Calcul thermique du sol en ligne. Exemple de calcul thermique d'un mur extérieur

La chaleur dans la maison dépend directement de nombreux facteurs, dont l'épaisseur de l'isolation. Plus il est épais, mieux votre maison sera protégée du froid et du gel, et moins vous paierez pour le chauffage.

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En Russie, seul ISOVER produit à la fois de la laine de basalte à partir de roches et un isolant naturel à base de quartz pour l'isolation des maisons privées, des chalets d'été, des appartements et d'autres bâtiments. Par conséquent, nous sommes prêts à offrir notre propre matériel pour chaque conception.

Pour comprendre la meilleure façon d'isoler une maison, vous devez tenir compte de plusieurs facteurs :

- Caractéristiques climatiques de la région dans laquelle se trouve la maison.
- Le type de structure à isoler.
- Votre budget et comprendre si vous voulez le plus la meilleure solution, une isolation avec un rapport qualité-prix optimal ou simplement une solution de base.

La laine minérale ISOVER à base de quartz se caractérise par une élasticité accrue, vous n'aurez donc pas besoin de fixations ou de poutres supplémentaires. Et surtout, en raison de la stabilité de la forme et de l'élasticité, il n'y a pas de ponts thermiques, respectivement, la chaleur ne quittera pas la maison et vous pourrez oublier le gel des murs une fois pour toutes.

Vous voulez que les murs ne gèlent pas et que la chaleur reste toujours dans la maison ? Faites attention à 2 caractéristiques clés de l'isolation des murs :

1. COEFFICIENT DE CHALEURCONDUCTIVITÉ

2. STABILITÉ DE LA FORME

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De quelle isolation et de quelle épaisseur avez-vous besoin pour votre maison ?
- Combien cela coûte-t-il et où est-il plus rentable d'acheter un radiateur ?
- Combien d'argent économiserez-vous mensuellement et annuellement sur le chauffage grâce à l'isolation ?
- À quel point votre maison sera-t-elle plus chaude avec ISOVER ?
- Comment améliorer l'efficacité énergétique des ouvrages ?

Il y a longtemps, les bâtiments et les structures étaient construits sans se soucier des qualités de conduction thermique des structures environnantes. En d'autres termes, les murs étaient simplement rendus épais. Et si jamais vous vous trouviez dans d'anciennes maisons de marchands, vous remarquerez peut-être que les murs extérieurs de ces maisons sont faits de brique en céramique, dont l'épaisseur est d'environ 1,5 mètre. Cette épaisseur mur de briques fourni et fournit toujours un séjour assez confortable des personnes dans ces maisons, même dans les gelées les plus sévères.

A l'heure actuelle, tout a changé. Et maintenant, il n'est pas économiquement rentable de rendre les murs si épais. Par conséquent, des matériaux ont été inventés qui peuvent le réduire. L'un d'eux : les radiateurs et blocs de silicate à gaz. Grâce à ces matériaux, par exemple, l'épaisseur maçonnerie peut être réduit jusqu'à 250 mm.

Or, les murs et les plafonds sont le plus souvent constitués de 2 ou 3 couches, dont une couche est un matériau avec une bonne propriétés d'isolation thermique. Et afin de déterminer l'épaisseur optimale de ce matériau, un calcul thermique est effectué et le point de rosée est déterminé.

Comment le calcul est fait pour déterminer le point de rosée, vous pouvez trouver sur la page suivante. Ici, le calcul d'ingénierie thermique sera considéré à l'aide d'un exemple.

Documents réglementaires requis

Pour le calcul, vous aurez besoin de deux SNiP, une coentreprise, un GOST et une allocation :

SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). " Protection thermique bâtiments". Version mise à jour de 2012.
SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Climatologie de la construction". Édition mise à jour de 2012.
PS 23-101-2004. "Conception de la protection thermique des bâtiments".
GOST 30494-96 (remplacé par GOST 30494-2011 depuis 2011). "Bâtiments résidentiels et publics. Paramètres du microclimat intérieur".
Avantage. PAR EXEMPLE. Malyavin "Perte de chaleur du bâtiment. Guide de référence".

Paramètres calculés

Lors du processus d'exécution d'un calcul d'ingénierie thermique, les éléments suivants sont déterminés :

caractéristiques thermiques matériaux de construction structures d'enceinte;
résistance réduite au transfert de chaleur;
conformité de cette résistance réduite avec la valeur standard.

Exemple. Calcul d'ingénierie thermique d'un mur à trois couches sans lame d'air

Donnée initiale

1. Le climat de la zone et le microclimat de la pièce

Zone de construction: Nijni Novgorod.

Destination du bâtiment : résidentiel.

L'humidité relative calculée de l'air intérieur à partir de l'absence de condensation sur les surfaces intérieures des clôtures extérieures est de - 55% (SNiP 23-02-2003 p.4.3. Tableau 1 pour des conditions d'humidité normales).

La température optimale de l'air dans le salon en période froide ans t int = 20°C (GOST 30494-96 Tableau 1).

Température extérieure estimée texte, déterminée par la température de la période de cinq jours la plus froide avec une sécurité de 0,92 = -31 ° С (SNiP 23-01-99 tableau 1 colonne 5);

La durée de la période de chauffage avec une température extérieure moyenne journalière de 8°С est égale à z ht = 215 jours (SNiP 23-01-99 tableau 1 colonne 11) ;

La température extérieure moyenne pendant la période de chauffage t ht = -4,1 ° C (tableau SNiP 23-01-99. 1 colonne 12).

2. Construction du mur

Le mur est composé des couches suivantes :

Brique décorative (besser) de 90 mm d'épaisseur;
isolation (panneau de laine minérale), sur la figure son épaisseur est indiquée par le signe "X", car elle se retrouvera dans le processus de calcul;
brique de silicate 250 mm d'épaisseur;
plâtre (mortier complexe), une couche supplémentaire pour obtenir une image plus objective, car son influence est minime, mais il y en a.

3. Caractéristiques thermophysiques des matériaux

Les valeurs des caractéristiques des matériaux sont résumées dans le tableau.

Noter (*): Ces caractéristiques peuvent également être trouvées auprès des fabricants de matériaux d'isolation thermique.

Paiement

4. Détermination de l'épaisseur de l'isolant

Pour calculer l'épaisseur de la couche d'isolation thermique, il est nécessaire de déterminer la résistance au transfert de chaleur de la structure enveloppante en fonction des exigences normes sanitaires et économie d'énergie.

4.1. Détermination de la norme de protection thermique en fonction de la condition d'économie d'énergie

Détermination des degrés-jours de la période de chauffage selon la clause 5.3 du SNiP 23-02-2003 :

ré = ( t entier - ça) zht = (20 + 4.1)215 = 5182°С×jour

Noter: les degrés-jours ont également la désignation - GSOP.

La valeur normative de la résistance réduite au transfert de chaleur ne doit pas être inférieure aux valeurs normalisées déterminées par le SNIP 23-02-2003 (tableau 4) en fonction du degré-jour de la zone de construction :

R req \u003d a × D d + b \u003d 0,00035 × 5182 + 1,4 \u003d 3,214m 2 × °С/W,

où: Dd - degré-jour de la période de chauffage à Nizhny Novgorod,

a et b - coefficients pris selon le tableau 4 (si SNiP 23-02-2003) ou selon le tableau 3 (si SP 50.13330.2012) pour les murs bâtiment résidentiel(colonne 3).

4.1. Détermination de la norme de protection thermique en fonction de l'état d'assainissement

Dans notre cas, il est considéré comme un exemple, puisque cet indicateur est calculé pour les bâtiments industriels avec un excès de chaleur sensible de plus de 23 W/m 3 et les bâtiments destinés à un fonctionnement saisonnier (en automne ou au printemps), ainsi que les bâtiments avec un température de l'air interne estimée à 12 ° С et inférieure à la résistance donnée au transfert de chaleur des structures enveloppantes (à l'exception des structures translucides).

Détermination de la résistance normative (maximale admissible) au transfert de chaleur en fonction de l'état de l'assainissement (formule 3 SNiP 23-02-2003):

où: n \u003d 1 - coefficient tiré du tableau 6 pour mur extérieur;

t int = 20°C - valeur des données initiales ;

t ext \u003d -31 ° С - valeur à partir des données initiales;

Δt n \u003d 4 ° С - différence de température normalisée entre la température de l'air intérieur et la température de la surface intérieure de l'enveloppe du bâtiment, est prise selon le tableau 5 dans ce cas pour les murs extérieurs des bâtiments résidentiels;

α int \u003d 8,7 W / (m 2 × ° С) - coefficient de transfert de chaleur de la surface intérieure de l'enveloppe du bâtiment, pris selon le tableau 7 pour les murs extérieurs.

4.3. Taux de protection thermique

À partir des calculs ci-dessus pour la résistance au transfert de chaleur requise, nous choisissons R req de la condition d'économie d'énergie et notez-le maintenant R tr0 \u003d 3,214 m 2 × °С/W .

5. Détermination de l'épaisseur de l'isolant

Pour chaque couche d'un mur donné, il faut calculer la résistance thermique à l'aide de la formule :

où : δi - épaisseur de couche, mm ;

λ i - coefficient calculé de conductivité thermique du matériau de la couche W/(m × °С).

1 couche ( brique décorative): R 1 \u003d 0,09 / 0,96 \u003d 0,094 m 2 × °С/W .

3ème couche (brique de silicate) : R 3 = 0,25 / 0,87 = 0,287 m 2 × °С/W .

4ème couche (enduit) : R 4 = 0,02 / 0,87 = 0,023 m 2 × °С/W .

Détermination de la résistance thermique minimale admissible (requise) matériau d'isolation thermique(formule 5.6 E.G. Malyavin "Perte de chaleur du bâtiment. Manuel de référence") :

où : R int = 1/α int = 1/8,7 - résistance au transfert de chaleur sur la surface intérieure ;

R ext \u003d 1/α ext \u003d 1/23 - résistance au transfert de chaleur sur la surface extérieure, α ext est prise selon le tableau 14 pour les murs extérieurs;

ΣR i = 0,094 + 0,287 + 0,023 - la somme des résistances thermiques de toutes les couches du mur sans couche d'isolant, déterminée en tenant compte des coefficients de conductivité thermique des matériaux pris en colonne A ou B (colonnes 8 et 9 du tableau D1 SP 23-101-2004) en en fonction des conditions d'humidité du mur, m 2 ° С /W

L'épaisseur de l'isolant est (formule 5.7) :

où : λ ut - coefficient de conductivité thermique du matériau isolant, W / (m ° C).

Détermination de la résistance thermique du mur à partir de la condition que l'épaisseur totale de l'isolant soit de 250 mm (formule 5.8) :

où: ΣR t, i - la somme des résistances thermiques de toutes les couches de la clôture, y compris la couche isolante, de l'épaisseur structurelle acceptée, m 2 ·°С / W.

Du résultat obtenu, on peut conclure que

R 0 \u003d 3,503m 2 × °С/W> Rtr0 = 3.214m 2 × °С/W→ donc, l'épaisseur de l'isolant est choisie droit.

Influence de l'entrefer

Dans le cas où dans une maçonnerie à trois couches, laine minérale, laine de verre ou autre dalle isolante, il est nécessaire d'installer une couche ventilée entre la maçonnerie extérieure et l'isolant. L'épaisseur de cette couche doit être d'au moins 10 mm, et de préférence de 20 à 40 mm. Il est nécessaire pour drainer l'isolation, qui est mouillée par le condensat.

Cette couche d'air n'est pas un espace clos, par conséquent, si elle est présente dans le calcul, il faut tenir compte des exigences de la clause 9.1.2 du SP 23-101-2004, à savoir :

a) couches structurelles situées entre la lame d'air et surface extérieure(dans notre cas, il s'agit d'une brique décorative (besser)), ils ne sont pas pris en compte dans le calcul d'ingénierie thermique;

b) sur la surface de la structure tournée vers la couche ventilée par l'air extérieur, il convient de prendre le coefficient de transfert thermique α ext = 10,8 W/(m°C).

Noter: l'influence de la lame d'air est prise en compte, par exemple, dans le calcul d'ingénierie thermique des fenêtres à double vitrage en plastique.

Création conditions confortables pour vivre ou activité de travail est le but premier de la construction. Une partie importante du territoire de notre pays est située dans latitudes nord avec un climat froid. Par conséquent, le maintien température confortable dans les bâtiments est toujours d'actualité. Avec la croissance des tarifs de l'énergie, la réduction de la consommation d'énergie pour le chauffage passe au premier plan.

Caractéristiques climatiques

Le choix de la construction des murs et du toit dépend principalement des conditions climatiques de la zone de construction. Pour les déterminer, il faut se référer au SP131.13330.2012 "Climatologie de la construction". Les quantités suivantes sont utilisées dans les calculs :

la température de la période de cinq jours la plus froide avec une sécurité de 0,92 est notée Tn ;
température moyenne, notée Tot ;
durée, notée ZOT.

Sur l'exemple de Mourmansk, les valeurs ont les valeurs suivantes :

Tn=-30 degrés ;
Tot=-3,4 degrés ;
ZOT=275 jours.

De plus, il est nécessaire de régler la température de conception à l'intérieur de la pièce Tv, elle est déterminée conformément à GOST 30494-2011. Pour le logement, vous pouvez prendre Tv \u003d 20 degrés.

Pour effectuer un calcul d'ingénierie thermique des structures enveloppantes, pré-calculer la valeur de GSOP (degré-jour de la période de chauffage) :
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
Dans notre exemple, GSOP \u003d (20 - (-3,4)) x 275 \u003d 6435.

Caractéristiques principales

Pour bon choix matériaux des structures enveloppantes, il est nécessaire de déterminer quelles caractéristiques thermiques ils doivent avoir. La capacité d'une substance à conduire la chaleur est caractérisée par sa conductivité thermique, notée lettre grecque l (lambda) et se mesure en W / (m x deg.). La capacité d'une structure à retenir la chaleur est caractérisée par sa résistance au transfert de chaleur R et est égale au rapport épaisseur sur conductivité thermique : R = d/l.

Si la structure est constituée de plusieurs couches, la résistance est calculée pour chaque couche puis additionnée.

La résistance au transfert de chaleur est le principal indicateur construction extérieure. Sa valeur doit dépasser valeur normative. Lors d'un calcul d'ingénierie thermique de l'enveloppe du bâtiment, nous devons déterminer la composition économiquement justifiée des murs et du toit.

Valeurs de conductivité thermique

La qualité de l'isolation thermique est principalement déterminée par la conductivité thermique. Chaque matériau certifié passe recherche en laboratoire, à la suite de quoi cette valeur est déterminée pour les conditions de fonctionnement "A" ou "B". Pour notre pays, la plupart des régions correspondent aux conditions de fonctionnement "B". Lors de l'exécution d'un calcul d'ingénierie thermique des structures enveloppantes d'une maison, cette valeur doit être utilisée. Les valeurs de conductivité thermique sont indiquées sur l'étiquette ou dans le passeport matériel, mais si elles ne sont pas disponibles, vous pouvez utiliser les valeurs de référence du code de pratique. Les valeurs des matériaux les plus populaires sont données ci-dessous :

Maçonnerie ordinaire - 0,81 W (m x deg.).
Maçonnerie en brique de silicate - 0,87 W (m x deg.).
Gaz et béton cellulaire (densité 800) - 0,37 W (m x deg.).
Bois conifères- 0,18 W (m x degrés).
Mousse de polystyrène extrudée - 0,032 W (m x deg.).
Dalles de laine minérale (densité 180) - 0,048 W (m x deg.).

Valeur standard de résistance au transfert de chaleur

La valeur calculée de la résistance au transfert de chaleur ne doit pas être inférieure à valeur de base. La valeur de base est déterminée selon le tableau 3 SP50.13330.2012 "bâtiments". Le tableau définit les coefficients pour le calcul des valeurs de base de la résistance au transfert de chaleur pour toutes les structures et types de bâtiments enveloppants. Poursuivant le calcul d'ingénierie thermique commencé des structures enveloppantes, un exemple de calcul peut être présenté comme suit :

Рsten \u003d 0,00035x6435 + 1,4 \u003d 3,65 (m x deg / W).
Рpocr \u003d 0,0005x6435 + 2,2 \u003d 5,41 (m x deg / W).
Rcherd \u003d 0,00045x6435 + 1,9 \u003d 4,79 (m x deg / W).
Rockna \u003d 0,00005x6435 + 0,3 \u003d x deg / W).

Le calcul thermotechnique de la structure d'enceinte extérieure est effectué pour toutes les structures qui ferment le contour "chaud" - le sol au sol ou le sol du sous-sol technique, les murs extérieurs (y compris les fenêtres et les portes), la couverture combinée ou le sol du grenier non chauffé. De plus, le calcul doit être effectué pour structures internes si la différence de température dans les pièces adjacentes est supérieure à 8 degrés.

Calcul d'ingénierie thermique des murs

La plupart des murs et des plafonds sont multicouches et hétérogènes dans leur conception. Le calcul thermotechnique des structures enveloppantes d'une structure multicouche est le suivant :
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
où n sont les paramètres de la nième couche.

Si nous considérons un mur en plâtre de briques, nous obtenons la conception suivante :

couche extérieure de plâtre de 3 cm d'épaisseur, conductivité thermique 0,93 W (m x deg.) ;
maçonnerie de briques d'argile pleines 64 cm, conductivité thermique 0,81 W (m x deg.);
couche intérieure de plâtre de 3 cm d'épaisseur, conductivité thermique 0,93 W (m x deg.).

La formule de calcul thermotechnique des structures enveloppantes est la suivante :

R \u003d 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 0,85 (m x deg / W).

La valeur obtenue est nettement inférieure à la valeur de base précédemment déterminée de la résistance au transfert de chaleur des murs d'un immeuble résidentiel à Mourmansk 3,65 (m x deg/W). Le mur ne satisfait pas exigences réglementaires et doit être réchauffé. Pour l'isolation des murs, nous utilisons une épaisseur de 150 mm et une conductivité thermique de 0,048 W (m x deg.).

Après avoir sélectionné le système d'isolation, il est nécessaire d'effectuer un calcul thermotechnique de vérification des structures enveloppantes. Un exemple de calcul est présenté ci-dessous :

R \u003d 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 3,97 (m x deg / W).

La valeur calculée résultante est supérieure à la valeur de base - 3,65 (m x deg / W), le mur isolé répond aux exigences des normes.

Le calcul des chevauchements et des revêtements combinés est effectué de manière similaire.

Calcul d'ingénierie thermique des planchers en contact avec le sol

Souvent dans les maisons particulières ou les bâtiments publics, les planchers des premiers étages sont réalisés au sol. La résistance au transfert de chaleur de tels planchers n'est pas normalisée, mais au minimum la conception des planchers ne doit pas permettre à la rosée de tomber. Le calcul des structures en contact avec le sol s'effectue comme suit : les sols sont divisés en bandes (zones) de 2 mètres de large, à partir de la limite extérieure. Jusqu'à trois de ces zones sont attribuées, la zone restante appartient à la quatrième zone. Si la structure du sol ne fournit pas une isolation efficace, la résistance au transfert de chaleur des zones est prise comme suit:

1 zone - 2,1 (m x degrés / W);
zone 2 - 4,3 (m x degrés / W);
zone 3 - 8,6 (m x degrés / W);
4 zones - 14,3 (m x degrés / W).

Il est facile de voir que plus la surface de plancher est éloignée de mur extérieur, plus sa résistance au transfert de chaleur est élevée. Par conséquent, ils se limitent souvent à réchauffer le périmètre du sol. Dans ce cas, la résistance au transfert thermique de la structure isolée s'ajoute à la résistance au transfert thermique de la zone.
Le calcul de la résistance au transfert de chaleur du sol doit être inclus dans le calcul thermique global des structures enveloppantes. Un exemple de calcul des planchers au sol sera considéré ci-dessous. Prenons la surface au sol 10 x 10, égale à 100 mètres carrés.

La superficie de la zone 1 sera de 64 m².
La superficie de la zone 2 sera de 32 m².
La superficie de la 3ème zone sera de 4 m².

La valeur moyenne de la résistance au transfert de chaleur du plancher au sol :
Rpol \u003d 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 2,6 (m x deg / W).

Après avoir réalisé l'isolation du périmètre du plancher avec une plaque de mousse de polystyrène de 5 cm d'épaisseur, une bande de 1 mètre de large, on obtient la valeur moyenne de la résistance thermique :

Rpol \u003d 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 4,09 (m x deg / W).

Il est important de noter que non seulement les sols sont calculés de cette manière, mais également les structures des murs en contact avec le sol (murs d'un plancher en retrait, d'un sous-sol chaud).

Calcul thermotechnique des portes

La valeur de base de la résistance au transfert de chaleur est calculée quelque peu différemment portes d'entrée. Pour le calculer, il vous faudra d'abord calculer la résistance thermique du mur selon le critère sanitaire et hygiénique (non rosée) :
Rst \u003d (Tv - Tn) / (DTn x moy).

Ici, DTN est la différence de température entre la surface intérieure du mur et la température de l'air dans la pièce, déterminée par le Code of Rules et pour le logement est de 4,0.
av - coefficient de transfert de chaleur de la surface intérieure du mur, selon l'entreprise commune est de 8,7.
La valeur de base des portes est prise égale à 0.6xRst.

Pour la conception de porte sélectionnée, il est nécessaire d'effectuer un calcul thermotechnique de vérification des structures d'enceinte. Un exemple de calcul de la porte d'entrée:

Рdv \u003d 0,6 x (20-(-30)) / (4 x 8,7) \u003d 0,86 (m x deg / W).

Cette valeur de conception correspondra à une porte isolée avec un panneau de laine minérale de 5 cm d'épaisseur.

Exigences complexes

Des calculs de murs, de sols ou de toits sont effectués pour vérifier les exigences élément par élément de la réglementation. L'ensemble de règles établit également une exigence complète qui caractérise la qualité de l'isolation de toutes les structures enveloppantes dans leur ensemble. Cette valeur est appelée "caractéristique spécifique de protection thermique". Pas un seul calcul thermotechnique des structures enveloppantes ne peut se passer de sa vérification. Un exemple de calcul de SP est présenté ci-dessous.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, ce qui est inférieur à la valeur normalisée de 0,52. Dans ce cas, la surface et le volume sont pris pour une maison de dimensions 10 x 10 x 2,5 m.Les résistances au transfert de chaleur sont égales aux valeurs de base.

La valeur normalisée est déterminée conformément à la coentreprise, en fonction du volume chauffé de la maison.

En plus de l'exigence complexe, afin d'établir un passeport énergétique, un calcul d'ingénierie thermique des enveloppes du bâtiment est également effectué ; un exemple de passeport est donné dans l'annexe à SP50.13330.2012.

Coefficient d'uniformité

Tous les calculs ci-dessus sont applicables pour des structures homogènes. Ce qui est assez rare en pratique. Pour tenir compte des inhomogénéités qui réduisent la résistance au transfert de chaleur, un facteur de correction pour l'uniformité de l'ingénierie thermique, r, est introduit. Il prend en compte le changement de résistance au transfert de chaleur introduit par la fenêtre et portes, angles extérieurs, inclusions inhomogènes (par exemple, linteaux, poutres, ceintures de renforcement), etc.

Le calcul de ce coefficient est assez compliqué, par conséquent, sous une forme simplifiée, vous pouvez utiliser des valeurs approximatives de la littérature de référence. Par exemple, pour la maçonnerie - 0,9, panneaux à trois couches - 0,7.

Isolation efficace

Lors du choix d'un système d'isolation domestique, il est facile de s'assurer que les exigences de protection thermique modernes sont respectées sans utiliser isolation efficace presque impossible. Ainsi, si vous utilisez une brique de terre cuite traditionnelle, il vous faudra une maçonnerie de plusieurs mètres d'épaisseur, ce qui n'est pas économiquement faisable. Dans le même temps, la faible conductivité thermique des isolants modernes à base de polystyrène expansé ou laine de roche permet de se limiter à des épaisseurs de 10-20 cm.

Par exemple, pour obtenir une valeur de base de résistance au transfert de chaleur de 3,65 (m x deg/W), il vous faudrait :

mur de briques de 3 m d'épaisseur ;
maçonnerie en blocs de béton mousse 1,4 m;
isolation en laine minérale 0,18 m.

Pour garder la maison au chaud au maximum très froid, il est nécessaire de choisir le bon système d'isolation thermique - pour cela, un calcul d'ingénierie thermique du mur extérieur est effectué.Le résultat des calculs montre l'efficacité de la méthode d'isolation réelle ou projetée.

Comment faire un calcul thermique du mur extérieur

Vous devez d'abord préparer les données initiales. Sur le paramètre de conception influencé par les facteurs suivants :

la région climatique dans laquelle se trouve la maison;
la destination des locaux est un immeuble d'habitation, un bâtiment industriel, un hôpital ;
mode de fonctionnement du bâtiment - saisonnier ou à l'année;
la présence dans la conception des ouvertures de portes et de fenêtres;
l'humidité intérieure, la différence entre les températures intérieure et extérieure ;
nombre d'étages, caractéristiques des étages.

Après avoir collecté et enregistré les informations initiales, les coefficients de conductivité thermique des matériaux de construction à partir desquels le mur est fabriqué sont déterminés. Le degré d'absorption et de transfert de chaleur dépend de l'humidité du climat. À cet égard, pour calculer les coefficients, des cartes d'humidité établies pour Fédération Russe. Après cela, toutes les valeurs numériques nécessaires au calcul sont entrées dans les formules appropriées.

Calcul d'ingénierie thermique du mur extérieur, un exemple pour un mur en béton cellulaire

A titre d'exemple, les propriétés de protection thermique d'un mur en blocs de mousse, isolé avec du polystyrène expansé d'une densité de 24 kg / m3 et enduit des deux côtés avec un mortier chaux-sable sont calculées. Les calculs et la sélection des données tabulaires sont effectués sur la base des règles de construction. Données initiales : zone de construction - Moscou ; humidité relative - 55%; ).
Le but du calcul d'ingénierie thermique de la paroi extérieure est de déterminer la résistance requise (Rtr) et réelle (Rf) au transfert de chaleur.
Paiement

Selon le tableau 1 du SP 53.13330.2012, dans des conditions données, le régime d'humidité est supposé être normal. La valeur requise de Rtr est trouvée par la formule :
Rtr=a GSOP+b,
où a, b sont pris selon le tableau 3 de SP 50.13330.2012. Pour un bâtiment résidentiel et un mur extérieur, a = 0,00035 ; b = 1,4.
GSOP - degrés-jours de la période de chauffe, on les retrouve selon la formule (5.2) SP 50.13330.2012 :
GSOP=(tin-tot)zot,
où tv \u003d 20O C; tot est la température extérieure moyenne pendant la saison de chauffage, selon le tableau 1 SP131.13330.2012 tot = -2,2°C ; zot = 205 jours (durée saison de chauffage selon le même tableau).
En substituant les valeurs tabulaires, ils trouvent : GSOP = 4551O C * jour ; Rtr \u003d 2,99 m2 * C / W
Selon le tableau 2 SP50.13330.2012 pour humidité normale choisir les coefficients de conductivité thermique de chaque couche du "pie" : λB1=0.81W/(m°C), λB2=0.26W/(m°C), λB3=0.041W/(m°C), λB4= 0.81W/ (m°C).
Selon la formule E.6 de SP 50.13330.2012, la résistance conditionnelle au transfert de chaleur est déterminée :
R0cond=1/αint+δn/λn+1/αext.
où αext \u003d 23 W / (m2 ° С) de la clause 1 du tableau 6 du SP 50.13330.2012 pour les murs extérieurs.
En substituant les nombres, obtenez R0usl = 2,54 m2 ° C / W. Il est affiné à l'aide du coefficient r = 0,9, qui dépend de l'homogénéité des structures, de la présence de nervures, d'armatures, de ponts thermiques :
Rf=2,54 0,9=2,29m2 °C/W.

Le résultat obtenu montre que la résistance thermique réelle est inférieure à celle requise, de sorte que la conception du mur doit être reconsidérée.

Calcul thermotechnique du mur extérieur, le programme simplifie les calculs

Des services informatiques simples accélèrent les processus de calcul et la recherche des coefficients requis. Il vaut la peine de se familiariser avec les programmes les plus populaires.

"TeReMok". Les données initiales sont entrées: type de bâtiment (résidentiel), température interne 20O, régime d'humidité - normal, zone de résidence - Moscou. Dans la fenêtre suivante, la valeur calculée de la résistance standard au transfert de chaleur s'ouvre - 3,13 m2 * ° C / W.
Sur la base du coefficient calculé, un calcul d'ingénierie thermique du mur extérieur en blocs de mousse (600 kg / m3), isolé avec de la mousse de polystyrène extrudée Flurmat 200 (25 kg / m3) et enduit de mortier ciment-chaux, est effectué. Choisissez dans le menu les bons matériaux, en posant leur épaisseur (bloc de mousse - 200 mm, plâtre - 20 mm), laissant la cellule avec l'épaisseur de l'isolant non remplie.
En appuyant sur le bouton "Calcul", l'épaisseur souhaitée de la couche d'isolant thermique est obtenue - 63 mm. La commodité du programme n'élimine pas son inconvénient: il ne prend pas en compte la conductivité thermique différente du matériau de maçonnerie et du mortier. Merci à l'auteur peut être dit à cette adresse http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
Le second programme est proposé par le site http://rascheta.net/. Sa différence avec le service précédent est que toutes les épaisseurs sont définies indépendamment. Le coefficient d'homogénéité du génie thermique r est introduit dans le calcul. Il est choisi dans le tableau : pour les blocs de béton cellulaire avec armature métallique dans les joints horizontaux r = 0,9.
Après avoir rempli les champs, le programme émet un rapport sur la résistance thermique réelle de la conception sélectionnée, si elle répond conditions climatiques. De plus, une séquence de calculs est fournie avec des formules, des sources normatives et des valeurs intermédiaires.

Lors de la construction d'une maison ou de la réalisation de travaux d'isolation thermique, il est important d'évaluer l'efficacité de l'isolation du mur extérieur : un calcul thermique réalisé en autonomie ou avec l'aide d'un spécialiste permet de le faire rapidement et avec précision.

Lors de la détermination du besoin d'isolation supplémentaire d'une maison, il est important de connaître la perte de chaleur de ses structures, en particulier. Un calculateur de conductivité thermique murale en ligne vous aidera à effectuer des calculs rapidement et avec précision.

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Pourquoi avez-vous besoin d'un calcul

Conductivité thermique élément donné bâtiments - la propriété d'un bâtiment à conduire la chaleur à travers une unité de sa surface avec une différence de température entre l'intérieur et l'extérieur de la pièce de 1 degré. À PARTIR DE.

Le calcul thermique des ouvrages d'enceinte réalisé par le service mentionné ci-dessus est nécessaire aux fins suivantes :

pour la sélection équipement de chauffage et le type de système qui permet non seulement de compenser les pertes de chaleur, mais aussi de créer une température confortable à l'intérieur des locaux d'habitation ;
déterminer la nécessité d'une isolation supplémentaire du bâtiment;
lors de la conception et de la construction d'un nouveau bâtiment, choisir un matériau de mur qui offre le moins de perte de chaleur dans certaines conditions climatiques ;
pour créer une température confortable à l'intérieur non seulement pendant la période de chauffage, mais aussi en été par temps chaud.

Attention! Performant indépendant calculs thermotechniques structures murales, utilisez les méthodes et les données décrites dans ces documents normatifs, comme SNiP II 03 79 "Génie thermique de la construction" et SNiP 23-02-2003 "Protection thermique des bâtiments".

De quoi dépend la conductivité thermique ?

Le transfert de chaleur dépend de facteurs tels que :

Le matériau à partir duquel le bâtiment est construit divers matériaux diffèrent par leur capacité à conduire la chaleur. Oui, du béton différentes sortes les briques contribuent à une grande perte de chaleur. Au contraire, les bûches galvanisées, les poutres, les blocs de mousse et de gaz, de plus petite épaisseur, ont une conductivité thermique plus faible, ce qui garantit la conservation de la chaleur à l'intérieur de la pièce et des coûts d'isolation et de chauffage du bâtiment bien inférieurs.
Épaisseur de paroi - que valeur donnée plus, moins il y a de transfert de chaleur à travers son épaisseur.
Humidité du matériau - plus la teneur en humidité de la matière première à partir de laquelle la structure est érigée est élevée, plus elle conduit la chaleur et plus elle s'effondre rapidement.
La présence de pores d'air dans le matériau - les pores remplis d'air empêchent une perte de chaleur accélérée. Si ces pores sont remplis d'humidité, la perte de chaleur augmente.
La présence d'une isolation supplémentaire - doublée d'une couche d'isolation à l'extérieur ou à l'intérieur du mur en termes de perte de chaleur, a des valeurs plusieurs fois inférieures à celles non isolées.

Dans la construction, parallèlement à la conductivité thermique des murs, une caractéristique telle que la résistance thermique (R) s'est généralisée. Il est calculé en tenant compte des indicateurs suivants :

coefficient de conductivité thermique du matériau du mur (λ) (W/m×0С);
épaisseur de construction (h), (m);
la présence d'un radiateur;
teneur en humidité du matériau (%).

Plus la valeur de la résistance thermique est faible, plus le mur est sujet à des pertes de chaleur.

Le calcul thermotechnique des structures enveloppantes selon cette caractéristique est effectué selon la formule suivante :

R=h/λ ; (m2×0С/W)

Exemple de calcul de résistance thermique :

Donnée initiale:

le mur porteur est en bois de pin sec de 30 cm (0,3 m) d'épaisseur;
le coefficient de conductivité thermique est de 0,09 W/m×0С ;
calcul du résultat.

Ainsi, la résistance thermique d'un tel mur sera de :

R=0.3/0.09=3.3 m2×0С/W

Les valeurs obtenues à la suite du calcul sont comparées aux valeurs normatives conformément au SNiP II 03 79. Dans le même temps, un indicateur tel que le degré-jour de la période pendant laquelle la saison de chauffage se poursuit est pris en compte. Compte.

Si la valeur obtenue est égale ou supérieure à la valeur standard, le matériau et l'épaisseur des structures murales sont sélectionnés correctement. Sinon, le bâtiment doit être isolé pour atteindre la valeur standard.

En présence d'un appareil de chauffage, sa résistance thermique est calculée séparément et résumée avec la même valeur du matériau principal du mur. De plus, si le matériau de la structure du mur a humidité élevée, appliquer le coefficient de conductivité thermique approprié.

Pour un calcul plus précis de la résistance thermique de cette conception, des valeurs similaires de fenêtres et de portes donnant sur la rue sont ajoutées au résultat obtenu.

Valeurs valides

Lors d'un calcul d'ingénierie thermique du mur extérieur, la région dans laquelle la maison sera située est également prise en compte:

Pour les régions du sud avec des hivers chauds et de petites différences de température, il est possible de construire des murs de faible épaisseur à partir de matériaux ayant un degré moyen de conductivité thermique - céramique et argile cuites simples et doubles, et de haute densité. L'épaisseur des murs pour de telles régions ne peut pas dépasser 20 cm.
En même temps pour régions du nord il est plus rapide et plus rentable de construire des structures de murs d'enceinte de moyenne et grande épaisseur à partir de matériaux à haute résistance thermique - bûches, gaz et béton cellulaire de densité moyenne. Pour de telles conditions, des structures murales jusqu'à 50–60 cm d'épaisseur sont érigées.
Pour les régions avec climat tempéré et en alternance régime de température en hiver, ils conviennent à une résistance thermique élevée et moyenne - béton gazeux et mousse, bois, diamètre moyen. Dans de telles conditions, l'épaisseur des murs entourant les structures, compte tenu des appareils de chauffage, ne dépasse pas 40 à 45 cm.

Important! La résistance thermique des structures murales est calculée avec le plus de précision par le calculateur de perte de chaleur, qui prend en compte la région où se trouve la maison.

Transfert de chaleur de divers matériaux

L'un des principaux facteurs affectant la conductivité thermique du mur est le matériau de construction à partir duquel il est construit. Cette dépendance s'explique par sa structure. Ainsi, les matériaux à faible densité ont la conductivité thermique la plus faible, dans laquelle les particules sont disposées de manière assez lâche et il y a un grand nombre de pores et vides remplis d'air. Il s'agit notamment de divers types de bois, de béton poreux léger - mousse, gaz, béton de laitier, ainsi que de briques de silicate creuses.

Les matériaux à haute conductivité thermique et à faible résistance thermique comprennent divers types de béton lourd, de brique de silicate monolithique. Cette caractéristique s'explique par le fait que les particules qu'elles contiennent sont situées très près les unes des autres, sans vides ni pores. Cela contribue à un transfert de chaleur plus rapide dans l'épaisseur du mur et à une perte de chaleur importante.

Table. Coefficients de conductivité thermique des matériaux de construction (SNiP II 03 79)

Calcul d'une structure sandwich

Le calcul thermotechnique du mur extérieur, constitué de plusieurs couches, s'effectue comme suit :

selon la formule décrite ci-dessus, on calcule la valeur de la résistance thermique de chacune des couches du « wall cake » ;
les valeurs de cette caractéristique de toutes les couches sont additionnées, obtenant la résistance thermique totale de la structure multicouche de la paroi.

Sur la base de cette technique, il est possible de calculer l'épaisseur. Pour ce faire, il est nécessaire de multiplier la résistance thermique manquante à la norme par le coefficient de conductivité thermique de l'isolant - en conséquence, l'épaisseur de la couche isolante sera obtenue.

Avec l'aide du programme TeReMOK, le calcul thermotechnique est effectué automatiquement. Pour que le calculateur de conductivité thermique du mur effectue des calculs, il est nécessaire d'y saisir les données initiales suivantes:

type de bâtiment - résidentiel, industriel;
matériel de mur;
épaisseur de construction ;
Région;
température et humidité requises à l'intérieur du bâtiment;
présence, type et épaisseur de l'isolant.

Vidéo utile: comment calculer indépendamment la perte de chaleur dans la maison

Ainsi, le calcul thermotechnique des structures d'enceinte est très important aussi bien pour une maison en construction que pour un bâtiment déjà construit depuis longtemps. Dans le premier cas, le calcul correct de la chaleur permettra d'économiser sur le chauffage, dans le second cas, il aidera à choisir l'isolation optimale en épaisseur et en composition.