Calcul thermique du mur. Calcul de la conductivité thermique du mur Calcul thermotechnique du chalet

Les murs des bâtiments nous protègent du vent, des précipitations et servent souvent de structures porteuses pour le toit. Et encore fonction principale murs, en tant que structures d'enceinte, est de protéger une personne des températures inconfortables (généralement basses) de l'air de l'espace environnant.

Le calcul thermotechnique du mur détermine les épaisseurs requises des couches des matériaux utilisés, à condition que isolation thermique locaux en termes de conditions sanitaires et d'hygiène confortables pour qu'une personne séjourne dans le bâtiment et les exigences de la législation sur les économies d'énergie.

Plus les murs sont isolés, plus les coûts d'exploitation futurs pour le chauffage du bâtiment sont faibles, mais en même temps, plus le coût d'achat des matériaux pendant la construction est élevé. La mesure dans laquelle il est raisonnable d'isoler les structures d'enceinte dépend de la durée de vie prévue du bâtiment, des objectifs poursuivis par l'investisseur en construction et est considérée dans la pratique dans chaque cas individuellement.

Les exigences sanitaires et hygiéniques déterminent la résistance minimale autorisée au transfert de chaleur des sections de mur qui peuvent assurer le confort dans la pièce. Ces exigences doivent être respectées lors de la conception et de la construction ! Garantir les exigences d'économie d'énergie permettra à votre projet non seulement de réussir l'examen et de nécessiter des coûts ponctuels supplémentaires pendant la construction, mais également de réduire les coûts de chauffage supplémentaires pendant l'exploitation.

Calcul thermotechnique sous Excel d'un mur multicouche.

Activez MS Excel et commencez à examiner l'exemple calcul thermotechnique murs d'un immeuble en construction dans la région - Moscou.

Avant de commencer le travail, téléchargez : SP 23-101-2004, SP 131. 13330.2012 et SP 50.13330.2012. Tous les codes de pratique ci-dessus sont disponibles gratuitement sur Internet.

Dans le fichier Excel calculé, dans les notes des cellules avec des valeurs de paramètres, des informations sont fournies sur l'endroit où ces valeurs doivent être extraites, et non seulement les numéros de document sont indiqués, mais aussi, souvent, les numéros de tableaux et même Colonnes.

Compte tenu des dimensions et des matériaux des couches murales, nous vérifierons leur conformité aux normes sanitaires et hygiéniques et aux normes d'économie d'énergie, et calculerons également les températures calculées aux limites des couches.

Donnée initiale:

1…7. En vous concentrant sur les liens dans les notes vers les cellules D4-D10, remplissez la première partie du tableau avec les données initiales pour votre région de construction.

8…15. Dans la deuxième partie des données initiales dans les cellules D12-D19, nous entrons les paramètres des couches mur extérieur sont les épaisseurs et les coefficients de conductivité thermique.

Vous pouvez demander les valeurs des coefficients de conductivité thermique des matériaux auprès des vendeurs, trouver les liens dans les notes vers les cellules D13, D15, D17, D19, ou simplement rechercher sur le Web.

Dans cet exemple :

la première couche est constituée de plaques de revêtement en gypse (plâtre sec) d'une densité de 1050 kg / m 3;

la deuxième couche est une maçonnerie en brique ordinaire d'argile solide (1800 kg / m 3) sur un mortier de laitier de ciment;

la troisième couche est constituée de dalles de laine minérale en fibre de roche (25-50 kg/m3) ;

la quatrième couche est un enduit de ciment polymère avec un treillis en fibre de verre.

Résultats:

Nous effectuerons le calcul d'ingénierie thermique du mur en partant de l'hypothèse que les matériaux utilisés dans la construction conservent l'uniformité d'ingénierie thermique dans le sens de la propagation flux de chaleur.

Le calcul s'effectue selon les formules ci-dessous :

16. GSOP=( t temps- t n sr)* Z

17. R0euhtr=0.00035* GSOP+1.4

La formule est applicable pour le calcul thermique des murs bâtiments résidentiels, établissements pour enfants et établissements médicaux. Pour les bâtiments à d'autres fins, les coefficients "0,00035" et "1,4" dans la formule doivent être choisis différemment selon le tableau 3 du SP 50.13330.2012.

18.R0str=( t temps- t nr)/( Δ tdans* α dans )

19.R 0 =1/ α dans +δ 1 / λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 / λ 3 +δ 4 / λ 4 +1/ α n

Les conditions suivantes doivent être remplies : R 0 > R0str et R 0 > R0etr .

Si la première condition n'est pas remplie, la cellule D24 sera automatiquement remplie de rouge, signalant à l'utilisateur que la structure de mur sélectionnée ne peut pas être utilisée. Si seule la deuxième condition n'est pas remplie, alors la cellule D24 sera colorée rose. Lorsque la résistance thermique calculée est supérieure aux valeurs standard, la cellule D24 est colorée en jaune clair.

20.t 1 = tréalité virtuelle — (tréalité virtuelle — tnr )/ R 0 *1/α dans

21.t 2 = tréalité virtuelle — (tréalité virtuelle — tnr )/ R 0 *(1/α en +δ 1 /λ1)

22.t 3 = tréalité virtuelle — (tréalité virtuelle — tnr )/ R 0 *(1/α en +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2)

23.t 4 = tréalité virtuelle — (tréalité virtuelle — tnr )/ R 0 *(1/α en +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 /λ 3 )

24.t 5 = tréalité virtuelle — (tréalité virtuelle — tnr )/ R 0 *(1/α en +δ 1 /λ 1 +δ 2 /λ2+δ 3 /λ 3 +δ 4 /λ 4 )

Le calcul thermotechnique du mur dans Excel est terminé.

Note importante.

L'air qui nous entoure contient de l'eau. Plus la température de l'air est élevée, plus grande quantité il est capable de retenir l'humidité.

À 0˚С et 100 % d'humidité relative, l'air humide de novembre sous nos latitudes contient un mètre cube moins de 5 grammes d'eau. Dans le même temps, l'air chaud du désert du Sahara à +40˚С et à seulement 30% d'humidité relative, étonnamment, retient 3 fois plus d'eau à l'intérieur - plus de 15 g/m3.

En se refroidissant et en devenant plus froid, l'air ne peut pas retenir la quantité d'humidité à l'intérieur qu'il pourrait dans un état plus chaud. En conséquence, l'air projette des gouttes d'humidité sur les surfaces intérieures fraîches des murs. Pour éviter que cela ne se produise à l'intérieur, lors de la conception de la section de mur, il convient de s'assurer que la rosée ne tombe pas sur les surfaces intérieures des murs.

Étant donné que l'humidité relative moyenne de l'air dans les locaux d'habitation est de 50 ... 60%, le point de rosée à une température de l'air de + 22˚С est de + 11 ... 14˚С. Dans notre exemple, la température surface intérieure murs +20,4˚С assure l'impossibilité de formation de rosée.

Mais de la rosée peut, avec une hygroscopicité suffisante des matériaux, se former à l'intérieur des couches du mur et, surtout, aux limites des couches ! En gelant, l'eau se dilate et détruit les matériaux des murs.

Dans l'exemple ci-dessus, le point avec une température de 0˚С est situé à l'intérieur de la couche d'isolation et est suffisamment proche de la surface extérieure du mur. À ce stade du schéma au début de l'article marqué Jaune, la température change sa valeur de positive à négative. Il s'avère que la maçonnerie ne sera jamais de sa vie sous l'influence de températures négatives. Cela contribuera à assurer la durabilité des murs du bâtiment.

Si nous échangeons les deuxième et troisième couches dans l'exemple - nous isolons le mur de l'intérieur, nous obtiendrons non pas une, mais deux limites de couche dans la zone des températures négatives et de la maçonnerie à moitié gelée. Convainquez-vous en effectuant un calcul thermique du mur. Les conclusions suggérées sont évidentes.

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Il est nécessaire de déterminer l'épaisseur de l'isolation d'un mur extérieur en brique à trois couches dans un immeuble résidentiel situé à Omsk. Structure du mur: couche intérieure - maçonnerie en briques d'argile ordinaires de 250 mm d'épaisseur et de densité 1800 kg / m 3, couche externe- maçonnerie de brique de parementépaisseur 120 mm et densité 1800 kg/m 3 ; situé entre les couches externe et interne isolation efficaceà partir de polystyrène expansé d'une densité de 40 kg / m 3; les couches externe et interne sont reliées entre elles par des liens souples en fibre de verre d'un diamètre de 8 mm, situés à un pas de 0,6 m.

1. Données initiales

La vocation de l'immeuble est un immeuble d'habitation

Zone de construction - Omsk

Estimation de la température de l'air intérieur t entier= plus 20 0 C

Température extérieure estimée texte= moins 37 0 C

Estimation de l'humidité de l'air intérieur - 55 %

2. Détermination de la résistance normalisée au transfert de chaleur

Elle est déterminée selon le tableau 4 en fonction des degrés-jours de la période de chauffage. Degrés-jours de la période de chauffage, J j , °С×jour, déterminé par la formule 1, en fonction de la température extérieure moyenne et de la durée de la période de chauffage.

Selon SNiP 23-01-99 *, nous déterminons qu'à Omsk, la température extérieure moyenne de la période de chauffage est égale à : t ht \u003d -8,4 0 С, durée de la période de chauffage z ht = 221 jours La valeur en degrés-jours de la période de chauffage est :

ré = (t entier - ça) z ht \u003d (20 + 8,4) × 221 \u003d 6276 0 C jour.

Selon le tableau. 4. résistance normalisée au transfert de chaleur Rreg murs extérieurs pour les bâtiments résidentiels correspondant à la valeur D d = 6276 0 С jouréquivaut à Rreg \u003d a D d + b \u003d 0,00035 × 6276 + 1,4 \u003d 3,60 m 2 0 C / W.

3. Choix solution constructive mur extérieur

La solution constructive du mur extérieur a été proposée dans la tâche et est une clôture à trois couches avec une couche intérieure de maçonnerie 250 mm d'épaisseur, avec une couche extérieure de maçonnerie de 120 mm d'épaisseur, entre les couches extérieure et intérieure se trouve une isolation en mousse de polystyrène. Les couches externe et interne sont reliées entre elles par des liens flexibles en fibre de verre d'un diamètre de 8 mm, situés à des incréments de 0,6 m.

4. Détermination de l'épaisseur de l'isolant

L'épaisseur de l'isolant est déterminée par la formule 7 :

d ut \u003d (R reg ./r - 1 / a int - d kk / l kk - 1 / a ext) × l ut

où Rreg. – résistance normalisée au transfert de chaleur, m 2 0 C / O; r- coefficient d'uniformité thermique ; un int est le coefficient de transfert de chaleur de la surface intérieure, W / (m 2 × ° C); un poste est le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure, W / (m 2 × ° C); dkk- l'épaisseur de la maçonnerie, m; je kk- le coefficient calculé de conductivité thermique de la maçonnerie, W/(m×°С); l ut- le coefficient calculé de conductivité thermique de l'isolant, W/(m×°С).

La résistance normalisée au transfert de chaleur est déterminée : R reg \u003d 3,60 m 2 0 C / O.

Le coefficient d'uniformité thermique pour un mur en brique à trois couches avec des liens flexibles en fibre de verre est d'environ r=0,995, et peuvent ne pas être pris en compte dans les calculs (pour information - si des connexions flexibles en acier sont utilisées, le coefficient d'uniformité thermique peut atteindre 0,6-0,7).

Le coefficient de transfert de chaleur de la surface intérieure est déterminé à partir du tableau. 7 un int \u003d 8,7 W / (m 2 × ° C).

Le coefficient de transfert de chaleur de la surface extérieure est pris selon le tableau 8 a e xt \u003d 23 W / (m 2 × ° C).

L'épaisseur totale de la maçonnerie est de 370 mm ou 0,37 m.

Les coefficients de conception de la conductivité thermique des matériaux utilisés sont déterminés en fonction des conditions de fonctionnement (A ou B). Les conditions de fonctionnement sont déterminées dans l'ordre suivant :

D'après le tableau 1 déterminer le régime d'humidité des locaux: puisque la température estimée de l'air intérieur est de +20 0 С, l'humidité calculée est de 55%, le régime d'humidité des locaux est normal;

Selon l'annexe B (carte de la Fédération de Russie), nous déterminons que la ville d'Omsk est située dans une zone sèche ;

D'après le tableau 2 , selon la zone d'humidité et le régime d'humidité des locaux, nous déterminons que les conditions de fonctionnement des structures enveloppantes sont MAIS.

App. D déterminer les coefficients de conductivité thermique pour les conditions de fonctionnement A: pour le polystyrène expansé GOST 15588-86 d'une densité de 40 kg / m 3 l ut \u003d 0,041 W / (m × ° С); pour la maçonnerie à partir de briques d'argile ordinaires sur un mortier de ciment-sable d'une densité de 1800 kg / m 3 l kk \u003d 0,7 W / (m × ° С).

Tout remplacer certaines valeurs dans la formule 7 et calculer l'épaisseur minimale de l'isolant en polystyrène expansé :

d ut \u003d (3,60 - 1 / 8,7 - 0,37 / 0,7 - 1/23) × 0,041 \u003d 0,1194 m

Nous arrondissons la valeur résultante en grand côté avec une précision de 0,01 m : dut = 0,12 m. Nous effectuons un calcul de vérification selon la formule 5 :

R 0 \u003d (1 / a je + d kk / l kk + d ut / l ut + 1 / a e)

R 0 \u003d (1 / 8,7 + 0,37 / 0,7 + 0,12 / 0,041 + 1/23) \u003d 3,61 m 2 0 C / W

5. Limitation de la température et de la condensation d'humidité sur la surface intérieure de l'enveloppe du bâtiment

Δt o, °С, entre la température de l'air intérieur et la température de la surface interne de la structure enveloppante ne doit pas dépasser les valeurs normalisées Δtn, °С, établi dans le tableau 5, et défini comme suit

Δt o = n(t int – texte)/(R 0 a int) \u003d 1 (20 + 37) / (3,61 x 8,7) \u003d 1,8 0 C c'est-à-dire inférieur à Δt n , = 4,0 0 C, déterminé à partir du tableau 5.

Conclusion : tépaisseur d'isolant en polystyrène expansé en trois couches mur de briques est de 120 millimètres. Dans le même temps, la résistance au transfert de chaleur de la paroi extérieure R 0 \u003d 3,61 m 2 0 C / O, qui est supérieure à la résistance normalisée au transfert de chaleur Rég. \u003d 3,60 m 2 0 C / O sur le 0.01m 2 0 C/O. Différence de température estimée Δt o, °С, entre la température de l'air intérieur et la température de la surface interne de la structure enveloppante ne dépasse pas la valeur standard Δtn,.

Exemple de calcul thermotechnique de structures enveloppantes translucides

Les structures de fermeture translucides (fenêtres) sont sélectionnées selon la méthode suivante.

Résistance nominale au transfert de chaleur Rreg déterminé selon le tableau 4 du SNiP 23-02-2003 (colonne 6) en fonction des degrés-jours de la période de chauffage ré. Cependant, le type de bâtiment et ré sont prises comme dans l'exemple précédent du calcul thermique des structures enveloppantes opaques. Dans notre cas ré = 6276 0 De jours, puis pour la fenêtre d'un immeuble Rreg \u003d a D d + b \u003d 0,00005 × 6276 + 0,3 \u003d 0,61 m 2 0 C / W.

Le choix des structures translucides s'effectue en fonction de la valeur de la résistance réduite au transfert de chaleur R ou r, obtenu à la suite de tests de certification ou conformément à l'annexe L du code des règles. Si la résistance réduite au transfert de chaleur de la structure translucide sélectionnée R ou r, plus ou égal Rreg, alors cette conception satisfait aux exigences des normes.

Conclusion: pour un immeuble résidentiel de la ville d'Omsk, nous acceptons des fenêtres en PVC avec des fenêtres à double vitrage en verre avec un revêtement sélectif dur et remplissant l'espace inter-verre avec de l'argon R environ r \u003d 0,65 m 2 0 C / W Suite R reg \u003d 0,61 m 2 0 C / O.

LITTÉRATURE

1. SNiP 23-02-2003. Protection thermique des bâtiments.
2. PS 23-101-2004. Conception de protection thermique.
3. SNiP 23-01-99*. Climatologie du bâtiment.
4. SNiP 31-01-2003. Immeubles résidentiels à plusieurs appartements.
5. SNiP 2.08.02-89 *. Bâtiments et ouvrages publics.

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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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 décision, 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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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. AVEC.

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 ;
• créer à l'intérieur température confortable 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 obtenir valeur normative.

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 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 au climat tempéré et alternant 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, monolithique brique de silicate. 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 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 puisse effectuer des calculs, les données initiales suivantes doivent y être saisies :

• 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.

Le calcul d'ingénierie thermique vous permet de déterminer l'épaisseur minimale des enveloppes du bâtiment afin qu'il n'y ait pas de cas de surchauffe ou de gel lors de l'exploitation du bâtiment.

Les éléments de structure enveloppants des bâtiments publics et résidentiels chauffés, à l'exception des exigences de stabilité et de résistance, de durabilité et de résistance au feu, d'économie et de conception architecturale, doivent principalement répondre aux normes d'ingénierie thermique. Les éléments de fermeture sont sélectionnés en fonction de la solution de conception, des caractéristiques climatologiques de la zone de construction, propriétés physiques, les conditions d'humidité et de température dans le bâtiment, ainsi que conformément aux exigences de résistance au transfert de chaleur, de perméabilité à l'air et de perméabilité à la vapeur.

Quel est le sens du calcul ?

1. Si, lors du calcul du coût d'un futur bâtiment, seuls caractéristiques de résistance, alors, bien sûr, le coût sera moindre. Cependant, il s'agit d'une économie visible: par la suite, beaucoup plus d'argent sera dépensé pour chauffer la pièce.
2. Des matériaux correctement sélectionnés créeront un microclimat optimal dans la pièce.
3. Lors de la planification d'un système de chauffage, un calcul d'ingénierie thermique est également nécessaire. Pour que le système soit rentable et efficace, il est nécessaire de comprendre de vraies opportunités immeuble.

Exigences thermiques

Il est important que les structures externes respectent les exigences thermiques suivantes :

• Ils avaient des propriétés de protection thermique suffisantes. En d'autres termes, il est impossible de permettre une surchauffe des locaux en été et des pertes de chaleur excessives en hiver.
• La différence de température de l'air entre les éléments internes des clôtures et les locaux ne doit pas être supérieure à la valeur standard. Sinon, un refroidissement excessif du corps humain par rayonnement thermique vers ces surfaces et une condensation d'humidité du flux d'air interne sur les structures enveloppantes peuvent se produire.
• En cas de modification du flux de chaleur, les fluctuations de température à l'intérieur de la pièce doivent être minimes. Cette propriété est appelée résistance à la chaleur.
• Il est important que l'étanchéité à l'air des clôtures ne provoque pas un fort refroidissement des locaux et n'aggrave pas les propriétés de protection thermique des structures.
• Les clôtures doivent avoir un régime d'humidité normal. Étant donné que l'engorgement des clôtures augmente la perte de chaleur, provoque l'humidité dans la pièce et réduit la durabilité des structures.

Pour que les structures répondent aux exigences ci-dessus, elles effectuent un calcul thermique et calculent également la résistance à la chaleur, la perméabilité à la vapeur, la perméabilité à l'air et le transfert d'humidité conformément aux exigences de la documentation réglementaire.

Qualités thermotechniques

Des caractéristiques thermiques des éléments structurels externes des bâtiments dépend:

• Régime d'humidité des éléments structuraux.
• Température structures internes ce qui garantit qu'il n'y a pas de condensation sur eux.
• Humidité et température constantes dans les locaux, aussi bien en saison froide qu'en saison chaude.
• La quantité de chaleur perdue par un bâtiment période hivernale temps.

Ainsi, sur la base de tout ce qui précède, le calcul d'ingénierie thermique des structures est considéré comme une étape importante dans le processus de conception des bâtiments et des structures, tant civils qu'industriels. La conception commence par le choix des structures - leur épaisseur et la séquence des couches.

Tâches de calcul d'ingénierie thermique

Ainsi, le calcul d'ingénierie thermique des éléments structuraux enveloppants est effectué afin de :

1. Conformité des structures aux exigences modernes de protection thermique des bâtiments et des structures.
2. Garantie pendant espaces intérieurs microclimat confortable.
3. Assurer une protection thermique optimale des clôtures.

Paramètres de base pour le calcul

Pour déterminer la consommation de chaleur pour le chauffage, ainsi que pour effectuer un calcul d'ingénierie thermique du bâtiment, il est nécessaire de prendre en compte de nombreux paramètres qui dépendent des caractéristiques suivantes :

• Objet et type de bâtiment.
• Situation géographique du bâtiment.
• L'orientation des murs aux points cardinaux.
• Dimensions des structures (volume, surface, nombre d'étages).
• Type et taille des fenêtres et des portes.
• Caractéristiques du système de chauffage.
• Le nombre de personnes dans le bâtiment en même temps.
• Le matériau des murs, du sol et du plafond du dernier étage.
• La présence d'un système d'eau chaude.
• Type de systèmes de ventilation.
• Autre caractéristiques de conception immeubles.

Calcul de génie thermique : programme

À ce jour, de nombreux programmes ont été développés pour vous permettre de faire ce calcul. En règle générale, le calcul est effectué sur la base de la méthodologie décrite dans la documentation réglementaire et technique.

Ces programmes vous permettent de calculer les éléments suivants :

• Résistance thermique.
• Perte de chaleur à travers les structures (plafond, plancher, ouvertures de portes et de fenêtres et murs).
• La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer l'air qui s'infiltre.
• Sélection de radiateurs sectionnels (bilame, fonte, aluminium).
• Sélection de radiateurs panneaux en acier.

Calcul thermotechnique : exemple de calcul pour murs extérieurs

Pour le calcul, il est nécessaire de déterminer les paramètres principaux suivants:

• t en \u003d 20 ° C est la température du flux d'air à l'intérieur du bâtiment, qui est prise pour calculer les clôtures en fonction des valeurs minimales des plus température optimale bâtiment et structure concernés. Il est accepté conformément à GOST 30494-96.

• Selon les exigences de GOST 30494-96, l'humidité dans la pièce doit être de 60%, par conséquent, un régime d'humidité normal sera fourni dans la pièce.
• Conformément à l'annexe B du SNiPa 23-02-2003, la zone d'humidité est sèche, ce qui signifie que les conditions de fonctionnement des clôtures sont A.
• t n \u003d -34 ° C est la température du flux d'air extérieur en période hivernale, qui est prise selon SNiP sur la base de la période de cinq jours la plus froide, qui a une sécurité de 0,92.
• Z ot.per = 220 jours - c'est la durée de la période de chauffage, qui est prise selon SNiP, tandis que la température quotidienne moyenne environnement≤ 8°C.
• T de.par. = -5,9 °C est la température ambiante (moyenne) pendant la saison de chauffage, qui est acceptée selon SNiP, à une température ambiante quotidienne ≤ 8 °C.

Donnée initiale

Dans ce cas, le calcul thermotechnique du mur sera effectué afin de déterminer l'épaisseur optimale des panneaux et le matériau d'isolation thermique pour ceux-ci. Des panneaux sandwich seront utilisés comme murs extérieurs (TU 5284-001-48263176-2003).

Conditions confortables

Considérez comment le calcul d'ingénierie thermique du mur extérieur est effectué. Vous devez d'abord calculer la résistance au transfert de chaleur requise, en vous concentrant sur les conditions de confort et d'hygiène :

R 0 tr \u003d (n × (t in - t n)) : (Δt n × α in), où

n = 1 est un facteur qui dépend de la position des éléments structurels extérieurs par rapport à l'air extérieur. Il doit être pris selon SNiP 23-02-2003 du tableau 6.

Δt n \u003d 4,5 ° C est la différence de température normalisée entre la surface interne de la structure et l'air interne. Accepté selon les données SNiP du tableau 5.

α dans \u003d 8,7 W / m 2 ° C est le transfert de chaleur des structures d'enceinte internes. Les données sont tirées du tableau 5, selon SNiP.

Nous remplaçons les données dans la formule et obtenons :

R 0 tr \u003d (1 × (20 - (-34)) : (4,5 × 8,7) \u003d 1,379 m 2 ° C / W.

Conditions d'économie d'énergie

Lors de l'exécution d'un calcul d'ingénierie thermique du mur, basé sur les conditions d'économie d'énergie, il est nécessaire de calculer la résistance de transfert de chaleur requise des structures. Elle est déterminée par GSOP (degré-jour de chauffage, °C) selon la formule suivante :

GSOP = (t in - t from.per.) × Z from.per, où

t in est la température du flux d'air à l'intérieur du bâtiment, °C.

Z de.par. et t de.per. est la durée (jours) et la température (°C) de la période ayant température moyenne quotidienne air ≤ 8 °C.

Ainsi:

GSOP = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Sur la base des conditions d'économie d'énergie, nous déterminons R 0 tr par interpolation selon SNiP à partir du tableau 4 :

R 0 tr \u003d 2,4 + (3,0 - 2,4) × (5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) \u003d 2,909 (m 2 ° C / W)

R 0 = 1/ α in + R 1 + 1/ α n, où

d est l'épaisseur de l'isolation thermique, m.

l = 0,042 W/m°C est la conductivité thermique du panneau de laine minérale.

α n \u003d 23 W / m 2 ° C est le transfert de chaleur des éléments structurels externes, pris selon SNiP.

R 0 \u003d 1 / 8,7 + d / 0,042 + 1/23 \u003d 0,158 + d / 0,042.

Épaisseur d'isolation

Épaisseur matériau d'isolation thermique est déterminé sur la base du fait que R 0 \u003d R 0 tr, tandis que R 0 tr est pris dans des conditions d'économie d'énergie, ainsi:

2,909 = 0,158 + d/0,042, d'où d = 0,116 m.

Nous sélectionnons la marque de panneaux sandwich selon le catalogue avec l'épaisseur optimale du matériau d'isolation thermique : DP 120, tandis que l'épaisseur totale du panneau doit être de 120 mm. Le calcul d'ingénierie thermique du bâtiment dans son ensemble est effectué de la même manière.

La nécessité d'effectuer le calcul

Conçues sur la base d'un calcul d'ingénierie thermique exécuté avec compétence, les enveloppes de bâtiments peuvent réduire les coûts de chauffage, dont le coût augmente régulièrement. De plus, la conservation de la chaleur est considérée comme une tâche environnementale importante, car elle est directement liée à une diminution de la consommation de carburant, ce qui entraîne une diminution de l'impact des facteurs négatifs sur l'environnement.

De plus, il convient de rappeler qu'une isolation thermique mal réalisée peut entraîner l'engorgement des structures, ce qui entraînera la formation de moisissures à la surface des murs. La formation de moisissures, à son tour, conduira à la détérioration décoration d'intérieur(décollement du papier peint et de la peinture, destruction de la couche de plâtre). Dans les cas particulièrement avancés, une intervention radicale peut être nécessaire.

Souvent entreprises de construction ont tendance à utiliser dans leurs activités technologies modernes et matériaux. Seul un spécialiste peut comprendre la nécessité d'utiliser l'un ou l'autre matériau, à la fois séparément et en combinaison avec d'autres. C'est le calcul d'ingénierie thermique qui aidera à déterminer les solutions les plus optimales qui assureront la durabilité des éléments structurels et des coûts financiers minimaux.