Tepelná kalkulace obálek budov

Tepelná kalkulace umožňuje stanovit minimální tloušťku uzavíracích konstrukcí tak, aby během provozu konstrukce nedošlo k přehřátí nebo zmrazení.

Uzavření konstrukčních prvků vytápěných veřejných a obytných budov, s výjimkou požadavků na stabilitu a pevnost, odolnost a požární odolnost, účinnost a architektonický návrh, musí splňovat především tepelné technické normy. Vybírají prvky oplocení v závislosti na konstrukci, klimatologických charakteristikách zastavěné plochy, fyzikálních vlastnostech, vlhkostních a teplotních podmínkách v budově, stejně jako v souladu s požadavky na odolnost proti přenosu tepla, pronikání vzduchu a pronikání par.

Jaký je bod výpočtu?

1. Pokud se při výpočtu nákladů na budoucí strukturu berou v úvahu pouze pevnostní charakteristiky, pak budou přirozeně náklady nižší. Jedná se však o viditelné úspory: později při vytápění místnosti bude trvat mnohem více peněz.
2. Správně vybrané materiály vytvoří optimální mikroklima v interiéru.
3. Při plánování vytápěcího systému je také nutné tepelné výpočty. Aby systém byl ziskový a efektivní, je třeba mít představu o skutečných možnostech budovy.

Tepelné požadavky

Je důležité, aby vnější konstrukce splňovala následující tepelné požadavky:

• Měly dostatečné tepelné stínění. Jinými slovy, není dovoleno přehřívat místnosti v létě a v zimě - nadměrné tepelné ztráty.
• Teplotní rozdíl vzduchu mezi ploty a prostory by neměl být vyšší než standardní hodnota. V opačném případě může dojít k nadměrnému ochlazení lidského těla radiací tepla na těchto površích a ke kondenzaci vlhkosti vnitřního proudění vzduchu na obklopujících konstrukcích.
• V případě změny tepelného toku by měly být teplotní výkyvy uvnitř místnosti minimální. Tato vlastnost se nazývá tepelná odolnost.
• Je důležité, aby vzduchotěsnost oplocení nevytvářela silné ochlazování prostor a nezhoršovala tepelné stínění konstrukcí.
• Ploty by měly mít normální režim vlhkosti. Vzhledem k tomu, že nadměrné ploty zvyšují tepelné ztráty, způsobují vlhkost místnosti, snižují životnost konstrukcí.

Aby konstrukce splňovaly výše uvedené požadavky, provádějí se výpočty tepelného inženýrství, jakož i tepelná odolnost, propustnost páry, propustnost vzduchu a přenos vlhkosti podle požadavků regulační dokumentace.

Tepelný výkon

Následující faktory závisejí na tepelném výkonu vnějších konstrukčních prvků budov:

• Režim vlhkosti konstrukčních prvků.
• Teplota vnitřních konstrukcí, která zajišťuje jejich nepřítomnost.
• Konstantní vlhkost a teplota v místnostech, a to jak za studena, tak v teplé sezóně.
• Množství tepla, které budova ztrácí v zimním období.

Na základě všech výše uvedených skutečností je výpočet tepelného návrhu konstrukcí považován za důležitý krok při navrhování budov a staveb, a to jak občanských, tak průmyslových. Návrh začíná výběrem konstrukcí - jejich tloušťkou a posloupností vrstev.

Úkoly výpočtu tepelné techniky

Výpočet tepelné techniky pro uzavírání konstrukčních prvků se provádí tak, aby:

1. Shoda konstrukcí s moderními požadavky na tepelnou ochranu budov a konstrukcí.
2. Poskytuje komfortní mikroklima v interiéru.
3. Poskytování optimální tepelné ochrany pro ploty.

Klíčové parametry pro výpočet

Určení průtoku teplo pro vytápění, stejně jako pro tepelné výpočty budovy, je třeba vzít v úvahu mnoho parametrů, které závisí na následujících charakteristikách:

• Účel a typ budovy.
• Zeměpisná poloha budovy.
• Orientace stěn k hlavním bodům.
• Rozměry konstrukcí (objem, plocha, počet podlaží).
• Typ a rozměry oken a dveří.
• Charakteristika topného systému.
• Počet lidí v budově současně.
• Materiál stěn, podlahy a stropu posledního patra.
• Přítomnost systému horké vody.
• Typ ventilačních systémů.
• Další konstrukční prvky konstrukce.

Termální výpočet: program

Dosud jste vyvinuli spoustu programů, které vám umožní provést tento výpočet. Výpočet se zpravidla provádí na základě metodiky popsané v regulační a technické dokumentaci.

Tyto programy umožňují vypočítat následující údaje:

• Tepelný odpor
• Ztráta tepla prostřednictvím konstrukcí (stropní, podlahové, dveřní a okenní otvory, stejně jako stěny).
• Množství tepla potřebné k ohřevu infiltračního vzduchu.
• Výběr sekčních (bimetalických, litinových, hliníkových) radiátorů.
• Nábor panelové ocelové radiátory.

Tepelné výpočty: příklad výpočtu pro vnější stěny

Pro výpočet je nutné stanovit následující hlavní parametry:

• t _in = 20 ° C - jedná se o teplotu průtoku vzduchu uvnitř budovy, která se vypočte pro výpočet ploty na minimálních hodnotách nejoptimálnější teploty odpovídající budovy a konstrukce. Je přijata v souladu s normou GOST 30494-96.

• Podle požadavků normy GOST 30494-96 by vlhkost v místnosti měla činit 60%, což znamená, že v místnosti bude zajištěna normální vlhkost.
• V souladu s přílohou B SNiP 23-02-2003 je vlhkostní pás suchý, což znamená, že provozní podmínky ploty jsou A.
• t _n = -34 ° C venkovní teplotu tok vzduchu v zimním období, který SNiP přijal na základě nejchladnějších pěti dnů s jistotou 0,92.
• Z _o.per = 220 dní je doba vytápění, která je přijata podle SNiP, zatímco průměrná denní teplota okolí je ≤ 8 ° C.
• T _od. = -5,9 ° C je teplota okolí (průměrná) během doby ohřevu, která je přijímána podle SNiP, s denní okolní teplotou ≤ 8 ° C.

Surové údaje

V tomto případě bude proveden tepelný výpočet stěny, aby se zjistila optimální tloušťka panelů a tepelně izolační materiál pro ně. Na vnější stěny bude použit sendvičový panel (TU 5284-001-48263176-2003).

Pohodlné podmínky

Zvažte, jak tepelné výpočty vnější stěny. Nejprve je nutné vypočítat požadovanou odolnost proti přenosu tepla, se zaměřením na komfortní a hygienické podmínky:

R ₀ ^tr = (n × (t _in - t _n )): (Δt ⁿ × α _in ), kde

n = 1 je koeficient, který závisí na poloze vnějších konstrukčních prvků vzhledem k vnějšímu vzduchu. Mělo by být provedeno podle SNiP 23-02-2003 z tabulky 6.

Δt ⁿ = 4,5 ° C je normalizovaný teplotní rozdíl vnitřního povrchu konstrukce a vnitřního vzduchu. Přijata podle údajů SNiP z tabulky 5.

α _in = 8,7 W / m ² ° C je přenos tepla vnitřních obvodových konstrukcí. Data jsou převzata z tabulky 5, SNiP.

Nahraďte údaje ve vzorci a získáme:

R ₀ ^tr = (1 × (20 - (-34)): (4.5 × 8,7) = 1,379 m ² ° C / W.

Podmínky úspory energie

Provedení tepelného výpočtu stěny na základě podmínek úspor energie je nutné vypočítat požadovanou odolnost proti přenosu tepla konstrukcí. Stanoví se podle GSOP (denní stupeň vyhřívacího období, ° C) podle následujícího vzorce:

GOSP = (t _in - t _{od. Per.} ) × Z od

t _in je teplota průtoku vzduchu uvnitř budovy, ° C

Z _od. a t _od. - je doba trvání (dny) a teplota (° C) období s průměrnou denní teplotou vzduchu ≤ 8 ° C.

Takto:

GOSP = (20 - (-5,9)) x 220 = 5698.

Na základě podmínek úspory energie určujeme R ₀ ^tr pomocí interpolační metody podle SNiP z tabulky 4:

(2 000 až 4 000)) = 2 909 (m ² ° C / W)

Dále při výpočtu tepelné výšky vnější stěny je nutné vypočítat odpor tepla R ₀ :

R ₀ = 1 / α _v + R ₁ + 1 / α _n , kde

R1 = d / l.

d je tloušťka izolace, m

l = 0,042 W / m ° C je tepelná vodivost desky z minerální vlny.

α _n = 23 W / m ² ° C je přenos tepla vnějších konstrukčních prvků, odebíraných podle SNiP.

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

Tloušťka izolace

Tloušťka izolačního materiálu se určuje na základě skutečnosti, že R ₀ = R ₀ ^tr , zatímco R ₀ ^tr se odebírá v podmínkách úspory energie, tedy:

2.909 = 0.158 + d / 0.042, kde d = 0.116 m.

Vybíráme značku sendvičových panelů podle katalogu s optimální tloušťkou tepelně izolačního materiálu: ДП 120, zatímco celková tloušťka panelu by měla být 120 mm. Podobně se provádí tepelné výpočty budovy jako celku.

Potřeba provést výpočet

Navržené na základě výpočtu tepelné techniky, provedené správně, obálka budovy umožňuje snížit náklady na vytápění, jejichž náklady se pravidelně zvyšují. Kromě toho je zachování tepla považováno za důležitý environmentální úkol, protože je přímo spojeno se snížením spotřeby paliva, což vede k snížení dopadu negativních faktorů na životní prostředí.

Kromě toho stojí za zmínku, že nesprávně provedená izolace může vést k nadměrnému navlhčení konstrukcí, což povede k tvorbě plísní na povrchu stěn. Tvorba formy, na druhé straně, povede k zhoršení interiérových dekorací (odlupování tapety a barvy, zničení vrstvy omítky). V obzvláště pokročilých případech může být nezbytný radikální zásah.

Velmi často se stavební firmy snaží o využití moderních technologií a materiálů. Pouze odborník může pochopit, že je třeba aplikovat tento materiál, a to jak samostatně, tak v kombinaci s ostatními. Tepelná kalkulace pomůže určit nejoptimálnější řešení, která zajistí trvanlivost konstrukčních prvků a minimální finanční náklady.