Het creëren van comfortabele omstandigheden om te wonen of te werken is de primaire taak van de bouw. Een aanzienlijk deel van het grondgebied van ons land ligt op noordelijke breedtegraden met een koud klimaat. Daarom is het handhaven van een comfortabele temperatuur in gebouwen altijd belangrijk. Met de groei van de energietarieven komt de vermindering van het energieverbruik voor verwarming naar voren.
Klimatologische kenmerken
De keuze van de wand- en dakconstructie hangt voornamelijk af van de klimatologische omstandigheden van het bouwgebied. Om ze te bepalen, is het noodzakelijk om te verwijzen naar SP131.13330.2012 "Bouwklimatologie". De volgende grootheden worden gebruikt in de berekeningen:
- de temperatuur van de koudste periode van vijf dagen met een zekerheid van 0,92, aangeduid met Tn;
- gemiddelde temperatuur, aangegeven met Tot;
- duur, aangeduid met ZOT.
In het voorbeeld voor Moermansk hebben de waarden de volgende waarden:
- Тн=-30 graden;
- Tot=-3.4 graden;
- ZOT=275 dagen.
Bovendien is het noodzakelijk om de ontwerptemperatuur in de kamer-tv in te stellen, deze wordt bepaald in overeenstemming met GOST 30494-2011. Voor huisvesting kun je tv=20 graden nemen.
Om een warmtetechnische berekening van omsluitende constructies uit te voeren, berekent u vooraf de waarde van GSOP (graad-dag van de verwarmingsperiode):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. In ons voorbeeld, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Belangrijkste indicatoren
Voor de juiste keuze van bouwschilmaterialen is het noodzakelijk om te bepalen welke thermische eigenschappen ze moeten hebben. Het vermogen van een stof om warmte te geleiden wordt gekenmerkt door zijn thermische geleidbaarheid, aangeduid met de Griekse letter l (lambda) en wordt gemeten in W / (m x deg.). Het vermogen van een structuur om warmte vast te houden wordt gekenmerkt door zijn weerstand tegen warmteoverdracht R en is gelijk aan de verhouding van dikte tot thermische geleidbaarheid: R=d/l.
Als de structuur uit meerdere lagen bestaat, wordt de weerstand voor elke laag berekend en vervolgens opgeteld.
Warmteoverdrachtsweerstand is de belangrijkste indicator van buitenconstructies. De waarde moet hoger zijn dan de standaardwaarde. Bij het uitvoeren van een warmtetechnische berekening van de gebouwschil moeten we de economisch verantwoorde samenstelling van de muren en het dak bepalen.
Thermische geleidbaarheidswaarden
Isolatiekwaliteitvoornamelijk bepaald door thermische geleidbaarheid. Elk gecertificeerd materiaal ondergaat laboratoriumtesten, waardoor deze waarde wordt bepaald voor bedrijfsomstandigheden "A" of "B". Voor ons land komen de meeste regio's overeen met de bedrijfsomstandigheden "B". Bij het uitvoeren van een warmtetechnische berekening van de omsluitende constructies van een huis, moet deze waarde worden gebruikt. De thermische geleidbaarheidswaarden zijn aangegeven op het etiket of in het materiaalpaspoort, maar als deze niet beschikbaar zijn, kunt u de referentiewaarden uit de praktijkcode gebruiken. De waarden voor de meest populaire materialen staan hieronder vermeld:
- Gewoon metselwerk - 0,81 W(m x deg.).
- Silicaat baksteenmetselwerk - 0,87 W (m x deg.).
- Gas- en schuimbeton (dichtheid 800) - 0,37 W (m x deg.).
- Naaldhout - 0,18 W(m x deg.).
- Geëxtrudeerd piepschuim - 0,032 W (m x deg.).
- Mineraalwolplaten (dichtheid 180) - 0,048 W (m x deg.).
Regelmatige waarde van warmteoverdrachtsweerstand
De berekende waarde van de warmteoverdrachtsweerstand mag niet minder zijn dan de basiswaarde. De basiswaarde wordt bepaald volgens Tabel 3 SP50.13330.2012 "Thermische beveiliging van gebouwen". De tabel definieert de coëfficiënten voor het berekenen van de basiswaarden van warmteoverdrachtsweerstand voor alle omsluitende constructies en soorten gebouwen. Voortbouwend op de begonnen thermotechnische berekening van omsluitende constructies, kan een rekenvoorbeeld als volgt worden weergegeven:
- Rsten=0.00035x6435 + 1.4=3.65 (m x deg/B).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x graden/B).
- Rchard=0.00045x6435 + 1.9=4.79 (m x deg/B).
- Rockna=0.00005x6435 + 0.3=0.62 (m x deg/W).
Thermotechnische berekening van de externe omhullende structuur wordt uitgevoerd voor alle constructies die de "warme" contour afsluiten - de vloer op de grond of de vloer van de technische ondergrond, de buitenmuren (inclusief ramen en deuren), de gecombineerde overkapping of de vloer van de onverwarmde zolder. De berekening moet ook worden uitgevoerd voor interne constructies, als het temperatuurverschil in aangrenzende kamers meer dan 8 graden is.
Thermotechnische berekening van muren
De meeste wanden en plafonds zijn meerlagig en heterogeen in hun ontwerp. De berekening van thermische engineering van omsluitende structuren van een meerlagige structuur is als volgt:
Als we een gemetselde muur beschouwen, krijgen we de volgende constructie:
- buitenste laag gips 3 cm dik, thermische geleidbaarheid 0,93 W(m x deg.);
- massief baksteenmetselwerk 64 cm, thermische geleidbaarheid 0,81 W (m x deg.);
- Binnenste laag gips 3 cm dik, thermische geleidbaarheid 0,93 W(m x deg.).
De formule voor de berekening van thermische engineering van omsluitende constructies is als volgt:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85 (m x deg/W).
De resulterende waarde is aanzienlijk minder dan de eerder bepaalde basisweerstandswaardewarmteoverdracht van de muren van een woongebouw in Moermansk 3, 65 (m x deg / W). De muur voldoet niet aan de wettelijke eisen en moet worden geïsoleerd. Voor muurisolatie gebruiken we minerale wolplaten met een dikte van 150 mm en een warmtegeleidingsvermogen van 0,048 W (m x deg.).
Na het isolatiesysteem te hebben gekozen, is het noodzakelijk om een thermotechnische verificatieberekening van de omsluitende constructies uit te voeren. Hieronder ziet u een voorbeeldberekening:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x deg/W).
De berekende waarde is groter dan de basiswaarde - 3,65 (m x deg / W), de geïsoleerde muur voldoet aan de eisen van de normen.
De berekening van overlappingen en gecombineerde dekkingen wordt op dezelfde manier uitgevoerd.
Warmtetechniek berekening van vloeren in contact met de grond
In particuliere huizen of openbare gebouwen worden de vloeren van de eerste verdieping vaak op de grond gemaakt. De weerstand tegen warmteoverdracht van dergelijke vloeren is niet gestandaardiseerd, maar het ontwerp van de vloeren mag in ieder geval geen dauwdruppels toelaten. De berekening van constructies in contact met de grond wordt als volgt uitgevoerd: de vloeren zijn verdeeld in stroken (zones) van 2 meter breed, beginnend bij de buitengrens. Er worden maximaal drie van dergelijke zones toegewezen, het resterende gebied behoort tot de vierde zone. Als het vloerontwerp geen effectieve isolatie biedt, wordt de warmteoverdrachtsweerstand van de zones als volgt genomen:
- 1 zone – 2, 1 (m x deg/W);
- 2 zone – 4, 3 (m x deg/W);
- 3 zone – 8, 6 (m x deg/W);
- 4 zone – 14, 3 (m x deg/W).
Het is gemakkelijk te zien dat hoe verder de vloer van de buitenmuur is, hoe hoger de weerstand tegen warmteoverdracht. Daarom zijn ze vaak beperkt tot het verwarmen van de omtrek van de vloer. Tegelijkertijd wordt de warmteoverdrachtsweerstand van de geïsoleerde structuur toegevoegd aan de warmteoverdrachtsweerstand van de zone. Een voorbeeld van de berekening van vloeren op de grond zal hieronder worden beschouwd. Laten we het vloeroppervlak 10 x 10 nemen, gelijk aan 100 vierkante meter.
- De oppervlakte van 1 zone zal 64 vierkante meter zijn.
- De oppervlakte van Zone 2 zal 32 vierkante meter zijn.
- De oppervlakte van Zone 3 zal 4 vierkante meter zijn.
Gemiddelde warmteoverdrachtsweerstand van de vloer op de grond:Rvloer=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2.6 (m x deg/ di).
Nadat de isolatie van de vloeromtrek is voltooid met een polystyreenschuimplaat van 5 cm dik, een strook van 1 meter breed, verkrijgen we de gemiddelde waarde van de warmteoverdrachtsweerstand:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x graden/W).
Het is belangrijk op te merken dat niet alleen vloeren op deze manier worden berekend, maar ook wandconstructies in contact met de grond (wanden van een verzonken vloer, warme kelder).
Thermotechnische berekening van deuren
De basiswaarde van de warmteoverdrachtsweerstand van toegangsdeuren wordt iets anders berekend. Om het te berekenen, moet u eerst de warmteoverdrachtsweerstand van de muur berekenen volgens het hygiënische en hygiënische criterium (non-falloutdauw): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Hier ДТн - het temperatuurverschil tussen het binnenoppervlak van de muur en de luchttemperatuur in de kamer, wordt bepaald volgens de Code of Rules en voor huisvesting is 4.0.
av - de warmteoverdracht coëfficiënt van het binnenoppervlak van de muur, volgens de joint venture is 8, 7. De basiswaarde van de deuren is gelijk aan 0, 6xRst.
Voor het geselecteerde deurontwerp is het vereist om een thermotechnische verificatieberekening van de omhullende constructies uit te voeren. Voorbeeld berekening toegangsdeur:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x deg/W).
Deze ontwerpwaarde komt overeen met een deur geïsoleerd met een plaat van minerale wol van 5 cm dik.
Complexe vereisten
Berekeningen van muren, vloeren of bekledingen worden uitgevoerd om de element-voor-element vereisten van de regelgeving te controleren. De set regels stelt ook een volledige eis vast die de kwaliteit van de isolatie van alle omsluitende constructies als geheel kenmerkt. Deze waarde wordt "specifieke warmteafschermende karakteristiek" genoemd. Geen enkele thermotechnische berekening van omsluitende constructies kan zonder de verificatie ervan. Hieronder ziet u een voorbeeld van een JV-berekening.
| Ontwerpnaam | Vierkant | R | A/R |
| Muren | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Bedekking | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Kelderplafond | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Deuren | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Bedrag | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, wat minder is dan de genormaliseerde waarde van 0,52. In dit geval worden de oppervlakte en het volume genomen voor een huis van 10 x 10 x 2,5 m. Warmteoverdracht weerstanden zijn gelijk aan de basiswaarden.
De genormaliseerde waarde wordt bepaald in overeenstemming met de joint venture, afhankelijk van het verwarmde volume van het huis.
Naast de complexe eis om een energiepaspoort op te stellen, voeren ze ook een warmtetechnische berekening uit van omsluitende constructies, een voorbeeld van een paspoort wordt gegeven in de bijlage bij SP50.13330.2012.
Uniformiteitscoëfficiënt
Alle bovenstaande berekeningen zijn van toepassing op homogene constructies. Wat in de praktijk vrij zeldzaam is. Om rekening te houden met inhomogeniteiten die de weerstand tegen warmteoverdracht verminderen, wordt een correctiefactor voor thermische uniformiteit, r, geïntroduceerd. Het houdt rekening met de verandering in warmteoverdrachtsweerstand die wordt veroorzaakt door raam- en deuropeningen, buitenhoeken, inhomogene insluitingen (bijvoorbeeld lateien, balken, versterkingsriemen), koude bruggen, enz.
De berekening van deze coëfficiënt is vrij ingewikkeld, dus in een vereenvoudigde vorm kunt u geschatte waarden uit de referentieliteratuur gebruiken. Bijvoorbeeld voor metselwerk - 0,9, drielaagse panelen - 0,7.
Effectieve isolatie
Bij het kiezen van een huisisolatiesysteem is het gemakkelijk om ervoor te zorgen dat het bijna onmogelijk is om aan de moderne thermische beschermingsvereisten te voldoen zonder het gebruik van effectieve isolatie. Als u dus een traditionele baksteen gebruikt, heeft u metselwerk van enkele meters dik nodig, wat economisch niet haalbaar is. Tegelijkertijd zorgt de lage thermische geleidbaarheid van moderne isolatie op basis van geëxpandeerd polystyreen of steenwol ervoor dat u zich kunt beperken tot diktes van 10-20 cm.
Als u bijvoorbeeld een basisweerstandswaarde voor warmteoverdracht van 3,65 (m x deg/W) wilt bereiken, hebt u het volgende nodig:
- 3m dikke bakstenen muur;
- leggen van schuimbetonblokken 1, 4 m;
- mineraalwol isolatie 0,18 m.
