יצירת תנאים נוחים למגורים או לעבודה היא המשימה העיקרית של הבנייה. חלק משמעותי משטחה של ארצנו ממוקם בקווי רוחב צפוניים עם אקלים קר. לכן, שמירה על טמפרטורה נוחה בבניינים היא תמיד חשובה. עם הצמיחה של תעריפי האנרגיה, צמצום צריכת האנרגיה לחימום בא לידי ביטוי.
מאפייני אקלים
הבחירה במבנה הקיר והגג תלויה בעיקר בתנאי האקלים של אזור הבנייה. כדי לקבוע אותם, יש צורך להתייחס ל-SP131.13330.2012 "קלימטולוגיה של בנייה". הכמויות הבאות משמשות בחישובים:
- הטמפרטורה של תקופת חמשת הימים הקרה ביותר עם אבטחה של 0.92, מסומנת ב-Tn;
- טמפרטורה ממוצעת, מסומנת ב-Tot;
- duration, מסומן ב-ZOT.
בדוגמה של מורמנסק, לערכים יש את הערכים הבאים:
- Тн=-30 מעלות;
- Tot=-3.4 מעלות;
- ZOT=275 ימים.
בנוסף, יש צורך להגדיר את טמפרטורת העיצוב בתוך הטלוויזיה בחדר, היא נקבעת בהתאם ל-GOST 30494-2011. לדיור, אתה יכול לקחת טלוויזיה=20 מעלות.
כדי לבצע חישוב הנדסי חום של מבנים סגורים, חשב מראש את הערך של GSOP (יום התואר של תקופת החימום):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT.בדוגמה שלנו, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
אינדיקטורים מפתח
לבחירה נכונה של חומרי מעטפת בניין, יש צורך לקבוע אילו מאפיינים תרמיים צריכים להיות להם. יכולתו של חומר להוביל חום מאופיינת במוליכות התרמית שלו, המסומנת באות היוונית l (lambda) ונמדדת ב-W / (m x deg.). יכולתו של מבנה לשמור על חום מאופיינת בהתנגדות שלו להעברת חום R ושווה ליחס בין עובי למוליכות תרמית: R=d/l.
אם המבנה מורכב מכמה שכבות, ההתנגדות מחושבת עבור כל שכבה ולאחר מכן מסוכמת.
התנגדות להעברת חום היא האינדיקטור העיקרי לבנייה חיצונית. ערכו חייב לחרוג מהערך הסטנדרטי. כאשר מבצעים חישוב הנדסי חום של מעטפת המבנה, עלינו לקבוע את ההרכב המוצדק מבחינה כלכלית של הקירות והגג.
ערכי מוליכות תרמית
איכות בידודנקבע בעיקר על ידי מוליכות תרמית. כל חומר מוסמך עובר בדיקות מעבדה, וכתוצאה מכך נקבע ערך זה עבור תנאי ההפעלה "A" או "B". עבור ארצנו, רוב האזורים תואמים את תנאי ההפעלה "B". בעת ביצוע חישוב הנדסת חום של המבנים התוחמים של בית, יש להשתמש בערך זה. ערכי המוליכות התרמית מצוינים על התווית או בדרכון החומר, אך אם הם אינם זמינים, אתה יכול להשתמש בערכי הייחוס מקוד הנוהג. הערכים של החומרים הפופולריים ביותר מפורטים להלן:
- לבנים רגילות - 0.81 W(מ' x מעלות).
- בנייה לבנים סיליקט - 0.87 W(m x deg.).
- בטון גז וקצף (צפיפות 800) - 0.37 W(m x deg.).
- עץ רך - 0.18 W(מ' x מעלות).
- קלקר מופק - 0.032 W(m x deg.).
- לוחות צמר מינרלי (צפיפות 180) - 0.048 W(m x deg.).
ערך רגיל של התנגדות להעברת חום
הערך המחושב של התנגדות העברת החום לא צריך להיות קטן מערך הבסיס. ערך הבסיס נקבע לפי טבלה 3 SP50.13330.2012 "הגנה תרמית של מבנים". הטבלה מגדירה את המקדמים לחישוב הערכים הבסיסיים של התנגדות העברת חום עבור כל המבנים התוחמים וסוגי המבנים. בהמשך החישוב התרמוטכני שהתחיל של מבנים תוחמים, ניתן להציג דוגמה לחישוב כדלקמן:
- Rsten=0.00035x6435 + 1.4=3.65 (מ' x מעלות/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (מ' x מעלות/W).
- Rchard=0.00045x6435 + 1.9=4.79 (מ' x מעלות/W).
- Rockna=0.00005x6435 + 0.3=0.62 (מ' x מעלות/W).
חישוב תרמוטכני של המבנה התוחם החיצוני מתבצע עבור כל המבנים הסוגרים את קו המתאר ה"חם" - הרצפה על הקרקע או רצפת המחתרת הטכנית, הקירות החיצוניים (כולל חלונות ודלתות), המשולב כיסוי או רצפת עליית הגג הלא מחוממת. כמו כן, יש לבצע את החישוב עבור מבנים פנימיים, אם הפרש הטמפרטורה בחדרים סמוכים הוא יותר מ-8 מעלות.
חישוב תרמוטכני של קירות
רוב הקירות והתקרות הם רב-שכבתיים והטרוגניים בעיצובם. חישוב הנדסה תרמית של מבנים סגורים של מבנה רב שכבתי הוא כדלקמן:
אם ניקח בחשבון קיר מטוייח לבנים, נקבל את הבנייה הבאה:
- שכבה חיצונית של טיח בעובי 3 ס"מ, מוליכות תרמית 0.93 W(m x deg.);
- לבני חימר מוצק 64 ס"מ, מוליכות תרמית 0.81 W(m x deg.);
- שכבה פנימית של טיח בעובי 3 ס"מ, מוליכות תרמית 0.93 W(m x deg.).
הנוסחה לחישוב הנדסי תרמי של מבנים תוחמים היא כדלקמן:
R=0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=0.85(m x deg/W).
הערך המתקבל נמוך משמעותית מערך ההתנגדות הבסיסית שנקבעה קודם לכןהעברת חום של קירות בניין מגורים במורמנסק 3, 65 (מ' x מעלות / W). הקיר אינו עומד בדרישות הרגולטוריות ויש לבודד אותו. לבידוד קירות, אנו משתמשים בלוחות צמר מינרלי בעובי של 150 מ מ ומוליכות תרמית של 0.048 W (m x deg.).
לאחר בחירת מערכת הבידוד, יש צורך לבצע חישוב תרמוטכני אימות של המבנים התוחמים. דוגמה לחישוב מוצג להלן:
R=0.15/0.048 + 0.03/0.93 + 0.64/0.81 + 0.03/0.93=3.97(מ' x מעלות/W).
הערך המחושב שהתקבל גדול מערך הבסיס - 3.65 (m x deg / W), הקיר המבודד עומד בדרישות התקנים.
חישוב של חפיפות וכיסויים משולבים מתבצע באופן דומה.
חישוב הנדסת חום של רצפות במגע עם הקרקע
לעתים קרובות בבתים פרטיים או מבנים ציבוריים, הקומות של הקומות הראשונות עשויות על הקרקע. ההתנגדות להעברת חום של רצפות כאלה אינה סטנדרטית, אך לכל הפחות אסור שהעיצוב של הרצפות יאפשר לטל ליפול החוצה. החישוב של מבנים במגע עם הקרקע מתבצע באופן הבא: הרצפות מחולקות לרצועות (אזורים) ברוחב 2 מטרים, החל מהגבול החיצוני. עד שלושה אזורים כאלה מוקצים, השטח הנותר שייך לאזור הרביעי. אם עיצוב הרצפה אינו מספק בידוד יעיל, התנגדות העברת החום של האזורים נלקחת באופן הבא:
- 1 אזור – 2, 1 (מ' x מעלות/W);
- 2 אזור – 4, 3 (מ' x מעלות/W);
- 3 אזור – 8, 6 (מ' x מעלות/W);
- 4 אזור – 14, 3 (מ' x מעלות/W).
קל לראות שככל שהרצפה רחוקה יותר מהקיר החיצוני, כך ההתנגדות שלה להעברת חום גבוהה יותר. לכן, לעתים קרובות הם מוגבלים לחימום היקף הרצפה. במקביל, התנגדות העברת החום של המבנה המבודד מתווספת להתנגדות העברת החום של האזור. דוגמה לחישוב הקומות על הקרקע תיחשב להלן. בוא ניקח את שטח הרצפה 10 על 10, שווה ל-100 מ ר.
- השטח של אזור 1 יהיה 64 מטרים רבועים.
- השטח של אזור 2 יהיה 32 מ"ר.
- השטח של אזור 3 יהיה 4 מ"ר.
התנגדות ממוצעת להעברת חום ברצפה על הקרקע:Rfloor=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2.6 (מ' x מעלות/ ג').
לאחר השלמת בידוד היקף הרצפה עם פלטת קצף פוליסטירן בעובי 5 ס מ, פס ברוחב 1 מטר, נקבל את הערך הממוצע של עמידות העברת חום:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (מ' x מעלות/W).
חשוב לציין שלא רק רצפות מחושבות בצורה זו, אלא גם מבני קירות במגע עם הקרקע (קירות של רצפה שקועה, מרתף חם).
חישוב תרמי טכני של דלתות
ערך הבסיס של התנגדות העברת החום של דלתות כניסה מחושב בצורה שונה. כדי לחשב אותו, תחילה תצטרך לחשב את התנגדות העברת החום של הקיר לפי הקריטריון הסניטרי וההיגייני (ללא נשורתטל): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Here ДТн - הפרש הטמפרטורה בין המשטח הפנימי של הקיר לטמפרטורת האוויר בחדר, נקבע לפי קוד הכללים ולדיור הוא 4.0.
av - העברת החום מקדם המשטח הפנימי של הקיר, לפי המיזם המשותף הוא 8, 7.ערך הבסיס של הדלתות נלקח שווה ל-0, 6xRst.
עבור עיצוב הדלת שנבחר, נדרש לבצע חישוב תרמוטכני אימות של מבנים תוחמים. דוגמה לחישוב דלת כניסה:
Rdv=0.6 x (20-(-30))/(4 x 8.7)=0.86 (m x deg/W).
ערך עיצובי זה יתאים לדלת מבודדת עם לוח צמר מינרלי בעובי 5 ס מ.
דרישות מורכבות
חישובים של קירות, רצפות או חיפויים מבוצעים כדי לבדוק את דרישות התקנות אלמנט אחר אלמנט. מערכת הכללים קובעת גם דרישה שלמה המאפיינת את איכות הבידוד של כל המבנים התוחמים כמכלול. ערך זה נקרא "מאפיין מגן חום ספציפי". אף חישוב תרמוטכני אחד של מבנים תוחמים לא יכול להסתדר בלי האימות שלו. דוגמה לחישוב משותף מוצגת להלן.
| שם העיצוב | Square | R | A/R |
| Walls | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| כיסוי | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| תקרה במרתף | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| דלתות | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| סכום | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0.35, שהוא פחות מהערך המנורמל של 0.52. במקרה זה, השטח והנפח נלקחים עבור בית בגודל 10 x 10 x 2.5 מ'. העברת חום ההתנגדויות שוות לערכי הבסיס.
הערך המנורמל נקבע בהתאם למיזם המשותף, בהתאם לנפח המחומם של הבית.
בנוסף לדרישה המורכבת, לערוך דרכון אנרגיה, הם מבצעים גם חישוב הנדסי חום של מבנים סגורים, דוגמה לדרכון מובאת בנספח ל-SP50.13330.2012.
מקדם אחידות
כל החישובים שלעיל חלים על מבנים הומוגניים. וזה די נדיר בפועל. כדי לקחת בחשבון אי-הומוגניות המפחיתות את ההתנגדות להעברת חום, מוצג גורם תיקון לאחידות תרמית, r. זה לוקח בחשבון את השינוי בהתנגדות להעברת חום המוכנסת על ידי פתחי חלונות ודלתות, פינות חיצוניות, תכלילים לא הומוגניים (לדוגמה, משקופים, קורות, חגורות חיזוק), גשרי קור וכו'.
החישוב של מקדם זה הוא די מסובך, אז בצורה פשוטה, אתה יכול להשתמש בערכים משוערים מהספרות. לדוגמה, עבור לבנים - 0.9, לוחות תלת שכבתיים - 0.7.
בידוד יעיל
כאשר בוחרים מערכת בידוד לבית, קל לוודא שכמעט בלתי אפשרי לעמוד בדרישות ההגנה התרמית המודרנית ללא שימוש בבידוד יעיל. לכן, אם אתה משתמש בלבנת חימר מסורתית, תצטרך בנייה בעובי של כמה מטרים, וזה לא כדאי מבחינה כלכלית. יחד עם זאת, המוליכות התרמית הנמוכה של בידוד מודרני המבוסס על פוליסטירן מורחב או צמר אבן מאפשרת לך להגביל את עצמך לעוביים של 10-20 ס מ.
לדוגמה, כדי להשיג ערך התנגדות בסיס להעברת חום של 3.65 (מ' x מעלות/W), תצטרך:
- 3 מ' קיר לבנים עבה;
- הנחת קוביות בטון קצף 1, 4 מ';
- בידוד צמר מינרלי 0.18 מ'
