Главная \ Расчет сопротивления теплопередаче

Расчет сопротивления теплопередаче

raschet

   В настоящее время строители стремятся еще на этапе проектирования решить задачу теплоизоляции здания. Важно оценить возможные тепловые потери, чтобы выбрать подходящую систему отопления и кондиционирования. От потерь также зависит количество потребляемой энергии и, следовательно, стоимость эксплуатации здания.
   Понятно, что для любого владельца дома важна экономичность. Вот почему при помощи теплоизоляции специалисты стараются минимизировать затраты будущего владельца и обеспечить максимально комфортный и приятный климат в помещении. Современные виды теплоизоляции позволяют решить эту задачу достаточно эффективно.  

   Чтобы определить оптимальную толщину утеплителя, следует рассчитать величину сопротивления теплопередаче, которой должна обладать ограждающая конструкция.

Рассмотрим пример.

   Исходные данные:
   Регион: Санкт-Петербург
   Тип здания: Жилое со встроенными помещениями

   Расчеты будем производить, используя свод правил СП 50.13330.2012 – Тепловая защита зданий. Он распространяется на проектирование тепловой защиты строящихся и реконструируемых жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных и складских зданий общей площадью более 50 м2, в которых необходимо поддерживать определенный температурно-влажностный режим.

   Вначале определим условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства. Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по следующей таблице:

 

Таблица 1 - Влажностный режим помещений зданий

Режим  Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С
до 12 свыше 12 до 24 свыше 24
Сухой До 60 До 50 До 40
Нормальный Свыше 60 до 75 Свыше 50 до 60 Свыше 40 до 50
Влажный Свыше 75 Свыше 60 до 75 Свыше 50 до 60
Мокрый - Свыше 75 Свыше 60

 

  Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства, необходимые для выбора теплотехнических показателей материалов наружных ограждений, следует устанавливать по таблице 2.

 

Таблица 2 - Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Влажностный режим помещений зданий
(по таблице 1) 
Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности
сухой нормальной влажной
Сухой А А Б
Нормальный А Б Б
Влажный или мокрый Б Б Б

 

   Влажностный режим помещений зданий: нормальный - влажность внутреннего воздуха: 50-60 % при температуре 12-24 °С
Местоположение Санкт-Петербурга по карте «Зон Влажности» (приложение В - СП 50.13330.2012): 1 – влажная зона
Отюда следует, что условия эксплуатации ограждающих конструкций в зонах влажности будут соответствовать типу Б.

   Далее необходимо определить параметр градусо-суток отопительного периода региона строительства, Dd, °С×сут. Он рассчитывается по следующей формуле

Dd = (tint -  tht) x zht,

   где tint -расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций зданий таблицы 3 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494;
   tht, zht - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, суток отопительного периода, принимаемые по СП 131.13330.2012 (таблица 4) для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С - при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С - в остальных случаях.

 

Таблица 3 - Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий (данные из ГОСТ 30494-2011)

Период года Наименование помещения Температура воздуха, °С Результирующая температура, °С Относительная влажность,  %
оптим. допуст. оптим. допуст. оптим. допуст., не более
Холодный Жилая комната 20-22 18-24 (20-24) 19-20 17-23 (19-23) 45-30 60
То же в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже 21-23 20-24 (22-24) 20-22 19-23 (21-23) 45-30 60
Кухня 19-21 18-26 18-20 17-25 НН НН
Туалет 19-21 18-26 18-20 17-25 НН НН
Ванная, совмещенный санузел 24-26 18-26 23-27 17-26 НН НН
Помещения для отдыха и учебных занятий 20-22 18-24 19-21 17-23 45-30 60
Межквартирный коридор 18-20 16-22 17-19 15-21 45-30 60
Вестибюль, лестничная клетка 16-18 14-20 15-17 13-19 НН НН
Кладовые 16-18 12-22 15-17 11-21 НН НН
Примечание - Значения в скобках относятся к домам для престарелых и инвалидов, НН – Не нормируется

 

Таблица 4 Климатические параметры холодного периода года (данные взяты из СП 131.13330.2012)

Республика, край, область, пункт Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С,
периода со средней суточной температурой воздуха
< 0°С < 8°С < 10°С
продолжи-тельность средняя температура продолжи-тельность [tht] средняя температура [zht] продолжи-тельность  средняя температура
Санкт-Петербург 131 -4,6 213 -1,3 232 -0,4
Свирица 152 -6,4 228 -2,9 249 -1,9
Тихвин 148 -6,2 223 -2,7 243 -1,8

 

Градусо-сутки отопительного периода:  Dd = ( 20 - ( -1,3 ) x 213 = 4537 °С×сут

   Сопротивление теплопередаче R0, м2×°С/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°) следует принимать не менее нормируемых значений Rred, м2×°С/Вт, определяемых по таблице 5 в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, °С×сут.

Таблица 5 - Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Здания и помещения, коэффи-циенты
а и b
Градусо-сутки отопительного периода
Dd,°С×сут

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreqм2×°С/Вт, ограждающих конструкций
Стен Покрытий и перекрытий над проездами Перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами Окон и балконных дверей, витрин и витражей Фонарей с вертикальным остеклением
Жилые, лечебно-профилакти-ческие и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития 2000 2,1 3,2 2,8 0,3 0,3
  4000 2,8 4,2 3,7 0,45 0,35
  6000 3,5 5,2 4,6 0,6 0,4
  8000 4,2 6,2 5,5 0,7 0,45
  10000 4,9 7,2 6,4 0,75 0,5
12000 12000 5,6 8,2 7,3 0,8 0,55
а - 0,00035 0,0005 0,00045 - 0,000025
b - 1,4 2,2 1,9 0,25

 

Для величин градусо-суток Ddотличающихся от табличных значений, сопротивлений теплопередаче Rreq следует определять по формуле

Rreq = a Dd + b,

где Dd - градусо-сутки отопительного периода, °С×сут, для конкретного населенного пункта;

 

Подставив полученные значения в формулу, произведем расчеты (a,b - коэффициенты для жилых, лечебно-профилактических, детских учереждений, школ, интернатов, гостиниц и общежитий):

для наружных стен: a=0,00035  b=1,4 Rreq= 2,99 м2·°С/Вт

для покрытий и перекрытий над проездами: a=0,0005  b=2,2   Rreq= 4,47 м2·°С/Вт

для перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами: a=0,00045  b=1,9   Rreq= 3,94 м2·°С/Вт

 

Сведем полученные цифры для наглядности в таблицу:

 

Регион: Санкт-Петербург

Тип сдания: жилое со встроенными помещениями

Сопротивление теплопередаче, Rreq,  м2·°С/Вт
наружные стены 2,99
покрытия и перекрытия над проездами 4,47
перекрытия чердачные, над неотапливаемыми подпольями и подвалами 3,94
Условия эксплуатации ограждающих конструкций соответствуют типу Б

 

   Получив эти данные, можно рассчитать необходимую толщину утеплителя для используемых или вновь возводимых конструкций.

 

Используемые в расчетах документы можно скачать с нашего сайта:

   Свод правил СП 50.13330.2012 – Тепловая защита зданий
   Свод правил СП_131.13330.2012 - Строительная климатология
   ГОСТ_30494-2011 - Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях