Doğru çevrimiçi duvar termal iletkenlik hesaplayıcısı. Dış duvarın termal mühendislik hesaplaması için metodoloji Termal mühendislik hesaplama formülü

Cepheler için boya çeşitleri

Uzun zaman önce binalar ve yapılar, kapalı yapıların hangi ısı iletkenlik özelliklerine sahip olduğu düşünülmeden inşa ediliyordu. Başka bir deyişle duvarlar kalınlaştırıldı. Ve eğer eski tüccar evlerinde bulunduysanız, bu evlerin dış duvarlarının ahşaptan yapılmış olduğunu fark etmişsinizdir. seramik tuğlalar kalınlığı yaklaşık 1,5 metredir. Tuğla duvarın bu kadar kalınlığı, en şiddetli donlarda bile bu evlerdeki insanlar için tamamen rahat bir konaklamayı garantiledi ve hala da sağlıyor.

Günümüzde her şey değişti. Ve artık duvarları bu kadar kalın yapmak ekonomik açıdan karlı değil. Bu nedenle onu azaltabilecek malzemeler icat edildi. Bunlardan bazıları: yalıtım ve gaz silikat blokları. Bu malzemeler sayesinde örneğin tuğla kalınlığı 250 mm'ye kadar azaltılabilmektedir.

Artık duvarlar ve tavanlar çoğunlukla 2 veya 3 katmandan oluşuyor; bunların bir katmanı iyi ısı yalıtım özelliklerine sahip bir malzeme. Ve belirlemek için optimum kalınlık bu malzemenin ısı mühendisliği hesaplaması yapılır ve çiğlenme noktası belirlenir.

Bir sonraki sayfada çiğ noktasının nasıl hesaplanacağını öğrenebilirsiniz. Burada bir örnek kullanılarak termal mühendislik hesaplamaları da ele alınacaktır.

Gerekli düzenleyici belgeler

Hesaplama için iki SNiP'ye, bir ortak girişime, bir GOST'a ve bir kılavuza ihtiyacınız olacak:

  • SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Binaların termal koruması." 2012'den itibaren güncellenmiş baskı.
  • SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Bina klimatolojisi". 2012'den itibaren güncellenmiş baskı.
  • SP 23-101-2004. "Binaların termal korumasının tasarımı".
  • GOST 30494-96 (2011'den beri GOST 30494-2011 ile değiştirildi). "Konut ve kamu binaları. İç mekan mikro iklim parametreleri".
  • Fayda. ÖRNEĞİN. Malyavin "Bir binanın ısı kaybı. Başvuru Kılavuzu" .

Hesaplanan parametreler

Devam etmekte termoteknik hesaplama tanımlamak:

  • termal özellikler Yapı malzemeleri kapalı yapılar;
  • azaltılmış ısı transfer direnci;
  • bu azaltılmış direncin standart değere uygunluğu.

Örnek. Hava boşluğu olmayan üç katmanlı bir duvarın termal mühendislik hesabı

İlk veri

1. Yerel iklim ve iç mekan mikro iklimi

İnşaat alanı: G. Nijniy Novgorod.

Binanın amacı: konut.

Dış çitlerin iç yüzeylerinde yoğuşma olmaması durumunda iç havanın hesaplanan bağıl nemi -% 55'e eşittir (SNiP 23-02-2003 madde 4.3. Normal nem koşulları için Tablo 1).

Oturma odasındaki optimum hava sıcaklığı soğuk dönem yıl t int = 20°С (GOST 30494-96 tablo 1).

Tahmini dış hava sıcaklığı metin 0,92 = -31°C olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığına göre belirlenir (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 5);

Ortalama günlük dış hava sıcaklığının 8°C olduğu ısıtma periyodunun süresi z ht'ye eşittir = 215 gün (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 11);

Isıtma süresi için ortalama dış hava sıcaklığı t ht = -4,1°C (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 12).

2. Duvar tasarımı

Duvar aşağıdaki katmanlardan oluşur:

  • Dekoratif tuğla (daha iyi) 90 mm kalınlığında;
  • yalıtım (mineral yün levha), şekilde hesaplama işlemi sırasında bulunacağından kalınlığı “X” işareti ile gösterilmiştir;
  • 250 mm kalınlığında kum-kireç tuğlası;
  • sıva (karmaşık harç), etkisi minimum olduğundan daha objektif bir resim elde etmek için ek bir katmandır, ancak mevcuttur.

3. Malzemelerin termofiziksel özellikleri

Malzeme özelliklerinin değerleri tabloda özetlenmiştir.


Not (*): Bu özellikler aynı zamanda ısı yalıtım malzemesi üreticilerinden de bulunabilir.

Hesaplama

4. Yalıtım kalınlığının belirlenmesi

Isı yalıtım katmanının kalınlığını hesaplamak için, muhafaza yapısının gereksinimlere göre ısı transfer direncini belirlemek gerekir. sıhhi standartlar ve enerji tasarrufu.

4.1. Enerji tasarrufu koşullarına göre termal koruma standardının belirlenmesi

SNiP 02/23/2003'ün 5.3 maddesine göre ısıtma periyodunun derece-günlerinin belirlenmesi:

D d = ( t dahili - t ht) z ht = (20 + 4,1)215 = 5182°C×gün

Not: derece günleri de GSOP olarak belirlenmiştir.

Azaltılmış ısı transfer direncinin standart değeri, inşaat alanının derece gününe bağlı olarak SNIP 23-02-2003'e (Tablo 4) göre belirlenen standart değerlerden daha az alınmamalıdır:

R talep = a×D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214m2 × °C/W,

burada: Dd, Nijniy Novgorod'daki ısıtma döneminin derece günüdür,

a ve b - bir konut binasının duvarları (sütun 3) için tablo 4'e (SNiP 23-02-2003 ise) veya tablo 3'e (SP 50.13330.2012 ise) göre kabul edilen katsayılar.

4.1. Sanitasyon koşullarına göre termal koruma standartlarının belirlenmesi

Bizim durumumuzda, bu gösterge aşırı duyulur ısısı 23 W/m3'ün üzerinde olan endüstriyel binalar ve mevsimsel işletme (sonbahar veya ilkbahar) amaçlı binalar ile tahmini iç ısısı olan binalar için hesaplandığından örnek olarak kabul edilmiştir. 12 °C ve altındaki hava sıcaklığı, kapalı yapıların (yarı saydam olanlar hariç) ısı transfer direncidir.

Sıhhi koşullara göre ısı transferine karşı standart (izin verilen maksimum) direncin belirlenmesi (formül 3 SNiP 02/23/2003):

burada: n = 1 - tablo 6'ya göre kabul edilen katsayı dış duvar;

t int = 20°С - orijinal verilerden alınan değer;

t ext = -31°С - orijinal verilerden alınan değer;

Δt n = 4°С - iç hava sıcaklığı ile kapalı yapının iç yüzeyinin sıcaklığı arasındaki normalleştirilmiş sıcaklık farkı, Tablo 5'e göre alınmıştır. bu durumda konut binalarının dış duvarları için;

α int = 8,7 W/(m 2 ×°C) - dış duvarlar için Tablo 7'ye göre alınan, kapalı yapının iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı.

4.3. Termal koruma standardı

Yukarıdaki hesaplamalardan gerekli ısı transfer direncini seçiyoruz Enerji tasarrufu koşulundan R talebini alın ve şimdi bunu belirtin R tr0 = 3,214 m 2 × °C/W .

5. Yalıtım kalınlığının belirlenmesi

Belirli bir duvarın her katmanı için, aşağıdaki formülü kullanarak termal direnci hesaplamak gerekir:

burada: δi - katman kalınlığı, mm;

λi, katman malzemesinin W/(m × °C) hesaplanan termal iletkenlik katsayısıdır.

1 katman ( dekoratif tuğla): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 m2 × °C/W .

Katman 3 (kum-kireç tuğlası): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 m2 × °C/W .

4. katman (sıva): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 m2 × °C/W .

Isı yalıtım malzemesinin izin verilen minimum (gerekli) termal direncinin belirlenmesi (E.G. Malyavin'in formül 5.6 "Bir binanın ısı kaybı. Referans kılavuzu"):

burada: R int = 1/α int = 1/8,7 - iç yüzeydeki ısı transfer direnci;

R ext = 1/α ext = 1/23 - dış yüzeydeki ısı transfer direnci, α ext dış duvarlar için tablo 14'e göre alınır;

ΣR ben = 0,094 + 0,287 + 0,023 - A veya B sütununda (tablo D1 SP 23-101-2004'ün 8 ve 9 sütunları) kabul edilen malzemelerin ısıl iletkenlik katsayıları dikkate alınarak belirlenen, yalıtım tabakası olmadan duvarın tüm katmanlarının ısıl dirençlerinin toplamı duvarın nem koşullarına uygun olarak, m 2 °C /W

Yalıtımın kalınlığı şuna eşittir (formül 5.7):

burada: λ ut - yalıtım malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m °C).

Yalıtımın toplam kalınlığının 250 mm olması koşuluyla duvarın ısıl direncinin belirlenmesi (formül 5.8):

burada: ΣR t,i, yalıtım katmanı da dahil olmak üzere çitin tüm katmanlarının, kabul edilen yapısal kalınlıktaki m 2 °C/W termal dirençlerinin toplamıdır.

Elde edilen sonuçtan şunu çıkarabiliriz

R 0 = 3.503 m2 × °C/W> R tr0 = 3.214m2 × °C/W→ bu nedenle yalıtımın kalınlığı seçilir Sağ.

Hava boşluğunun etkisi

Yalıtım olarak üç katmanlı duvar kullanılması durumunda mineral yün, cam yünü veya başka bir levha yalıtımı, arasına havalandırılmış bir hava katmanı kurmak gerekir. dış duvarcılık ve yalıtım. Bu tabakanın kalınlığı en az 10 mm, tercihen 20-40 mm olmalıdır. Yoğuşma nedeniyle ıslanan yalıtımı kurutmak için gereklidir.

Bu hava boşluğu kapalı bir alan değildir, bu nedenle hesaplamada mevcutsa SP 23-101-2004'ün 9.1.2 maddesinin gerekliliklerinin dikkate alınması gerekir, yani:

a) hava boşluğu ile dış yüzey arasında yer alan yapının katmanları (bizim durumumuzda bu dekoratif tuğladır (besser)) ısı mühendisliği hesaplamasında dikkate alınmaz;

b) Yapının dış hava ile havalandırılan katmana bakan yüzeyinde ısı transfer katsayısı α ext = 10,8 W/(m°C) alınmalıdır.

Not:Örneğin plastik çift camlı pencerelerin termal mühendislik hesaplamalarında hava boşluğunun etkisi dikkate alınır.

Uzun zaman önce binalar ve yapılar, kapalı yapıların hangi ısı iletkenlik özelliklerine sahip olduğu düşünülmeden inşa ediliyordu. Başka bir deyişle duvarlar kalınlaştırıldı. Ve eğer eski tüccar evlerinde bulunduysanız, bu evlerin dış duvarlarının kalınlığı yaklaşık 1,5 metre olan seramik tuğlalardan yapılmış olduğunu fark etmişsinizdir. Tuğla duvarın bu kadar kalınlığı, en şiddetli donlarda bile bu evlerde yaşayan insanlar için tamamen konforlu bir konaklamayı sağlamıştır ve hala da sağlamaktadır.

Günümüzde her şey değişti. Ve artık duvarları bu kadar kalın yapmak ekonomik açıdan karlı değil. Bu nedenle onu azaltabilecek malzemeler icat edildi. Bunlardan bazıları şunlardır: yalıtım ve gaz silikat blokları. Bu malzemeler sayesinde örneğin tuğla kalınlığı 250 mm'ye kadar azaltılabilmektedir.

Artık duvarlar ve tavanlar çoğunlukla 2 veya 3 katmandan oluşuyor; bunların bir katmanı iyi ısı yalıtım özelliklerine sahip bir malzeme. Ve bu malzemenin optimal kalınlığını belirlemek için bir termal mühendislik hesaplaması yapılır ve çiğlenme noktası belirlenir.

Bir sonraki sayfada çiğ noktasının nasıl hesaplanacağını öğrenebilirsiniz. Burada bir örnek kullanılarak termal mühendislik hesaplamaları da ele alınacaktır.

Gerekli düzenleyici belgeler

Hesaplama için iki SNiP'ye, bir ortak girişime, bir GOST'a ve bir kılavuza ihtiyacınız olacak:

  • SNiP 23-02-2003 (SP 50.13330.2012). "Binaların termal koruması." 2012'den itibaren güncellenmiş baskı.
  • SNiP 23-01-99* (SP 131.13330.2012). "Bina klimatolojisi". 2012'den itibaren güncellenmiş baskı.
  • SP 23-101-2004. "Binaların termal korumasının tasarımı".
  • GOST 30494-96 (2011'den beri GOST 30494-2011 ile değiştirildi). "Konut ve kamu binaları. İç mekan mikro iklim parametreleri".
  • Fayda. ÖRNEĞİN. Malyavin "Bir binanın ısı kaybı. Referans kılavuzu".

Hesaplanan parametreler

Isı mühendisliği hesaplamalarının yapılması sürecinde aşağıdakiler belirlenir:

  • kapalı yapıların yapı malzemelerinin termal özellikleri;
  • azaltılmış ısı transfer direnci;
  • bu azaltılmış direncin standart değere uygunluğu.

Örnek. Hava boşluğu olmayan üç katmanlı bir duvarın termal mühendislik hesabı

İlk veri

1. Yerel iklim ve iç mekan mikro iklimi

İnşaat alanı: Nijniy Novgorod.

Binanın amacı: konut.

Dış çitlerin iç yüzeylerinde yoğuşma olmaması durumunda iç havanın hesaplanan bağıl nemi -% 55'e eşittir (SNiP 23-02-2003 madde 4.3. Normal nem koşulları için Tablo 1).

Soğuk mevsimde oturma odasındaki optimum hava sıcaklığı t int = 20°C'dir (GOST 30494-96 tablo 1).

Tahmini dış hava sıcaklığı metin 0,92 = -31°C olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin sıcaklığına göre belirlenir (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 5);

Ortalama günlük dış hava sıcaklığının 8°C olduğu ısıtma periyodunun süresi z ht'ye eşittir = 215 gün (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 11);

Isıtma süresi için ortalama dış hava sıcaklığı t ht = -4,1°C (SNiP 23-01-99 tablo 1 sütun 12).

2. Duvar tasarımı

Duvar aşağıdaki katmanlardan oluşur:

  • Dekoratif tuğla (daha iyi) 90 mm kalınlığında;
  • yalıtım (mineral yün levha), şekilde hesaplama işlemi sırasında bulunacağından kalınlığı “X” işareti ile gösterilmiştir;
  • 250 mm kalınlığında kum-kireç tuğlası;
  • sıva (karmaşık harç), etkisi minimum olduğundan daha objektif bir resim elde etmek için ek bir katmandır, ancak mevcuttur.

3. Malzemelerin termofiziksel özellikleri

Malzeme özelliklerinin değerleri tabloda özetlenmiştir.


Not (*): Bu özellikler aynı zamanda ısı yalıtım malzemesi üreticilerinden de bulunabilir.

Hesaplama

4. Yalıtım kalınlığının belirlenmesi

Isı yalıtım katmanının kalınlığını hesaplamak için, sıhhi standartların ve enerji tasarrufunun gerekliliklerine göre kapalı yapının ısı transfer direncini belirlemek gerekir.

4.1. Enerji tasarrufu koşullarına göre termal koruma standardının belirlenmesi

SNiP 02/23/2003'ün 5.3 maddesine göre ısıtma periyodunun derece-günlerinin belirlenmesi:

D d = ( t dahili - t ht) z ht = (20 + 4,1)215 = 5182°C×gün

Not: derece günleri de GSOP olarak belirlenmiştir.

Azaltılmış ısı transfer direncinin standart değeri, inşaat alanının derece gününe bağlı olarak SNIP 23-02-2003'e (Tablo 4) göre belirlenen standart değerlerden daha az alınmamalıdır:

R talep = a×D d + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214m2 × °C/W,

burada: Dd, Nijniy Novgorod'daki ısıtma döneminin derece günüdür,

a ve b - bir konut binasının duvarları (sütun 3) için tablo 4'e (SNiP 23-02-2003 ise) veya tablo 3'e (SP 50.13330.2012 ise) göre kabul edilen katsayılar.

4.1. Sanitasyon koşullarına göre termal koruma standartlarının belirlenmesi

Bizim durumumuzda, bu gösterge aşırı duyulur ısısı 23 W/m3'ün üzerinde olan endüstriyel binalar ve mevsimsel işletme (sonbahar veya ilkbahar) amaçlı binalar ile tahmini iç ısısı olan binalar için hesaplandığından örnek olarak kabul edilmiştir. 12 °C ve altındaki hava sıcaklığı, kapalı yapıların (yarı saydam olanlar hariç) ısı transfer direncidir.

Sıhhi koşullara göre ısı transferine karşı standart (izin verilen maksimum) direncin belirlenmesi (formül 3 SNiP 02/23/2003):

burada: n = 1 - dış duvar için Tablo 6'ya göre kabul edilen katsayı;

t int = 20°С - orijinal verilerden alınan değer;

t ext = -31°С - orijinal verilerden alınan değer;

Δt n = 4°С - iç havanın sıcaklığı ile kapalı yapının iç yüzeyinin sıcaklığı arasındaki normalleştirilmiş sıcaklık farkı, bu durumda konut binalarının dış duvarları için Tablo 5'e göre alınmıştır;

α int = 8,7 W/(m 2 ×°C) - dış duvarlar için Tablo 7'ye göre alınan, kapalı yapının iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı.

4.3. Termal koruma standardı

Yukarıdaki hesaplamalardan gerekli ısı transfer direncini seçiyoruz Enerji tasarrufu koşulundan R talebini alın ve şimdi bunu belirtin R tr0 = 3,214 m 2 × °C/W .

5. Yalıtım kalınlığının belirlenmesi

Belirli bir duvarın her katmanı için, aşağıdaki formülü kullanarak termal direnci hesaplamak gerekir:

burada: δi - katman kalınlığı, mm;

λi, katman malzemesinin W/(m × °C) hesaplanan termal iletkenlik katsayısıdır.

1 kat (dekoratif tuğla): R 1 = 0,09/0,96 = 0,094 m2 × °C/W .

Katman 3 (kum-kireç tuğlası): R 3 = 0,25/0,87 = 0,287 m2 × °C/W .

4. katman (sıva): R 4 = 0,02/0,87 = 0,023 m2 × °C/W .

Isı yalıtım malzemesinin izin verilen minimum (gerekli) termal direncinin belirlenmesi (E.G. Malyavin'in formül 5.6 "Bir binanın ısı kaybı. Referans kılavuzu"):

burada: R int = 1/α int = 1/8,7 - iç yüzeydeki ısı transfer direnci;

R ext = 1/α ext = 1/23 - dış yüzeydeki ısı transfer direnci, α ext dış duvarlar için tablo 14'e göre alınır;

ΣR ben = 0,094 + 0,287 + 0,023 - A veya B sütununda (tablo D1 SP 23-101-2004'ün 8 ve 9 sütunları) kabul edilen malzemelerin ısıl iletkenlik katsayıları dikkate alınarak belirlenen, yalıtım tabakası olmadan duvarın tüm katmanlarının ısıl dirençlerinin toplamı duvarın nem koşullarına uygun olarak, m 2 °C /W

Yalıtımın kalınlığı şuna eşittir (formül 5.7):

burada: λ ut - yalıtım malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m °C).

Yalıtımın toplam kalınlığının 250 mm olması koşuluyla duvarın ısıl direncinin belirlenmesi (formül 5.8):

burada: ΣR t,i, yalıtım katmanı da dahil olmak üzere çitin tüm katmanlarının, kabul edilen yapısal kalınlıktaki m 2 °C/W termal dirençlerinin toplamıdır.

Elde edilen sonuçtan şunu çıkarabiliriz

R 0 = 3.503 m2 × °C/W> R tr0 = 3.214m2 × °C/W→ bu nedenle yalıtımın kalınlığı seçilir Sağ.

Hava boşluğunun etkisi

Üç katmanlı duvarlarda yalıtım olarak mineral yünü, cam yünü veya başka bir levha yalıtımının kullanılması durumunda, dış duvar ile yalıtım arasına havalandırmalı bir katman döşenmesi gerekir. Bu tabakanın kalınlığı en az 10 mm, tercihen 20-40 mm olmalıdır. Yoğuşma nedeniyle ıslanan yalıtımı kurutmak için gereklidir.

Bu hava boşluğu kapalı bir alan değildir, bu nedenle hesaplamada mevcutsa SP 23-101-2004'ün 9.1.2 maddesinin gerekliliklerinin dikkate alınması gerekir, yani:

a) hava boşluğu ile dış yüzey arasında yer alan yapının katmanları (bizim durumumuzda bu dekoratif tuğladır (besser)) ısı mühendisliği hesaplamasında dikkate alınmaz;

b) Yapının dış hava ile havalandırılan katmana bakan yüzeyinde ısı transfer katsayısı α ext = 10,8 W/(m°C) alınmalıdır.

Not:Örneğin plastik çift camlı pencerelerin termal mühendislik hesaplamalarında hava boşluğunun etkisi dikkate alınır.

Omsk'ta bulunan bir konut binasında üç katmanlı tuğla dış duvardaki yalıtımın kalınlığının belirlenmesi gerekmektedir. Duvar yapısı: iç katman – tuğla işi 250 mm kalınlığında ve 1800 kg/m3 yoğunluğunda sıradan kil tuğladan, dış katman 120 mm kalınlığında ve 1800 kg/m3 yoğunluğunda kaplama tuğlalarından yapılmış tuğladır; Dış ve iç katmanlar arasında 40 kg/m3 yoğunluğa sahip polistiren köpükten yapılmış etkili bir yalıtım vardır; Dış ve iç katmanlar, 0,6 m'lik artışlarla yerleştirilmiş 8 mm çapında fiberglas esnek bağlantılarla birbirine bağlanır.

1. Başlangıç ​​verileri

Binanın amacı – konut binası

İnşaat alanı - Omsk

Tahmini iç hava sıcaklığı t dahili= artı 20 0 C

Tahmini dış hava sıcaklığı metin= eksi 37 0 C

Tahmini iç mekan hava nemi – %55

2. Normalleştirilmiş ısı transfer direncinin belirlenmesi

Isıtma periyodunun derece-gününe bağlı olarak Tablo 4'e göre belirlenir. Isıtma sezonunun derece-günleri, D d , °С×gün, ortalama dış sıcaklığa ve ısıtma süresinin süresine bağlı olarak formül 1 ile belirlenir.

SNiP 23-01-99*'a göre Omsk'ta ısıtma döneminde ortalama dış hava sıcaklığının şuna eşit olduğunu belirliyoruz: t ht = -8,4 0 C, ısıtma periyodunun süresi z ht = 221 gün. Isıtma periyodunun derece-gün değeri şuna eşittir:

D d = (t dahili - t ht) z ht = (20 + 8,4)×221 = 6276 0 C gün.

Tabloya göre. 4. standartlaştırılmış ısı transfer direnci Rreg değere karşılık gelen konut binaları için dış duvarlar D d = 6276 0 C gün eşittir R reg = a D d + b = 0,00035 × 6276 + 1,4 = 3,60 m2 0 C/W.

3. Dış duvar için tasarım çözümü seçimi

Dış duvar için yapısal çözüm, ödevde önerilmiştir ve iç katmanı 250 mm kalınlığında tuğla duvar, dış katmanı 120 mm kalınlığında tuğla duvar ve dış ve iç katmanlar arasında polistiren köpük yalıtımlı üç katmanlı bir çittir. . Dış ve iç katmanlar, 0,6 m'lik artışlarla yerleştirilmiş, 8 mm çapında esnek fiberglas bağlarla birbirine bağlanır.



4. Yalıtım kalınlığının belirlenmesi

Yalıtımın kalınlığı formül 7 ile belirlenir:

d ut = (R reg ./r – 1/a int – d kk /l kk – 1/a dahili)× l ut

Nerede Rreg. – standartlaştırılmış ısı transfer direnci, m2 0 C/W; R– termal homojenlik katsayısı; bir int– iç yüzeyin ısı transfer katsayısı, W/(m2 ×°C); dahili bir– dış yüzeyin ısı transfer katsayısı, W/(m2 ×°C); tkk- tuğla kalınlığı, M; anladım– tuğlanın hesaplanan ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m×°С); ben çıktım– Yalıtımın hesaplanan ısıl iletkenlik katsayısı, W/(m×°С).

Normalleştirilmiş ısı transfer direnci belirlenir: R reg = 3,60 m 2 0 C/W.

Fiberglas esnek bağlantılara sahip üç katmanlı bir tuğla duvar için termal homojenlik katsayısı yaklaşık olarak r=0,995 ve hesaplamalarda dikkate alınmayabilir (bilgi için, çelik esnek bağlantılar kullanılıyorsa, termal tekdüzelik katsayısı 0,6-0,7'ye ulaşabilir).

İç yüzeyin ısı transfer katsayısı tablodan belirlenir. 7 a int = 8,7 W/(m 2 ×°C).

Dış yüzeyin ısı transfer katsayısı Tablo 8'e göre alınır. a e xt = 23 W/(m 2 ×°C).

Tuğlanın toplam kalınlığı 370 mm veya 0,37 m'dir.

Kullanılan malzemelerin hesaplanan ısıl iletkenlik katsayıları çalışma koşullarına (A veya B) bağlı olarak belirlenir. Çalışma koşulları aşağıdaki sırayla belirlenir:

Tabloya göre 1 tesisin nem rejimini belirliyoruz: iç havanın hesaplanan sıcaklığı +20 0 C olduğundan, hesaplanan nem% 55'tir, tesisin nem rejimi normaldir;

Ek B'yi (Rusya Federasyonu haritası) kullanarak Omsk şehrinin kuru bir bölgede bulunduğunu belirliyoruz;

Tabloya göre 2, nem bölgesine ve tesisin nem koşullarına bağlı olarak, kapalı yapıların çalışma koşullarının A.

Adj'a göre. D çalışma koşulları A için termal iletkenlik katsayılarını belirliyoruz: 40 kg/m3 yoğunluğa sahip genişletilmiş polistiren GOST 15588-86 için l ut = 0,041 W/(m×°C); 1800 kg/m3 yoğunluğa sahip çimento-kum harcı üzerine sıradan kil tuğlalardan yapılmış tuğlalar için l kk = 0,7 W/(m×°C).

Tanımlanan tüm değerleri formül 7'ye koyalım ve hesaplayalım minimum kalınlık polistiren köpük yalıtımı:

d ut = (3,60 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23)× 0,041 = 0,1194 m

Ortaya çıkan değeri en yakın 0,01 m'ye yuvarlıyoruz: d ut = 0,12 m. Formül 5'i kullanarak bir doğrulama hesaplaması yapıyoruz:

R 0 = (1/a i + d kk /l kk + d ut /l ut + 1/a e)

R 0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 m2 0 S/W

5. Bina kabuğunun iç yüzeyinde sıcaklık ve nem yoğunlaşmasının sınırlandırılması

Δt o, °C, iç havanın sıcaklığı ile kapalı yapının iç yüzeyinin sıcaklığı arasında standartlaştırılmış değerleri aşmamalıdır. Δtn, °С, tablo 5'te belirlenmiş ve aşağıdaki gibi tanımlanmıştır

Δt o = n(t intmetin)/(R 0 a int) = 1(20+37)/(3,61 x 8,7) = 1,8 0 C yani. Δt n = 4,0 0 C'den az, tablo 5'e göre belirlenir.

Sonuç: tüç katmanlı polistiren köpük yalıtımının kalınlığı tuğla duvar 120 mm'dir. Aynı zamanda dış duvarın ısı transferine karşı direnci R 0 = 3,61 m 2 0 Yazılım/Yazılım normalleştirilmiş ısı transfer direncinden daha büyük olan Reg. = 3,60 m 2 0 C/W Açık 0,01 m 2 0 C/W. Tahmini sıcaklık farkı Δt o, °C, iç havanın sıcaklığı ile kapalı yapının iç yüzeyinin sıcaklığı arasındaki standart değeri aşmaz Δtn,.

Yarı saydam kapalı yapıların termal mühendislik hesaplamasına bir örnek

Yarı saydam kapalı yapılar (pencereler) aşağıdaki yönteme göre seçilir.

Standartlaştırılmış ısı transfer direnci Rregısıtma periyodunun derece-gününe bağlı olarak 02/23/2003 SNiP Tablo 4'e (sütun 6) göre belirlenir D d. Aynı zamanda binanın türü ve D d olduğu gibi kabul edildi önceki örnekışık geçirmeyen kapalı yapıların termal mühendislik hesaplamaları. Bizim durumumuzda D d = 6276 0C gün, daha sonra bir konut binası penceresi için R reg = a D d + b = 0,00005 × 6276 + 0,3 = 0,61 m2 0 C/W.

Yarı saydam yapıların seçimi, azaltılmış ısı transfer direncinin değerine göre gerçekleştirilir. R veya r Sertifika testleri sonucunda veya Kurallar Kurallarının Ek L'sine göre elde edilir. Seçilen yarı saydam yapının ısı transfer direnci azaltılırsa R veya r, daha fazla veya eşit Rreg, o zaman bu tasarım standartların gereksinimlerini karşılıyor.

Çözüm: Omsk'taki bir konut binası için, sert seçici kaplamalı camdan yapılmış ve camlar arası boşluğu argonla dolduran çift camlı pencereli PVC çerçeveli pencereleri kabul ediyoruz R veya r = 0,65 m 2 0 C/W Daha R reg = 0,61 m2 0 C/W.

EDEBİYAT

  1. SNiP 02/23/2003. Binaların termal koruması.
  2. SP 23-101-2004. Termal korumanın tasarımı.
  3. SNiP 23-01-99*. İnşaat klimatolojisi.
  4. SNiP 01/31/2003. Konut çok apartmanlı binalar.
  5. SNiP 2.08.02-89 *. Kamu binaları ve yapıları.

Binaların duvarları bizi rüzgardan, yağıştan korur ve sıklıkla hizmet eder. yük taşıyan yapılarçatı için. Yine de, kapalı yapılar olarak duvarların ana işlevi, insanları çevredeki havanın rahatsız edici sıcaklıklarından (çoğunlukla düşük) korumaktır.

Duvarın ısı mühendisliği hesaplaması, binada bulunan bir kişi için konforlu sıhhi ve hijyenik koşulların sağlanması ve enerji tasarrufu mevzuatının gereklilikleri açısından tesisin ısı yalıtımını sağlamak için kullanılan malzeme katmanlarının gerekli kalınlığını belirler. .

Duvarlar ne kadar yalıtılırsa, binanın ısıtılması için gelecekteki işletme maliyetleri de o kadar düşük olur, ancak aynı zamanda daha fazla maliyet inşaat sırasında malzeme alımı için. Bina kaplamalarını yalıtmanın ne ölçüde makul olacağı binanın beklenen ömrüne, inşaat yatırımcısının izlediği hedeflere bağlıdır ve uygulamada her durumda ayrı ayrı ele alınır.

Sıhhi ve hijyenik gereksinimler, odada konfor sağlayabilecek duvar bölümlerinin izin verilen minimum ısı transfer direncini belirler. Bu gereksinimler tasarım ve inşaat sırasında karşılanmalıdır! Enerji tasarrufu gerekliliklerinin sağlanması, projenizin yalnızca sınavı geçmesine ve inşaat sırasında tek seferlik ek maliyetler gerektirmesine olanak sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda işletme sırasında ilave ısıtma maliyetlerinde de azalma sağlayacaktır.

Çok katmanlı bir duvar için Excel'de termal mühendislik hesaplaması.

MS Excel'i açıyoruz ve bölgede inşa edilen bir binanın duvarının (Moskova) ısı mühendisliği hesaplamasının bir örneğini düşünmeye başlıyoruz.

Çalışmaya başlamadan önce şunu indirin: SP 23-101-2004, SP 131.13330.2012 ve SP 50.13330.2012. Listelenen tüm Kural Kuralları serbest erişim internette.

Hesaplanan Excel dosyası parametre değerlerinin bulunduğu hücrelere verilen notlar, bu değerlerin nereden alınması gerektiği hakkında bilgi verir ve yalnızca belge numaraları değil, aynı zamanda çoğu zaman tablo ve hatta sütun numaraları da belirtilir.

Duvar katmanlarının boyutlarını ve malzemelerini belirledikten sonra, sıhhi ve hijyenik standartlara ve enerji tasarrufu standartlarına uygunluğunu kontrol edeceğiz ve ayrıca katmanların sınırlarındaki tasarım sıcaklıklarını hesaplayacağız.

İlk veri:

1…7. D4-D10 hücrelerine ilişkin notlardaki bağlantılara dayanarak, tablonun ilk bölümünü inşaat bölgenize ilişkin başlangıç ​​verileriyle dolduruyoruz.

8…15. D12-D19 hücrelerindeki ilk verilerin ikinci bölümünde, dış duvar katmanlarının kalınlığı ve ısı iletkenlik katsayılarının parametrelerini giriyoruz.

Malzemelerin ısıl iletkenlik katsayılarının değerlerini satıcılardan talep edebilir, notlardaki bağlantıları kullanarak D13, D15, D17, D19 hücrelerine bulabilir veya sadece internette arama yapabilirsiniz.

Bu örnekte:

birinci katman, yoğunluğu 1050 kg/m3 olan alçı kaplama levhalardır (kuru sıva);

ikinci katman, çimento-cüruf harcı ile katı sıradan kil tuğlalardan (1800 kg/m3) yapılmış tuğladır;

üçüncü katman - taş elyaftan yapılmış mineral yün levhalar (25-50 kg/m3);

dördüncü katman, cam elyaf ağlı polimer-çimento sıvadır.

Sonuçlar:

Yapıda kullanılan malzemelerin ısı akışının yayılımı yönünde termal bütünlüğü koruduğu varsayımına dayanarak duvarın termal mühendislik hesaplamasını yapacağız.

Hesaplama aşağıdaki formüller kullanılarak gerçekleştirilir:

16.GSOP=( t vr- n av)* Z

17. R0ahTR=0,00035* GSOP+1,4

Formül, konut binalarının, çocukların ve tıbbi kurumların duvarlarının termal mühendislik hesaplamaları için geçerlidir. Diğer amaçlara yönelik binalar için formüldeki “0,00035” ve “1,4” katsayıları SP 50.13330.2012 Tablo 3'e göre farklı seçilmelidir.

18.R0'larTR=( t vr- nr)/( Δ TV* α giriş)

19.R 0 =1/ α in +δ 1 / λ1 +δ 2 / λ2 +δ 3 /λ3 +δ 4 / λ 4 +1/ α n

Aşağıdaki koşullar yerine getirilmelidir: R 0 > R0'larTR Ve R 0 > R0eTR .

İlk koşul karşılanmazsa D24 hücresi otomatik olarak kırmızı renkle doldurularak kullanıcıya seçilen duvar yapısının kabul edilemez olduğu sinyali verilir. Yalnızca ikinci koşul karşılanmazsa D24 hücresi renklenecektir pembe. Hesaplanan ısı transfer direnci standart değerlerden büyük olduğunda D24 hücresi açık sarıya boyanır.

20.t 1 = Tsanal gerçeklik — (Tsanal gerçeklik Tnumara )/ R 0 *1/α inç

21.t 2 = Tsanal gerçeklik — (Tsanal gerçeklik Tnumara )/ R 0 *(1/α inç +δ 1 /λ1)

22.t 3 = Tsanal gerçeklik — (Tsanal gerçeklik Tnumara )/ R 0 *(1/α inç +δ 1 /λ1 +δ 2 /λ2)

23.t 4 = Tsanal gerçeklik — (Tsanal gerçeklik Tnumara )/ R 0 *(1/α inç +δ 1 /λ1 +δ 2 /λ2 3 /λ3)

24.t 5 = Tsanal gerçeklik — (Tsanal gerçeklik Tnumara )/ R 0 *(1/α inç +δ 1 /λ1 +δ 2 /λ2 3 /λ3 +δ 4 /λ4)

Duvarın Excel'deki termal hesaplaması tamamlandı.

Önemli Not.

Çevremizdeki hava su içerir. Hava sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla nem tutabilir.

0˚C ve %100 bağıl nemde, enlemlerimizde Kasım ayının nemli havası bir tane içerir metreküp 5 gramdan az su. Aynı zamanda Sahra Çölü'ndeki +40˚С sıcaklıktaki sıcak hava ve yalnızca %30 bağıl nem şaşırtıcı bir şekilde kendi içinde 3 kat daha fazla su tutar - 15 g/m3'ten fazla.

Hava soğudukça ve soğudukça, daha sıcak bir durumda tutabileceği nem miktarını içinde tutamaz. Sonuç olarak hava, duvarların serin iç yüzeylerine nem damlacıkları yayar. Bunun iç mekanlarda olmasını önlemek için duvar bölümünü tasarlarken duvarların iç yüzeylerine çiy düşmemesini sağlamak gerekir.

Konutlardaki ortalama bağıl hava nemi %50...60 olduğundan, +22˚С hava sıcaklığında çiğlenme noktası +11...14˚С'dir. Örneğimizde duvarın iç yüzeyinin +20,4˚С sıcaklığı çiğ oluşmamasını sağlar.

Ancak malzemeler yeterince higroskopikse, duvar katmanlarının içinde ve özellikle katmanların sınırlarında çiy oluşabilir! Su donduğunda genleşir ve duvar malzemelerini yok eder.

Yukarıda ele alınan örnekte sıcaklığı 0˚C olan nokta yalıtım katmanının içinde ve duvarın dış yüzeyine oldukça yakın bir yerde bulunmaktadır. Makalenin başındaki şemada bu noktada işaretlenmiş sarı sıcaklık değerini pozitiften negatife değiştirir. Tuğlaların ömrü boyunca asla olumsuz sıcaklıklara maruz kalmayacağı ortaya çıktı. Bu, bina duvarlarının dayanıklılığının sağlanmasına yardımcı olacaktır.

Örnekteki ikinci ve üçüncü katmanları değiştirirsek ve duvarı içeriden yalıtırsak, negatif sıcaklıklar ve yarı donmuş tuğlalar bölgesinde bir değil iki katman sınırı elde edeceğiz. Duvarın termal hesaplamasını yaparak kendinizi buna ikna edin. Açık sonuçlar ortadadır.

Yazarın çalışmasına saygı duymak yalvarırım indirmek hesaplama dosyasıabonelikten sonra Makale duyurularına sayfanın üst kısmında yer alan pencereden veya yazının sonundaki pencereden ulaşabilirsiniz!

Konut binalarının ısıtılması ve havalandırılması

Eğitici - Araç seti uygulamalı derslere

Disiplin yoluyla

"Ağ Mühendisliği. Isı ve havalandırma"

(hesaplama örnekleri)

Samara 2011


Derleyen: Dezhurova Natalya Yurievna

Nokhrina Elena Nikolaevna

UDC 628.81/83 07

Konut binalarının ısıtılması ve havalandırılması: “Mühendislik ağları” disiplinindeki testler ve pratik dersler için eğitimsel ve metodolojik el kitabı. Isı ve gaz temini ve havalandırma / Komp.:
N.Yu. Dezhurova, E.N. Nohrina; Samara Eyaleti kemer. - inşa eder. üniversite – Samara, 2011. – 80 s.

“Binaların mühendislik ağları ve ekipmanları” dersinde pratik dersler verme ve testler yapma metodolojisi özetlenmiştir. Isı ve gaz temini ve havalandırma. Bu eğitim şunları sağlar: geniş seçim dış duvarlara yönelik tasarım çözümleri seçenekleri, tipik kat planları seçenekleri, hesaplamalar için referans veriler sağlanmaktadır.

Tam zamanlı ve yarı zamanlı öğrenciler için tasarlandı
270102.65 “Endüstriyel ve Sivil İnşaat” uzmanlığı ve 270105.65 “Şehir İnşaatı ve Ekonomi” uzmanlık öğrencileri tarafından da kullanılabilir.


1 Testin tasarımı ve içeriği için gereklilikler
çalışma (pratik alıştırmalar) ve ilk veriler …………………..5


enerji verimli binalar ……………………………………………11

3 Dış muhafaza yapılarının ısı mühendisliği hesaplamaları....16

3.1 Bir dış duvarın ısı mühendisliği hesaplaması (hesaplama örneği)…..20


(hesaplama örneği)………………………………………………………25

3.3 Isı mühendisliği hesaplaması çatı katı
(hesaplama örneği) …………………………………………………...26

4 Bina binalarında ısı kaybının hesaplanması …………………………………28

4.1 Bina binalarındaki ısı kayıplarının hesaplanması (hesaplama örneği)…34

5 Merkezi ısıtma sisteminin geliştirilmesi…………………………..44

6 Hesaplama ısıtma cihazları ……………………………………..46

6.1 Isıtma cihazlarının hesaplanmasına örnek………………………50

7 Konut binasının havalandırılmasına yönelik tasarım çözümleri………………..55

7.1 Doğal egzozun aerodinamik hesabı

havalandırma………………………………………………………...59

7.2 Kanalların hesaplanması doğal havalandırma ……………………….62

Kaynakça……………………………………………………….66

Ek A Nem bölgeleri haritası…………………….…………….67

Ek B Kapalı yapılar için çalışma koşulları
tesisin nem koşullarına ve nem bölgelerine bağlı olarak……………………………………68

Ek B Malzemelerin termofiziksel özellikleri…….. ..69

Ek D Tipik bir zeminin bölümleri için seçenekler …………………...70

Ek E Seksiyonel ve panel radyatörlü gösterge ünitelerinde su akış katsayısı değerleri .....75

Ek E 1 m'lik ısı akışı açık şekilde dikey düz olarak döşenir metal borular, boyalı yağlı boya, Q, W/m ……………………………………………………….76

Ek G Yuvarlak çelik hava kanallarının hesaplanması için tablo teneke= 20 ºС …………………………………………..77

Ek 3 Malzemenin pürüzlülüğü dikkate alınarak sürtünmeden kaynaklanan basınç kaybı için düzeltme faktörleri
hava kanalları…………………………………………………………….78

Ek I Çeşitli durumlar için yerel direnç katsayıları

hava kanalı elemanları…………………………….79


1 Testin tasarımı ve içeriği için gereklilikler
çalışma (pratik alıştırmalar) ve ilk veriler

Test hesaplama ve açıklayıcı not ile grafik kısmından oluşmaktadır.

Gerekli tüm başlangıç ​​verileri, öğrenci kodunun son rakamına uygun olarak Tablo 1'e göre kabul edilir.

Hesaplaşma ve açıklayıcı not aşağıdaki bölümleri içermektedir:

1. İklim verileri

2. Kapalı yapıların seçimi ve bunların ısıl mühendisliği
hesaplama

3. Bina binalarında ısı kaybının hesaplanması

4. Merkezi ısıtma şemasının geliştirilmesi (ısıtma cihazlarının, yükselticilerin, hatların ve kontrol ünitesinin yerleştirilmesi)

5. Isıtma cihazlarının hesaplanması

6. Doğal havalandırma sistemi için tasarım çözümü

7. Havalandırma sisteminin aerodinamik hesabı.

Açıklayıcı not A4 kağıda veya kareli deftere yazılır.

Grafik kısmı grafik kağıdı üzerinde yapılır, not defterine yapıştırılır ve şunları içerir:

1. Tipik bir M 1:100 katının kesit planı (bkz. ek)

2. Bodrum planı M 1:100

3. Çatı katı planı M 1:100

4. Isıtma sisteminin aksonometrik diyagramı M 1:100.

Bodrum ve çatı katı planı plana göre çizilir
tipik zemin.

Test, iki katlı bir konut binasının hesaplanmasını içerir, hesaplamalar bir bölüm için yapılır. Isıtma sistemi – tek borulu üst kablolama, çıkmaz sokak.

Isıtılmamış bodrum ve sıcak çatı katının üstündeki zeminler için yapıcı çözüm, hesaplama örneğine benzetilerek alınmalıdır.

İklim özellikleri Tablo 1'de verilen inşaat alanları SNiP 23-01-99* İnşaat klimatolojisinden alınmıştır:

1) 0,92 olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığı (Tablo 1, sütun 5);

2) ısıtma periyodunun ortalama sıcaklığı (Tablo 1
sütun 12);

3) ısıtma periyodunun süresi (Tablo 1
sütun 11);

4) Ocak ayı için yönlere göre ortalama rüzgar hızlarının maksimumu (Tablo 1, sütun 19).

Çit malzemelerinin termofiziksel özellikleri, odanın nem koşulları ve şantiyenin nem bölgesi tarafından belirlenen yapının çalışma koşullarına bağlı olarak alınır.

Yaşam alanının nem koşullarını kabul ediyoruz normal+20 ºС ayarlanan sıcaklığa ve %55 iç havanın bağıl nemine dayanmaktadır.

Haritayı, Ek A ve Ek B'yi kullanarak koşulları belirliyoruz
kapalı yapıların çalışması. Ayrıca Ek B'ye göre çit katmanlarının malzemelerinin ana termofiziksel özelliklerini, yani katsayıları kabul ediyoruz:

termal iletkenlik, W/(m·°С);

ısı emilimi, W/(m 2 ·°С);

buhar geçirgenliği, mg/(m·h Pa).


tablo 1

Yürütme için ilk veriler deneme çalışması

İlk veri Şifrenin son rakamına bağlı sayısal değerler
Standart kat kesit planı seçeneğinin numarası (Ek D)
Zemin yüksekliği (zeminden zemine) 2,7 3,0 3,1 3,2 2,9 3,0 3,1 2,7 3,2 2,9
Dış duvar tasarımı seçeneği (Tablo 2)
Şehir Parametreleri Moskova Saint Petersburg Kaliningrad Şaboksarı Nijniy Novgorod Voronej Saratov Volgograd Orenburg Penza
, ºС -28 -26 -19 -32 -31 -26 -27 -25 -31 -29
, ºС -3,1 -1,8 1,1 -4,9 -4,1 -3,1 -4,3 -2,4 -6,3 -4,5
, günler
, Hanım 4,9 4,2 4,1 5,0 5,1 5,1 5,6 8,1 5,5 5,6
Ana yönlere göre yönlendirme İLE YU Z İÇİNDE kuzeydoğu Kuzeybatı GD GB İÇİNDE Z
Kalınlık zemin arası tavan 0,3 0,25 0,22 0,3 0,25 0,22 0,3 0,25 0,22 0,3
İki gözlü, üç gözlü, dörtlü ocaklı mutfaklar + - - - + - - - + + - - - + - - - + + - - - + - + - - - + -

Pencere boyutu 1,8 x 1,5 (için oturma odaları); 1,5 x 1,5 (mutfak için)

Dış kapı boyutu 1,2 x 2,2

Tablo 2

Dış duvarlar için tasarım çözümleri seçenekleri

seçenek 1 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil beton
seçenek 2 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil beton ; 3. katman – çimento-kum harcı; Katman 4 – cephe sisteminin dokulu katmanı
Seçenek 3 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil beton 3. katman – çimento-kum harcı; Katman 4 – cephe sisteminin dokulu katmanı
Seçenek 4 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – duvarcılık kum-kireç tuğlası; 3. katman – yekpare genişletilmiş kil beton
Seçenek 5 1. katman – kireç-kum harcı; 2. katman – seramik tuğla; 3. katman – yekpare genişletilmiş kil betonu, ; 4. katman – çimento-kum harcı; Katman 5 – cephe sisteminin dokulu katmanı
Seçenek 6
Seçenek 7 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil betonu, ; 3. katman – seramik tuğla
Seçenek 8 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil betonu,
Seçenek 9 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – yekpare genişletilmiş kil betonu, ; 3. katman – kum-kireç tuğlası
Seçenek 10 1 kat – kireç-kum harcı; 2. katman – silikat tuğla duvar; 3. katman – yekpare genişletilmiş kil betonu, ; 4. katman – seramik tuğlalardan yapılmış tuğlalar

Tablo 3

Termal homojenlik katsayısı değerleri

HAYIR. Dış duvar yapısının görünümü R
Tek katmanlı yük taşıyan dış duvarlar 0,98 0,92
Monolitik çerçeveli binalarda tek katmanlı, kendinden destekli dış duvarlar 0,78 0,8
Çift katmanlı dış duvarlar iç yalıtım 0.82 0,85
LNPP tipi havalandırmasız cephe sistemlerine sahip çift katmanlı dış duvarlar 0,92 0,93
Havalandırmalı cepheye sahip çift katmanlı dış duvarlar 0,76 0,8
Üç katmanlı dış duvarlar etkili yalıtım malzemeleri 0,84 0,86

2 Dış duvarlar için tasarım çözümleri
enerji verimli binalar

Konut ve kamu binalarının yapımında kullanılan enerji verimli binaların dış duvarlarına yönelik yapısal çözümler
yapılar 3 gruba ayrılabilir (Şekil 1):

1) tek katmanlı;

2) iki katmanlı;

3) üç katmanlı.

Tek katmanlı dış duvarlar, kural olarak, zemin elemanları üzerinde kat kat destek ile kendi kendini destekleyecek şekilde tasarlanmış hücresel beton bloklardan yapılmıştır. zorunlu koruma sıva uygulanarak dış atmosferik etkilerden korunmak,
kaplama vb. Bu tür yapılarda mekanik kuvvetlerin iletimi betonarme kolonlar vasıtasıyla gerçekleştirilir.

İki katmanlı dış duvarlar, yük taşıyıcı ve ısı yalıtım katmanları içerir. Bu durumda yalıtım şu şekilde konumlandırılabilir:
hem dışarıda hem de içeride.

Samara bölgesinde enerji tasarrufu programının uygulanmasının başlangıcında esas olarak kullanıldı iç yalıtım. Isı yalıtım malzemesi olarak genleştirilmiş polistiren ve URSA elyaf cam elyaf levhalar kullanıldı. Oda tarafında izolasyon alçıpan veya alçı ile korunmuştur. İçin
Yalıtımı nem ve nem birikiminden korumak için polietilen film şeklinde bir buhar bariyeri yerleştirildi.

Şu tarihte: daha fazla sömürü binalarda, binalardaki hava değişiminin bozulmasıyla ilgili birçok kusur ortaya çıktı, görünüm karanlık noktalar Dış duvarların iç yüzeylerinde küf ve mantarlar. Bu nedenle, şu anda iç yalıtım yalnızca besleme ve egzoz mekanik havalandırmasını kurarken kullanılmaktadır. Yalıtım olarak düşük su emme özelliğine sahip malzemeler, örneğin penopleks ve püskürtme poliüretan köpük kullanılır.

Dış izolasyonlu sistemlerin bir takım önemli özellikleri vardır.
faydalar. Bunlar şunları içerir: yüksek termal tekdüzelik, sürdürülebilirlik, çeşitli şekillerde mimari çözümlerin uygulanması yeteneği.

İnşaat uygulamasında iki seçenek kullanılır
cephe sistemleri: dış sıva tabakası ile; havalandırmalı hava boşluğu ile.

Cephe sistemlerinin ilk uygulamasında
Polistiren köpük levhalar esas olarak yalıtım için kullanılır.
Dış atmosferik etkilere karşı yalıtım, bir taban yapışkan tabakası, güçlendirilmiş cam elyaf ağ ve dekoratif bir tabaka ile korunmaktadır.



Pirinç. 1. Enerji tasarruflu binaların dış duvar tipleri:

a - tek katmanlı, b - iki katmanlı, c - üç katmanlı;

1 – alçı; 2 – hücresel beton;

3 – koruyucu katman; 4 – dış duvar;

5 – yalıtım; 6 – cephe sistemi;

7 – rüzgar geçirmez membran;

8 - havalandırılmış hava boşluğu;

11 – kaplama tuğlası; 12 – esnek bağlantılar;

13 – genişletilmiş kil beton panel; 14 – dokulu katman.


Havalandırmalı cephelerde yalnızca bazalt elyaf levhalar şeklinde yanmaz yalıtım kullanılır. Yalıtım korunur
braketler kullanılarak duvara tutturulmuş cephe levhaları ile atmosferik neme maruz kalma. Döşemeler ile izolasyon arasında hava boşluğu sağlanır.

Havalandırmalı cephe sistemleri tasarlanırken dış duvardan geçen su buharı, hava aralığından giren dış hava ile karışarak egzoz kanalları aracılığıyla sokağa salındığı için dış duvarlar için en uygun ısı ve nem koşulları yaratılır.

Daha önce inşa edilen üç katmanlı duvarlar esas olarak kuyu duvarcılığı şeklinde kullanılmıştı. Dış ve iç yalıtım katmanları arasında yer alan küçük parçalı ürünlerden yapılmıştır. Yapıların termal homojenlik katsayısı nispeten küçüktür ( R< 0,5) из-за наличия tuğla lentolar. Rusya'da enerji tasarrufunun ikinci aşamasını uygularken, azaltılmış ısı transfer direncinin gerekli değerlerine aşağıdakileri kullanarak ulaşın:
yani duvarcılık mümkün değildir.

İnşaat uygulamasında geniş uygulama imalatında kullandıkları esnek bağlantıları kullanarak üç katmanlı duvarlar buldular çelik takviye uygun korozyon önleyici özelliklere sahip çelik veya Koruyucu kaplamalar. İç katman olarak hücresel beton kullanılmış olup, ısı yalıtım malzemeleri polistiren köpük, mineral levhalar ve penoizoldür. Kaplama tabakası seramik tuğladan yapılmıştır.

Üç katmanlı beton duvarlar Büyük panel konut inşaatlarında uzun süredir kullanılmaktadır ancak daha düşük değerde azaltılmıştır.
ısı transferine karşı direnç. Termal performansı artırmak için
Panel yapılarının homojenliği kullanılmalıdır
bireysel çubuklar veya bunların kombinasyonları formunda esnek çelik bağlantılar. Genişletilmiş polistiren genellikle bu tür yapılarda ara katman olarak kullanılır.

Şu anda üç katmanlı
alışveriş merkezleri ve endüstriyel tesislerin inşaatı için sandviç paneller.

Bu tür yapılarda orta katman olarak kullanıyorlar
etkili ısı yalıtım malzemeleri– mineral yün, polistiren köpük, poliüretan köpük ve penoizol. Üç katmanlı kapalı yapılar, malzemelerin enine kesitteki heterojenliği, karmaşık geometri ve bağlantı noktaları ile karakterize edilir. Yapısal nedenlerden dolayı, kabuklar arasındaki bağlantıların oluşması için daha fazlasına ihtiyaç vardır. dayanıklı malzemeler Isı yalıtımının içinden geçerek veya içine girerek ısı yalıtımının bütünlüğünü bozar. Bu durumda soğuk köprüler oluşur. Tipik örneklerÜç katmanlı panellerde çerçeveleme kaburgaları etkili yalıtım konut binaları, köşe montajı Ahşap kiriş sunta kaplamalı ve izolasyonlu üç katmanlı paneller vb.


3 Dış muhafaza yapılarının termal mühendislik hesaplaması

Kapalı yapıların azaltılmış ısı transfer direnci R 0, tasarım spesifikasyonlarına uygun olarak alınmalı, ancak formül (1)'e göre sıhhi ve hijyenik koşullara göre belirlenen gerekli R 0 tr değerlerinden az olmamalıdır ve Tablo 4'e göre enerji tasarrufu koşulları.

1. Çitin gerekli ısı transfer direncini sıhhi, hijyenik ve konforlu koşullara göre belirliyoruz:

(1)

Nerede N- dış havaya göre kapalı yapının dış yüzeyinin konumuna bağlı olarak alınan katsayı, tablo 6;

Tahmini kış dış hava sıcaklığı, 0,92 olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşit;

Standartlaştırılmış sıcaklık farkı, °C, tablo 5;

Tabloya göre alınan, kapalı yapının iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı. 7, W/(m2 ·°С).

2. Enerji tasarrufu durumuna göre çitin ısı transferine karşı gerekli azaltılmış direnci belirleriz.

Isıtma periyodu derece günleri (CDD) aşağıdaki formül kullanılarak belirlenmelidir:

GSOP= , (2)

ortalama sıcaklık, ºС ve ortalama günlük hava sıcaklığı 8 ºС olan ısıtma periyodunun süresi nerede. Isı transferine karşı gerekli azaltılmış direncin değeri tablodan belirlenir. 4

Tablo 4

Gerekli azaltılmış ısı transfer direnci

bina zarfları

Binalar ve tesisler Isıtma periyodunun derece günleri, °C gün. Kapalı yapıların azaltılmış ısı transfer direnci, (m 2 °C)/W:
duvarlar garaj yolları üzerindeki kaplamalar ve tavanlar çatı katları, soğuk gezinme alanları ve bodrum katları pencere ve balkon kapıları
Konut, tıbbi ve önleyici kurumlar ve çocuk kurumları, yatılı okullar. 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80
Yukarıda listelenenlerin dışında kamusal, idari ve evsel, nemli veya ıslak koşullara sahip odalar hariç 1,6 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80
Kuru ve normal modda üretim 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50
Notlar: 1. R 0 tr'nin ara değerleri enterpolasyonla belirlenmelidir. 2. Nemli ve ıslak koşullara sahip, 23 W/m3'ten fazla duyulur ısıya sahip endüstriyel binaların binaları ve ayrıca kamu, idari ve ev binaları Endüstriyel binaların kuru ve normal modlarına sahip odalar için ıslak veya ıslak modlar alınmalıdır. 3. Balkon kapılarının kör kısmının azaltılmış ısı transfer direnci, bu ürünlerin yarı saydam kısmının ısı transfer direncinden en az 1,5 kat daha yüksek olmalıdır. 4. Belirli bir konuyla ilgili bazı haklı durumlarda yapıcı çözümler Pencere ve diğer açıklıkların doldurulması için, tabloda belirtilenden %5 daha düşük ısı transfer direncine sahip pencere ve balkon kapısı tasarımlarının kullanılmasına izin verilir.

Bireysel kapalı yapıların ısı transferine karşı azaltılmış direncinin değerleri, en az eşit olarak alınmalıdır.
konut ve kamu binalarının duvarları için formül (3) ile veya diğer kapalı duvarlar için formül (4) ile belirlenen değerler
tasarımlar:

(3)

(4)

enerji tasarrufunun ikinci aşamasının gerekliliklerini karşılayan standartlaştırılmış ısı transfer dirençleri nerededir (m 2 °C)/W.

3. Isı transferine karşı azaltılmış direnci bulun
formüle göre kapalı yapı

, (5)

Nerede R 0 arb.

R- Tablo 2'ye göre belirlenen termal homojenlik katsayısı.

Değeri belirleyin R 0 arbçok katmanlı dış duvar için

(m 2 °C)/W, (6)

Nerede R'den– kapalı yapının termal direnci, (m 2 °C)/W;

– ısı transfer katsayısı (için kış koşulları) Tablo 7'ye göre belirlenen mahfaza yapısının dış yüzeyi, W/(m 2 °C); 23 W/(m 2 °C).

(m 2 °C)/W, (7)

Nerede R 1, R 2, …R n– yapının bireysel katmanlarının ısıl direnci, (m 2 °C)/W.

Isıl direnç R, (m 2 °C)/W, çok katmanlı katman
kapalı yapı formülle belirlenmelidir

katman kalınlığı nerede, m;

Katman malzemesinin hesaplanan ısıl iletkenlik katsayısı,

W/(m °C) (Ek B).

Boyut R Tasarlanan dış duvarın tasarımına göre önceden ayarlıyoruz.

4. Isı transfer direncini, konforlu koşullar ve enerji tasarrufu koşullarına göre gerekli değerlerle karşılaştırıp, daha yüksek değer.

Eşitsizliğe saygı duyulmalı

Eğer yerine getirilirse, tasarım termal gereksinimleri karşılıyor demektir. Aksi takdirde yalıtımın kalınlığını arttırıp hesaplamayı tekrarlamanız gerekir.

Gerçek ısı transfer direncine dayanmaktadır R 0 arb bulmak
formüle göre, kapalı yapının ısı transfer katsayısı K, W/(m 2 ºС)

Dış duvarın termal mühendislik hesaplaması (hesaplama örneği)

İlk veri

1. İnşaat alanı – Samara.

2. 0,92 olasılıkla en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığı T n5 = -30 °C.

3. Isıtma periyodunun ortalama sıcaklığı = -5,2 °C.

4. Isıtma süresinin süresi 203 gündür.

5. Binanın içindeki hava sıcaklığı teneke=20 °C.

6. Bağıl nem =%55.

7. Nem bölgesi – kuru (Ek A).

8. Kapalı yapıların çalışma koşulları - A
(Ek B).

Tablo 5 çitin bileşimini, Şekil 2 ise yapıdaki katmanların sırasını göstermektedir.

Hesaplama prosedürü

1. Dış duvarın gerekli ısı transfer direncini sıhhi, hijyenik ve konforlu temellere göre belirliyoruz.
koşullar:

Nerede N– konuma bağlı olarak alınan katsayı
dış havaya göre kapalı yapının dış yüzeyi; dış duvarlar için N = 1;

İç havanın tasarım sıcaklığı, °C;

Tahmini kış dış hava sıcaklığı, en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşit
güvenlik 0,92;

Standart sıcaklık farkı, °C, tablo 5, konut binalarının dış duvarları için 4 °C;

Tabloya göre alınan, kapalı yapının iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı. 7, 8,7 W/(m2 ·°С).

Tablo 5

Eskrim bileşimi

2. Enerji tasarrufu durumuna bağlı olarak dış duvarın ısı transferine karşı gerekli azaltılmış direnci belirleriz. Isıtma periyodu derece günleri (CDD) formülle belirlenir.

GSOP= = (20+5.2)·203 = 5116 (°С·gün);

ortalama sıcaklık, ºС ve ortalama günlük hava sıcaklığı 8 ºС olan ısıtma periyodunun süresi nerede

(m 2 ·°С)/W.

Gerekli azaltılmış ısı transfer direnci
tablodan belirlenir. 4 enterpolasyon yöntemiyle.

3. İki değerden 1,43 (m 2 ·°С)/W ve 3,19 (m 2 ·°С)/W

kabul ediyoruz en yüksek değer 3,19 (m 2 ·°С)/W.

4. Duruma göre gerekli yalıtım kalınlığını belirleyin.

Kapalı yapının ısı transferine karşı azaltılmış direnci formülle belirlenir.

Nerede R 0 arb.– dış köşelerin, derzlerin ve tavanların etkisi dikkate alınmaksızın dış duvar yüzeyinin ısı transferine karşı direnci, pencere eğimleri Ve ısı ileten kapanımlar, (m 2 °C)/W;

R- Duvar tasarımına bağlı olarak Tablo 2'ye göre belirlenen termal homojenlik katsayısı.

Çift katmanlı dış duvar için kabul edin
dış yalıtım, tabloya bakınız. 3.

(m 2 °C)/W

6. Yalıtımın kalınlığını belirleyin

M, yalıtımın standart değeridir.

Standart değeri kabul ediyoruz.

7. Azaltılmış ısı transfer direncini belirleyin
dayalı kapalı yapılar standart kalınlık izolasyon

(m 2 °C)/W

(m 2 °C)/W

Koşul yerine getirilmelidir

3,38 > 3,19 (m 2 °C)/W - koşul karşılandı

8. Kapalı yapının gerçek ısı transfer direncine dayanarak dış duvarın ısı transfer katsayısını buluruz.

W/(m 2 °C)

9. Duvar kalınlığı

Pencereler ve balkon kapıları

Tablo 4'e göre ve GSOP = 5116 ºС gün'e göre pencereler ve balkon kapıları için bulduklarımız (m 2 °С)/W

W/(m 2 °C).

Dış kapılar

Bina, giriş hollü çift dış kapıyı kabul etmektedir
aralarında (m 2 °C)/W.

Dış kapının ısı transfer katsayısı

W/(m 2 °C).


3.2 Çatı katının termal hesabı
(hesaplama örneği)

Tablo 6 çatı katı yapısının bileşimini, Şekil 3 ise yapıdaki katmanların sırasını göstermektedir.

Tablo 6

Yapı bileşimi

HAYIR. İsim Kalınlık, m Yoğunluk, kg/m3 Isı iletkenlik katsayısı, W/(m o C)
Betonarme döşeme içi boş tavan 0,22 1,294
Çimento-kum harcı ile derz dolgu 0,01 0,76
Su yalıtımı – bir kat EPP teknoelast 0,003 0,17
Genişletilmiş kil beton 0,05 0,2
Şap çimento-kum harcı 0,03 0,76

Zeminin termal hesabı sıcak çatı katı

Söz konusu konut binası için:

14 ºС; 20 ºС; -5,2 ºС; 203 gün; - 30 ºС;
GSOP = 5116 ºС gün.

Tanımlıyoruz

Pirinç. 1.8.1
Tabloya göre bir konut binasının sıcak çatı katını kaplamak için. 4 =4,76 (m 2 °C)/W.

Sıcak bir çatı katının zemininin gerekli ısı transfer direncinin değerini buna göre belirliyoruz.

Nerede

4,76 · 0,12 = 0,571 (m 2 °C)/W.

çatı katları için 12 W/(m 2 ·°С), R= 1

1/8,7+0,22/1,294+0,01/0,76+

0,003/0,17+0,05/0,2+ 0,03/0,76+

1/12 = 0,69 (m 2 o C)/W.

Sıcak bir çatı katının ısı transfer katsayısı

W/(m 2 °C)

Çatı katı kalınlığı

3.3 Üst katın termal hesabı
ısıtılmayan bodrum

Tablo 7 çitin kompozisyonunu göstermektedir. Şekil 4 yapıdaki katmanların sırasını göstermektedir.

Isıtılmamış bir bodrumun üzerindeki katlar için, bodrumdaki hava sıcaklığının 2 ºС olduğu varsayılmaktadır; 20 ºС; -5,2 ºС 203 gün; GSOP = 5116 ºС gün;

Gerekli ısı transfer direnci tablodan belirlenir. 4. en büyük GDPR

4,2 (m 2 °C)/W.

Nereye göre

4,2 · 0,36 = 1,512 (m 2 °C)/W.


Tablo 7

Yapı bileşimi

Yapının azaltılmış direncini belirliyoruz:

burada 6 W/(m 2 ·°С) tablosu. 7, - ısıtılmamış bir bodrum katının üzerindeki katlar için, R= 1

1/8,7+0,003/0,38+0,03/0,76+0,05/0,044+0,22/1,294+1/6=1,635(m 2 o C)/W.

Isıtılmamış bir bodrum katının üstündeki zeminin ısı transfer katsayısı

W/(m 2 °C)

Isıtılmamış bir bodrum katının üzerindeki zemin kalınlığı


4 Bina binalarında ısı kaybının hesaplanması

Binanın yarısı için birinci ve ikinci katların her odası için dış çitlerle ısı kaybının hesaplanması yapılır.

Isıtılan binaların ısı kayıpları ana ve ek olanlardan oluşur. Bir binanın binasındaki ısı kayıpları, bireysel kapalı yapılardan kaynaklanan ısı kayıplarının toplamı olarak belirlenir.
(duvarlar, pencereler, tavan, ısıtılmamış bodrum katının üstündeki zemin) 10 W'a yuvarlanır. ; H – 16 ºС.

Çevre yapıların uzunlukları kat planına göre alınır. Bu durumda dış duvarların kalınlığının ısı mühendisliği hesaplama verilerine uygun olarak çizilmesi gerekir. Çevreleyen yapıların (duvarlar, pencereler, kapılar) yüksekliği, görevin ilk verilerine göre alınır. Dış duvarın yüksekliğini belirlerken zeminin veya çatı katı yapısının kalınlığı dikkate alınmalıdır (bkz. Şekil 5).

;

sırasıyla birinci ve birincinin dış duvarının yüksekliği nerede
ikinci katlar;

Isıtılmayan bodrum katının üzerindeki döşemelerin kalınlığı ve

çatı katı (ısı mühendisliği hesaplamalarından alınmıştır);

Zemin arası döşemenin kalınlığı.

A
B

Pirinç. 5. Odanın ısı kaybını hesaplarken kapalı yapıların boyutlarının belirlenmesi (NS - dış duvarlar,
Pl - zemin, Pt - tavan, O - pencereler):
a – binanın bir bölümü; b – inşaat planı.

Ana ısı kayıplarına ek olarak dikkate alınması gerekir.
Sızıntı havasının ısınması nedeniyle ısı kaybı. Sızıntı havası odaya yakın bir sıcaklıkta girer.
dış hava sıcaklığı. Bu nedenle soğuk mevsimde oda sıcaklığına kadar ısıtılması gerekir.

Sızıntı havasını ısıtmak için ısı tüketimi aşağıdaki formüle göre alınır

çıkarılan havanın spesifik tüketimi nerede, m3 / s; konut için
binalarda, oturma odası ve mutfağın 1 m2 taban alanı başına 3 m3/h kabul edilir;

Isı kaybını hesaplamanın kolaylığı için binanın tüm odalarının numaralandırılması gerekir. Numaralandırma örneğin ile başlayarak kat kat yapılmalıdır. köşe odaları. Birinci kattaki binalara 101, 102, 103..., ikinci kattaki binalara ise 201, 202, 203... numaraları atanmıştır. İlk rakam söz konusu binanın hangi katta bulunduğunu gösterir. Ödevde öğrencilere tipik bir kat planı verilir, yani 101 numaralı odanın üstünde 201 numaralı oda vb. yer alır. Merdivenler LK-1, LK-2 olarak adlandırılmıştır.

Çevreleyen yapıların adı uygundur
şu şekilde kısaltılır: dış duvar - NS, çift pencere - DO, balkon kapısı– BD, iç duvar – BC, tavan – FR, zemin – PL, dış kapı ND.

Kuzeye bakan kapalı yapıların kısaltılmış yönelimi N, doğu E, güneybatı SW, kuzeybatı NW vb.'dir.

Duvarların alanını hesaplarken pencerelerin alanını onlardan çıkarmamak daha uygundur; bu nedenle duvarlardan ısı kaybı biraz fazla tahmin ediliyor. Pencerelerden ısı kaybı hesaplanırken ısı transfer katsayısı eşit alınır. Aynı durum dış duvarda balkon kapısı varsa da geçerlidir.

Birinci katın binaları için, daha sonra ikinci kat için ısı kaybının hesaplanması yapılır. Odanın düzeni ve yön noktaları önceden hesaplanan odaya benzerse, ısı kaybı tekrar hesaplanmaz ve oda numarasının karşısındaki ısı kaybı formuna “Hayır ile aynı” yazılır.
(önceden hesaplanan benzer odanın sayısını belirtin) ve bu oda için nihai ısı kaybı değeri.

Isı kaybı merdiven bir oda için olduğu gibi genellikle tüm yüksekliği üzerinden belirlenir.

yoluyla ısı kaybı inşaat çiti bitişik ısıtmalı odalar arasında, örneğin iç duvarlar, yalnızca bu odaların iç havasının hesaplanan sıcaklıklarındaki fark 3 ºС'den fazla ise dikkate alınmalıdır.


Tablo 8

Binalarda ısı kaybı

Oda numarası Odanın adı ve iç sıcaklığı Çitin özellikleri Isı transfer katsayısı k, W/(m 2o C) Tahmini sıcaklık farkı (t in - t n5) n Ek ısı kayıpları Ek ısı kayıplarının toplamı Çitlerden ısı kaybı Soru, W Sızma havasını ısıtmak için ısı tüketimi Soru bilgisi, W Ev ısı emisyonları Q hayatı, W Odada ısı kaybı Q pom, W
İsim oryantasyon boyutlar a x b, m yüzey alanı F, m2 yönlendirme için diğer