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры. Зависят они от ряда характеристик: Назначения постройки и ее типа. Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света. Географических параметров будущего дома.

Практическая работа на тему Теплотехнический расчет наружных ограждений здания

Заказать написание уникальной работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ»
Практическая работа №1
«Теплотехнический расчет наружных ограждений здания»
Выполнила: студентка
группы ВЗО ГТС 3 курса
Афанасьева Г.Н.
Проверил: Смирнов В.М.
Санкт-Петербург 2009 г.

Цель выполнения работы – приобретение опыта проектирования наружных ограждений здания на примере проектирования наружной стены, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения, а также приобретение навыков работы с нормативной литературой.
Теплотехнический расчет наружной стены здания выполняется в соответствии со СНиП \II-3-79 «Строительная теплотехника» и СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
Конечной целью расчета является вычисление толщины теплоизоляции при заданной толщине несущей части наружной стены или определение толщины несущей части стены (с учетом прочностных характеристик конструкционного материала) при заданной толщине теплоизоляции.

Таблица 1
Теплотехнические показатели используемых строительных материалов (по СНиП II-3-79*)

Читайте также:

  1. C2 Покажите на трех примерах наличие многопартийной политической системы в современной России.
  2. C2 Раскройте на трех примерах научный вывод о том, что социальные условия влияют на характер и форму удовлетворения первичных (биологических, витальных) потребностей.
  3. II. Примеры проективных методик
  4. III. Примеры решения задач.
  5. III. Примеры решения задач.
  6. III. Примеры решения задач.
  7. IV. Примеры решения задач.
  8. IV. Примеры решения задач.
  9. IV. Примеры решения задач.
  10. IV. Примеры решения задач.
№ по схеме Материал Характеристика материала в сухом состоянии Расчетные коэффициенты (при условии эксплуатации по приложению 2) СНиП II-3-79*
Плотность γ0,
кг/м 3
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м*°С Теплопроводности
λ, Вт/м*°С
Теплоусвоения (при периоде 24 ч)
S, м 2 *°С/Вт
А Б А Б
1 Цементно-песчаный раствор (поз. 71) 1800 0.57 0.76 0.93 9.6 11.09
2 Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного (ГОСТ 530-80) на цементно-песчаном растворе (поз. 84) 1800 0.56 0.7 0.81 9.20 10.12
3 Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-94) и на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-82) (поз. 131) 50 0.048 0.052 0.06 0.42 0.48
4 Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка) (поз. 83) 800 0.15 0.19 0.21 0.34 0.66

1- штукатурка цементно-песчаный раствор
2- кирпичная стенка
3- утеплитель
4- воздушная прослойка
5- гипсокартонные плиты

Таблица 2
Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности

Влажностный режим помещений (по табл. 1 СНиП II-3-79*) Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности
Сухой Нормальный Влажный
Сухой
Нормальный
Влажный или мокрый
А
А
Б
А
Б
Б
Б
Б
Б

При выполнении расчетов принят нормальный влажностный режим в помещениях.
Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:
R0 тр = (tв – tn)* n (1)
Δ t n *αв
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха ° С, принимаемая в соответствии с ГОСТ 12.1.1.005-88 и нормами проектирования соответствующих зданий и сооружений, принимается в практической работе равной +18 °С для административного здания в соответствии со СНиП;
tn – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ° С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 и в соответствии с заданием по варианту №4 по г. Калининград принимается равной -19° С;
n – коэффициент, принимаемый по СНиП II-3-79* (таблица 3*) в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и принимается равным n=1;
Δ t n – нормативный и температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – устанавливается по СНиП II-3-79* (таблица 2*) и принимается равным Δ t n =4,5 °С;
αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м 2 *°С.
R0 тр = (18- (-19))*1 = 0,945
4,5* 8,7
Определим градусо-сутки отопительного периода по формуле:
ГСОП= (tв – tот.пер)*zот.пер,
где tв — то же, что и в формуле (1);
tот.пер — средняя температура, °С, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;
zот.пер — продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99;
ГСОП=(18-1,1)*193=3261,7 °С*сут.
Определим приведенное сопротивление теплопередаче R отр по условия энергосбережения в соответствии с требованиями СНиП II-3-79* (таблица 1б*) и санитарно-гигиенических и комфортных условий. Промежуточные значения определяем интерполяцией.

Таблица 3
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (по данным СНиП II-3-79*)

Здания и помещения Градусо-сутки отпительного периода, ° С*сут Приведенное сопротивление теплопередаче стен, не менее R0 тр (м 2 *°С)/Вт
Общественные административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом 3261,7 1,9

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R(0) принимаем как наибольшее из значений вычисленных ранее: R0 тр =0,945 тр =1,9, следовательно R0 тр =1,9 (м 2 *°С)/Вт=R(0).
Запишем уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R0, ограждающей конструкции с использованием формулы в соответствии с заданной расчетной схемой и определим толщину δx расчетного слоя ограждения из условия:
R0= 1δi + δx + 1 = R(0)
αн λi λx αв
,где δi – толщина отдельных слоев ограждения кроме расчетного в м;
λi – коэффициенты теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчетного слоя) в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – в практической работе таблица 2;
δx – толщина расчетного слоя наружного ограждения в м;
λx – коэффициент теплопроводности расчетного слоя наружного ограждения в (Вт/м*°С) принимаются по СНиП II-3-79* (приложение 3*) – в практической работе таблица 2;
αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αв = 8,7 Вт/м 2 *°С.
αн — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции принимается по по СНиП II-3-79* (таблица 4*) и принимается равным αн = 23 Вт/м 2 *°С.
Термическое сопротивление Rк (м 2 *°С/Вт), ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
Rк = R1 + R2 …+ Rn + Rвп
где R1; R2;…Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции;
Rвп — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки принимаемое по СНиП II-3-79* и принимается равным в соответствии с заданной расчетной схемой при толщине воздушной прослойки 0,03 м и при положительной температуре воздуха в прослойке Rвп = 0,14 м 2 *°С/Вт.
В конечном варианте уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче R0, ограждающей конструкции будет иметь следующий вид:
R0= 1 + δ1 + δ2 + δx + δ4 + δ5 + Rвп + 1 = R(0)
R0= 1 + 0,02 + 0,12 + _δx_ + 0,12 + 0,0125 + 0,14 + 1_ = R(0) = 0,043+0,0215+0,148+ δx +0,148+0,059+0,14+0,115
23 0,93 0,81 0,06 0,81 0,21 8,7 0,06
→ R(0)=0,675+ δx = 1,9 → δx = (1,9-0,675)*0,06 = 0,0735 м.
0,06

Принимаем окончательную толщину расчетного слоя δф с округлением δx в сторону увеличения до ближайшего значения фактической толщины с учетом вида материала слоя. В соответствии с заданием в практической работе в качестве расчетного слоя рассчитывается утеплитель – маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-94), поэтому δф принимается равным округлением в сторону увеличения до размеров конкретного утеплителя в соответствии с заданными типоразмерами по ГОСТ 21880-94 δф= 0,08 м.
Вычислим фактическое термическое сопротивление расчетного слоя по формуле:
Rф = δфф =0,08/0,06=1,33 м 2 *°С/Вт.
Определим тепловую инерцию D ограждающей конструкции по формуле:
D= R1*s1 + R2*s2 +… Rn*sn;
где R1, R2… Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции;
s1, s2 … sn; — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающих конструкций Вт/м 2 *°С, принимаемые по СНиП II-3-79*. Расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным нулю.
D= 0,0215*11,09+ 0,145*10,12+ 1,33*0,48+ 0,148*10,12 + 0,0595*0,66=3,91.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: пример расчета и оформления. Формула теплотехнического расчета ограждающих конструкций

Создание комфортных условий для проживания или трудовой деятельности является первостепенной задачей строительства. Значительная часть территории нашей страны находится в северных широтах с холодным климатом. Поэтому поддержание комфортной температуры в зданиях всегда актуально. С ростом тарифов на энергоносители снижение расхода энергии на отопление выходит на первый план.

Климатические характеристики

Выбор конструкции стен и кровли зависит прежде всего от климатических условий района строительства. Для их определения необходимо обратиться к СП131.13330.2012 «Строительная климатология». В расчетах используются следующие величины:

  • температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, обозначается Тн;
  • средняя температура, обозначается Тот;
  • продолжительность, обозначается ZOT.

На примере для Мурманска величины имеют следующие значения:

Кроме того, необходимо задать расчетную температуру внутри помещения Тв, она определяется в соответствии с ГОСТом 30494-2011. Для жилья можно принять Тв=20 град.

Чтобы выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций, предварительно вычисляют величину ГСОП (градусо-сутки отопительного периода):
ГСОП = (Тв – Тот) х ZOT.
На нашем примере ГСОП=(20 — (-3,4)) х 275 = 6435.

Основные показатели

Для правильного выбора материалов ограждающих конструкций необходимо определить, какими теплотехническими характеристиками они должны обладать. Способность вещества проводить тепло характеризуется его теплопроводностью, обозначается греческой буквой l (лямбда) и измеряется в Вт/(м х град.). Способность конструкции удерживать тепло характеризуется её сопротивлением теплопередаче R и равняется отношению толщины к теплопроводности: R = d/l.

В случае если конструкция состоит из нескольких слоёв, сопротивление рассчитывается для каждого слоя и затем суммируется.

Сопротивление теплопередачи является основным показателем наружной конструкции. Его величина должна превышать нормативное значение. Выполняя теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания, мы должны определить экономически оправданный состав стен и кровли.

Значения теплопроводности

Качество теплоизоляции определяется в первую очередь теплопроводностью. Каждый сертифицированный материал проходит лабораторные исследования, в результате которых определяется это значение для условий эксплуатации «А» или «Б». Для нашей страны большинству регионов соответствуют условия эксплуатации «Б». Выполняя теплотехнический расчет ограждающих конструкций дома, следует использовать именно это значение. Значения теплопроводности указывают на этикетке либо в паспорте материала, но если их нет, можно воспользоваться справочными значениями из Свода правил. Значения для наиболее популярных материалов приведены ниже:

  • Кладка из обыкновенного кирпича — 0,81 Вт(м х град.).
  • Кладка из силикатного кирпича — 0,87 Вт(м х град.).
  • Газо- и пенобетон (плотностью 800) — 0,37 Вт(м х град.).
  • Древесина хвойных пород — 0,18 Вт(м х град.).
  • Экструдированный пенополистирол — 0,032 Вт(м х град.).
  • Плиты минераловатные (плотность 180) — 0,048 Вт(м х град.).

Нормативное значение сопротивления теплопередаче

Расчётное значение сопротивления теплопередаче не должно быть меньше базового значения. Базовое значение определяется по таблице 3 СП50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». В таблице определены коэффициенты для расчета базовых значений сопротивления теплопередаче всех ограждающих конструкций и типов зданий. Продолжая начатый теплотехнический расчет ограждающих конструкций, пример расчета можно представить следующим образом:

  • Рстен = 0,00035х6435 + 1,4 = 3,65 (м х град/Вт).
  • Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (м х град/Вт).
  • Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (м х град/Вт).
  • Рокна = 0,00005х6435 + 0,3 = 0,62 (м х град/Вт).

Теплотехнический расчет наружной ограждающей конструкции выполняется для всех конструкций, замыкающих «теплый» контур – пол по грунту или перекрытие техподполья, наружные стены (включая окна и двери), совмещенное покрытие или перекрытие неотапливаемого чердака. Также расчет необходимо выполнять и для внутренних конструкций, если перепад температур в смежных комнатах составляет более 8 градусов.

Теплотехнический расчет стен

Большинство стен и перекрытий по своей конструкции многослойны и неоднородны. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций многослойной структуры выглядит следующим образом:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
где n — параметры n-го слоя.

Если рассматривать кирпичную оштукатуренную стену, то получим следующую конструкцию:

  • наружный слой штукатурки толщиной 3 см, теплопроводность 0,93 Вт(м х град.);
  • кладка из полнотелого глиняного кирпича 64 см, теплопроводность 0,81 Вт(м х град.);
  • внутренний слой штукатурки толщиной 3 см, теплопроводность 0,93 Вт(м х град.).

Формула теплотехнического расчета ограждающих конструкций выглядит следующим образом:

R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 0,85(м х град/Вт).

Полученное значение существенно меньше определенного ранее базового значения сопротивления теплопередаче стен жилого дома в Мурманске 3,65 (м х град/Вт). Стена не удовлетворяет нормативным требованиям и нуждается в утеплении. Для утепления стены используем минераловатные плиты толщиной 150 мм и теплопроводностью 0,048 Вт(м х град.).

Подобрав систему утепления, необходимо выполнить проверочный теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Пример расчета приведён ниже:

R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 3,97(м х град/Вт).

Полученная расчётная величина больше базовой — 3,65 (м х град/Вт), утеплённая стена удовлетворяет требованиям норм.

Расчёт перекрытий и совмещённых покрытий выполняется аналогично.

Теплотехнический расчёт полов, соприкасающихся с грунтом

Нередко в частных домах или общественных зданиях полы первых этажей выполняются по грунту. Сопротивление теплопередаче таких полов не нормируется, но как минимум конструкция полов не должна допускать выпадения росы. Расчет конструкций, соприкасающихся с грунтом, выполняется следующим образом: полы разбиваются на полосы (зоны) шириной по 2 метра, начиная с внешней границы. Таких зон выделяется до трех, оставшаяся площадь относится к четвертой зоне. Если в конструкции пола не предусмотрен эффективный утеплитель, то сопротивление теплопередаче зон принимается следующим:

  • 1 зона – 2,1 (м х град/Вт);
  • 2 зона – 4,3 (м х град/Вт);
  • 3 зона – 8,6 (м х град/Вт);
  • 4 зона – 14,3 (м х град/Вт).

Нетрудно заметить, что чем дальше участок пола находится от внешней стены, тем выше его сопротивление теплопередаче. Поэтому зачастую ограничиваются утеплением периметра пола. При этом к сопротивлению теплопередаче зоны добавляется сопротивление теплопередаче утепленной конструкции.
Расчет сопротивления теплопередаче пола необходимо включать в общий теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Пример расчета полов по грунту рассмотрим ниже. Примем площадь пола 10 х 10, равную 100 м кв.

  • Площадь 1 зоны составит 64 м кв.
  • Площадь 2 зоны составит 32 м кв.
  • Площадь 3 зоны составит 4 м кв.

Среднее значение сопротивления теплопередаче пола по грунту:
Рпола = 100 / (64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (м х град/Вт).

Выполнив утепление периметра пола пенополистирольной плитой толщиной 5 см, полосой шириной 1 метр, получим среднее значение сопротивления теплопередаче:

Рпола = 100 / (32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (м х град/Вт).

Важно отметить, что подобным образом рассчитываются не только полы, но и конструкции стен, соприкасающихся с грунтом (стены заглубленного этажа, теплого подвала).

Теплотехнический расчет дверей

Несколько иначе рассчитывается базовое значение сопротивления теплопередаче входных дверей. Для его расчета понадобится сначала вычислить сопротивление теплопередаче стены по санитарно-гигиеническому критерию(невыпадению росы):
Рст = (Тв – Тн)/(ДТн х ав).

Здесь ДТн – разница температур между внутренней поверхностью стены и температурой воздуха в комнате, определяется по Своду правил и для жилья составляет 4,0.
ав – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены, по СП составляет 8,7.
Базовое значение дверей берется равным 0,6хРст.

Для выбранной конструкции двери требуется выполнить проверочный теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Пример расчета входной двери:

Рдв = 0,6 х (20-(-30))/(4 х 8,7) = 0,86 (м х град/Вт).

Этому расчетному значению будет соответствовать дверь, утепленная минераловатной плитой толщиной 5 см. Её сопротивление теплопередаче составит R=0,05 / 0,048=1,04 (м х град/Вт), что больше расчетного.

Комплексные требования

Расчеты стен, перекрытий или покрытия выполняются для проверки поэлементных требований нормативов. Сводом правил также установлено комплектное требование, характеризующее качество утепления всех ограждающих конструкций в целом. Эта величина называется «удельная теплозащитная характеристика». Без ее проверки не обходится ни один теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Пример расчета по СП приведен ниже.

Наименование конструкции Площадь R A/R
Стены 83 3,65 22,73
Покрытие 100 5,41 18,48
Перекрытие подвала 100 4,79 20,87
Окна 15 0,62 24,19
Двери 2 0,8 2,5
Сумма 88,77

Коб = 88,77 / 250 = 0,35, что меньше нормируемого значения 0,52. В данном случае площади и объем приняты для дома размерами 10 х 10 х 2,5 м. Сопротивления теплопередачи – равные базовым величинам.

Нормируемое значение определяется в соответствии с СП в зависимости от отапливаемого объёма дома.

Помимо комплексного требования, для составления энергетического паспорта также выполняют теплотехнический расчет ограждающих конструкций, пример оформления паспорта дан в приложении к СП50.13330.2012.

Коэффициент однородности

Все приведенные выше расчеты применимы для однородных конструкций. Что на практике встречается довольно редко. Чтобы учесть неоднородности, снижающие сопротивление теплопередаче, вводится поправочный коэффициент теплотехнической однородности – r. Он учитывает изменение сопротивления теплопередаче, вносимые оконными и дверными проемами, внешними углами, неоднородными включениями (например перемычками, балками, армирующими поясами), мостики холода и пр.

Расчет этого коэффициента достаточно сложен, поэтому в упрощенном виде можно воспользоваться примерными значениями из справочной литературы. Например, для кирпичной кладки – 0,9, трехслойных панелей – 0,7.

Эффективное утепление

Выбирая систему утепления дома, легко убедиться, что выполнить современные требования тепловой защиты без использования эффективного утеплителя практически невозможно. Так, если использовать традиционный глиняный кирпич, потребуется кладка толщиной в несколько метров, что экономически нецелесообразно. Вместе с тем низкая теплопроводность современных утеплителей на основе пенополистирола либо каменной ваты позволяет ограничиться толщинами в 10-20 см.

Например, чтобы достичь базового значения сопротивления теплопередаче 3,65 (м х град/Вт), потребуется:

  • кирпичная стена толщиной 3 м;
  • кладка из пенобетонных блоков 1,4 м;
  • минераловатный утеплитель 0,18 м.

Теплотехнический расчет жилого дома

В современных условиях при строительстве жилых зданий вопросы энергосбережения выходят на первый план. Стоимость коммунальных услуг периодически растет, и прежде всего, это касается отопления.

Результатом теплотехнического расчета, выполненного нашей компанией, является теплый дом и благодарный заказчик, получивший возможность экономить значительные суммы на отоплении жилья.

Поэтому вопросам экономии и снижения расходов необходимо уделить пристальное внимание.

Теплотехнический расчет дома выполняется с целью правильного подбора утепляющего материала для стен, чтобы жилой дом соответствовал нормам тепловой защиты здания. Эти нормы отражены в СНиП 23-02-2003, где регламентируются вопросы тепловой защиты зданий и сооружений. Решающее значение при определении теплотехнических параметров имеет приведенное сопротивление теплопередаче, то есть величина, которая учитывает характеристики теплозащиты всего здания.

Осуществить правильный теплотехнический расчет достаточно сложно, эта операция требует высокой квалификации исполнителя. В процессе строительства частных домов обычно упор делается на характеристики материалов, их количество, качество и прочность. При этом о потерях тепла зачастую забывают.

Но игнорирование этого фактора впоследствии становится главной причиной неприятностей для жильцов, связанных с не комфортными условиями проживания и возрастанием расходов на функционирование системы отопления. В отдельных случаях приходится увеличивать мощность и количество приборов в системе отопления, чтобы обогревать все помещения здания.

Пример выполнения теплотехнического расчета жилого здания

Начинается процедура с вычисления потери тепла через ограждающие конструкции. Для теплотехнических целей применяется формула: Q t = F/R* (tв — tн)* (1+b)* n, где:

  • Qt – энергия тепла, которая от воздуха в помещении передается воздуху снаружи;
  • F – площадь ограждающей конструкции жилого дома;
  • R – сопротивление, которое оказывает ограждающей конструкции теплопередача;
  • tв — tн – разница между температурой воздуха снаружи и внутри;
  • b – добавочные потери тепла, которые определяются по Приложению 9 СНиП 2 04 05-91);
  • n – коэффициент положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (СНиП — II -3-79).

Преимущества комплексного подхода

При строительстве жилого дома игнорирование вопросов расчета тепла и необходимости учета теплотехнических потерь обычно связано с желанием сократить расходы. Безусловно, дом без такого расчета будет стоить дешевле его будущему владельцу, но затраты на эксплуатацию значительно возрастут. Например, возможны варианты, при которых мощность и численность отопительных приборов окажется излишней или недостаточной.

Такие здания, как частные дома, строятся на долгие годы, поэтому затраты на теплотехнический расчет и монтаж системы отопления и обогрева помещений окупят себя в многократном размере.

К числу основных преимуществ теплотехнического расчета, следует отнести:

  • снижение затрат на отопление помещений здания, поскольку отсутствует необходимость в большом количестве и мощности отопительных приборов для нагрева воздуха;
  • экономия на ремонте за счет создания внутри помещений благоприятного микроклимата;
  • безопасность здоровья жильцов дома;
  • благоприятное влияние на экологию благодаря более экономному расходованию ресурсов при функционировании системы отопления.

Необходимая документация

Опираться при проведении теплотехнических расчетов следует на определенные документы, регламентирующие данную процедуру. Основой для расчетных операций является СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», созданный на основе СНиП 23-02-2003. Более подробно этот аспект раскрывается в СП 23-101-2004, последний свод правил следует использовать для уточнения тех или иных деталей.

Необходимо также учитывать специфику региона, в котором располагается дом, и его климатические условия. С этой целью следует использовать СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» (новое издание СНиП 23-01-99). Кроме того, нужно еще обратить внимание на требования ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные».

Расчет мощности и количества приборов для системы отопления жилых помещений и сооружений требует наличия соответствующей квалификации исполнителя. Поэтому для его качественного выполнения следует обратиться в специализированное предприятие, чтобы не упустить из виду различные детали.

Теплотехнического расчет каркасного дома и его особенности

Для российских климатических условий хорошо подходит каркасная технология строительства жилых домов. Эти объекты в несколько раз легче домов из других материалов и дают меньшую нагрузку на фундамент, поэтому сроки и стоимость строительства каркасных сооружений значительно сокращаются.

Теплотехнический расчет каркасных зданий зависит от многих факторов, в частности, какие имеются коммуникации в доме, о каких климатических условиях идет речь. Ключевую роль будет играть вопрос выбора утеплителя для стен и его толщины. Это позволит подобрать оптимальную мощность системы отопления для каркасного строения.

Для примера можно взять небольшой дом 6 на 6 метров с высотой потолка 3 метра, не закрытый никакими постройками. Общая площадь стен составляет 72 метра, в двух комнатах площадь каждого окна составляет 2 м, в третьей комнате – 1,5 м. Площадь входной двери – 1,6 м.

Расчет потерь тепла будет производиться по формуле: Q = S*dT/R, где:

  • S –площадь стен;
  • R – теплосопротивление стен;
  • dT – разница температур.

От общей площади стен жилого каркасного дома отнимается сумма площадей окон и двери и получается, что S имеет показатель 65 м².

Теплосопротивление стен рассчитывается, исходя из количества и качества материалов, применяемых в качестве утеплителя.

Как делать теплотехнический расчет

Произведен теплотехнический расчет трехслойной стены для региона Нижний Новгород. Рассказано о том, как влияет воздушная прослойка на теплотехнические свойства стены. Узнайте все про теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций и стен — как его сделать, что это такое, а также примеры — на zwsoft.ru

Как делать теплотехнический расчет стен дома – основные параметры

Перед тем как приступить к непосредственному теплорасчету, нужно собрать подробные сведения о постройке. В отчет будут входить ответы на следующие пункты:

  • Назначение здания – жилое это, промышленное или общественное помещение, конкретное предназначение.
  • Географическая широта участка, где находится или будет располагаться объект.
  • Климатические особенности местности.
  • Направление стен по сторонам света.
  • Размеры входных конструкций и оконных рам – их высота, ширина, проницаемость, тип окон – деревянные, пластиковые и пр.
  • Мощность отопительного оборудования, схема расположения труб, батарей.
  • Среднее количество жильцов или посетителей, работников, если это промышленные помещения, которые находятся внутри стен единовременно.
  • Стройматериалы, из которых выполнены полы, перекрытия и любые другие элементы.
  • Наличие или отсутствие подачи горячей воды, тип системы, которая за это отвечает.
  • Особенности вентиляции, как естественной (окна), так и искусственной – вентиляционные шахты, кондиционирование.
  • Конфигурация всего строения – количество этажей, общая и отдельная площадь помещений, расположение комнат.

Когда эти данные будут собраны, инженер может приступать к расчету.

Мы предлагаем вам три метода, которыми чаще всего пользуются специалисты. Также можно использовать комбинированный способ, когда факты берутся из всех трех возможностей.

Цель теплотехнического расчета

От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, которые влияют на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и перекрытиях.

Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.

Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:

  1. Идентичны ли конструкции заявленным запросам с точки зрения тепловой защиты?
  2. Настолько полно обеспечивается комфортный микроклимат внутри здания?
  3. Обеспечивается ли оптимальная тепловая защита конструкций?

Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой.

Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы (минимальный и максимальный) габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.

Влияние воздушного зазора на теплозащитные характеристики

При устройстве стены, защищенной плитным утеплителем возможно устройство вентилируемой прослойки. Она позволяет отводить конденсат от материала и предотвращать его намокание. Минимальная толщина зазора 1 сантиметр. Это пространство не замкнуто и имеет непосредственное сообщение с наружным воздухом.

При наличии воздушно-вентилируемой прослойки в расчете учитываются только те слои, которые находятся до нее со стороны теплого воздуха. Например, пирог стены состоит из штукатурки, внутренней кладки, утеплителя, воздушной прослойки и наружной кладки. В расчет принимаются только штукатурка, внутренняя кладка и утеплитель. Наружный слой кладки идет после вентзазора, поэтому не учитывается. В данном случае наружная кладка выполняет лишь эстетическую функцию и защищает утеплитель от внешних воздействий.

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.

Зависят они от ряда характеристик:

  1. Назначения постройки и ее типа.
  2. Ориентировки вертикальных ограждающих конструкций относительно направленности к сторонам света.
  3. Географических параметров будущего дома.
  4. Объема здания, его этажности, площади.
  5. Типов и размерных данных дверных, оконных проемов.
  6. Вида отопления и его технических параметров.
  7. Количества постоянных жильцов.
  8. Материала вертикальных и горизонтальных оградительных конструкций.
  9. Перекрытия верхнего этажа.
  10. Оснащения горячим водоснабжением.
  11. Вида вентиляции.

Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.

В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.

Нормативные документы для выполнения расчета

Приведенное сопротивление и его соответствие нормируемому значению – главная цель расчета. Но для его выполнения потребуется узнать теплопроводности материалов стены, кровли или перекрытия. Теплопроводность – величина, характеризующая способность изделия проводить через себя тепло. Чем она ниже, тем лучше.

Во время проведения расчета теплотехники опираются на следующие документы:

  • СП «Тепловая защита зданий». Документ переиздан на основе СНиП 23-02-2003. Основной норматив для расчета [1];
  • СП «Строительная климатология». Новое издание СНиП 23-01-99*. Данный документ позволяет определить климатические условия населенного пункта, в котором расположен объект [2];
  • СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» более подробно, чем первый документ в списке, раскрывает тему [3];
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года) «Здания жилые и общественные» [4];
  • Пособие для студентов строительных ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

* — дальше в тексте я буду ссылаться на нормативные документы и чтобы полностью не прописывать их название я укажу только номер, например [1].

Теплотехнический расчет не сложен. Его может выполнить человек без специального образования по шаблону. Главное очень внимательно подойти к вопросу.

Необходимые нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

  • СНиП 23-02-2003 (СП ). «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция от 2012 года [1].
  • СНиП 23-01-99* (СП ). «Строительная климатология». Актуализированная редакция от 2012 года [2].
  • СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий» [3].
  • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» [4].
  • Пособие. Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

Скачать СНиПы и СП вы можете здесь, ГОСТ — здесь, а Пособие — здесь.

Теплотехнический расчет наружной стены, пример для пенобетонной стены

В качестве примера рассчитываются теплозащитные свойства стены, выложенной из пеноблоков, утепленной пенополистиролом с плотностью 24 кг/м3 и оштукатуренной с двух сторон известково-песчаным раствором. Вычисления и подбор табличных данных ведутся на основании строительных правил. Исходные данные: район строительства – Москва; относительная влажность – 55%, средняя температура в доме tв = 20О С. Задается толщина каждого слоя: δ1, δ4=0,01м (штукатурка), δ2=0,2м (пенобетон), δ3=0,065м (пенополистирол «СП Радослав»).
Целью теплотехнического расчета наружной стены является определение необходимого (Rтр) и фактического (Rф) сопротивления теплопередаче.
Расчет

  1. Согласно таблице 1 СП при заданных условиях режим влажности принимается нормальным. Требуемое значениеRтр находят по формуле: Rтр=a•ГСОП+b, где a,b принимаются по таблице 3 СП . Для жилого здания и наружной стены a = 0,00035; b = 1,4. ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, их находят по формуле(5.2) СП : ГСОП=(tв-tот)zот, где tв=20О С; tот – средняя температура наружного воздуха во время отопительного периода, по таблице 1 СПот = -2,2ОС; zот = 205 сут. (продолжительность отопительного сезона согласно той же таблице). Подставив табличные значения, находят: ГСОП = 4551О С*сут.; Rтр = 2,99 м2*С/Вт
  2. По таблице 2 СП для нормальной влажности выбирают коэффициенты теплопроводности каждого слоя «пирога»:λБ1=0,81Вт/(м°С), λБ2=0,26Вт/(м°С), λБ3=0,041Вт/(м°С), λБ4=0,81Вт/(м°С). По формуле E.6 СП определяют условное сопротивление теплопередаче: R0усл=1/αint+δn/λn+1/αext. гдеαext = 23 Вт/(м2°С) из п.1 таблицы 6 СП для наружных стен. Подставляя числа, получаютR0усл=2,54м2°С/Вт. Уточняют его с помощью коэффициента r=0.9, зависящего от однородности конструкций, наличия ребер, арматуры, мостиков холода: Rф=2,54•0,9=2,29м2•°С/Вт.

Полученный результат показывает, что фактическое теплосопротивление меньше требуемого, поэтому нужно пересмотреть конструкцию стены.

Пример расчета трехслойной стены без воздушной прослойки

Давайте подробно рассмотрим пример теплотехнического расчета. Для начала необходимо определиться с исходными данными. Материалы для строительства стен Вы, как правило, выбираете сами. Мы же будем рассчитывать толщину утепляющего слоя исходя из материалов стены.

Исходные данные

Данные индивидуальные для каждого объекта строительства и зависят от места расположения объекта.

1. Климат и микроклимат

  1. Район строительства: г. Вологда.
  2. Назначение объекта: жилое.
  3. Относительная влажность воздуха для помещения с нормальным влажностным режимом составляет 55% ([1] п.4.3. табл.1).
  4. Температура внутри жилых помещений tint задается нормативными документами ([4] табл.1) и равна 20 градусов Цельсия».

text — расчетная температура воздуха снаружи. Она устанавливается по температуре самых холодных пяти дней в году. Значение можно найти в [2], таблице 1, столбец 5. Для заданной местности значение составляет -32ᵒС.

zht = 231 сутки – количество дней периода, когда необходимо дополнительное отопление помещения, то есть среднесуточная температура снаружи составляет меньше 8ᵒС. Значение ищут в той же таблице, что и предыдущее, но в столбце 11.

tht = -4,1ᵒС – средняя температура воздуха снаружи во время периода отопления. Значение указано в столбце 12.

2. Материалы стены

В расчет следует принимать все слои (даже слой штукатурки, если он есть). Это позволит наиболее точно рассчитать конструкцию.

В данном варианте рассмотрим стену, состоящую из следующих материалов:

  1. слой штукатурки, 2 сантиметра;
  2. внутренняя верста из кирпича керамического рядового полнотелого толщиной 38 сантиметров;
  3. слой минераловатного утеплителя Roсkwool, толщина которого подбирается расчетом;
  4. наружная верста из лицевого керамического кирпича, толщиной 12 сантиметров.

3. Теплопроводность принятых материалов

Все свойства материалов должны быть представлены в паспорте от производителя. Многие компании представляют полную информацию о продукции на своих сайтах. Характеристики выбранных материалов для удобства сводятся в таблицу.

Расчет толщины утеплителя для стены

1. Условие энергосбережения

Расчет значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП) производится по формуле:

Dd = (tint — tht) zht.

Все буквенные обозначения, представленные в формуле, расшифрованы в исходных данных.

Dd = (20-(-4,1)) *231=5567,1 ᵒС*сут.

Нормативное сопротивление теплопередаче находим по формуле:

Коэффициенты а и b принимаются по таблице 4, столбец 3 [4].

Для исходных данных а=0,00045, b=1,9.

Rreq = 0,00045*5567,1+1,9=3,348 м2*ᵒС/Вт.

2. Расчет нормы тепловой защиты исходя из условий санитарии

Данный показатель не рассчитывается для жилых зданий и приводится в качестве примера. Расчет проводят при избытке явного тепла, превышающем 23 Вт/м3, или эксплуатации здания весной и осенью. Также вычисления необходимы при расчетной температуре менее 12ᵒС внутри помещения. Используют формулу 3 [1]:

Коэффициент n принимается по таблице 6 СП «Тепловая защита зданий», αint по таблице 7, Δtn по пятой таблице.

Rreq = 1*(20+31)4*8,7 = 1,47 м2*ᵒС/Вт.

Из двух полученных в первом и втором пункте значений выбирается наибольшее, и дальнейший расчет ведется по нему. В данном случае Rreq = 3,348 м2*ᵒС/Вт.

3. Определение толщины утеплителя

Сопротивление теплопередаче для каждого слоя получают по формуле:

где δ – толщина слоя, λ – его теплопроводность.

а) штукатурка R шт = 0,02/0,87 = 0,023 м2*ᵒС/Вт;
б) кирпич рядовой R ряд.кирп. = 0,38/0,48 = 0,79 м2*ᵒС/Вт;
в) кирпич лицевой Rут = 0,12/0,48 = 0,25 м2*ᵒС/Вт.

Минимальное сопротивление теплопередаче всей конструкции определяется по формуле ([5], формула 5.6):

Rint = 1/αint = 1/8,7 = 0,115 м2*ᵒС/Вт;
Rext = 1/αext = 1/23 = 0,043 м2*ᵒС/Вт;
∑Ri = 0,023+0,79+0,25 = 1,063 м2*ᵒС/Вт, то есть сумма чисел, полученных в пункте 3;

R_тр^ут= 3,348 – (0,115+0,043+1,063) = 2,127 м2*ᵒС/Вт.

Толщина утеплителя определяется по формуле ([5] формула 5.7):

δ_тр^ут= 0,038*2,127 = 0,081 м.

Найденная величина является минимальной. Слой утеплителя принимают не меньше этого значения. В данном расчете принимаем окончательно толщину минераловатного утеплителя 10 сантиметров, для того, чтобы не пришлось резать купленный материал.

Rо = Rint+Rext+∑Ri = 1/8,7 + 1/23 + 0,023 + 0,79 + 0,1/0,038 + 0,25 = 3,85 м2*ᵒС/Вт > 3,348 м2*ᵒС/Вт.

Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Вначале следует подготовить исходные данные. На расчетный параметр влияют следующие факторы:

  • климатический регион, в котором находится дом;
  • назначение помещения – жилой дом, производственное здание, больница;
  • режим эксплуатации здания – сезонный или круглогодичный;
  • наличие в конструкции дверных и оконных проемов;
  • влажность внутри помещения, разница внутренней и наружной температуры;
  • число этажей, особенности перекрытия.

После сбора и записи исходной информации определяют коэффициенты теплопроводности строительных материалов, из которых изготовлена стена. Степень усвоения тепла и теплоотдачи зависит от того, насколько сырым является климат. В связи с этим для вычисления коэффициентов используют карты влажности, составленные для Российской Федерации. После этого все числовые величины, необходимые для расчета, вводятся в соответствующие формулы.

Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения


Район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое.

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Конструкция стены

Стена состоит из следующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», так как она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
  • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м2×°С/Вт,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП ) для стен жилого здания (столбец 3).

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

tint = 20°С — значение из исходных данных;

text = -31°С — значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

αint = 8,7 Вт/(м2×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0=3,214м2×°С/Вт.

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м2×°С/Вт.

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м2×°С/Вт.

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,503м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,214м2×°С/Вт следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Зачем выполняется расчет?

Перед началом строительства заказчик может выбрать, будет он учитывать теплотехнические характеристики или обеспечит только прочность и устойчивость конструкций.

Расходы на утепление совершенно точно увеличат смету на возведение здания, но снизят затраты на дальнейшую эксплуатацию. Индивидуальные дома строят на десятки лет, возможно, они будут служить и следующим поколениям. За это время затраты на эффективный утеплитель окупятся несколько раз.

Что получает владелец при правильном выполнении расчетов:

  • Экономия на отоплении помещений. Тепловые потери здания снижаются, соответственно, уменьшится количество секций радиатора при классической системе отопления и мощность системы теплых полов. В зависимости от способа нагрева, затраты владельца на электричество, газ или горячую воду становятся меньше;
  • Экономия на ремонте. При правильном утеплении в помещении создается комфортный микроклимат, на стенах не образуется конденсат, и не появляются опасные для человека микроорганизмы. Наличие на поверхности грибка или плесени требует проведения ремонта, причем простой косметический не принесет никаких результатов и проблема возникнет вновь;
  • Безопасность для жильцов. Здесь, также как и в предыдущем пункте, речь идет о сырости, плесени и грибке, которые могут вызывать различные болезни у постоянно пребывающих в помещении людей;
  • Бережное отношение к окружающей среде. На планете дефицит ресурсов, поэтому уменьшение потребления электроэнергии или голубого топлива благоприятно влияет на экологическую обстановку.

Рассчитываемые параметры

В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

  • теплотехнические характеристики строительных материалов ограждающих конструкций;
  • приведённое сопротивление теплопередачи;
  • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

Что такое теплотехнический расчет?

Теплотехнический расчет выполняют для того, чтобы подобрать толщину и материал ограждающих конструкций и привести здание в соответствие нормам тепловой защиты. Основным нормативным документом, регламентирующим способность конструкции сопротивляться теплопередаче, является СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Основным показателем ограждающей поверхности с точки зрения теплозащиты стало приведенное сопротивление теплопередаче. Это величина, учитывающая теплозащитные характеристики всех слоев конструкции, учитывая мостики холода.

Подробный и грамотный теплотехнический расчет — достаточно трудоемок. При возведении частных домов, собственники стараются учесть прочностные характеристики материалов, часто забывая о сохранении тепла. Это может привести к довольно плачевным последствиям.

Формулы для производства расчета

Утечки тепла, теряемого домом, можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием вентиляционной системы. Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых устроены ограждающие конструкции, нужно найти величину показателя теплопроводности Кт (Вт/м х градус). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S/Кт, высчитывают термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения складывают.

Размеры тепловых потерь проще всего определить путем сложения тепловых течений через ограждающие конструкции, которые собственно и образуют это здание

Руководствуясь такой методикой, к учету принимают тот момент, что материалы, составляющие конструкции, имеют неодинаковую структуру. Также учитывается, что поток тепла, проходящий сквозь них, имеет разную специфику.

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

  • А — площадь в м².
  • R — сопротивление конструкции теплопередаче.
  • dT — разность температур снаружи и изнутри. Определять ее нужно для самого холодного 5- дневного периода.

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только для самого холодного пятидневного периода. Общие теплопотери за весь холодный сезон определяют путем учета параметра dT, учитывая температуру не самую низкую, а среднюю.

В какой степени усваивается тепло, а также теплоотдача зависит от влажности климата в регионе. По этой причине при вычислениях применяют карты влажности

Далее, высчитывают количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедшего как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Оно обозначается символом W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

  1. При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности, результат лучше умножить на 100 Вт.
  2. Если в проект заложен балкон, два окна либо лоджия, умножают в среднем на 125 Вт.
  3. Когда помещения промышленные или складские, применяют множитель 150 Вт.
  4. В случае расположения радиаторов вблизи окон, их проектную мощность увеличивают на 25%.

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

Здесь Q — комфортный уровень тепла в здании, S — площадь с отоплением в м². Числа 100 или 150 — удельная величина тепловой энергии, расходуемой для нагрева 1 м².

Потери через вентиляцию дома

Ключевым параметром в этом случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемые, эта величина равна единице.

Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется по приточной вентиляции. Вытяжная вентиляция способствует уходу теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию рекуператор-теплообменник. Он не допускает ухода тепла вместе с выходящим воздухом, а входящие потоки он нагревает

Предусматривается полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь кратность воздухообмена принимают равной двум.

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

  1. Qв — теплопотери.
  2. V — объем комнаты в мᶾ.
  3. Р — плотность воздуха. еличина ее принимается равной 1,2047 кг/мᶾ.
  4. Кв — кратность воздухообмена.
  5. С — удельная теплоемкость. Она равна 1005 Дж/кг х С.

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать устройство вентиляции с рекуператором. Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Рассчитаем жилой дом, находящийся в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1В. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Наиболее холодная температура, наблюдающаяся на протяжении пяти дней обеспеченностью 0,92 — tн = -22⁰С.

В соответствии со СНиП отопительный период (zоп) продолжается 148 суток. Усредненная температура на протяжении отопительного периода при среднесуточных температурных показателях воздуха на улице 8⁰ — tот = -2,3⁰. Температура снаружи в отопительный сезон — tht = -4,4⁰.

Теплопотери дома — важнейший момент на этапе его проектирования. От итогов расчета зависит и выбор стройматериалов, и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремиться нужно к тому, чтобы они были максимально целесообразными

Оговорено условие, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22⁰. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Высота его — 7 м, габариты в плане — 10 х 10 м. Материал вертикальных ограждающих конструкций — теплая керамика. Для нее коэффициент теплопроводности — 0,16 Вт/м х С.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = + = кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qс = (242,5 : ) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт.

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньшими, поскольку в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

Qв = (700 х 2) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 20 776 Вт.

Qв = (700 х 1) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.

Пример теплотехнического расчета №2

Требуется произвести расчет потерь сквозь стену из кирпича толщиной 51 см. Она утеплена 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри — 22⁰. Габариты стены — 2,7 м по высоте и 4 м по длине. Единственная наружная стена помещения ориентирована на юг, внешних дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Термическое сопротивление:

R1 = 0,51 : 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1 : 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = + 2,5 = кв. м х С/Вт.

Площадь внешней стены А = 2,7 х 4 = 10,8 м²

Потери тепла через стену:

Qс = (10,8 : ) х (22 – (-18)) = 127,9 Вт.

Если в доме окна с размерами 1,5 х 1,5 м ² энергосберегающие, ориентированы на Север, а термическое сопротивление равно 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

Qо = (2,25 : 0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.

Пример теплотехнического расчета №3

Выполним тепловой расчет деревянного бревенчатого здания с фасадом, возведенным из сосновых бревен слоем толщиной 0,22 м. Коэффициент для этого материала — К=0,15. В этой ситуации теплопотери составят:

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

Самая низкая температура пятидневки — -18⁰, для комфорта в доме задана температура 21⁰. Разница составит 39⁰. Если исходить из площади 120 м², получится результат:

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определим потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича — 0,72.

R = 0,22 : 0,72 = 0,306 м² х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39 : 0,306 = 15 294 Вт.

В одинаковых условиях деревянный дом более экономичный. Силикатный кирпич для возведения стен здесь не подходит вовсе.

Деревянное строение имеет высокую теплоемкость. Его ограждающие конструкции долго хранят комфортную температуру. Все же, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше сделать это и изнутри, и снаружи

Строители и архитекторы рекомендуют обязательно делать теплорасчет при устройстве отопления для грамотного подбора оборудования и на стадии проектирования дома для выбора подходящей системы утепления.

Пример теплорасчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета взята стена, созданная из пеноблоков. Как утеплитель применен экструдированный пенополистирол. Отделка конструкции — штукатурка с двух сторон. Структура ее — известково-песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительные показатели влажности воздуха в комнате — 55% при усредненной температуре 20⁰. Толщина слоев:

  • штукатурка — 0,01 м;
  • пенобетон — 0,2 м;
  • пенополистирол — 0,065 м.

Задача — отыскать нужное сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимое Rтр определяют, подставив значения в выражение:

Rтр=a х ГСОП+b

где ГОСП — это градусо-сутки сезона отопления, а и b — коэффициенты, взятые из таблицы №3 Свода Правил . Поскольку здание жилое, a равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

В этой формуле tв = 20⁰, tот = -2,2⁰, zот — 205 — отопительный период в сутках. Следовательно:

ГСОП = ( 20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Используя таблицу №2 СП, определяют коэффициенты теплопроводности для каждого пласта стены:

  • λб1 = 0,81 Вт/м ⁰С;
  • λб2 = 0,26 Вт/м ⁰С;
  • λб3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
  • λб4 = 0,81 Вт/м ⁰С.

Полное условное сопротивление теплопередаче Rо, равно сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитывают его по формуле:

Эта формула взята из СП . Здесь 1/ав – это противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1/ан — то же наружных, δ / λ — сопротивление термическое слоя

Подставив значения получают: Rо усл. = 2,54 м2°С/Вт. Rф определяют путем умножения Rо на коэффициент r, равный 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Вопросы и ответы

Я, Моисеева О. А., являюсь долевым собственником нежилого помещения по адресу 680000 г.Хабаровск, ул.Тургенева 78 (многоквартирный дом) . Получив от Теплосетей Хабаровска счет-фактуру за январь 2015г. я была немало удивлена, обнаружив повышение стоимости на 65%! по сравнению с прошлым 2014годом. Связавшись по телефону с договорным отделом Теплосетей, я узнаю, что согласно некоему новому постановлению ( №530 пр от 31.12.2014г), внесены некоторые изменения, где при расчетах стоимости тепловой энергии для Потребителя теперь НЕ берется во внимание отапливается ли помещение или нет, а учитываются только квадратные метры! К своему удивлению, я не смогла найти данное постановление в интернете, чтобы ознакомиться с текстом.

Если конкретизировать мой случай в обращении к Вам, то он касается ОПЛАТЫ за ПОДВАЛЬНОЕ помещение и суть состоит в следующем.

Офисное помещение,о котором идет речь, cостоит из 2-х этажей, а именно:

•Цокольный Этаж (Отапливаемый): ВСЕГО 82,2 кв м/В моей собственности 43,6 кв м

•Подвал ( НЕ Отапливаемый ): ВСЕГО 29,3 кв м/ В моей собственности 23,3 кв м

! Причем отопление в данном подвале, включая стояки, отсутствовало изначально,

Так как данного подвального помещения не было вообще в природе и в документах БТИ оно не значилось. Ранее это была обычная квартира на цокольном этаже, которая 25 июля 2003года была официально переведена в нежилое помещение и получен 1ый тех паспорт на помещение 82,2 кв м БЕЗ ПОДВАЛА.

Во время ремонта рабочими-строителями были обнаружены пустоты в полу, проведены земляные работы , cоздан проект подвала (с целью создания кухни и хоз. помещений) , который 27 мая 2005г. был официально зарегистрирован и на помещение был получен новый тех.паспорт уже с подвалом на 111,5 кв м. При строительстве нами сразу было предусмотрен ТОЛЬКО электрический обогрев подвала, отапливаемый 2-мя электрическими батареями. В данном подвальном помещении находится кухня (для сотрудников), хоз.помещения и комната отдыха или переговоров.

Исходя из вышеизложенной информации, прошу объяснить почему в 2015году я должна оплачивать тепловую энергию за помещение, где отсутствует теплоснабжение? Иными словами, платить за неполученные услуги?

Ольга Анатольевна! Во избежание всевозможных споров и разногласий по Вашей проблеме предлагаю Вам письменно обратиться в адрес генерирующей компании с письменным заявлением, где Вы будете просить ответить письменно на все Ваши вопросы по поводу начисления и оплаты отопления и горячего водоснабжения непосредственно от Теплосетей Хабаровска, в этом же письменном обращении имеет смысл привести свои расчеты, основанные на действующей методике. Готовьтесь к судебному процессу по оспариванию сумм начислений, который имеет смысл инициировать после получения письменного ответа или по истечении установленного срока, где всем станет известно откуда берутся суммы переплаты. В дополнение к указанному заявлению Вы также вправе обратиться в прокуратуру района, которая осуществляет в том числе надзор за законностью начислений ЖКУ. Не нужно ждать и надеяться на то что кто-то признает начисления ошибочными, действуйте. Предоставляйте компетентному специалисту всю необходимую документальную информацию и получайте помощь в составлении документов в том числе. Надеюсь мой ответ Вам помог, удачного дня

Видимо, речь идет про Постановление Правительства Хабаровского края, можете посмотреть по ссылке de-kastri-tec.narod.ru/530_pr_ot_31.12.2014.jpg

Данным постановлением с 1 июля 2020 г. введены в действие нормативы потребления, установленные Постановлением Правительства Хабаровского края от 20 мая 2013 года №126-пр, согласно которым, действительно, при расчете норматива потребления коммунальной услуги по отоплению берется расчет на 1 кв. метр общей площади жилых и нежилых помещений в многоквартирном или жилом доме. Ознакомиться можно здесь www.rg.ru/2013/06/03/habarovsk-post126-reg-dok.html

Обратите внимание, что ранее в тексте постановления было указано на применение его положений уже с 1 января 2015 г., потом было перенесено на июль 2020 г.

В связи с чем совершенно не понятно, на каком основании оно уже было принято к расчету и выставлен счет по новым нормативам.

Также указанным постановлением внесены изменения в Постановление о порядке расчета размера платы за коммунальную услугу по отоплению. Однако все изменения заключаются только в продлении его действия до 1 июля 2020 г., когда начнутся применяться вышеуказанные нормативы.

Если разбирать ситуацию в целом, то с такой проблемой — когда требуют оплатить отопление неотапливаемых помещений в многоквартирном доме, — граждане сталкиваются все чаще. Дело в том, что нормативное регулирование довольно неоднозначно по данному вопросу.

Помимо регионального законодательства есть еще Постановление Правительства РФ № 354, где не указывается на отапливаемость нежилых помещений, площадь которых принимается к расчету:

При определении размера платы потребителя за коммунальную услугу по отоплению (при отсутствии централизованного теплоснабжения) объем
использованного при производстве коммунального ресурса распределяется междувсеми жилыми и нежилыми помещениями в многоквартирном доме
пропорционально размеру общей площади принадлежащего (находящегося в пользовании) каждому потребителю жилого или нежилого помещения в
многоквартирном доме в соответствии с формулой 18 приложения N 2 к настоящим Правилам.

При этом в указанной формуле 18 также прописано «площадь всех жилых и нежилых помещений» — без привязки к наличию в них отопления.

В то же время, учет неотапливаемого помещения при расчете размера платы за отопление трудно признать справедливым и разумным.

Однако суды, разбирая подобные дела, выносят противоречивые решения. Ранее разбирая аналогичный Вашему вопрос, мной проводилось изучение судебной практики, и результаты были противоречивы. В одном случае суд указал, что формула 18 не содержит никаких исключений и нужно учитывать все помещения — в том числе и неотапливаемые, во втором случае суд указал, что температура в неотапливаемом помещении соответствует норме за счет теплоотдачи от стен, за которыми отапливаемые помещения, и взыскал плату за тепло, в третьем же — наоборот, указал, что теплоотдача от стен является лишь побочным эффектом услуги по отоплению, однако однозначно вопрос не разрешил, направив дело на новое рассмотрение (арбитраж).

Как видите, ситуация неоднозначна, хотя с житейской точки зрения ничего неоднозначного в ней нет — нет отопления, нет услуги, нет ее оплаты.

На основании изложенного, я бы рекомендовала Вам обратиться с письменной претензией в УК с требованием предоставить пояснения о причинах появления изменений в расчете тарифа за отопление, сразу можете указать, что нормативы по Постановлению 126-пр применяются только с июля 2020 г.

Исходя из ответа на претензию уже можно будет сориентироваться и определиться с перспективой судебного дела в данном конкретном случае.

Ольга Анатольевна, у меня к Вам вопрос.

Ваш МКД оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии?

От этого и зависит размер платы за коммунальную услугу по отоплению.

В соответствии с ПОСТАНОВЛЕНИЕМ ПРАВИТЕЛЬСТВА РФ от 27 августа 2012 г. N 857 «ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ПРАВИЛ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ КОММУНАЛЬНЫХ УСЛУГ СОБСТВЕННИКАМ И ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМ ПОМЕЩЕНИЙ В МНОГОКВАРТИРНЫХ ДОМАХ И ЖИЛЫХ ДОМОВ

»Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. N 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов», в части определения размера платы за предоставленную коммунальную услугу по отоплению применяются с учетом одной из следующих особенностей:

(в ред. Постановления Правительства РФ от 10.09.2013 N 795)
а) в целях определения размера платы за коммунальную услугу по отоплению, предоставленную потребителю в не оборудованном индивидуальным прибором учета тепловой энергии жилом доме или в не оборудованном индивидуальным либо общим (квартирным) прибором учета тепловой энергии жилом помещении (квартире) или нежилом помещении в многоквартирном доме, который не оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии, органы государственной власти субъектов Российской Федерации могут принять решение об осуществлении потребителями оплаты коммунальной услуги по отоплению равномерно за все расчетные месяцы календарного года. В случае принятия указанного решения определение размера платы за коммунальную услугу по отоплению осуществляется в соответствии с Правилами расчета размера платы за коммунальную услугу по отоплению, утвержденными настоящим постановлением;

Если приборов учета в вашем МКД нет, то расчет размера платы за коммунальную услугу по отоплению осуществляется в следующем порядке:

а) размер платы за коммунальную услугу по отоплению в не оборудованном индивидуальным прибором учета тепловой энергии жилом доме, а также размер платы за коммунальную услугу по отоплению в не оборудованном индивидуальным либо общим (квартирным) прибором учета тепловой энергии жилом помещении (квартире) или нежилом помещении в многоквартирном доме, который не оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии, определяется по следующей формуле: P=Sx(NxK)xT,

S -общая площадь жилого помещения (квартиры) или нежилого помещения;
N- норматив потребления коммунальной услуги по отоплению в жилом помещении, установленный в соответствии с Правилами установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 23 мая 2006 г. N 306;
К — коэффициент периодичности платежа, определенный в соответствии с пунктом 1 настоящих Правил;
T — тариф на тепловую энергию, установленный в соответствии с законодательством Российской Федерации;

Нормативы потребления рассчитываются на 1 кв. метр общей площади всех помещений в многоквартирном доме.

Вывод: Если у Вас не установлен коллективный (общедомовым) прибор учета тепловой энергии, то советую Вам предпринять шаги для его установление -провести собрание собственников.

Но… Кардинально это проблему Вашу не решит. Поскольку расчет все равно будет осуществляться исходя из всей площади вашего нежилого помещения. Т.е. площадь подвала также будет учитываться.

Чтобы исключить неотапливаемую площадь из расчетов нужно обратиться в суд.

Только так можно окончательно разрешить эту ситуацию.

Добавлю к ответам коллег.

В общем то кроме местного закона, который привела Анастасия, Ваш вопрос регулирует

Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354
(ред. от 14.02.2015)
«О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов»

по которому плата не зависит от наличия труб отопления и собственно самой системы отопления в конкретном помещении. А расчитывается или по нормативу, или по показанию коллективного ПУ или индивидуального ПУ если все помещения оборудованы ИПУ, что у Вас нет.

42(1). При отсутствии коллективного (общедомового), общих (квартирных) и индивидуальных приборов учета во всех жилых или нежилых помещениях многоквартирного дома размер платы за коммунальную услугу по отоплению определяется в соответствии с формулой 2 приложения N 2 к настоящим Правилам исходя из норматива потребления коммунальной услуги.
В многоквартирном доме, который оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии и в котором не все жилые или нежилые помещения оборудованы индивидуальными и (или) общими (квартирными) приборами учета (распределителями) тепловой энергии, размер платы за коммунальную услугу по отоплению в жилом помещении определяется в соответствии с формулой 3 приложения N 2 к настоящим Правилам исходя из показаний коллективного (общедомового) прибора учета тепловой энергии.
В многоквартирном доме, который оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии и в котором все жилые и нежилые помещения оборудованы индивидуальными и (или) общими (квартирными) приборами учета (распределителями) тепловой энергии, размер платы за коммунальную услугу по отоплению в жилом и нежилом помещениях определяется в соответствии с формулой 3(1) приложения N 2 к настоящим Правилам исходя из показаний индивидуальных и (или) общих (квартирных) приборов учета тепловой энергии.
43. Расчетный объем коммунального ресурса за расчетный период определяется на основании данных, указанных в пункте 59 настоящих Правил, а при отсутствии таких данных определяется:
для отопления — в соответствии с формулами 2 и 3 приложения N 2 к настоящим Правилам исходя из расчетной величины потребления тепловой энергии, равной применяемому в таком многоквартирном доме нормативу потребления коммунальной услуги отопления.

То есть формально имеют право. Но можно попробовать оспорить в судебном порядке такое начисление, но судьи по разному относятся к таким делам, могут и отказать, факторов много влияет на решение.

При строительстве нами сразу было предусмотрен ТОЛЬКО электрический обогрев подвала, отапливаемый 2-мя электрическими батареями.
Моисеева Ольга Анатольевна

Расчет отопления по площади помещения

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Расчет отопления по площади помещения

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить расчет отопления в частном доме калькулятор, встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

  • Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

Предназначение помещения Температура воздуха, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с
оптимальная допустимая оптимальная допустимая, max оптимальная, max допустимая, max
Для холодного времени года
Жилая комната 20÷22 18÷24 (20÷24) 45÷30 60 0.15 0.2
То же, но для жилых комнат в регионах с минимальными температурами от — 31 °С и ниже 21÷23 20÷24 (22÷24) 45÷30 60 0.15 0.2
Кухня 19÷21 18÷26 Н/Н Н/Н 0.15 0.2
Туалет 19÷21 18÷26 Н/Н Н/Н 0.15 0.2
Ванная, совмещенный санузел 24÷26 18÷26 Н/Н Н/Н 0.15 0.2
Помещения для отдыха и учебных занятий 20÷22 18÷24 45÷30 60 0.15 0.2
Межквартирный коридор 18÷20 16÷22 45÷30 60 Н/Н Н/Н
Вестибюль, лестничная клетка 16÷18 14÷20 Н/Н Н/Н Н/Н Н/Н
Кладовые 16÷18 12÷22 Н/Н Н/Н Н/Н Н/Н
Для теплого времени года (Норматив только для жилых помещений. Для остальных – не нормируется)
Жилая комната 22÷25 20÷28 60÷30 65 0.2 0.3
  • Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Элемент конструкции здания Примерное значение теплопотерь
Фундамент, полы по грунту или над неотапливаемыми подвальными (цокольными) помещениями от 5 до 10%
«Мостики холода» через плохо изолированные стыки строительных конструкций от 5 до 10%
Места ввода инженерных коммуникаций (канализация, водопровод, газовые трубы, электрокабели и т.п.) до 5%
Внешние стены, в зависимости от степени утепленности от 20 до 30%
Некачественные окна и внешние двери порядка 20÷25%, из них около 10% — через негерметизированные стыки между коробками и стеной, и за счет проветривания
Крыша до 20%
Вентиляция и дымоход до 25 ÷30%

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Расчет тепловой мощности от объема помещения

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют биметаллические радиаторы отопления

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната — комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

  • «а» — коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8;

— внешняя стена одна: а = 1,0;

— внешних стен две: а = 1,2;

— внешних стен три: а = 1,4.

  • «b» — коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

На количество теплопотерь через стены влияет их расположение относительно сторон света

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток: b = 1,1;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад: b = 1,0.

  • «с» — коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

Существенные коррективы могут внести преобладающие зимние ветры

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» — графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2;

— подветренные стены дома: с = 1,0;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1.

  • «d» — поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Карта-схема минимальных январских температур

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7.

  • «е» — коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Огромное значение имеет степень утепленности внешних стен

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85.

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

  • коэффициент «f» — поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2.

  • «g» — коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0.

  • «h» — коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8.

  • «i» — коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85.

  • «j» — поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Чем больше площадь остекления, тем значительнее общие теплопотери

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑Sок / Sп

Sок – суммарная площадь окон в помещении;

Sп – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2;

  • «k» — коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7.

  • «l» — возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация Тип врезки радиатора Значение коэффициента «l»
Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу l = 1.0
Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу l = 1.03
Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу l = 1.13
Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху l = 1.25
Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху l = 1.28
Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу l = 1.28
  • «m» — поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Иллюстрация Особенности установки радиаторов Значение коэффициента «m»
Радиатор расположен на стене открыто или не перекрывается сверху подоконником m = 0,9
Радиатор сверху перекрыт подоконником или полкой m = 1,0
Радиатор сверху перекрыт выступающей стеновой нишей m = 1,07
Радиатор сверху прикрыт подоконником (нишей), а с лицевой части — декоративным экраном m = 1,12
Радиатор полностью заключен в декоративный кожух m = 1,2

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья — «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Для примера взят совершенно произвольный план жилого дома

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Помещение, его площадь, высота потолка. Утепленность пола и «соседство» сверху и снизу Количество внешних стен и их основное расположение относительно сторон света и «розы ветров». Степень утепления стен Количество, тип и размер окон Наличие входных дверей (на улицу или на балкон) Требуемая тепловая мощность (с учетом 10% резерва)
Площадь 78,5 м² 10,87 кВт ≈ 11 кВт
1. Прихожая. 3,18 м². Потолок 2.8 м. Утеленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак. Одна, Юг, средняя степень утепления. Подветренная сторона Нет Одна 0,52 кВт
2. Холл. 6,2 м². Потолок 2.9 м. Утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак Нет Нет Нет 0,62 кВт
3. Кухня-столовая. 14,9 м². Потолок 2.9 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Свеху — утепленный чердак Две. Юг-Запад. Средняя степень утепления. Подветренная сторона Два, однокамерный стеклопакет, 1200 × 900 мм Нет 2.22 кВт
4. Детская комната. 18,3 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак Две, Север — Запад. Высокая степень утепления. Наветренная Два, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм Нет 2,6 кВт
5. Спальная. 13,8 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак Две, Север, Восток. Высокая степень утепления. Наветренная сторона Одно, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм Нет 1,73 кВт
6. Гостиная. 18,0 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак Две, Восток, юг. Высокая степень утепления. Параллельно направлению ветра Четыре, двухкамерный стеклопакет, 1500 × 1200 мм Нет 2,59 кВт
7. Санузел совмещенный. 4,12 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак. Одна, Север. Высокая степень утепления. Наветренная сторона Одно. Деревянная рама с двойным остеклением. 400 × 500 мм Нет 0,59 кВт
ИТОГО:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности отопления по помещениям

Согласитесь, что рассчитанные результаты, особенно если рассматривать по помещениям в отдельности, могут существенно отличаться от тех, которые получились бы при упоминавшимся выше соотношении 100 Вт на 1 м².

Кстати, калькулятор дает возможность немного «поиграть» с теми исходными данными, которые хозяева в силах изменить, и посмотреть, как будут меняться результаты. Возможно, это поможет выявить «слабые места» и придаст своеобразный импульс на принятие мер по обеспечению максимальной утепленности дома. Затраты на качественную термоизоляцию очень быстро окупятся экономией на системе отопления.

Приведенная система расчета тепловой мощности отопления может вызвать вопрос в том плане, что достаточно размыто указаны критерии утепленности стен. С этим можно согласиться – но это сделано лишь для упрощения самостоятельны вычислений с вполне допустимым уровнем погрешности. Если отталкиваться от точного «канонического» расчета тепловых потерь, алгоритм получится слишком сложным и громоздким, и далеко не каждый среднестатистический посетитель сможет с ним разобраться.

Тем не менее, в качестве полезного «бонуса» будет представлена несложная методика достаточно точной оценки теплотехнических характеристик стен и других элементов здания, чтобы любой хозяин смог сам увидеть, насколько они утеплены, и в какой дополнительной термоизоляции еще нуждаются.

Оценка степени утепленности элемента дома и требуемой толщины термоизоляции

Общий принцип расчета

Принцип расчета заключается в том, что каждая строительная конструкция жилого дома должна обладать определенным нормированным значением сопротивления теплопередаче. Эти параметры рассчитаны специалистами и сведены в таблицах СНиП, отдельно для каждого региона, в зависимости от особенностей климатических условий.

Таблицы слишком объемны, поэтому в нашем случае предлагаем воспользоваться картой-схемой, расположенной ниже.

Карта схема с нормированными значениями сопротивления теплопередаче строительных конструкций

Обратите внимание, что для стен, перекрытий (полов или потолков) и покрытий (кровля) указаны свои значений – они выделены различными оттенками.

Чаще всего и стены, и другие ограждающие элементы дома имеют многослойную конструкцию (впрочем, это не догма – возможно и однослойное строение, но так расчет будет ещё проще). Каждый из слоев обладает собственными характеристиками термического сопротивления, и все они в сумме дадут итоговый параметр.

Значение сопротивления теплопередаче для каждого отдельного слоя равно:

Rx = hх / λх

hх — толщина слоя в метрах

λх — значение коэффициента теплопроводности материала слоя. Это табличная величина, которую несложно отыскать в справочниках для любого из строительных, отделочных или утеплительных материалов.

Таким образом, зная особенности конструкции стены или другого ограждения, несложно рассчитать суммарную величину сопротивления теплопередаче и выявить, насколько она не соответствует нормированному значению. Ну а если полученную разницу умножить на коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, то это станет рекомендуемой толщиной утепления, чтобы конструкция соответствовала необходимым параметрам.

Упрощенная схема многослойной ограждающей конструкции

В предложенном ниже калькуляторе предусмотрен расчет для многослойной конструкции, включающей основной слой (поз. 1), уже имеющееся утепление (если оно есть) (поз. 2), слой внутренней (поз. 3) и внешней (поз. 4) отделки. Если каких-то слоев в реальности нет – то этот пункт в калькуляторе просто не заполняется.

Примечание: в расчёт не берутся внешние отделочные слои вентилируемых конструкций фасада или кровли (например, сайдинг или кровельный материал), так как их термическое сопротивление не оказывает значимого воздействия на общую утепленность.

Последним пунктом в калькуляторе будет предложено выбрать тот или иной вид утеплителя, и в результате расчетов будет указана рекомендуемая толщина термоизоляционного слоя.

Калькулятор оценки необходимости дополнительного утепления

Вот теперь оценить степень утепленности своих стен (или других элементов здания), для расчета необходимой тепловой мощности отопления – уже не составит большого труда. Можно поступить примерно так – ввести все запрашиваемые значения, а в конце указать в качестве утеплителя, например, минеральную базальтовую вату.

  • Если получится результат, стремящийся к нулю (менее 10 мм толщины) или даже отрицательное значение, то можно считать стены хорошо утепленными.
  • При рекомендуемой толщине утепления до 75 ÷ 80 мм можно условно считать, что стены имеют среднюю степень утепленности.
  • В том случае, когда результат больше, а еще хуже — «зашкаливает» за 100 мм – беда, уровень теплопотерь очень высокий, и система отопления будет «пожирать» энергоресурсы на никому не нужный «обогрев улицы». И в этом случае главные усилия должны быть сконцентрированы на обеспечение надежной термоизоляции.

Безусловно, при желании в интернете можно отыскать более мощные программы профессионального уровня сложности для расчета теплотехнических характеристик системы отопления. В качестве примера – видеосюжет, в котором показан процесс подобного расчета. Но, повторимся, для проведения самостоятельных вычислений вполне подойдет и предложенная методика – уровень погрешности будет вполне допустимым.

Видео: пример расчета системы отопления с помощью специальной прикладной программы

Возможно, вас заинтересует информация о том, что такое байпас в системе отопления

Добавить комментарий