Doors4house.ru

Дор Хаус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплотехнический расчет с примером

Теплотехнический расчет с примером

Давным-давно здания и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными качествами обладают ограждающие конструкции. Другими словами, стены делались просто толстыми. И если вам когда-нибудь случалось быть в старых купеческих домах, то вы могли заметить, что наружные стены этих домов выполнены из керамического кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Такая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сих пор вполне комфортное пребывание людей в этих домах даже в самые лютые морозы.

В настоящее же время все изменилось. И сейчас экономически не выгодно делать стены такими толстыми. Поэтому были придуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из них: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря этим материалам, например, толщина кирпичной кладки может быть снижена до 250 мм.

Теперь стены и перекрытия чаще всего делают 2-х или 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. А для того, чтобы определить оптимальную толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.

Как производится расчет по определению точки росы вы можете ознакомиться на следующей странице. Здесь же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.

Теплопроводность кирпичной стены

Значение обратно пропорционально коэффициенту теплопередачи. Наиболее точно это свойство подтверждают характеристики: Удельная теплоемкость кирпича — количество тепла, необходимое для нагрева единичной массы вещества за единичный интервал времени. Используется для инженерных расчетов.

Объемная теплоемкость — количество тепла, потребляемое телом единичного объема для нагрева за единицу времени. Толщина кладки может быть оптимизирована рядом действий: Применение теплоизоляции.

Сопротивление передаче

Требуемое сопротивление теплопередаче

Определим требуемое сопротивление теплопередаче R ˳ᵐᵖжилого здания, например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режи­мом помещения. При проектировании ограждающих конструкций должны со­блюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника».

Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

Коэффициент теплопередачи

Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наруж­ному воздуху;
tB= 20 O C— расчетная температура внутреннего воздуха со­гласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»;
tH= -26 O C— расчетная зимняя температура наружного воз­духа, равная средней температуре наиболее холодной пятидневке с обеспеченностью 0,92;
Dt H =-4 O C — нормативный температурный перепад между тем­пературой внутреннего воздуха и температурой внутренней по­верхности;
aB— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены.

Читайте так же:
Место встречи изменить нельзя задержание кирпича

Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП = 7796 o C /сут.. Здесь, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», z= 220 дней — продолжительность периода со средней су­точной температурой меньше 8 градусов С, а 1,8 С — средняя температура этого периода.

В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем R ˳ᵐᵖ =3,08 м²*ºС/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции

Требуемое сопротивлениетеплопередаче применительно к рас­сматриваемой конструкции стены будет определять лишь мини­мальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Вы­бор проектной толщины слоя должен являться результатом тех­нико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то тре­буется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользова­теля жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следу­ет рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопро­сами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.

Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не явля­лись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обе­спечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кир­пича определим по его геометрическими размерам, толщину воз­душной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологи­ческой реализуемостью.

Н.И. ВАТИН , д. т. н.,проф., зав. кафедрой «Технология, организация и экономика строительства» инженерно-строительногофакультета ГОУ СПбГПУ,Г.И. ГРИНФЕЛЬД ,начальник отдела техническогоразвития

компании « АЭРОК », О.Н. ОКЛАДНИКОВА , инженер ГОУ СПбГПУ,С.И. ТУЛЬКО , генеральный директор Павловского завода строительных материалов

Показатели теплопроводности разных видов кирпичей

Согласно справочным данным теплопроводность силикатного кирпича (сухого) составляет 0,8 Вт/ /м*К , Т кладки из него — 0,7 Вт/м*К. Величина данного параметра у керамического кирпича выше, Т кладки из него — 0,9 Вт/м*К. Следственно, тепловой показатель переноса энергии у силикатного меньше, чем керамического, то есть первый дольше сохраняет тепло, поэтому используется для отделочных работ фасадов зданий за счет лучшего обеспечения теплоизолирующих характеристик.

Читайте так же:
Можно ли ехать по выделенке если нет кирпича

Силикатный кирпич

Теплопроводность пустотелого кирпича — 0,3-0,4 Вт/м*К, то есть потеря тепла выше практически вдвое. Вследствие этого такие постройки требуют дополнительного утепления.

У кирпича облицовочного величина данной характеристики зависит от вида, ведь он подразделяется на керамический, силикатный, гиперпрессованный и клинкерный. Наиболее высокий уровень Т у клинкерного, а низкий – у керамического. Силикатный намного холоднее керамического, а наиболее популярный в этом плане – гиперпрессованный. Чем плотнее и прочнее стройматериал, тем выше уровень его Т.

Красный кирпич имеет теплопроводность, зависящую от технологии его производства. Благодаря достаточной плотности и пустотности от 40% до 50% Т составляет 0,2 – 0,3 Вт/м*К. При такой величине толщина стен может быть значительно меньшей, чем в постройке с силикатным.

Красный кирпич

Уровень тепловой характеристики у шамотного кирпича является очень важной их всех остальных показателей. Наиболее важно учитывать этот фактор при возведении печей, а также каминов. Свойство быстро отдавать тепло просто незаменимо при желании иметь у себя дома такие виды обогрева.

Как известно, степень передачи тепловой энергии формируют такие различные качественные свойства: вес, объем, влажность, пористость, плотность, влажность, виды добавок. Большое количество пор, содержащих воздух, создает низкий уровень проведения тепла. Для обеспечения тепла в жилище следует выбирать стройматериалы с низким значением КТ, поскольку он непосредственно влияет на выбор технологии утепления стен и отопительной системы.

Итак, каждый вид кирпича имеет свой коэффициент теплопроводности (КТ), измеряющийся в Вт/м°С или в Вт/м*К. Для силикатного, керамического, полнотелого и пустотелого данные указаны выше. Облицовочный (лицевой) керамический имеет достаточно низкий уровень – 0.3 – 0.5, а гиперпрессованный, наоборот, – 1.1. Красный пустотелый — лишь 0.3 — 0.5,«сверхэффективный» – от 0.25 до 0.26, полнотелый – от 0.6 до 0.7, глиняный — 0.56.

Читайте так же:
Кирпич облицовочный сахара евро

Кирпичные изделия от разных производителей имеет отличия физических характеристик. Поэтому строительные работы должны вестись с учетом значений указанных коэффициентов, обозначенных в документации от завода-изготовителя. Перед началом работ следует изучить всю сопутствующую информацию, выслушать рекомендации опытных строителей-специалистов и только потом подготовлено начать задуманное строительство.

Часть 2. Коэффициент теплопроводности материалов стен

Коэффициент теплопроводности материалов стен – эта величина, которая показывает удельную теплопроводность материала стены, т.е. сколько теряется тепла при прохождении теплового потока через условный единичный объем с разницей температур на его противоположных поверхностях в 1°С. Чем ниже значение коэффициента теплопроводности стен – тем здание получится теплее, чем выше значение – тем больше придется заложить мощности в систему отопления.

По сути, это величина обратная термическому сопротивлению, рассмотренному в части 1 настоящей статьи. Но это касается только удельных величин для идеальных условий. На реальный коэффициент теплопроводности для конкретного материала влияет ряд условий: перепад температур на стенках материала, внутренняя неоднородная структура, уровень влажности (который увеличивает уровень плотности материала, и, соответственно, повышает его теплопроводность) и многие другие факторы. Как правило, табличную теплопроводность необходимо уменьшать минимум на 24% для получения оптимальной конструкции для умеренных климатических зон.

Выводы

Дома из клееного бруса – теплые и комфортные. Они хорошо сохраняют тепло зимой и прохладу летом, требуют сравнительно небольших затрат на отопление и отличаются приятным микроклиматом. Но чтобы построенный дом был максимально уютным и защищенным от существенных тепловых потерь, нужно еще на этапе его проектирования использовать комплексный подход к обеспечению его энергоэффективности. Дома для постоянного проживания обычно строятся из клееного бруса с сечением 200х280 или 212х192 мм, а в наиболее холодных регионах применяется брус с сечением 240х192 или 240х280 мм.

Теплотехнический расчет стены.

теплотехнический расчет стены

Как правильно выполнить теплотехнический расчет стены? Какую выбрать толщину утеплителя и стен? Как сделать дом теплым? Ответить на эти вопросы нам поможет теплотехнический расчет стены.

Читайте так же:
Кирпич строительный одинарный мстера

Каждый строительный материал обладает свойством проводить тепло. Измеряется это свойство с помощью коэффициента теплопроводности. В описании характеристик строительных материалов, Вы вероятно сталкивались с этим понятием. Также коэффициент теплопроводности можно посмотреть в СП 23-101-2004.

Теплотехнический расчет на самом деле выполнить не сложно, и чтобы не утомлять Вас кучей формул из СНиПов, давайте сначала разберем основу, а потом детально проведем теплотехнический расчет по всем требованиям. В основе теплотехнического расчета лежит три показателя.

  1. λ-Коэффициент теплопроводности материала. Указан в характеристиках материалов и СП 23-101-2004 в приложение Д.
  2. Rо тр-Требуемое сопротивление теплопередачи. Определяется с помощью СНиПов.
  3. δ-Толщина слоя материала. Выбираем с помощью расчета.

Основа теплотехнического расчета заключается в том, чтобы сумма сопротивлений теплопередачи каждого материала, из которого состоит стена, была больше требуемого сопротивления теплопередачи. В каждом регионе, из-за разных погодных условий, а также из-за соответствующих групп зданий, требуемое сопротивление теплоотдачи разное и поэтому его надо определить по ряду формул с помощью СНиП. В Белгородской области оно равно — Rо тр -=2,864м 2 С∙сут. В Вашем регионе его можно рассчитать с помощью примера рассмотренного ниже.

Возьмем для примера стену рассмотренную в статье «Из чего построить дом»

теплотехнический расчет стены

Конструкции этой стены состоит из газосиликатного блока, утеплителя на базальтовой основе и облицовочного кирпича. Для расчета нам необходимо знать коэффициент теплопроводности этих материалов их мы можем посмотреть в СП 23-101-2004 в приложение Д.

Газосиликатный блок ρ=600 кг/м³ λ=0,14 Вт/(м °С)

Утеплитель ρ=50 кг/м³ λ=0,035 Вт/(м °С)

Кирпичная кладка из пустотелого кирпича ρ=1300 кг/м³ λ=0,41 Вт/(м °С)

Уравнение общего сопротивления теплопередаче конструкции стены имеет вид:

сопротивление теплопередаче

где αв=8,7 Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций по таблице 7 (СНиП 23-02-2003) ;

αн=23 Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающих конструкций (СНиП 23-02-2003);

δ – толщина слоя, м;

λ – расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя конструкции.

Читайте так же:
Какая длина одного стандартного кирпича

Ro

Из расчета мы видим, что сопротивление теплопередачи данной стены на порядок выше требуемого сопротивления. Это означает, что дом будет достаточно теплым и потери тепла будут крайне низкими, что несомненно отобразиться на расходе газа используемого на отопление.

Пример расчета требуемого сопротивления теплопередачи жилого дома расположенного в Белгородской области.

Определение условий эксплуатации конструкции.

В соответствии с действующими нормами принимаем температуру внутреннего воздуха tв=20°С и относительную влажность воздуха в пределах φ=50…60%. Определяем условия эксплуатации конструкции. Город Белгород относится к третей зоне влажности-сухая. Режим помещения нормальный. По таблице 2 (СНиП 23-02-2003) условия эксплуатации при нормальном влажностном режиме помещений и сухой климатической зоне влажности — А.

Расчёт нормы тепловой защиты по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям.

ф санитария

где n=1 — корректирующий множитель по таблице 6 (СНиП 23-02-2003)

tн= –23°С – расчётная температура наружного воздуха, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 ( СНиП 23-01-99 );

tв= 20°С – расчётная средняя температура внутреннего воздуха;

Δt н =4,0°С – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции для наружных стен жилых зданий принимаемый по таблице 5 (СНиП 23-02-2003).

αв=8,7 Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций по таблице 7 (СНиП 23-02-2003);

ф санитария 1

Расчет нормы тепловой защиты по условию энергосбережения.

где tот.пер.= –1,9°С – средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха <8°С (СНиП 23-01-99);

zот.пер.=191 сут – продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха <8°С (СНиП 23-01-99).

По таблице 4 (СНиП 23-02-2003) определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

где Dd— градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

а,b-коэффициенты, значения которых принимаем по данным таблицы для соответствующих групп зданий.

Rоэ=0,00035∙4182,9+1,4=2,864 м 2 С∙сут,

Полученное по таблице значение Rоэ =2,864 больше рассчитанного по формуле Rос=1,235 и принимается для дальнейших расчётов.

В ходе расчета мы получили Rо тр -Требуемое сопротивление теплопередачи=2,864 м 2 С∙сут

Скачать необходимые нормативные документы для расчета.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector