Calcolo termico della parete. Calcolo della conducibilità termica della parete Calcolo termotecnico del casolare

Le pareti degli edifici ci proteggono dal vento, dalle precipitazioni e spesso fungono da strutture portanti per il tetto. E ancora funzione principale le pareti, in quanto strutture di recinzione, serve a proteggere una persona dalle temperature scomode (per lo più basse) dell'aria dello spazio circostante.

Il calcolo termotecnico della parete determina gli spessori richiesti degli strati dei materiali utilizzati, fornendo isolamento termico locali in termini di fornitura di condizioni igienico-sanitarie confortevoli per la permanenza di una persona nell'edificio e requisiti della legislazione sul risparmio energetico.

Più forte è l'isolamento delle pareti, minori saranno i futuri costi operativi per il riscaldamento dell'edificio, ma allo stesso tempo, maggiore sarà il costo di acquisto dei materiali durante la costruzione. La misura in cui è ragionevole isolare le strutture di chiusura dipende dalla vita prevista dell'edificio, dagli obiettivi perseguiti dall'investitore edile ed è considerata in pratica caso per caso individualmente.

I requisiti sanitari e igienici determinano la resistenza minima consentita al trasferimento di calore delle sezioni di parete che possono fornire comfort nella stanza. Questi requisiti devono essere soddisfatti durante la progettazione e la costruzione! Il rispetto dei requisiti di risparmio energetico consentirà al vostro progetto non solo di superare l'esame e di richiedere costi una tantum aggiuntivi durante la costruzione, ma anche di ridurre ulteriormente i costi di riscaldamento durante il funzionamento.

Calcolo termotecnico in Excel di una parete multistrato.

Attiva MS Excel e inizia a rivedere l'esempio calcolo termotecnico pareti di un edificio in costruzione nella regione - Mosca.

Prima di iniziare il lavoro, scaricare: SP 23-101-2004, SP 131. 13330.2012 e SP 50.13330.2012. Tutti i suddetti codici di condotta sono disponibili gratuitamente su Internet.

Nel file Excel calcolato, nelle note alle celle con i valori dei parametri, vengono fornite informazioni su da dove dovrebbero essere presi questi valori, e vengono indicati non solo i numeri dei documenti, ma anche, spesso, i numeri delle tabelle e anche colonne.

Date le dimensioni e i materiali degli strati di parete, ne verificheremo la conformità alle norme igienico-sanitarie e di risparmio energetico e calcoleremo anche le temperature calcolate ai bordi degli strati.

Dati iniziali:

1…7. Concentrandoti sui collegamenti nelle note alle celle D4-D10, compila la prima parte della tabella con i dati iniziali per la tua regione di costruzione.

8…15. Nella seconda parte dei dati iniziali nelle celle D12-D19 inseriamo i parametri dei livelli muro esterno sono gli spessori e i coefficienti di conducibilità termica.

Puoi richiedere ai venditori i valori dei coefficienti di conducibilità termica dei materiali, trovare i link nelle note alle celle D13, D15, D17, D19, o semplicemente cercare nel Web.

In questo esempio:

il primo strato è costituito da fogli di rivestimento in gesso (intonaco a secco) con una densità di 1050 kg / m 3;

il secondo strato è in muratura di mattoni ordinari di argilla solida (1800 kg / m 3) su una malta di scorie di cemento;

il terzo strato è costituito da lastre di lana minerale in fibra di pietra (25-50 kg/m3);

il quarto strato è intonaco cementizio polimerico con rete in fibra di vetro.

Risultati:

Effettueremo il calcolo termotecnico della parete partendo dal presupposto che i materiali utilizzati nella costruzione mantengano l'uniformità termotecnologica nella direzione di propagazione flusso di calore.

Il calcolo viene effettuato secondo le formule seguenti:

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

17. R0ehmtr=0,00035* GPVL+1,4

La formula è applicabile per il calcolo termico delle pareti edifici residenziali, bambini e istituzioni mediche. Per gli edifici ad altri scopi, i coefficienti "0,00035" e "1,4" nella formula dovrebbero essere scelti in modo diverso secondo la tabella 3 della SP 50.13330.2012.

18. R0str=( t tempo- t nr)/( Δ tin* α in )

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

Devono essere soddisfatte le seguenti condizioni: R 0 > R0str e R 0 > R0etr .

Se la prima condizione non è soddisfatta, la cella D24 verrà automaticamente riempita di rosso, segnalando all'utente che la struttura muraria selezionata non può essere utilizzata. Se solo la seconda condizione non è soddisfatta, la cella D24 sarà colorata rosa. Quando la resistenza allo scambio termico calcolata è maggiore dei valori standard, la cella D24 si colora di giallo chiaro.

20.t 1 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *1/α in

21.t 2 = tvr — (tvr — tnr )/ R 0 *(1/α in +δ 1 /λ1)

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

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

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

Il calcolo termotecnico della parete in Excel è completato.

Nota importante.

L'aria intorno a noi contiene acqua. Maggiore è la temperatura dell'aria, il grande quantitàè in grado di trattenere l'umidità.

A 0˚С e 100% di umidità relativa, l'umida aria di novembre alle nostre latitudini ne contiene una metro cubo meno di 5 grammi di acqua. Allo stesso tempo, l'aria calda nel deserto del Sahara a +40˚С e solo il 30% di umidità relativa, sorprendentemente, trattiene 3 volte più acqua all'interno - più di 15 g/m3.

Raffreddandosi e diventando più fredda, l'aria non può trattenere la quantità di umidità al suo interno che potrebbe in uno stato più riscaldato. Di conseguenza, l'aria getta gocce di umidità sulle fresche superfici interne delle pareti. Per evitare che ciò accada all'interno, durante la progettazione della sezione del muro, è necessario assicurarsi che la rugiada non cada sulle superfici interne delle pareti.

Poiché l'umidità relativa media dell'aria nei locali residenziali è 50 ... 60%, il punto di rugiada a una temperatura dell'aria di + 22˚С è + 11 ... 14˚С. Nel nostro esempio, la temperatura superficie interna pareti +20,4˚С assicura l'impossibilità della formazione di rugiada.

Ma la rugiada può, con sufficiente igroscopicità dei materiali, formarsi all'interno degli strati del muro e, soprattutto, ai bordi degli strati! Congelando, l'acqua si espande e distrugge i materiali delle pareti.

Nell'esempio sopra, il punto con una temperatura di 0˚С si trova all'interno dello strato isolante ed è abbastanza vicino alla superficie esterna del muro. A questo punto nel diagramma all'inizio dell'articolo segnato giallo, la temperatura cambia il suo valore da positivo a negativo. Si scopre che la muratura non sarà mai nella sua vita sotto l'influenza di temperature negative. Ciò contribuirà a garantire la durabilità delle pareti dell'edificio.

Se scambiamo il secondo e il terzo strato nell'esempio, isoliamo il muro dall'interno, otterremo non uno, ma due bordi di strato nell'area delle temperature negative e della muratura semicongelata. Convincetevi di questo eseguendo un calcolo termico della parete. Le conclusioni suggerite sono ovvie.

Nel rispetto dell'opera dell'autore Chiedi Scarica file di calcolodopo la sottoscrizione agli annunci di articoli nella finestra che si trova in cima alla pagina o nella finestra a fine articolo!

È necessario determinare lo spessore dell'isolamento in un muro esterno in mattoni a tre strati in un edificio residenziale situato a Omsk. Struttura della parete: strato interno - muratura di normali mattoni di argilla con uno spessore di 250 mm e una densità di 1800 kg / m 3, strato esterno- muratura da mattone faccia a vista spessore 120 mm e densità 1800 kg/m 3 ; situato tra lo strato esterno e quello interno isolamento efficace da polistirene espanso con una densità di 40 kg / m 3; gli strati esterno ed interno sono interconnessi da fascette flessibili in fibra di vetro con un diametro di 8 mm, poste ad un passo di 0,6 m.

1. Dati iniziali

Lo scopo dell'edificio è un edificio residenziale

Area di costruzione - Omsk

Temperatura dell'aria interna stimata t int= più 20 0°C

Temperatura esterna stimata testo= meno 37 0°C

Umidità dell'aria interna stimata - 55%

2. Determinazione della resistenza normalizzata al trasferimento di calore

Si determina secondo la tabella 4 a seconda dei gradi-giorno del periodo di riscaldamento. Gradi-giorni del periodo di riscaldamento, G d , °С×giorno, determinato dalla formula 1, in base alla temperatura esterna media e alla durata del periodo di riscaldamento.

Secondo SNiP 23-01-99 * determiniamo che a Omsk la temperatura esterna media del periodo di riscaldamento è pari a: t ht \u003d -8,4 0 С, durata del periodo di riscaldamento z ht = 221 giorni Il valore in gradi giorno del periodo di riscaldamento è:

D d = (t int - tht) z ht \u003d (20 + 8,4) × 221 \u003d 6276 0 C giorno.

Secondo Tabella. 4. resistenza normalizzata al trasferimento di calore reg pareti esterne per edifici residenziali corrispondenti al valore D d = 6276 0 С giornoè uguale a Rreg \u003d a D d + b \u003d 0,00035 × 6276 + 1,4 \u003d 3,60 m 2 0 C / W.

3. Scelta soluzione costruttiva muro esterno

La soluzione costruttiva del muro esterno è stata proposta nel compito ed è una recinzione a tre strati con uno strato interno di muratura Spessore 250 mm, con uno strato esterno in muratura di spessore 120 mm, tra lo strato esterno e quello interno è presente un isolamento in polistirene espanso. Gli strati esterno ed interno sono interconnessi da fascette flessibili in fibra di vetro con un diametro di 8 mm, posizionate con incrementi di 0,6 m.

4. Determinazione dello spessore dell'isolamento

Lo spessore dell'isolamento è determinato dalla formula 7:

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

dove reg. – resistenza normalizzata al trasferimento di calore, m 2 0 C/O; r- coefficiente di uniformità termotecnica; un intè il coefficiente di scambio termico della superficie interna, W / (m 2 × ° C); un estè il coefficiente di scambio termico della superficie esterna, W / (m 2 × ° C); dk- lo spessore della muratura, m; lk- il coefficiente calcolato di conducibilità termica della muratura, L/(m×°С); io- il coefficiente calcolato di conducibilità termica dell'isolamento, L/(m×°С).

La resistenza normalizzata al trasferimento di calore è determinata: R reg \u003d 3,60 m 2 0 C / O.

Il coefficiente di uniformità termica per una parete in mattoni a tre strati con tiranti flessibili in fibra di vetro è di circa r=0,995, e potrebbe non essere preso in considerazione nei calcoli (a titolo informativo: se vengono utilizzate connessioni flessibili in acciaio, il coefficiente di uniformità dell'ingegneria termica può raggiungere 0,6-0,7).

Il coefficiente di scambio termico della superficie interna è determinato dalla tabella. 7 un int \u003d 8,7 W / (m 2 × ° C).

Il coefficiente di scambio termico della superficie esterna è preso secondo la tabella 8 a e xt \u003d 23 W / (m 2 × ° C).

Lo spessore totale della muratura è di 370 mm o 0,37 m.

I coefficienti di progetto di conducibilità termica dei materiali utilizzati sono determinati in funzione delle condizioni operative (A o B). Le condizioni operative sono determinate nella seguente sequenza:

Secondo la tabella 1 determinare il regime di umidità dei locali: poiché la temperatura stimata dell'aria interna è +20 0 С, l'umidità calcolata è del 55%, il regime di umidità dei locali è normale;

Secondo l'Appendice B (mappa della Federazione Russa), determiniamo che la città di Omsk si trova in una zona arida;

Secondo la tabella 2 , a seconda della zona di umidità e del regime di umidità dei locali, determiniamo che le condizioni operative delle strutture di chiusura sono MA.

App. D determinare i coefficienti di conducibilità termica per le condizioni operative A: per polistirene espanso GOST 15588-86 con una densità di 40 kg / m 3 l ut \u003d 0,041 W / (m × ° С); per muratura da normali mattoni di argilla su una malta di cemento e sabbia con una densità di 1800 kg / m 3 l kk \u003d 0,7 W / (m × ° С).

Sostituisci tutto determinati valori nella formula 7 e calcolare lo spessore minimo dell'isolante in polistirene espanso:

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

Arrotondiamo il valore risultante in lato grande con una precisione di 0,01 m: du = 0,12 m. Eseguiamo un calcolo di verifica secondo la formula 5:

R 0 \u003d (1 / a io + 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 / O

5. Limitazione della temperatura e della condensazione dell'umidità sulla superficie interna dell'involucro edilizio

Δt o, °С, tra la temperatura dell'aria interna e la temperatura della superficie interna della struttura di chiusura non deve superare i valori normalizzati Δtn, °С, stabilito nella tabella 5, e definito come segue

Δt o = n(t int – testo)/(R 0 a int) \u003d 1 (20 + 37) / (3,61 x 8,7) \u003d 1,8 0 C cioè minore di Δt n , = 4,0 0 C, determinato dalla tabella 5.

Conclusione: t spessore dell'isolante in polistirene espanso a tre strati muro di mattoniè 120 mm. Allo stesso tempo, la resistenza al trasferimento di calore della parete esterna R 0 \u003d 3,61 m 2 0 C / O, che è maggiore della resistenza normalizzata al trasferimento di calore reg. \u003d 3,60 m 2 0 C / O sul 0,01 m 2 0 C/O. Differenza di temperatura stimata Δt o, °С, tra la temperatura dell'aria interna e la temperatura della superficie interna della struttura di chiusura non supera il valore standard Δtn,.

Esempio di calcolo termotecnico di strutture avvolgenti traslucide

Le strutture di chiusura traslucide (finestre) sono selezionate secondo il metodo seguente.

Resistenza nominale al trasferimento di calore reg determinato secondo la tabella 4 di SNiP 23-02-2003 (colonna 6) in funzione dei gradi-giorno del periodo di riscaldamento D d. Tuttavia, il tipo di edificio e D d sono presi come nell'esempio precedente del calcolo termotecnico di strutture murarie opache. Nel nostro caso D d = 6276 0 Da giorni, poi per la finestra di un condominio Rreg \u003d a D d + b \u003d 0,00005 × 6276 + 0,3 \u003d 0,61 m 2 0 C / W.

La scelta delle strutture traslucide viene effettuata in funzione del valore della ridotta resistenza al trasferimento di calore R o R, ottenuti a seguito di prove di certificazione o secondo l'Appendice L del Codice delle Regole. Se la ridotta resistenza al trasferimento di calore della struttura traslucida selezionata R o R, più o uguale reg, allora questo progetto soddisfa i requisiti delle norme.

Conclusione: per un edificio residenziale nella città di Omsk, accettiamo finestre con rilegatura in PVC con finestre con doppi vetri in vetro con rivestimento duro selettivo e riempimento dello spazio tra i vetri con argon R su r \u003d 0,65 m 2 0 C / O di più R reg \u003d 0,61 m 2 0 C / O.

LETTERATURA

1. SNiP 23-02-2003. Protezione termica degli edifici.
2. SP 23-101-2004. Design di protezione termica.
3. SNiP 23-01-99*. Climatologia edilizia.
4. SNiP 31-01-2003. Palazzi residenziali plurifamiliari.
5. SNiP 2.08.02-89 *. Edifici e strutture pubbliche.

Il calore in casa dipende direttamente da molti fattori, incluso lo spessore dell'isolamento. Più è spesso, meglio la tua casa sarà protetta dal freddo e dal gelo e meno pagherai per il riscaldamento.

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- Caratteristiche climatiche della regione in cui si trova la casa.
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Quando si determina la necessità di un isolamento aggiuntivo di una casa, è importante conoscere in particolare la perdita di calore delle sue strutture. Un calcolatore di conducibilità termica da parete online ti aiuterà a fare calcoli in modo rapido e preciso.

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Conduttività termica dato elemento edifici - la proprietà di un edificio di condurre il calore attraverso un'unità della sua area con una differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno della stanza di 1 gradi. INSIEME A.

Il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione effettuato dal servizio di cui sopra è necessario per le seguenti finalità:

• per la selezione apparecchiature di riscaldamento e il tipo di impianto che permette non solo di compensare le dispersioni di calore, ma anche di creare una temperatura confortevole all'interno degli alloggi;
• determinare la necessità di un ulteriore isolamento dell'edificio;
• quando si progetta e si costruisce un nuovo edificio, selezionare un materiale per pareti che fornisca la minor dispersione di calore in determinate condizioni climatiche;
• creare indoor temperatura confortevole non solo durante il periodo di riscaldamento, ma anche in estate quando fa caldo.

Attenzione! Performance indipendente calcoli termotecnici strutture murarie, utilizzare i metodi e i dati descritti in tali documenti normativi, come SNiP II 03 79 "Ingegneria termica delle costruzioni" e SNiP 23-02-2003 "Protezione termica degli edifici".

Da cosa dipende la conducibilità termica?

Il trasferimento di calore dipende da fattori quali:

• Il materiale con cui è costruito l'edificio vari materiali differiscono nella loro capacità di condurre il calore. Sì, concreto diversi tipi i mattoni contribuiscono a una grande perdita di calore. Al contrario, tronchi zincati, travi, blocchi di schiuma e gas, con uno spessore inferiore, hanno una conduttività termica inferiore, che garantisce la conservazione del calore all'interno della stanza e costi molto inferiori per l'isolamento e il riscaldamento dell'edificio.
• Spessore della parete - di dato valore più, minore è il trasferimento di calore attraverso il suo spessore.
• Umidità del materiale: maggiore è il contenuto di umidità della materia prima da cui è eretta la struttura, più conduce il calore e più velocemente crolla.
• La presenza di pori d'aria nel materiale: i pori pieni d'aria prevengono la perdita di calore accelerata. Se questi pori sono pieni di umidità, la perdita di calore aumenta.
• La presenza di un isolamento aggiuntivo - rivestito con uno strato di isolamento esterno o interno al muro in termini di dispersione termica, ha valori molte volte inferiori rispetto a quelli non isolati.

Nelle costruzioni, insieme alla conducibilità termica delle pareti, si è diffusa una caratteristica come la resistenza termica (R). Viene calcolato tenendo conto dei seguenti indicatori:

• coefficiente di conducibilità termica del materiale della parete (λ) (W/m×0С);
• spessore di costruzione (h), (m);
• la presenza di un riscaldatore;
• contenuto di umidità del materiale (%).

Più basso è il valore della resistenza termica, più la parete è soggetta a dispersioni termiche.

Il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione secondo questa caratteristica viene eseguito secondo la seguente formula:

R=h/λ; (m2×0С/W)

Esempio di calcolo della resistenza termica:

Dati iniziali:

• la parete portante è in legno di pino secco di 30 cm (0,3 m) di spessore;
• il coefficiente di conducibilità termica è 0,09 W/m×0С;
• calcolo del risultato.

Pertanto, la resistenza termica di un tale muro sarà:

R=0,3/0,09=3,3 m2×0С/W

I valori ottenuti a seguito del calcolo vengono confrontati con quelli normativi secondo SNiP II 03 79. Allo stesso tempo, viene preso in considerazione un indicatore come il grado-giorno del periodo durante il quale continua la stagione di riscaldamento account.

Se il valore ottenuto è uguale o maggiore del valore standard, il materiale e lo spessore delle strutture murarie vengono selezionati correttamente. In caso contrario, l'edificio dovrebbe essere isolato per raggiungere valore normativo.

In presenza di un riscaldatore, la sua resistenza termica viene calcolata separatamente e riassunta con lo stesso valore del materiale della parete principale. Inoltre, se il materiale della struttura del muro ha alta umidità, applicare il coefficiente di conducibilità termica appropriato.

Per un calcolo più accurato della resistenza termica di questo progetto, al risultato ottenuto vengono aggiunti valori simili di finestre e porte che si affacciano sulla strada.

Valori validi

Quando si esegue un calcolo termotecnico del muro esterno, viene presa in considerazione anche la regione in cui si troverà la casa:

• Per regioni meridionali insieme a inverni caldi e piccole differenze di temperatura, è possibile costruire pareti di piccolo spessore con materiali con un grado medio di conducibilità termica - ceramica e argilla cotta in singolo e doppio e ad alta densità. Lo spessore delle pareti per tali regioni non può superare i 20 cm.
• Allo stesso tempo per regioni settentrionaliè più conveniente ed economico costruire strutture murarie di contenimento di medio e grande spessore con materiali ad alta resistenza termica: tronchi, gas e calcestruzzo espanso di media densità. Per tali condizioni vengono erette strutture murarie fino a 50-60 cm di spessore.
• Per le regioni a clima temperato e alternato regime di temperatura in inverno sono adatti con alta e media resistenza termica - gas e calcestruzzo espanso, legno, diametro medio. In tali condizioni, lo spessore delle strutture che racchiudono le pareti, tenendo conto dei riscaldatori, non supera i 40-45 cm.

Importante! La resistenza termica delle strutture murarie viene calcolata in modo più accurato dal calcolatore della perdita di calore, che tiene conto della regione in cui si trova la casa.

Trasferimento di calore di vari materiali

Uno dei principali fattori che influenzano la conducibilità termica del muro è il materiale da costruzione con cui è costruito. Questa dipendenza è spiegata dalla sua struttura. Quindi, i materiali a bassa densità hanno la conduttività termica più bassa, in cui le particelle sono disposte abbastanza liberamente e c'è un gran numero di pori e vuoti pieni d'aria. Questi includono vari tipi di legno, calcestruzzo poroso leggero: schiuma, gas, calcestruzzo di scorie e mattoni cavi di silicato.

I materiali con elevata conduttività termica e bassa resistenza termica includono vari tipi di calcestruzzo pesante, monolitico mattone di silicato. Questa caratteristica è spiegata dal fatto che le particelle in esse contenute si trovano molto vicine l'una all'altra, senza vuoti e pori. Ciò contribuisce a un trasferimento di calore più rapido nello spessore della parete e a una grande perdita di calore.

Tavolo. Coefficienti di conducibilità termica materiali da costruzione(SNiP II 03 79)

Calcolo di una struttura sandwich

Il calcolo termotecnico della parete esterna, costituita da più strati, si effettua come segue:

• secondo la formula sopra descritta si calcola il valore della resistenza termica di ciascuno degli strati del "wall cake";
• i valori di questa caratteristica di tutti gli strati vengono sommati, ottenendo la totale resistenza termica della struttura multistrato muraria.

Sulla base di questa tecnica è possibile calcolare lo spessore. Per fare ciò, è necessario moltiplicare la resistenza termica mancante alla norma per il coefficiente di conducibilità termica dell'isolamento - di conseguenza, si otterrà lo spessore dello strato isolante.

Con l'ausilio del programma TeReMOK, il calcolo termotecnico viene eseguito in automatico. Affinché il calcolatore della conducibilità termica della parete esegua i calcoli, è necessario inserire i seguenti dati iniziali:

• tipologia di edificio - residenziale, industriale;
• materiale della parete;
• spessore di costruzione;
• regione;
• temperatura e umidità richieste all'interno dell'edificio;
• presenza, tipo e spessore dell'isolamento.

Video utile: come calcolare autonomamente la perdita di calore in casa

Pertanto, il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione è molto importante sia per una casa in costruzione che per un edificio già costruito da molto tempo. Nel primo caso, il corretto calcolo del calore farà risparmiare sul riscaldamento, nel secondo caso aiuterà a scegliere l'isolamento ottimale per spessore e composizione.

Il calcolo dell'ingegneria termica consente di determinare lo spessore minimo degli involucri dell'edificio in modo che non si verifichino casi di surriscaldamento o congelamento durante il funzionamento dell'edificio.

Gli elementi strutturali che racchiudono gli edifici pubblici e residenziali riscaldati, ad eccezione dei requisiti di stabilità e resistenza, durabilità e resistenza al fuoco, economia e progettazione architettonica, devono soddisfare principalmente gli standard di ingegneria termica. Gli elementi di chiusura sono selezionati in base alla soluzione progettuale, alle caratteristiche climatologiche dell'area edificabile, Proprietà fisiche, condizioni di umidità e temperatura nell'edificio, nonché in conformità con i requisiti di resistenza al trasferimento di calore, permeabilità all'aria e permeabilità al vapore.

Qual è il significato del calcolo?

1. Se, quando si calcola il costo di un edificio futuro, solo caratteristiche di forza, quindi, ovviamente, il costo sarà inferiore. Tuttavia, questo è un risparmio visibile: in seguito, molto più denaro sarà speso per riscaldare la stanza.
2. I materiali opportunamente selezionati creeranno un microclima ottimale nella stanza.
3. Quando si progetta un impianto di riscaldamento, è necessario anche un calcolo termotecnico. Affinché il sistema sia conveniente ed efficiente, è necessario avere una comprensione di reali opportunità costruzione.

Requisiti termici

È importante che le strutture esterne rispettino i seguenti requisiti termici:

• Avevano sufficienti proprietà di schermatura termica. In altre parole, è impossibile consentire il surriscaldamento dei locali in estate e le eccessive dispersioni di calore in inverno.
• La differenza di temperatura dell'aria tra gli elementi interni delle recinzioni e i locali non deve essere superiore al valore standard. In caso contrario, potrebbe verificarsi un raffreddamento eccessivo del corpo umano per irraggiamento di calore su queste superfici e condensazione dell'umidità del flusso d'aria interno sulle strutture che lo circondano.
• In caso di variazione del flusso di calore, le fluttuazioni di temperatura all'interno della stanza dovrebbero essere minime. Questa proprietà è chiamata resistenza al calore.
• È importante che la tenuta all'aria delle recinzioni non provochi un forte raffreddamento dei locali e non peggiori le proprietà di schermatura termica delle strutture.
• Le recinzioni devono avere un normale regime di umidità. Poiché il ristagno delle recinzioni aumenta la perdita di calore, provoca umidità nella stanza e riduce la durata delle strutture.

Affinché le strutture soddisfino i requisiti di cui sopra, eseguono un calcolo termico e calcolano anche la resistenza al calore, la permeabilità al vapore, la permeabilità all'aria e il trasferimento di umidità secondo i requisiti della documentazione normativa.

Qualità termotecniche

Dalle caratteristiche termiche degli elementi strutturali esterni degli edifici dipende:

• Regime di umidità degli elementi strutturali.
• Temperatura strutture interne che assicura che non ci sia condensa su di loro.
• Umidità e temperatura costanti nei locali, sia nella stagione fredda che nella stagione calda.
• La quantità di calore disperso da un edificio periodo invernale tempo.

Quindi, sulla base di tutto quanto sopra, il calcolo termotecnico delle strutture è considerato una fase importante nel processo di progettazione di edifici e strutture, sia civili che industriali. La progettazione inizia con la scelta delle strutture: il loro spessore e la sequenza degli strati.

Compiti di calcolo termotecnico

Pertanto, il calcolo termotecnico degli elementi strutturali di contenimento viene effettuato con l'obiettivo di:

1. Conformità delle strutture ai moderni requisiti per la protezione termica di edifici e strutture.
2. Garanzia durante aree interne microclima confortevole.
3. Garantire una protezione termica ottimale delle recinzioni.

Parametri di base per il calcolo

Per determinare il consumo di calore per il riscaldamento, oltre che per effettuare un calcolo termotecnico dell'edificio, è necessario tenere conto di molti parametri che dipendono dalle seguenti caratteristiche:

• Scopo e tipo di edificio.
• Posizione geografica dell'edificio.
• L'orientamento delle pareti rispetto ai punti cardinali.
• Dimensioni delle strutture (volume, area, numero di piani).
• Tipo e dimensione di finestre e porte.
• Caratteristiche dell'impianto di riscaldamento.
• Il numero di persone nell'edificio contemporaneamente.
• Il materiale delle pareti, pavimento e soffitto dell'ultimo piano.
• La presenza di un sistema di acqua calda.
• Tipologia di sistemi di ventilazione.
• Altro caratteristiche del progetto edifici.

Calcolo dell'ingegneria termica: programma

Ad oggi sono stati sviluppati molti programmi che consentono di effettuare questo calcolo. Di norma, il calcolo viene effettuato sulla base della metodologia indicata nella documentazione normativa e tecnica.

Questi programmi consentono di calcolare quanto segue:

• Resistenza termica.
• Dispersione di calore attraverso le strutture (soffitto, pavimento, aperture di porte e finestre e pareti).
• La quantità di calore necessaria per riscaldare l'aria di infiltrazione.
• Selezione di radiatori componibili (bimetallici, ghisa, alluminio).
• Selezione di radiatori in lamiera d'acciaio.

Calcolo termotecnico: esempio di calcolo per pareti esterne

Per il calcolo è necessario determinare i seguenti parametri principali:

• t in \u003d 20 °C è la temperatura del flusso d'aria all'interno dell'edificio, che viene presa per calcolare le recinzioni in base ai valori minimi temperatura ottimale edificio e struttura rilevanti. È accettato secondo GOST 30494-96.

• Secondo i requisiti di GOST 30494-96, l'umidità nella stanza dovrebbe essere del 60%, di conseguenza nella stanza verrà fornito un normale regime di umidità.
• In conformità con l'Appendice B di SNiPa 23-02-2003, la zona umida è secca, il che significa che le condizioni operative delle recinzioni sono A.
• t n \u003d -34 ° C è la temperatura del flusso d'aria esterna nel periodo invernale, che viene presa secondo SNiP in base al periodo di cinque giorni più freddo, che ha una sicurezza di 0,92.
• Z ot.per = 220 giorni - questa è la durata del periodo di riscaldamento, che viene presa secondo SNiP, mentre la temperatura media giornaliera ambiente≤ 8°C.
• T da.per. = -5,9 °C è la temperatura ambiente (media) durante il periodo di riscaldamento, accettata secondo SNiP, a una temperatura ambiente giornaliera ≤ 8 °C.

Dati iniziali

In questo caso verrà effettuato il calcolo termotecnico della parete al fine di determinare lo spessore ottimale dei pannelli e il materiale termoisolante per essi. I pannelli sandwich saranno utilizzati come pareti esterne (TU 5284-001-48263176-2003).

Condizioni confortevoli

Considera come viene eseguito il calcolo dell'ingegneria termica del muro esterno. Per prima cosa devi calcolare la resistenza al trasferimento di calore richiesta, concentrandoti su condizioni confortevoli e sanitarie:

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

n = 1 è un fattore che dipende dalla posizione degli elementi strutturali esterni rispetto all'aria esterna. Dovrebbe essere preso secondo SNiP 23-02-2003 dalla Tabella 6.

Δt n \u003d 4,5 ° C è la differenza di temperatura normalizzata tra la superficie interna della struttura e l'aria interna. Accettato secondo i dati SNiP della tabella 5.

α in \u003d 8,7 W / m 2 ° C è il trasferimento di calore delle strutture di chiusura interne. I dati sono presi dalla tabella 5, secondo SNiP.

Sostituiamo i dati nella formula e otteniamo:

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

Condizioni di risparmio energetico

Quando si esegue un calcolo termotecnico della parete, in base alle condizioni di risparmio energetico, è necessario calcolare la resistenza al trasferimento di calore richiesta delle strutture. È determinato dal GSOP (grado giorno di riscaldamento, °C) utilizzando la seguente formula:

GSOP = (t in - t da.per.) × Z da.per, dove

t in è la temperatura del flusso d'aria all'interno dell'edificio, °C.

Z da.per. et da.per. è la durata (giorni) e la temperatura (°C) del periodo che ha temperatura media giornaliera aria ≤ 8 °C.

Così:

GSOP = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Sulla base delle condizioni di risparmio energetico, determiniamo R 0 tr per interpolazione secondo SNiP dalla tabella 4:

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

R 0 = 1/ α in + R 1 + 1/ α n, dove

d è lo spessore dell'isolamento termico, m.

l = 0,042 W/m°C è la conducibilità termica del pannello in lana minerale.

α n \u003d 23 W / m 2 ° C è il trasferimento di calore di elementi strutturali esterni, preso secondo SNiP.

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

Spessore isolante

Spessore materiale termoisolanteè determinato in base al fatto che R 0 \u003d R 0 tr, mentre R 0 tr è preso nelle condizioni di risparmio energetico, quindi:

2,909 = 0,158 + d/0,042, da cui d = 0,116 m.

Selezioniamo a catalogo la marca di pannelli sandwich con lo spessore ottimale del materiale termoisolante: DP 120, mentre lo spessore totale del pannello dovrebbe essere 120 mm. Il calcolo termotecnico dell'edificio nel suo insieme viene eseguito in modo simile.

La necessità di eseguire il calcolo

Progettati sulla base di un calcolo termotecnico eseguito con competenza, gli involucri edilizi possono ridurre i costi di riscaldamento, il cui costo è in costante aumento. Inoltre, la conservazione del calore è considerata un importante compito ambientale, perché è direttamente correlata a una diminuzione del consumo di carburante, che porta a una diminuzione dell'impatto dei fattori negativi sull'ambiente.

Inoltre, vale la pena ricordare che l'isolamento termico eseguito in modo improprio può portare al ristagno delle strutture, che comporterà la formazione di muffe sulla superficie delle pareti. La formazione di muffe, a sua volta, porterà al deterioramento decorazione d'interni(sbucciatura di carta da parati e vernice, distruzione dello strato di intonaco). In casi particolarmente avanzati può essere necessario un intervento radicale.

Spesso imprese edili tendono ad utilizzare nelle loro attività moderne tecnologie e materiali. Solo uno specialista può capire la necessità di utilizzare questo o quel materiale, sia separatamente che in combinazione con altri. È il calcolo dell'ingegneria del calore che aiuterà a determinare le soluzioni più ottimali che garantiranno la durata degli elementi strutturali e costi finanziari minimi.