На главную
(3812)
27-88-68

Расчет системы утепления

Система утепления фасада

Расчет системы утепления включает:

1. выполнение теплотехнических и физико-химических расчетов с учетом:

- условий эксплуатации;
- параметров объекта, для которого выполняется расчет систему утепления;
- характеристик внешних ограждающих конструкций объекта, для которого выполняется расчет системы утепления;
- требований строительных норм и правил к домам, внешним ограждающим конструкциям и к параметрам влаго-тепловых режимов в помещении;

2. выбор материалов на основании выполненного расчета в соответствии теплотехническими и физико-механическими показателями;

3. разработка конструктивных решений системы утепления дома в целом, а также отдельных узлов системы утепления;

4. составление спецификации утепляющих материалов для выполнения работ по монтажу системы внешнего утепления.

Условия эксплуатации дома зависят от места расположения, а именно от климатических условий определенного региона и температурного режима, относительной влажности воздуха, количества осадков, скорости ветра, наличия и количества вредных веществ в воздухе.
Утепления фасада
Украина размещена в северном умеренном климатическом поясе (кроме южного берега Крыма, что размещен в субтропической зоне). На климат Украины существенно влияют Крымские и Карпатские горы, что препятствуют продвижению влажных масс с запада и холодных арктических масс воздуха с севера. Циклоны с Атлантики приносят на северную часть Украины пасмурную погоду с осадками и потеплениями зимой, а летом – похолодания. У южной части Украины циклоны наблюдаются реже, а чаще – антициклоны, что обуславливают резкое похолодание зимой и прогревания воздуха летом. Кроме усиления континентального климата из запада на восток по долготе наблюдается зональность климата с севера на юг, что подтверждают данные СНиП 23.01-99 «Строительная климатология». Увеличиваются летние и зимние температуры, уменьшается относительная влажность воздуха, а также уменьшается количество осадков.

Количество дней с отрицательными температурами составляет:

- в северной части Украины – от 110 до 126 дней;
- в южной части Украины – от 70 до 110 дней;
- на южном берегу Крыма – не более 16 дней.

Например, в Ялте температура воздуха зимой местами не опускается ниже 0 °С.

На основании комплексного объединения среднемесячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, среднемесячной влажности воздуха в январе и июле разработано климатическое районирование территории Украины за температурными зонами.

Климатическое районирование территории Украины за температурными зонами
Область

Средняя минимальная температура наиболее холодного периода, °С

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца, °С

Средняя месячная относительная влажность наибольше холодного, %

Средняя месячная относительная влажность наиболее жаркого месяца, %

Количество осадков за год, мм

Максимальная и минимальная скорость ветра, м/с

Период из средней суточной температурой воздуха ≤8°С

За январь

За июль

Длительность, суток

Средняя температура, °С

Волынская –8 +24,4 82 55 666 6,3 0 187 –0,2
Ровенская –9 +24,2 84 56 683 0 191 –0,5
Черниговская –10 +25,0 84 52 639 5,2 0 191 –1,7
Сумская –12 +25,4 85 53 607 5,0 0 195 –2,5
Житомирская –9 +24,9 83 53 666 5,4 0 192 –1,8
Киевская –110 +25,6 82 52 685 4,3 0 187 –1,1
Львовская –10 +23, 80 58 798 6,4 0 191 –0,2
Тернопольская –9 +24,1 81 56 678 5,1 0 190 –0,5
Хмельницкая –9 +24,1 83 41 654 5,4 0 191 –0,6
Винницкая –10 +24,6 81 54 621 4,7 2,8 189 –1,1
Полтавская –11 +26,5 85 49 585 5,6 4,4 187 –1,9
Харьковская –11 +26,7 81 47 609 5,0 0 189 –2,1
Луганская –10 +29,1 81 39 487 6,8 0 180 –1,6
Закарпатская –6 +26,1 79 53 841 3,6 0 192 –1,6
Ивано-Франковская –9 +24,6 79 56 683 5,8 0 184 –0,1
Черновицкая –9 +24,5 80 55 712 5,4 0 179 –0,2
Черкасская –9 +24,7 84 49 564 5,8 0 189 –1,0
Кировоградская –9 +23,5 85 46 561 5,9 0 185 –1,0
Днепропетровская –9 +28,2 83 43 558 5,5 0 175 –1,0
Донецкая –10 +27,6 88 43 524 6,2 0 183 –1,8
Запорожская –8 +28,9 82 42 516 4,8 0 174 –0,4
Одесская –6 +26,9 81 55 456 8,5 3,3 165 +1,0
Николаевская –7 +29,3 82 41 499 5,4 3,2 165 +0,4
Херсонская –7 +29,4 83 41 419 6,2 0 165 +0,4
Крымская (Ялта) +1 +27,9 71 56 623 4,4 0 157 +5,9

Температурные зоны характеризуются количеством градусосуток относительного периода в соответствии ДБН В2.6.-31:2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляции здания». Температурные зоны определенного района строительства или реконструкции объекта определяются по карте-схеме температурных зон.

Карта-схема температурных зон

Количество градусосуток отопительного периода определяется за формулой:

S=(tвн–tот.пер)ξот.пер,

где tвн – расчетная температура внешнего воздуха; tот.пер – средняя температура внешнего воздуха отопительного периода из средней суточной температурой, что ниже или равна 281 К (для каждого региона Украины определяется в соответствии СНиП 23.01-99), ξот.пер – длительность периода из средней суточной температурой воздуха, что ниже или равна 8 °С (для каждого региона определяется в соответствии СНиП 23.01-99).

При проектировании системы утепления выполняют теплотехнический расчет за такими параметрами внешних ограждающих конструкций:

- сопротивление теплопередачи; - оптимальная толщина слоя утеплителя для дома; - теплопрочность;
- сопротивление паропроницаемости.

Расчет системы утепления основывается на санитарно-технических требованиях с параметрами влаго-теплового режима у помещении в отопительный период, что распространяются на все регионы Украины независимо от температурных зон, параметров внешних ограждающих конструкций, и которые регламентированы такими нормативными документами:

- ДБН В2.2.-3-97 «Здания и сооружения. Здания и сооружения детских учебных заведений»;
- ДБН В.2.2-4-96 «Здания и сооружения. Здания и сооружения детских дошкольных заведений»;
- ДБН В.2.2-10-2001 «Здания и сооружения. Заведения охраны труда»;
- ДБН В.2.2-15-2005 «Здания и сооружения. Жилые дома. Основные положения»,
- ДБН В.2.6-31-2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция сооружений»;
- ДБН В.2.2-9-99 «Здания и сооружения. Общественные здания и сооружения. Основные положения».

Расчетные значения температуры и относительной влажности воздуха в помещениях жилых и общественных домов, больницах, детских учебных заведениях, дошкольных заведения устанавливаются пересчитанными выше правилами и нормами Украины и наведены в таблице.

Расчетные значения температуры и относительной влажности воздуха сооружений
Здания

Расчетное значение температуры воздуха внутри помещения tвн, °С

Расчетное значение относительной влажности воздуха внутри помещения φвн, %

Жилые 20 55
Общественные и административные 20 60
Лечебные и детские учебные заведения 21 50
Дошкольные заведения 22 50

Режим влажности у помещения зданий и сооружений у зимний период зависит от относительной влажности воздуха и температуры устанавливаются в соответствии ДБН В.2.6-31:2006.

Режим влажности в помещениях в зависимости от относительной влажности и температуры
Режим влажности

Влажность внутреннего воздуха φвн, % при температуры tвн, К (°С)

tвн≤285 (12)

285 (12) " tвн≤ 97 (25)

tвн≥ 297 (25)

Сухой φвн φвн φвн
Нормальный 60≤φвн≤75 50≤φвн≤60 40≤φвн≤50
Влажный 60≤φвн≤75 60≤φвн≤75 50≤φвн≤60
Мокрый 75вн 60≤φвн

Условия влажности эксплуатации материала в ограждающих конструкциях
(ДБН В.2.6-31:2006)

Режим влажности помещения
(см. соответствующую таблицу)

Условия эксплуатации материала
Сухой А
Нормальный Б
Влажный Б
Мокрый Б

Требования ДБН В2.6-31:2006 сводятся к тому, что значения сопротивления теплопередачи, теплостойкость, паро- и воздухопроницаемости ограждающих конструкций не превышали граничных значений, что установлены этими нормами.

Расчет системы утепления для внешних ограждающих конструкций отапливаемых домов, а также внутренних межквартирных конструкций, что разделяют помещения, температура воздуха в которых отличается на 276 К (3 °С) и больше, сводится к обязательному выполнению таких условий:

R∑cc ≥ Rq min;

δtпер ≤ δtс-г;

τв min " tmin,

где R∑cc – сводное сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции или непрозрачной части ограждающей конструкции (для термически однородных ограждающих конструкций определяют сопротивление теплопередачи), сводное сопротивление светлопрозрачных ограждающих конструкций, м2*К/Вт; Rq min – минимальное допустимое значение сопротивления теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции, минимальное значение опору теплопередаче светопрозрачной ограждающей конструкции, м2*К/Вт; δtпер – температурный перепад между температурой воздуха в помещении и сводной температурой внутренних ограждающих конструкций, К; δtс-г – допустимая в соответствии санитарно-гигиеничных норм разница между температурой воздуха у помещении и сводной температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций, К; τв min – минимальное значение температуры внутренней поверхности в зонах теплопроводных частей в ограждающих конструкциях, К; tmin – минимальное допустимое значение температуры внутренней поверхности за расчетных значений температуры воздуха в помещении и вне дома, К.

Минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи непрозрачных ограждающих конструкций, светопрозрачных ограждающих конструкций и дверей жилых и гражданских домов установлены ДБН В.2.6-31:2006. Так, минимально допустимое значение опору теплопередачи внешних стен составляет

- для температурной зоны І – 2,8 м2*К/Вт; - для температурной зоны ІІ – 2,5 м2*К/Вт,; - для температурной зоны ІІІ – 2,2 м2*К/Вт, - для температурной зоны IV – 2,0 м2*К/Вт.

Минимальное допустимое значение опора теплопередачи непрозрачных и светопрозрачных ограждающих конструкций, дверей и ворот промышленных и сельскохозяйственных домов устанавливают в зависимости от температурной зоны эксплуатации дома или сооружения, влажно-теплового режима и тепловой энергии ограждающие конструкции D (таблица ниже), что определяется за формулой:

D=∑RiSip,

где Ri – термическое сопротивление i-го шара конструкции, Sip – коэффициент теплопоглощения i-го шара конструкции в расчетных условиях эксплуатации, Вт/(м2*К). Общее сопротивление теплопередачи – сумма сопротивлений теплопередачи каждого шара.

Минимальное допустимое значение сопротивления теплопередачи промышленных домов в зависимости от влажно-теплового режима и тепловой энергии конструкции

Вид ограждающей конструкции и влажно-теплового режима эксплуатации дома

Значение R qmin, м2*К/Вт, для температурной зоны

I II III IV
Внешние непрозрачные стены дома:
- с сухим и нормальным режимами при:
D"1,5 1,5 1,3 1,2 0,7
D≤1,5 2,0 1,8 1,7 1,2
- с влажным и мокрым режимами при:
D"1,5 1,6 1,4 1,2 0,9
D≤1,5 2,2 2,0 1,8 1,5
- с избытком теплоты (более чем 23Вт/м3) 0,55 0,45 0,45 0,35

Термическое сопротивление i-го шара системы утепления:

Ri=δi/λip,

где δi – толщина i-го шара конструкции, м; λip – теплопроводность материала i-го шара конструкции за расчетных условий эксплуатации, Вт/(м*К), что определяются за ДБН В.2.6-31:2006.

Формула D=∑RiSip используется для многошаровой конструкции, что состоит с однородных шаров. Если шары состоят с разных материалов (например, шар утеплителя частично состоит с минеральных и частично с полиполистерольных плит), то для конструкции или ее части, что рассчитывается, надо рассчитать среднее термическое сопротивление в пределах толщины δi по формуле Ri=δi/λi сp. р, где λi сp. р – среднее по площади значение теплопроводности за расчетных условий.

Расчет теплопередачи ограждающих конструкций с последовательно размещенными однородными шарами проводят как сумму термических сопротивлений отдельных шаров по формуле:

R∑=1/Lвн+∑(δi/λip)+ 1/Lвнеш,

где Lвн – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2*К), что определяется с таблицы ниже; Lвнеш – коэффициент теплоотдачи внешней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2*К), что приведен в таблице ниже; δi – толщина i-го шара конструкции, м; λip – теплопроводность i-го шара конструкции за расчетных условий эксплуатации, Вт/(м*К).

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м*К)

Тип конструкции

Коэффициент теплоотдачи

Lвн Lвнеш

Внешние стены, крыша, перекрытия над проездами плоские и с ребрами при соотношении высоты ребра h до расстояния между гранями соседних ребер b:

h/b≤0,3 8,7 23
h/b"0,3 7,6 23

Если отдельные шары конструкции не есть термически однородными, то рассчитывают сводное сопротивление теплопередачи R∑сс, м2*К/Вт, по формуле:

R∑сс=1/Lвн+∑(RiFi/F∑)+1/Lвнеш, Также расчет можно произвести по формуле:

R∑сс=∑(RiFi/F∑)+ F∑/(∑КiLi),

где Ri – термическое сопротивление термически однородной зоны; Fi – площадь i-й термически однородной зоны; F∑ - площадь ограждающей конструкции; Кi – линейный коэффициент теплопередачи i-го теплопроводной части, что рассчитывается за результатами расчетов двух- или трехмерных температурных полей за методикой, что наведена в ДБН В.2.6-31:2006; Li – линейный размер i-го теплопроводной части за внутренней поверхностью термически неоднородной ограждающей конструкции.

Термическое сопротивление термически однородной зоны за результатами расчета двух- или трехмерного температурного поля определяется по формуле:

Ri=(τср.вн.–τср.внеш.)/qi,

где τср.вн., τср.внеш. – средние температуры соответственно внутренней и внешней поверхности термически однородной зоны, К; qi – плотность теплового потока сквозь термически однородную зону, Вт/м2.

Похожие статьи