Tạo điều kiện thoải mái để sinh sống và làm việc là nhiệm vụ hàng đầu của xây dựng. Một phần đáng kể lãnh thổ nước ta nằm ở các vĩ độ Bắc có khí hậu lạnh. Do đó, việc duy trì nhiệt độ thoải mái trong các tòa nhà luôn là điều quan trọng. Với sự gia tăng của biểu giá năng lượng, việc giảm tiêu thụ năng lượng để sưởi ấm được đặt lên hàng đầu.
Đặc điểm khí hậu
Việc lựa chọn kết cấu tường và mái phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện khí hậu của khu vực xây dựng. Để xác định chúng, cần phải tham khảo SP131.13330.2012 "Khí hậu xây dựng". Các đại lượng sau được sử dụng trong tính toán:
- nhiệt độ của khoảng thời gian năm ngày lạnh nhất với độ an toàn là 0,92, ký hiệu là Tn;
- nhiệt độ trung bình, ký hiệu là Tot;
- thời lượng, ký hiệu là ZOT.
Trong ví dụ cho Murmansk, các giá trị có các giá trị sau:
- Тн=-30 độ;
- Tot=-3,4 độ;
- ZOT=275 ngày.
Ngoài ra, cần phải cài đặt nhiệt độ thiết kế bên trong TV trong phòng, nhiệt độ này được xác định theo GOST 30494-2011. Đối với nhà ở, bạn có thể lấy TV=20 độ.
Để thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt của các kết cấu bao quanh, hãy tính trước giá trị của GSOP (độ ngày của thời kỳ gia nhiệt):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. Trong ví dụ của chúng tôi, GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Các chỉ số chính
Để có sự lựa chọn phù hợp của vật liệu làm vỏ bọc xây dựng, cần phải xác định xem chúng phải có những đặc tính nhiệt nào. Khả năng dẫn nhiệt của một chất được đặc trưng bởi tính dẫn nhiệt của nó, được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp l (lambda) và được đo bằng W / (m x deg.). Khả năng giữ nhiệt của kết cấu được đặc trưng bởi khả năng chống truyền nhiệt R và bằng tỷ số giữa chiều dày và hệ số dẫn nhiệt: R=d / l.
Nếu cấu trúc bao gồm nhiều lớp, điện trở được tính cho từng lớp và sau đó tổng hợp lại.
Khả năng chống truyền nhiệt là chỉ số chính của công trình ngoài trời. Giá trị của nó phải vượt quá giá trị tiêu chuẩn. Khi thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt của vỏ tòa nhà, chúng ta phải xác định thành phần hợp lý về mặt kinh tế của tường và mái.
Giá trị độ dẫn nhiệt
Chất lượng cách nhiệtđược xác định chủ yếu bởi độ dẫn nhiệt. Mỗi vật liệu được chứng nhận đều phải trải qua các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, do đó giá trị này được xác định cho các điều kiện vận hành "A" hoặc "B". Đối với nước ta, hầu hết các vùng tương ứng với các điều kiện hoạt động "B". Khi thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt cho các kết cấu bao quanh của một ngôi nhà, giá trị này nên được sử dụng. Các giá trị độ dẫn nhiệt được chỉ định trên nhãn hoặc trong hộ chiếu vật liệu, nhưng nếu chúng không có sẵn, bạn có thể sử dụng các giá trị tham chiếu / u200b / u200b từ Quy tắc thực hành. Các giá trị cho các vật liệu phổ biến nhất được liệt kê bên dưới:
- Gạch thông thường - 0,81 W (m x độ.).
- Xây gạch silicat - 0,87 W (m x độ.).
- Bê tông khí và bê tông bọt (tỷ trọng 800) - 0,37 W (m x độ.).
- Gỗ mềm - 0,18 W (m x độ.).
- Xốp đùn - 0,032 W (m x độ.).
- Bảng len khoáng (mật độ 180) - 0,048 W (m x độ.).
Giá trị thông thường của điện trở truyền nhiệt
Giá trị tính toán của điện trở truyền nhiệt không được nhỏ hơn giá trị cơ bản. Giá trị cơ sở được xác định theo Bảng 3 SP50.13330.2012 "Bảo vệ nhiệt của các tòa nhà". Bảng xác định các hệ số để tính toán các giá trị cơ bản của điện trở truyền nhiệt cho tất cả các kết cấu bao quanh và các loại công trình. Tiếp tục tính toán kỹ thuật nhiệt đã bắt đầu của các cấu trúc bao quanh, một ví dụ về tính toán có thể được trình bày như sau:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x deg / W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x deg / W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x deg / W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x độ / W).
Tính toán nhiệt kỹ thuật của kết cấu bao ngoài được thực hiện cho tất cả các kết cấu đóng đường bao "ấm" - sàn trên mặt đất hoặc sàn của kỹ thuật ngầm, tường ngoài (bao gồm cả cửa sổ và cửa ra vào), kết hợp phủ hoặc sàn của gác xép không được sưởi ấm. Ngoài ra, tính toán phải được thực hiện cho các cấu trúc bên trong, nếu sự chênh lệch nhiệt độ trong các phòng liền kề là hơn 8 độ.
Tính toán nhiệt tường
Hầu hết các bức tường và trần nhà đều có nhiều lớp và không đồng nhất trong thiết kế của chúng. Tính toán kỹ thuật nhiệt của các cấu trúc bao quanh của cấu trúc nhiều lớp như sau:
Nếu chúng ta xem xét một bức tường trát bằng gạch, chúng ta nhận được công trình như sau:
- lớp thạch cao bên ngoài dày 3 cm, độ dẫn nhiệt 0,93 W (m x deg.);
- khối xây bằng gạch đất sét đặc 64 cm, hệ số dẫn nhiệt 0,81 W (m x deg.);
- Lớp thạch cao bên trong dày 3 cm, dẫn nhiệt 0,93 W (m x độ.).
Công thức tính toán kỹ thuật nhiệt của kết cấu bao quanh như sau:
R=0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93=0,85 (m x độ / W).
Giá trị kết quả nhỏ hơn đáng kể so với giá trị điện trở cơ bản đã xác định trước đótruyền nhiệt của các bức tường của một tòa nhà dân cư ở Murmansk 3, 65 (m x deg / W). Tường không đáp ứng các yêu cầu quy định và cần được cách nhiệt. Để cách nhiệt cho tường, chúng tôi sử dụng tấm bông khoáng có độ dày 150 mm và hệ số dẫn nhiệt là 0,048 W (m x độ.).
Sau khi chọn hệ thống cách nhiệt, cần phải thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt xác minh của các kết cấu bao quanh. Một phép tính ví dụ được hiển thị bên dưới:
R=0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93=3,97 (m x deg / W).
Giá trị tính toán thu được lớn hơn giá trị cơ bản - 3,65 (m x deg / W), bức tường cách nhiệt đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn.
Tính toán lớp phủ và lớp phủ kết hợp được thực hiện tương tự.
Tính toán kỹ thuật nhiệt của các tầng tiếp xúc với mặt đất
Thường trong các ngôi nhà tư nhân hoặc các tòa nhà công cộng, sàn của các tầng đầu tiên được làm trên mặt đất. Khả năng chống truyền nhiệt của các tầng như vậy không được tiêu chuẩn hóa, nhưng tối thiểu thiết kế của các tầng không được để sương rơi ra ngoài. Việc tính toán các kết cấu tiếp xúc với mặt đất được thực hiện như sau: các tầng được chia thành các dải (khu) rộng 2m, bắt đầu từ ranh giới bên ngoài. Tối đa ba khu như vậy được phân bổ, khu còn lại thuộc khu thứ tư. Nếu thiết kế sàn không cung cấp cách nhiệt hiệu quả, thì khả năng truyền nhiệt của các khu vực được lấy như sau:
- 1 vùng - 2, 1 (m x deg / W);
- 2 vùng - 4, 3 (m x deg / W);
- 3 vùng - 8, 6 (m x deg / W);
- 4 vùng - 14, 3 (m x deg / W).
Dễ dàng nhận thấy là sàn càng xa tường ngoài thì khả năng truyền nhiệt càng cao. Do đó, chúng thường bị giới hạn trong việc làm ấm chu vi của sàn nhà. Đồng thời, khả năng truyền nhiệt của kết cấu cách nhiệt được bổ sung vào khả năng truyền nhiệt của khu vực. Một ví dụ về tính toán các tầng trên mặt đất sẽ được xem xét dưới đây. Hãy lấy diện tích sàn 10 x 10, tương đương 100 mét vuông.
- Diện tích 1 khu sẽ là 64 mét vuông.
- Diện tích của Khu 2 sẽ là 32 mét vuông.
- Diện tích của Khu 3 sẽ là 4 mét vuông.
Khả năng truyền nhiệt trung bình của sàn trên mặt đất:Tầng=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x độ / Thứ).
Sau khi hoàn thành việc cách nhiệt chu vi sàn bằng tấm xốp polystyrene dày 5 cm, rộng 1 mét, chúng tôi nhận được giá trị trung bình của điện trở truyền nhiệt:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32 / (2, 1 + 0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x deg / W).
Điều quan trọng cần lưu ý là không chỉ các tầng được tính theo cách này mà còn cả các kết cấu tường tiếp xúc với mặt đất (tường của tầng lõm, tầng hầm ấm áp).
Tính toán nhiệt kỹ thuật cửa
Giá trị cơ bản của điện trở truyền nhiệt của cửa ra vào được tính hơi khác. Để tính toán, trước tiên bạn cần tính toán điện trở truyền nhiệt của tường theo tiêu chí vệ sinh và đảm bảo vệ sinh (không thoát nhiệtsương):Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Đây ДТн - chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt bên trong của tường và nhiệt độ không khí trong phòng, được xác định theo Bộ quy tắc và đối với nhà ở là 4.0.
av - truyền nhiệt Hệ số của bề mặt bên trong của tường, theo liên doanh là 8, 7. Giá trị cơ bản của cửa được lấy bằng 0, 6xRst.
Đối với thiết kế cửa đã chọn, cần phải thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt xác minh của các kết cấu bao quanh. Ví dụ tính toán cửa ra vào:
Rdv=0,6 x (20 - (- 30)) / (4 x 8,7)=0,86 (m x deg / W).
Giá trị thiết kế này sẽ tương ứng với cửa được cách nhiệt bằng tấm bông khoáng dày 5 cm.
Yêu cầu phức tạp
Tính toán tường, sàn hoặc lớp phủ được thực hiện để kiểm tra các yêu cầu từng yếu tố của quy định. Bộ quy tắc cũng thiết lập một yêu cầu hoàn chỉnh đặc trưng cho chất lượng cách nhiệt của tất cả các kết cấu bao quanh nói chung. Giá trị này được gọi là "đặc tính che chắn nhiệt riêng". Không một tính toán kỹ thuật nhiệt nào của kết cấu bao quanh có thể thực hiện được nếu không có sự xác minh của nó. Ví dụ về phép tính JV được hiển thị bên dưới.
| Tên thiết kế | Vuông | R | A / R |
| Tường | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Phủ | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Trần tầng hầm | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Cửa | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Lượng | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77/250 \u003d 0,35, nhỏ hơn giá trị chuẩn hóa là 0,52. Trong trường hợp này, diện tích và thể tích được lấy cho một ngôi nhà có kích thước 10 x 10 x 2,5 m. Truyền nhiệt điện trở bằng các giá trị cơ bản.
Giá trị chuẩn hóa được xác định theo liên doanh, tùy thuộc vào thể tích được sưởi ấm của ngôi nhà.
Ngoài yêu cầu phức tạp, để vẽ hộ chiếu năng lượng, họ cũng thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt của các cấu trúc bao quanh, ví dụ về hộ chiếu được đưa ra trong Phụ lục của SP50.13330.2012.
Hệ số đồng nhất
Tất cả các tính toán trên đều có thể áp dụng cho các cấu trúc đồng nhất. Điều này là khá hiếm trong thực tế. Để tính đến sự không đồng nhất làm giảm khả năng chống truyền nhiệt, một hệ số hiệu chỉnh cho tính đồng nhất nhiệt, r, được đưa ra. Nó có tính đến sự thay đổi về khả năng chống truyền nhiệt do cửa sổ và cửa ra vào, các góc bên ngoài, các vật thể không đồng nhất (ví dụ: dây buộc, dầm, đai gia cố), cầu lạnh, v.v.
Việc tính toán hệ số này khá phức tạp, vì vậy ở dạng đơn giản, bạn có thể sử dụng các giá trị gần đúng từ tài liệu tham khảo. Ví dụ: đối với gạch - 0,9, tấm ba lớp - 0,7.
Cách nhiệt hiệu quả
Khi lựa chọn hệ thống cách nhiệt cho gia đình, bạn sẽ dễ dàng đảm bảo rằng hầu như không thể đáp ứng các yêu cầu bảo vệ cách nhiệt hiện đại nếu không sử dụng các vật liệu cách nhiệt hiệu quả. Vì vậy, nếu bạn sử dụng gạch đất sét truyền thống, bạn sẽ cần xây dày vài mét, điều này không khả thi về mặt kinh tế. Đồng thời, khả năng dẫn nhiệt thấp của vật liệu cách nhiệt hiện đại dựa trên polystyrene mở rộng hoặc len đá cho phép bạn giới hạn độ dày của mình trong khoảng 10-20 cm.
Ví dụ: để đạt được giá trị điện trở truyền nhiệt cơ bản là 3,65 (m x deg / W), bạn sẽ cần:
- tường gạch dày 3m;
- đặt các khối bê tông bọt 1, 4 m;
- bông khoáng cách nhiệt 0,18 m.
