Теплопроводность бетона — одна из важных характеристик строительного материала наряду с прочностью, плотностью и морозостойкостью. Ее учитывают в теплотехническом расчете для определения минимальной толщины наружных стен. Ограждающие конструкции в первую очередь защищают внутренние помещения от холода и промерзания. Особенно важно это для отапливаемых зданий, когда для обогрева расходуются значительные средства. Установлено, что от 20 до 30% тепла уходит через стены и перекрытия.
Строительство в разных климатических зонах предполагает эксплуатацию зданий при большом интервале внешних температур. Определение минимально необходимой толщины наружной конструкции с учетом теплотехнических свойств бетона экономически целесообразно. Это позволяет существенно сократить затраты на возведение и обогрев сооружения в отопительный сезон.
О понятии теплопроводности
Теплопроводностью обладают все твердые, жидкие и газообразные вещества. Энергию от нагретого участка более холодному передают хаотично движущиеся частицы — молекулы, атомы, электроны. Чем ближе друг к другу они расположены, тем активнее происходит теплообмен.
Температура влияет!? Геодезия в строительстве
Плотность материала напрямую влияет на его способность проводить тепло. Например, кирпич по сравнению с ячеистым бетоном более плотный, лучше проводит тепловую энергию. Кирпичная стена толщиной 500 мм также защищает помещение от теплопотерь, как легкобетонная толщиной 300 мм. Железобетон плотнее керамзитобетона в три раза, соответственно, он более теплопроницаемый.
Бетон представляет собой сложную неоднородную структуру. Входящие в состав компоненты обладают разной способностью теплопередачи. Наименьшую имеет воздух в капиллярах цементного камня и микрополостях внутри заполнителя. Чем материал пористее, тем хуже передается тепловая энергия.
Закономерную связь между видом заполнителя и теплопроводностью бетона подтверждают опыты материаловедов Довжика В. Г., Миснара А. Они установили, что чем мельче размер замкнутых пор в теле монолита, тем хуже передается тепло.
Третий фактор, влияющий на теплопроводность — влажность. Вода проводит тепло в 20 раз лучше воздуха. Заполняя поры бетона, она ухудшает теплоизоляционные качества. Зимой возможно промерзание увлажненного слоя ограждающей конструкции.
Что такое коэффициент теплопроводности
Физический смысл коэффициента теплопроводности — это количество тепла, которое проходит через образец единичного объема за одну секунду при разнице температур в один Кельвин (градус Цельсия). Единица измерения — Вт/(м °К), обозначение — λ, k, ϰ.
Чем выше значение коэффициента, тем большей способностью к передаче тепла обладает материал. В абсолютном вакууме λ=0, максимальный — у алмаза и графена, применяемого в наноразработках.
У бетона значение коэффициента теплопроводности находится в пределах 0,05 -2,02 Вт/(м °К) в зависимости от плотности и влажности материала. У ячеистого автоклавного бетона марки М150 λ=0,055 Вт/(м °К), а тяжелые бетоны М800-1000 характеризуются показателем 2,02 Вт/(м °К).
Что Такое Температура?
В строительстве при расчете конструкций на сопротивление теплопередаче используют таблицу с точными значениями коэффициента. Его указывают для трех состояний материала:
- в сухом виде;
- при нормальной влажности;
- при повышенной влажности.
Теплотехнический расчет проводят в соответствии с условиями эксплуатации бетона.
От чего зависит величина коэффициента
Коэффициент теплопроводности бетона определяют опытным путем. Поскольку у материала неоднородная структура, то величина непостоянна и носит условный характер.
Параметры, от которых зависит показатель:
- Плотность. Тепловую энергию передают друг другу частицы, поэтому чем ближе они расположены, тем быстрее этот процесс. Соответственно, рыхлые материалы с меньшей плотностью способны лучше противостоять теплопередаче.
- Пористость материала. Тепловой поток перемещается сквозь толщу монолита, часть которого составляют воздушные пустоты. Теплопроводность воздуха очень мала — 0,02 Вт/(м °К). Чем больше занятый воздухом объем, тем коэффициент λ ниже.
- Структура пор — размеры и замкнутость. Мелкие полости снижают скорость передачи энергии, в то время как в крупных сообщающихся отверстиях теплообмен совершается конвекционным путем, увеличивая тем самым общую теплопередачу.
- Влажность. Коэффициент теплопроводности воды 0,6 Вт/м К, это достаточно большой показатель. Проникая в полости бетона, влага уменьшает способность материала сохранять тепло.
- Температура. Чем она у вещества выше, тем быстрее движутся молекулы. Зависимость от температуры линейная, выражается формулой λ=λо х (1+b х t), где λ и λо — искомый и начальный коэффициенты теплопроводности, b — справочная величина, t — температура в градусах.
Как рассчитать ограждающую конструкцию
Чтобы определить минимальную толщину наружной стены или перекрытия, при которой в помещении сохранится благоприятный микроклимат в жару и мороз, используют теплотехнический расчет.
В упрощенном виде он представлен формулой:
R — нормативное температурное сопротивление, м²/ (°С Вт);
δ — толщина стены или слоя бетона, м;
λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С).
Нормативное сопротивление находят по таблице СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Каждому региону соответствует свое значение. Например, для Москвы оно равно 3,28 м²/ (°С Вт).
Если предположить, что наружные стены будут выполнены из керамзитопенобетона плотностью 800 кг/м³ с λ=0,21 Вт/(м °С), то искомая толщина конструкции равна:
δ=R х λ= 3,28х0,21=0,688 м.
Чтобы не сооружать такие массивные стены, их утепляют эффективными теплоизоляционными материалами. Это позволяет уменьшить толщину ограждения, понизить нагрузку на фундамент.
В многослойных конструкциях расчет ведут для каждого слоя. Суммарное сопротивление должно соответствовать нормативному:
Теплотехнический расчет с использованием коэффициента теплопроводности бетона производят перед началом строительства на этапе проектирования.
Источник: betonpro100.ru
Что такое «расчетная температура наружного воздуха»: определение, особенности расчета и интересные факты
При проектировании систем отопления и вентиляции в многоквартирных и малоэтажных загородных зданиях в обязательном порядке принимается во внимание такой показатель, как расчетная температура наружного воздуха. При условии правильного определения этого параметра домашние инженерные системы в последующем работают эффективно даже в самые морозные или, наоборот, жаркие дни и к тому же получаются достаточно экономичными.
Определение
Поскольку климат в России холодный, в особенности внимательно у нас в стране относятся к проектированию систем отопления. Поэтому под понятие «расчетная температура наружного воздуха» чаще всего в РФ попадает усредненная t° наиболее холодных пятидневок в данной конкретной местности за 8 наиболее морозных зим последних 50 лет. Именно этот параметр и принимается во внимание при проектировании систем отопления и вентиляции. Интересным можно считать тот факт, что этот показатель всегда намного выше, чем абсолютная минимальная t° для того же района.
К примеру, для Москвы расчетная температура наружного воздуха равна -26 °С. Абсолютная же минимальная зимняя t° для столицы составляет уже -41 °С. Для Санкт-Петербурга эти показатели равны -24 и -36 °С соответственно.
Несмотря на то что расчетная наружная температура всегда выше абсолютной минимальной, системы отопления, спроектированные с ее учетом, получаются достаточно эффективными. Дело в том, что в большинстве случаев строительные ограждающие конструкции разного рода зданий отличаются достаточно большой тепловой инерцией. В результате кратковременное понижение наружной температуры, к примеру, в столице даже и до минимальных -41 °С не приведет к сколько-нибудь значительному охлаждению воздуха в помещениях домов.
Использование при проектировании именно показателя расчетной температуры наружного воздуха, таким образом, позволяет значительно экономить на монтаже отопительных систем. В особенности это бывает заметным при массовых застройках.
Интересный факт
Разного рода нормативы, регулирующие проектирование инженерных систем, разрабатывались у нас в стране еще в советские времена. И конечно же, на данный момент многие такие документы могут считаться уже даже и устаревшими. Сегодня строительные компании, разработанные в советские времена, правила зачастую по некоторым пунктам не соблюдают. Однако в большинстве случаев это никак не сказывается на комфорте проживания и работы в зданиях людей.
К примеру, в наше время за расчетную наружную температуру проектные компании принимают обычно самую холодную пятидневку за 8 самых морозных зим последних не 50, а не более 20 лет. Дополнительно такие фирмы могут закладывать в проекты коммуникаций разного рода автоматику, включающую/выключающую оборудование по мере необходимости. К примеру, вентиляция в современных зданиях может функционировать только тогда, когда в них находятся люди.
Методы определения для систем отопления
Таким образом, мы выяснили, что такое расчетная зимняя температура наружного воздуха. В большинстве случаев в России при проектировании систем отопления принимается во внимание именно t° самых холодных пятидневок 8 зим. Однако иногда этот показатель может рассчитываться и по-другому. При проектировании отопительных сетей инженеры учитывают, помимо всего прочего, и степень массивности ограждающих конструкций зданий.
Расчетная температура для строительных конструкций очень толстых (к примеру, бревенчатых стен) равна именно t° пятидневки за 8 лет. Если же ограждающие конструкции здания относятся к легким, при проектировании систем отопления принимается во внимание средняя температура для наиболее холодных суток года (то есть для Москвы, к примеру, это может быть -46 °С). Для домов с не слишком толстыми и не особенно тонкими стенами вычисляется при этом среднее арифметическое между двумя этими показателями.
Как определяют степень массивности ограждающих конструкций
Этот показатель для стен и перекрытий определяется прежде всего величиной их тепловой инерции. Последняя при этом вычисляется по формуле:
D = R1S1 + R2S2 + R3S3 + … + RnSn.
Здесь R1, R2, R3, Rn — термическое сопротивление слоев ограждения в м 2 *ч*град/ккал. S1, S2, S3, Sn в формуле — коэффициент теплоусвоения материалов в период колебаний температур за 24 часа в ккал/м 3 *ч*град.
Параметр S высчитывается для каждого слоя по следующей формуле:
В этой формуле λ — коэффициент теплопроводности материала в ккал/м*ч*град, с — его удельная теплоемкость ккал/кг*град, y — объемный вес в кг/м 3 .
Расчетная температура наружного воздуха для отопления, в зависимости от массивности стен (показателя D), определяется по таблице.
Нормативы температур для жилых помещений
Проектировать систему отопления, в том числе и с учетом наружной температуры, следует таким образом, чтобы в помещениях разного назначения в доме или квартире в последующем создавался микроклимат, соответствующий действующему законодательству. Для жилых зданий у нас в стране в этом плане предусматриваются следующие нормативы:
жилые комнаты — температура зимой не ниже +18 °С;
угловые жилые комнаты — +20 °С;
ванные комнаты — +25 °С.
При этом если расчетная наружная температура воздуха в данной конкретной местности ниже -31 °С, для жилых обычных и угловых помещений показатели увеличиваются до +20 и +22 °С соответственно.
Нормативы для общественных зданий
Разумеется, предусматриваются нормативы температуры воздуха и для разного рода помещений общественного назначения.
Согласно нормативам, в тех зданиях, в которых люди всегда находятся в уличной одежде, температура воздуха не должна опускаться ниже 14 °С. Допустимой максимальной температурой в административных и офисных помещениях в летнее время года является 30 °С. При этом минимальной t° зимой в таких зданиях считается -13 °С.
Расчетная температура для вентиляции
Такие инженерные системы в многоквартирных домах монтируются в обязательном порядке. Предусматривают вентиляционные сети и во многих загородных жилых зданиях. При проектировании таких систем также, как уже упоминалось, принимается во внимание расчетная зимняя температура наружного воздуха. С использованием этого показателя в последующем вычисляется оптимальная мощность вентиляционного оборудования.
В данном случае проектирование выполняется с применением примерно тех же правил, что и для систем отопления. То есть чаще всего:
для легких ограждений принимается во внимание минимальная температура самого холодного месяца;
для стен малой массивности — средняя наружная температура наиболее холодных дней;
для ограждений средней массивности — среднее арифметическое между показаниями t° наиболее холодных суток и самой морозной пятидневки;
для массивных стен — температура пятидневки.
Расчетная температура воздуха и воздухообмен
По мощности вентиляционное оборудование для жилых и разного рода общественных помещений подбирается таким образом, чтобы обеспечить наибольший комфорт находящихся в них людей. То есть проектироваться подобные системы должны таким образом, чтобы обеспечить нужную кратность воздухообмена. Этот показатель, в свою очередь, и зависит от расчетной наружной температуры на улице.
Для помещений разного назначения предусматривается и неодинаковая кратность воздухообмена.
Расчетная температура для холодильных установок
При проектировании такого оборудования инженеры принимают во внимание в первую очередь такие показатели, как время обработки и коэффициент запаса. Также при расчете холодильных установок, как и систем отопления, учитывается расчетная температура наружного воздуха. Однако в данном случае во внимание принимаются, конечно же, показатели не самых низких t° в году, а самых высоких.
К сожалению, у нас в стране на данный момент практически не имеется справочной литературы, в которой были бы указаны показатели расчетных наружных температур для холодильных установок в той или иной местности. Однако программы с базами самых высоких t° для разных городов можно встретить в интернете. Единственное — инженеру, которому понадобились подобные сведения, вряд ли удастся проверить первоисточники и достоверность информации в таких списках.
Формулы для холодильных установок
Найти стопроцентно достоверные таблицы и списки городов с указанием расчетных наружных температур для такого оборудования сегодня, таким образом, достаточно сложно. Но в России, к счастью, еще с советских времен сохранились документы с формулами для вычисления таких показателей. Если найти необходимую информацию о наружной температуре в данном конкретном районе не удастся, расчет можно произвести, к примеру, по такой формуле:
tH = tCP МЕС + 0,25 × tAM (4.3).
Здесь tCP МЕС — средняя температура самого жаркого месяца в регионе, tAM — температура абсолютного максимума.
Также выбор расчетной наружной температуры воздуха при проектировании холодильных установок может осуществляться, к примеру, с использованием следующей формулы:
Тнар = 0,4Та.м.+ 0,6Тс.м.
Здесь Тс.м — усредненная температура в 13 часов самого жаркого месяца, Та.м — максимальная по климатическим данным.
Помимо всего прочего, согласно нормативам, коэффициент теплопередачи ограждений холодильной установки определяется с учетом климатической зоны, которых в России имеется три:
южная — со среднегодовой температурой от 9 °С;
средняя — с температурой 1-8 °С;
северная — с температурой наружного воздуха от 0 о С и ниже.
Иногда в зимнее время года камеры холодильников приходится обогревать с использованием специальных устройств. Расчет мощности последних, конечно же, также производится с учетом наружной температуры. Но в данном случае в расчет принимаются зимние показатели.
Выбор нормированных параметров наружного воздуха
Проектироваться системы отопления, вентиляции и кондиционирования в зданиях разного назначения, таким образом, должны с учетом изменений погоды на улице. Регулирует у нас в стране численные значения параметров наружного воздуха СНиП 23-01-99.
Согласно этому документу, при проектировании инженерных систем, отвечающих за микроклимат в помещениях, могут учитываться:
параметры группы А — для теплого времени года;
группы В — для холодного.
При этом параметры для переходных периодов (весна/осень) принимаются такие:
для температуры — 10 °С;
для энтальпии — 26,5 кДж/кг.
Согласно СНиП 23-01-99, при этом при проектировании сооружений и зданий допускается принимать во внимание более низкие параметры наружного воздуха зимой и более высокие летом.
При выполнении теплотехнических расчетов, определении влажностного режима и сопротивления воздухопроницаемости ограждающих конструкций могут, помимо всего прочего, учитываться следующие основные расчетные параметры наружного воздуха:
для объектов массового строительства — средняя t° наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0.92 для бетонных конструкций и 0.98 — для стальных;
средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца;
средняя температура и продолжительность отопительного периода с устойчивой среднесуточной t° наружного воздуха 8 и 10 °С (необходимо для определения условий эксплуатации стен и перекрытий зданий);
расчетная скорость ветра (равна максимальной из средних за январь по румбам повторяемостью от 16% на высоте 10 м от поверхности земли).
Также при проектировании ограждающих конструкций зданий и сооружений учитывается, конечно же, и зона влажности района проектирования.
Что такое обеспеченность
При проектировании инженерных систем расчетную температуру в наше время компании часто выбирают с учетом с обеспеченности. Под этим термином при этом понимают вероятность того, что температура не превысит в последующем заданного значения. К примеру, обеспеченность 0.92 означает то, что наружная t° не выйдет за определенные рамки в течение 92% времени. В оставшийся период инженерная система может выполнять свои функции, к сожалению, недостаточно эффективно.
Как уже упоминалось, при проектировании коммуникаций бетонных зданий по нормативам у нас в стране учитывается расчетная наружная температура с обеспеченностью в 0.92. Однако при этом на практике компании производят монтаж инженерных систем в зданиях разного назначения в большинстве случаев с обеспеченностью в 0.95. Иногда по договоренности с заказчикам при повышении оплаты услуги при проектировании коммуникаций могут использоваться и большие показатели этого параметра. Такой подход гарантирует создание наиболее комфортных условий проживания или работы людей в помещениях здания.
Источник: fb.ru
Отопительный график качественного регулирования отпуска тепла по среднесуточной температуре наружного воздуха
Просматривая статистику посещения нашего блога я заметил, что очень часто фигурируют такие поисковые фразы как, например, «какая должна быть температура теплоносителя при минус 5 на улице?». Решил выложить старый график качественного регулирования отпуска тепла по среднесуточной температуре наружного воздуха. Хочу предупредить тех, кто на основании этих цифр попытается выяснить отношения с ЖЭУ или тепловыми сетями: отопительные графики для каждого отдельного населенного пункта разные (я писал об этом в статье регулирование температуры теплоносителя). По данному графику работают тепловые сети в Уфе (Башкирия).
Так же хочу обратить внимание на то, что регулирование происходит по среднесуточной температуре наружного воздуха, так что, если, например, на улице ночью минус 15 градусов, а днем минус 5, то температура теплоносителя будет поддерживаться в соответствии с графиком по минус 10 о С.
Как правило, используются следующие температурные графики: 150/70, 130/70, 115/70, 105/70, 95/70. Выбирается график в зависимости от конкретных местных условий. Домовые системы отопления работают по графикам 105/70 и 95/70. По графикам 150, 130 и 115/70 работают магистральные тепловые сети.
Рассмотрим пример как пользоваться графиком. Предположим, на улице температура «минус 10 градусов». Тепловые сети работают по температурному графику 130/70, значит при -10 о С температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть 85,6 градусов, в подающем трубопроводе системы отопления — 70,8 о С при графике 105/70 или 65,3 о С при графике 95/70. Температура воды после системы отопления должны быть 51,7 о С.
Как правило, значения температуры в подающем трубопроводе тепловых сетей при задании на теплоисточник округляются. Например, по графику должно быть 85,6 о С, а на ТЭЦ или котельной задается 87 градусов.
| 53,2 | 50,2 | 46,4 | 43,4 | 41,2 | 35,8 |
| 55,7 | 52,3 | 48,2 | 45,0 | 42,7 | 36,8 |
| 58,1 | 54,4 | 50,0 | 46,6 | 44,1 | 37,7 |
| 60,5 | 56,5 | 51,8 | 48,2 | 45,5 | 38,7 |
| 62,9 | 58,5 | 53,5 | 49,8 | 46,9 | 39,6 |
| 65,3 | 60,5 | 55,3 | 51,4 | 48,3 | 40,6 |
| 67,7 | 62,6 | 57,0 | 52,9 | 49,7 | 41,5 |
| 70,0 | 64,5 | 58,8 | 54,5 | 51,0 | 42,4 |
| 72,4 | 66,5 | 60,5 | 56,0 | 52,4 | 43,3 |
| 74,7 | 68,5 | 62,2 | 57,5 | 53,7 | 44,2 |
| 77,0 | 70,4 | 63,8 | 59,0 | 55,0 | 45,0 |
| 79,3 | 72,4 | 65,5 | 60,5 | 56,3 | 45,9 |
| 81,6 | 74,3 | 67,2 | 62,0 | 57,6 | 46,7 |
| 83,9 | 76,2 | 68,8 | 63,5 | 58,9 | 47,6 |
| 86,2 | 78,1 | 70,4 | 65,0 | 60,2 | 48,4 |
| 88,5 | 80,0 | 72,1 | 66,4 | 61,5 | 49,2 |
| 90,8 | 81,9 | 73,7 | 67,9 | 62,8 | 50,1 |
| 93,0 | 83,8 | 75,3 | 69,3 | 64,0 | 50,9 |
| 95,3 | 85,6 | 76,9 | 70,8 | 65,3 | 51,7 |
| 97,6 | 87,5 | 78,5 | 72,2 | 66,6 | 52,5 |
| 99,8 | 89,3 | 80,1 | 73,6 | 67,8 | 53,3 |
| 102,0 | 91,2 | 81,7 | 75,0 | 69,0 | 54,0 |
| 104,3 | 93,0 | 83,3 | 76,4 | 70,3 | 54,8 |
| 106,5 | 94,8 | 84,8 | 77,9 | 71,5 | 55,6 |
| 108,7 | 96,6 | 86,4 | 79,3 | 72,7 | 56,3 |
| 110,9 | 98,4 | 87,9 | 80,7 | 73,9 | 57,1 |
| 113,1 | 100,2 | 89,5 | 82,0 | 75,1 | 57,9 |
| 115,3 | 102,0 | 91,0 | 83,4 | 76,3 | 58,6 |
| 117,5 | 103,8 | 92,6 | 84,8 | 77,5 | 59,4 |
| 119,7 | 105,6 | 94,1 | 86,2 | 78,7 | 60,1 |
| 121,9 | 107,4 | 95,6 | 87,6 | 79,9 | 60,8 |
| 124,1 | 109,2 | 97,1 | 88,9 | 81,1 | 61,6 |
| 126,3 | 110,9 | 98,6 | 90,3 | 82,3 | 62,3 |
| 128,5 | 112,7 | 100,2 | 91,6 | 83,5 | 63,0 |
| 130,6 | 114,4 | 101,7 | 93,0 | 84,6 | 63,7 |
| 132,8 | 116,2 | 103,2 | 94,3 | 85,8 | 64,4 |
| 135,0 | 117,9 | 104,7 | 95,7 | 87,0 | 65,1 |
| 137,1 | 119,7 | 106,1 | 97,0 | 88,1 | 65,8 |
| 139,3 | 121,4 | 107,6 | 98,4 | 89,3 | 66,5 |
| 141,4 | 123,1 | 109,1 | 99,7 | 90,4 | 67,2 |
| 143,6 | 124,9 | 110,6 | 101,0 | 94,6 | 67,9 |
| 145,7 | 126,6 | 112,1 | 102,4 | 92,7 | 68,6 |
| 147,9 | 128,3 | 113,5 | 103,7 | 93,9 | 69,3 |
| 150,0 | 130,0 | 115,0 | 105,0 | 95,0 | 70,0 |
Прошу не ориентироваться на диаграмму в начале поста — она не соответствует данным из таблицы.
Расчет температурного графика
Методика расчета температурного графика описана в справочнике «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» (Глава 4, п. 4.4, с. 153,).
Это довольно трудоемкий и долгий процесс, так как для каждой температуры наружного воздуха нужно считать несколько значений: Т1, Т3, Т2 и т. д.
К нашей радости у нас есть компьютер и табличный процессор MS Excel. Коллега по работе поделился со мной готовой таблицей для расчета температурного графика. Её в свое время сделала его жена, которая трудилась инженером группы режимов в тепловых сетях.
Таблица расчета температурного графика в MS Excel
Для того, чтобы Excel расчитал и построил график достаточно ввести несколько исходных значений:
- расчетная температура в подающем трубопроводе тепловой сети Т1
- расчетная температура в обратном трубопроводе тепловой сети Т2
- расчетная температура в подающем трубопроводе системы отопления Т3
- Температура наружного воздуха Тн.в.
- Температура внутри помещения Тв.п.
- коэффициент «n» (он, как правило, не изменен и равен 0,25)
- Минимальный и максимальный срез температурного графика Срез min, Срез max.
Ввод исходных данных в таблицу расчета температурного графика
Все. больше ничего от вас не требуется. Результаты вычислений будут в первой таблице листа. Она выделена жирной рамкой.
Диаграммы также перестроятся под новые значения.
Графическое изображение температурного графика
Также таблица считает температуру прямой сетевой воды с учетом скорости ветра.
Источник: energoworld.ru
Что такое теплотехнический расчет и как его выполнить
В этой статье мы с вами поговорим о теплотехническом расчете наружных стен, а так же разберемся в самом понятии «теплотехнический расчет», дабы понимать как это происходит. Перед тем, как говорить о теплотехническом расчете наружных стен, следует сначала разобрать само понятие «теплотехнический расчет».
Что такое теплотехнический расчет?
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций — это совокупность мер и действий, предназначенных для определения соответствия ограждающих конструкций современным нормам по тепловой защите здания и сооружения. В современных условиях это означает соответствие стандартам СНиП 23-02-203. Подобными расчетами в частности выясняют теплотехнические характеристики материалов, из которых изготовлена ограждающие конструкции и приведенное сопротивление теплопередачи.
В чем же практический смысл этих трудоемких вычислений, и почему существует необходимость следовать каким-то стандартам, если данные расчеты никак не влияют на прочность ограждающей конструкции? Ответ Вы найдете в следующей главе.
Можно ли пренебречь расчетом?
Рассмотрим ситуацию с точки зрения собственника здания.
У него есть два варианта:
— произвести соответствующие теплотехнические расчеты, закупить и установить необходимые утепляющие материалы;
— учитывать только устойчивость стен.
В первом случае расходы на строительство могут значительно превышать расходы, запланированные во втором случае. Однако дальнейшие затраты на отопление будут минимальны опять же в первом варианте, а во втором они окажутся существенно выше. Казалось бы, здесь и думать нечего.
Вряд ли за год набежит такая сумма за отопление, которая перекрыла бы все работы по утеплению и связанными с ними расчетами. А как насчет двух лет? Пяти? Десяти?
Необходимость проведения теплотехнических расчетов аргументируется не только экономической выгодой. Эти расчеты также предусматривают обеспечение соответствующего микроклимата внутри помещения.
Если не провести расчеты, вполне возможно, что в помещении будет сыро, появится грибок, может произойти выступление конденсата — все это также может привести к дополнительным расходам на косметический ремонт.
Если опять-таки говорить об экономической составляющей вопроса, следует помнить, что цены на электроэнергию неуклонно повышаются. Помимо всего вышеупомянутого, эти расчеты нужны для последующего подбора оборудования для отопительных систем и расчета источников отопления. Таким образом, можно снизить затраты на отопление вдвое.
Если же рассматривать экологическую сторону вопроса, то и тут без теплотехнических расчетов никуда. Благодаря снижению потребления электроэнергии, мы придем к рациональному использованию природных ресурсов и уменьшим вредоносное воздействие на экологию.
Методика проведения теплотехнических расчетов
Теперь, обосновав необходимость проведения теплотехнических расчетов ограждающих конструкций, рассмотрим общие принципы выполнения этих расчетов. Во-первых, проведение теплотехнических расчетов производится в строгом соответствии с нормативными документами:
-«Тепловая защита зданий» СНиП 23-02-2003;
-«Проектирование тепловой защиты зданий» СП 23-101-2004;
-«Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» ГОСТ 30494-96;
-«Строительная климатология» СНиП 23-01-99;
-Теплотехнический расчет ограждающих конструкций проводится в несколько этапов.
В первую очередь необходимо вычислить трансмиссионные потери через ограждающие конструкции по формуле:
Q t = F/R* (tв — tн)* (1+b)* n
Расшифруем значение каждой переменной:
-Qt — тепловая энергия, передаваемая от внутреннего воздуха в помещении к воздуху наружному,
-Вт; F — площадь наружной стены (ограждающей конструкции), квадратные метры;
-R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м кв. *
-С/Вт; tв — tн — температура внутреннего/наружного воздуха в градусах Цельсия, C;
-b — добавочные потери теплоты (определяются по Приложению 9 СНиП 2 04 05-91);
n — коэффициент положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (СНиП — II -3-79);
Далее необходимо рассчитать расход теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха:
Qв = 0,28G* C * (tв — tн)* k,
-где 0,28 — постоянный коэффициент;
-Qв — столько требуется теплоты на нагрев воздуха наружного, Вт; G — количество неподогретого воздуха, который входит в помещение кг/час;
С — удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 КДж/(кг*С);
k — коэффициент влияния встречного теплового потока, равный (является константой и зависит от типа используемых окон);
Cогласно СНиП 2. 04. 05-91 бытовые тепловыделения равняются 10 Вт на метр квадратной площади. Показатель обозначается символом Qб=10 Вт.
Теперь мы можем с легкостью определить тепловую нагрузку помещения, которая равняется сумме трансмиссионных потерь через ограждающие конструкции и расхода теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха минус бытовые тепловыделения.
Есть еще один показатель, который используется при проведении теплотехнических расчетов наружных стен — теплопотери через ограждающие конструкции. Это показатель равен одной десятой киловатта, умноженной на площадь ограждающей конструкции: Qп= F*0,1 кВ.
Как можно заметить, очень большую роль играет именно площадь наружной стены. Во всех встречающихся нам формулах, где имеется показатель площади наружных стен, мы видим, что расчетные показатели находятся в прямо пропорциональной зависимости от площади стен, поэтому точное определение площади является одной из первоочередных задач при проведении теплотехнических расчетов.
Следующим по важности параметром является сопротивление теплопередаче. Сопротивление обуславливается материалом, из которого сделано ограждение, и изменениями в зависимости от территориального расположения здания.
Источник: samstroy.com