расчет стен тепловой камеры

Расчет теплопритока в камеру в результате теплопередачи через ее стенки

λ_нар — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, Вт/м 2 *К. Его величина также зависит от скорости движения воздуха вблизи стены снаружи холодильной камеры. Данные для выбора коэффициента теплоотдачи от поверхности стен к окружающему воздуху приведены в таблице 2.1.

При расчете теплопритока через стенки холодильных камер, которые могут быть подвержены сильному солнечному нагреву, к разности температур Δt добавляют дополнительную величину Δt’, значения которой в зависимости от ориентации стенок камеры по сторонам света и их наружного покрытия приведены в таблице 2.4. В результате получаем:

Q_ст = К * S * (Δt — Δt’), Вт

Пример расчета

Вертикальные стены состоят из железобетонных панелей толщиной 480 мм. Изнутри к стенам прикреплены многослойные теплоизоляционные панели, сердцевина которых выполнена из пенополиуретана толщиной 100 мм. Панели собираются таким образом, чтобы предотвратить образование тепловых мостов, и соединяются между собой при помощи специальной фурнитуры. Конструкция теплоизоляции дверей считается такой же, как у вертикальных стен. Потолок камеры собран из железобетонных плит толщиной 200 мм и теплоизолирован такими же теплоизоляционными панелями, как и вертикальные стены. Снаружи потолок гидроизолирован двумя слоями рубероида и слоем битума толщиной 7 мм. Пол камеры выполнен на грунте и состоит из двух армированных бетонных стяжек общей толщиной 200 мм и заложенных между ними пенопластовых плит толщиной 100 мм. Пол имеет устройство электроподогрева, обеспечивающее температуру грунта под нижней стяжкой +2°С.

Требуется определить теплоприток в камеру через стены пол и потолок.

Решение: Вначале определим коэффициент теплопередачи через стены и потолок.

При этом следует иметь в виду, что внутри камеры в результате работы вентиляторов воздухоохладителей скорость движения воздуха вблизи стен находится в диапазоне 3…4 м/с, следовательно, можно принять α_вн — 22,7 Вт/м 2 *К. Что касается наружных поверхностей стен, то они выходят в помещения с практически неподвижным воздухом, поэтому α_{нар.стен} — 9,37 Вт/м 2 *К. С другой стороны, наружная поверхность потолка может обдуваться ветром. Скорость ветра зависит от его силы и, как правило, может меняться от штиля (0 м/с) до сильного (10.8…13,8 м/с). Примем среднее значение, то есть скорость умеренного ветра (5,5…7,9 м/с). Тогда для внешней поверхности потолка Q_{нар.пот} — 34,1 Вт/м 2 *К. В результате получим:

слои рубероида при расчете коэффициента теплопередачи не учитываются ввиду того, что их термосопротивление практически равно 0.

значение 1/α_нар = 0 так как пол камеры выполнен непосредственно на грунте и конвективный теплообмен между полом и воздухом с наружной стороны отсутствует.

Для наружной стены А:

Q_ст.А = К * S Δt = 0,226 * (12 * 6) * (25 — (-18)) = 699,7 Вт;

Для внутренней стены Б:

Q_ст.Б = К * S Δt = 0,226 * (15 * 6) * (-5 — (-18)) = 264,4 Вт;

Для внутренней стены В:

Q_ст.В = К * S Δt = 0,226 * (12 * 6) * (-18 — (-18)) = 0 Вт;

Для внутренней стены Г:

Q_ст.Г = К * S Δt = 0,226 * (15 * 6) * (-5 — (-18)) = 264,4 Вт;

Q_пот = К * S * (Δt — Δt’)= 0,238 * (12 * 15) * (25 — (-18) + 9,54)= 2249 Вт;

где Δt’ взято для умеренно отражающей горизонтальной крыши на географической широте 56°.

Считая, что температура под бетонной плитой пола поддерживается устройством подогрева на уровне +2°С, тепловой поток через пол можем определить как:

Q_пола = К * S * Δt = 0,376 * (12 * 15) * (2 — (-18)) = 1353 Вт.

Отсюда полная тепловая нагрузка на камеру хранения замороженного мяса, обусловленная тепловыми потоками через ее стены, пол и потолок:

Источник

Теплотехнический расчет стены.

Мы уже ознакомились в статье «Материал стен. Как выбрать.» с различными материалами для возведения стен, в данной статье мы поговорим о теплотехническом расчете для определения параметров стены.

Необходимые для расчета нормативные документы:

Исходные данные для расчета:

Основных слоев в многослойной стене минимум три:

Рассмотрим для нашего примера следующий состав стены:

Теплотехнический расчет.

Выполняем расчет:

получили сопротивление теплопередачи из санитарных норм Rreq = 1.437 м2*℃/Вт;

Во вторую очередь, определяем сопротивление теплопередачи из условий энергосбережения.

Определяем градусо-сутки отопительного периода, для этого воспользуемся формулой, согласно пункта 5.3 в СНиП 23-02-2003″Тепловая защита зданий»:

Далее, согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в зависимости от градусо-суток района строительства, рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле:

Rreq= a*Dd + b = 0,00035 × 5136 + 1,4 = 3,1976м2×°С/Вт,

Для дальнейшего расчета стены, мы принимаем наибольшее значение из двух рассчитанных нами показателей Rreq (1,437 и 3,198), и обозначим его как Rтреб = 3,198 м2*℃/Вт;

Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя нашей многослойной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

Рассчитываем термическое сопротивление для каждого слоя
1 слой (газобетонные блоки): R1 = 0,4/0,29 = 0,116 м2×°С/Вт.
3 слой (облицовочный силикатный кирпич): R3 = 0,12/0,87 = 0,104 м2×°С/Вт.
4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

Толщина утеплителя равна:

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм:

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R0 = 3,343м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,198м2×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Вот мы и выполнили теплотехнический расчет стены и нам известны толщины всех слоёв, входящих в её состав. Для того, чтобы долго не разбираться с нормативной документацией и самому считать на калькуляторе все эти сложные формулы, можно воспользоваться калькулятором «Теплотехнический расчет стены», где Вам достаточно просто выбрать исходные данные, а сам расчет произведется автоматически.

Источник

Теплотехнический расчет с примером

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

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

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

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

Необходимые нормативные документы

Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

Рассчитываемые параметры

В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года t_int= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна z_ht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

2. Конструкция стены

Стена состоит из следующих слоев:

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем R_req из условия энергосбережения и обозначаем его теперь R_тр0= 3,214м 2 × °С/Вт _.

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

1 слой (декоративный кирпич): R₁ = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт _.

3 слой (силикатный кирпич): R₃ = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт _.

4 слой (штукатурка): R₄ = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт _.

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R₀ = 3,503м 2 × °С/Вт > R_тр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Влияние воздушной прослойки

В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_ext = 10,8 Вт/(м°С).

Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.

Источник

Камеры тепловых сетей

Камеры устраиваются в местах установки оборудования теплопроводов: задвижек, сальниковых компенсаторов, спускных и воздушных кранов, мертвых опор и др.

Строительная часть камер часто выполняется из кирпича, а также из монолитного бетона или железобетона. борный железобетон главным образом применяется для устройства перекрытий.

В строительстве тепловых сетей Москвы нашли применение сборные железобетонные камеры круглого и прямоугольного очертания в плане.

Распространение получили камеры из круглых железобетонных колец с внутренним диаметром 1,5 и 2 м, применяемые на трассах теплопроводов диаметром до 150 мм.

Конструкция круглой камеры составлена из блоков трех типов: кольца без отверстий, кольца с отверстиями для пропуска труб и плиты перекрытия.

Круглая камера из железобетонных колец

1 — плита перекрытия;

2 — блок без отверстий;

3 — блок с отверстиями;

4 — утрамбованный щебень;

5 —проем для пропуска труб;

6 — цементный раствор;

8 — подготовка из бетона М-75

Стены камеры собираются из трех кольцевых блоков, накладываемых друг на друга. Для пропуска труб один из кольцевых блоков имеет проемы. Этот блок устанавливается обычно в верхнем или среднем ряду, что отвечает нормальному заглублению теплопроводов от поверхности земли (0,8—1,5 м).

Нижний кольцевой блок устанавливается на подготовку из бетона М-75 толщиной 150 мм. Под бетонную подготовку укладывается щебеночный слой толщиной 50 мм.

Поверх верхнего кольцевого блока укладывается круглая плита перекрытия, которая имеет ребро и два отверстия для устройства смотровых люков. Горловины обычно выполняются из кирпичной кладки и перекрываются стандартными чугунными люками. Наружные поверхности камеры покрываются горячим битумом за 2 раза.

В строительстве тепловых сетей имела применение конструкция камер из сборных железобетонных звеньев прямоугольной формы.

Сборная железобетонная камера из прямоугольных блоков

1 — стеновой блок без отверстий;

2 — стеновой блок с отверстиями;

4 — блок перекрытия

Типовые конструкции камер разработаны для внутренних габаритов 1,5х1,5; 1,5х2 и 2х2 м.

Прямоугольное очертание камер имеет некоторое преимущество перед круглым в части более удобного обслуживания оборудования теплопроводов, размещенного в камере. Эта конструкция состоит из прямоугольных замкнутых звеньев, накладываемых одно на другое. Прямоугольные звенья, из которых собираются стены камер, изготовляются двух видов: без отверстий и с отверстиями для пропуска труб.

С 1970 года была разработана и осуществлена новая сборная конструкция прямоугольных камер со стенками из вертикальных блоков. Сборные камеры этой конструкции разработаны для пяти размеров в плане (1,5х1,5; 1,5х2; 2х 2; 2х2,5 и 2,5х 2,5 м) и монтируются из стеновых блоков и блоков перекрытия днища и приямка.

Стеновой блок представляет собой плиту Г-образной формы, короткая сторона которой служит его основанием, а длинная составляет стену камеры. Из короткой стороны блока выпущена арматура в виде петель.

Блоки изготовляются двух типов: сплошные и с отверстием прямоугольной формы для пропуска труб.

Угловой стеновой блок в поперечном сечении имеет форму уголка.

Блок днища — прямоугольной формы, по четырем сторонам которой выпущены арматурные петли.

Плита перекрытия имеет прямоугольную форму, в которой устроены отверстия для люков.

Прямоугольные камеры из вертикальных стеновых блоков

а — размером 150×150 см;

б — размером 250×250 см

Монтаж камер из вертикальных блоков осуществляется в следующей последовательности. В открытом котловане делается подготовка из бетона М-75. На подготовку устанавливаются блоки днища и угловые и средние стеновые блоки по слою цементного раствора, что обеспечивает правильное их положение. После пропуска арматуры и перевязки ее с петлевой арматурой блоков зазор между стеновыми блоками и блоком днища заполняется бетоном М-200. Швы между стеновыми блоками заделываются цементным раствором марки М-50 путем заливки его сверху в пазы.

По верху стеновых блоков укладываются балка и плиты перекрытия на цементном растворе. Швы между плитами также заделываются цементным раствором.

Наружные поверхности стен и перекрытия покрываются слоем горячего битума за 2 раза. При расположении камер в условиях высокого уровня грунтовых вод предусматривается устройство оклеечной гидроизоляции из двух слоев гидроизола. В отдельных случаях может быть применена наружная штукатурка водонепроницаемым цементным раствором.

Достоинствами описанной конструкции сборных прямоугольных камер являются простота изготовления блоков и легкость их транспортирования и монтажа.

Основным преимуществом конструкции сборных камер со стенками из вертикальных блоков является однотипность стеновых блоков камер и полупроходных каналов, различающихся только размером по высоте. Это значительно упрощает организацию изготовления всех сборных деталей теплосетей на заводе. Благодаря простой конфигурации блоков их изготовление не вызывает никаких трудностей для любой строительной организации в любое время года. Монтаж камеры не требует тяжелого оборудования и приспособлений для временного крепления блоков при сборке. Замоноличивание стыков блоков в условиях зимнего времени может быть выполнено изнутри камеры.

Большим достоинством конструкции является ее устойчивость, достигаемая замоноличиванием блоков стен с блоками днища.

Применение сборных камер круглого и прямоугольного очертаний дает возможность полностью индустриализировать строительство тепловых сетей. Из сборных блоков описанных выше типов могут быть сооружены камеры больших габаритов. Для сооружения камер больших габаритов наибольшее применение получили бетонные блоки прямоугольной формы. Блоки изготовляются из бетона М-100, имеют размеры по длине 1; 1,5 и 2 м и сечение 0,5X0,6 м. Из этих бетонных блоков выполняются стены камер всех размеров в плане и по высоте. При высоте камер более 2 м в горизонтальные швы между блоками укладываются арматурные сетки. Если размеры камеры в плане требуют вставки блоков размеров меньших, чем 1 м, то промежутки между типовыми блоками заполняются монолитным бетоном.

Камеры больших габаритов для теплопроводов крупных диаметров выполняются из монолитного железобетона.

Институтом Мосинжпроект разработаны унифицированные камеры из сборных железобетонных вибропрокатных панелей для подземных коммуникаций. Камеры могут быть применены для теплофикационных трубопроводов диаметром до 600 мм, а также водопроводов диаметром до 900 мм и газопроводов диаметром до 600 мм.

В этих камерах размещаются арматура и оборудование наиболее характерных узлов тепловых сетей.

Камеры сооружаются из отдельных объемных элементов — кабин, собираемых на заводе из прямоугольных железобетонных плит. Объемные кабины собираются из плит днища, перекрытия, стен и продольных рам. Плиты изготовляются методом непрерывного вибропроката на станах системы инж. Н. Я. Козлова. Объединение плит между собой производится на косынках, привариваемых к закладным деталям.

Устройство кабины допускает без нарушения ее устойчивости снимать плиту перекрытия при производстве монтажных работ или замене оборудования. Путем комбинации нескольких кабин могут быть получены различные виды камер для размещения оборудования теплопроводов. Неподвижные опоры из монолитного железобетона устраиваются между двумя смежными кабинами. Неподвижные щитовые опоры могут располагаться вне пределов камеры, что обычно делается при устройстве камер для ответвлений теплопроводов. На рисунке представлена схема камеры для размещения сальниковых компенсаторов и ответвлений, составленная из двух кабин.

Источник

Теплотехнический расчет здания: специфика и формулы выполнения вычислений + практические примеры

При эксплуатации здания нежелателен как перегрев, так и промерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем вычисление экономичности, прочности, стойкости к огню, долговечности.

Исходя из теплотехнических норм, климатических характеристик, паро – и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для сооружения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.

Цель теплотехнического расчета

От теплотехнических особенностей капитальных ограждений здания зависит многое. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, которые влияют на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и перекрытиях.

Расчет покажет, будут ли поддерживаться стабильные температурные и влажностные характеристики при плюсовой и минусовой температуре. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряющегося ограждающими конструкциями строения в холодный период.

Нельзя начинать проектирование, не имея всех этих данных. Опираясь на них, выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.

Теплотехнический расчет ставит перед собой цели определить:

Основной принцип — соблюдение баланса разности температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений. Если его не соблюдать, тепло будут поглощать эти поверхности, а внутри температура останется очень низкой.

На внутреннюю температуру не должны существенно влиять изменения теплового потока. Эту характеристику называют теплоустойчивостью.

Путем выполнения теплового расчета определяют оптимальные пределы (минимальный и максимальный) габаритов стен, перекрытий по толщине. Это является гарантией эксплуатации здания на протяжении длительного периода как без экстремальных промерзаний конструкций, так и перегревов.

Параметры для выполнения расчетов

Чтобы выполнить теплорасчет, нужны исходные параметры.

Зависят они от ряда характеристик:

Учитываются при расчете и другие конструктивные особенности строения. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать чрезмерному охлаждению внутри дома и снижать теплозащитные характеристики элементов.

Потери тепла вызывает и переувлажнение стен, а кроме того, это влечет за собой сырость, отрицательно влияющую на долговечность здания.

В процессе расчета, прежде всего, определяют теплотехнические данные стройматериалов, из которых изготавливаются ограждающие элементы строения. Помимо этого, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередачи и сообразность его нормативному значению.

Формулы для производства расчета

Утечки тепла, теряемого домом, можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием вентиляционной системы. Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.

Потери через ограждающие конструкции

Для материалов, из которых устроены ограждающие конструкции, нужно найти величину показателя теплопроводности Кт (Вт/м х градус). Они есть в соответствующих справочниках.

Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S/Кт, высчитывают термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения складывают.

Руководствуясь такой методикой, к учету принимают тот момент, что материалы, составляющие конструкции, имеют неодинаковую структуру. Также учитывается, что поток тепла, проходящий сквозь них, имеет разную специфику.

Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяют по формуле:

Q = (A / R) х dT

Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только для самого холодного пятидневного периода. Общие теплопотери за весь холодный сезон определяют путем учета параметра dT, учитывая температуру не самую низкую, а среднюю.

Далее, высчитывают количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедшего как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Оно обозначается символом W.

Для этого есть формула:

W = ((Q + Qв) х 24 х N)/1000

В ней N — длительность отопительного периода в днях.

Недостатки расчета по площади

Расчет, основанный на площадном показателе, не отличается большой точностью. Здесь не принят во внимание такой параметр, как климат, температурные показатели как минимальные, так и максимальные, влажность. Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет значительные погрешности.

Часто стараясь перекрыть их, в проекте предусматривают «запас».

Если все же для расчета выбран этот способ, нужно учитывать следующие нюансы:

Формула по площади имеет вид:

Q=S х 100 (150) Вт.

Здесь Q — комфортный уровень тепла в здании, S — площадь с отоплением в м². Числа 100 или 150 — удельная величина тепловой энергии, расходуемой для нагрева 1 м².

Потери через вентиляцию дома

Ключевым параметром в этом случае является кратность воздухообмена. При условии, что стены дома паропроницаемые, эта величина равна единице.

Предусматривается полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь кратность воздухообмена принимают равной двум.

Есть формула, по которой определяют теплопотери через систему вентиляции:

Qв = (V х Кв : 3600) х Р х С х dT

Здесь символы обозначают следующее:

По итогам этого расчета можно определить мощность теплогенератора отопительной системы. В случае слишком высокого значения мощности выходом из ситуации может стать устройство вентиляции с рекуператором. Рассмотрим несколько примеров для домов из разных материалов.

Пример теплотехнического расчета №1

Оговорено условие, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22⁰. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Высота его — 7 м, габариты в плане — 10 х 10 м. Материал вертикальных ограждающих конструкций — теплая керамика. Для нее коэффициент теплопроводности — 0,16 Вт/м х С.

В качестве наружного утеплителя, толщиной 5 см, использована минеральная вата. Значение Кт для нее — 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме — 15 шт. по 2,5 м² каждое.

Теплопотери через стены

Прежде всего, нужно определить термическое сопротивление как керамической стены, так и утеплителя. В первом случае R1 = 0,5 : 0,16 = 3,125 кв. м х С/Вт. Во втором — R2 = 0,05 : 0,04 = 1,25 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м х С/Вт.

Так как теплопотери имеют прямо пропорциональную взаимосвязь с площадью ограждающих конструкций, рассчитываем площадь стен:

А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²

Теперь можно определить потери тепла через стены:

Qс = (242,5 : 4.375) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт.

Теплопотери через горизонтальные ограждающие конструкции рассчитывают аналогично. В итоге все результаты суммируют.

Если подвал под полом первого этажа отапливается, пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в грунт.

Определение потерь через вентиляцию

Чтобы упростить расчет, не учитывают толщину стен, а просто определяют объем воздуха внутри:

V = 10х10х7 = 700 мᶾ.

При кратности воздухообмена Кв = 2, потери тепла составят:

Qв = (700 х 2) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 20 776 Вт.

Qв = (700 х 1) : 3600) х 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.

Эффективную вентиляцию жилых домов обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД у первых выше, он достигает 90%.

Пример теплотехнического расчета №2

Требуется произвести расчет потерь сквозь стену из кирпича толщиной 51 см. Она утеплена 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри — 22⁰. Габариты стены — 2,7 м по высоте и 4 м по длине. Единственная наружная стена помещения ориентирована на юг, внешних дверей нет.

Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты — 0,04 Вт/мºС. Термическое сопротивление:

R1 = 0,51 : 0,58 = 0,879 кв. м х С/Вт. R2 = 0,1 : 0,04 = 2,5 кв. м х С/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 0.879 + 2,5 = 3.379 кв. м х С/Вт.

Площадь внешней стены А = 2,7 х 4 = 10,8 м²

Потери тепла через стену:

Qс = (10,8 : 3.379) х (22 – (-18)) = 127,9 Вт.

Для расчета потерь через окна применяют ту же формулу, но термическое сопротивление их, как правило, указано в паспорте и рассчитывать его не нужно.

Если в доме окна с размерами 1,5 х 1,5 м ² энергосберегающие, ориентированы на Север, а термическое сопротивление равно 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:

Qо = (2,25 : 0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.

Пример теплотехнического расчета №3

Выполним тепловой расчет деревянного бревенчатого здания с фасадом, возведенным из сосновых бревен слоем толщиной 0,22 м. Коэффициент для этого материала — К=0,15. В этой ситуации теплопотери составят:

R = 0,22 : 0,15 = 1,47 м² х ⁰С/Вт.

Qс = 120 х 39 : 1,47 = 3184 Вт.

Для сравнения определим потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича — 0,72.

R = 0,22 : 0,72 = 0,306 м² х ⁰С/Вт.
Qс = 120 х 39 : 0,306 = 15 294 Вт.

В одинаковых условиях деревянный дом более экономичный. Силикатный кирпич для возведения стен здесь не подходит вовсе.

Строители и архитекторы рекомендуют обязательно делать теплорасчет при устройстве отопления для грамотного подбора оборудования и на стадии проектирования дома для выбора подходящей системы утепления.

Пример теплорасчета №4

Дом будет построен в Московской области. Для расчета взята стена, созданная из пеноблоков. Как утеплитель применен экструдированный пенополистирол. Отделка конструкции — штукатурка с двух сторон. Структура ее — известково-песчаная.

Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.

Относительные показатели влажности воздуха в комнате — 55% при усредненной температуре 20⁰. Толщина слоев:

Задача — отыскать нужное сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимое Rтр определяют, подставив значения в выражение:

Rтр=a х ГСОП+b

где ГОСП — это градусо-сутки сезона отопления, а и b — коэффициенты, взятые из таблицы №3 Свода Правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, a равно 0,00035, b = 1,4.

ГСОП высчитывают по формуле, взятой из того же СП:

ГОСП = (tв – tот) х zот.

ГСОП = ( 20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;

Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.

Используя таблицу №2 СП50.13330.2012, определяют коэффициенты теплопроводности для каждого пласта стены:

Полное условное сопротивление теплопередаче Rо, равно сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитывают его по формуле:

Подставив значения получают: Rо усл. = 2,54 м2°С/Вт. Rф определяют путем умножения Rо на коэффициент r, равный 0.9:

Rф = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.

Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, поскольку фактическое тепловое сопротивление меньше расчетного.

Существует множество компьютерных сервисов, ускоряющих и упрощающих расчеты.

Теплотехнические расчеты напрямую связаны с определением точки росы. Что это такое и как найти ее значение узнаете из рекомендуемой нами статьи.

Выводы и полезное видео по теме

Выполнение теплотехнического расчета при помощи онлайн-калькулятора:

Правильный теплотехнический расчет:

Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить результативность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.

Как результат, можно сэкономить при покупке материалов и нагревательных приборов. Лучше заранее знать, справиться ли техника с нагревом и кондиционированием строения, чем покупать все наугад.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам выбрать обогревательное оборудование нужной мощности или систему утепления. Не исключено, что ваша информация пригодится посетителям сайта.

Источник