Determinare lo spessore richiesto dell'isolamento dalla condizione di risparmio energetico.

Dati iniziali. Opzione numero 40.

L'edificio è un edificio residenziale.

Area di costruzione: Orenburg.

Zona di umidità - 3 (asciutta).

Condizioni di progettazione

	Nome dei parametri di progettazione	Designazione dei parametri	Unità di misura	Valore stimato
	Temperatura dell'aria interna stimata
	Temperatura esterna stimata
	Temperatura stimata di una soffitta calda
	Temperatura stimata del sottosuolo tecnico
	La durata del periodo di riscaldamento
	Temperatura esterna media durante il periodo di riscaldamento
	Gradi-giorni del periodo di riscaldamento

Progettazione di scherma

Intonaco di sabbia calcarea - 10 mm. δ 1 = 0,01 m; λ 1 \u003d 0,7 W / m ∙ 0 C

Argilla ordinaria in mattoni - 510 mm. δ 2 = 0,51 m; λ 2 \u003d 0,7 W / m ∙ 0 C

Isolamento URSA: δ 3 = ?m; λ 3 \u003d 0,042 W / m ∙ 0 C

Strato d'aria - 60 mm. δ 3 \u003d 0,06 m; R a.l \u003d 0,17 m 2 ∙ 0 C / O

Rivestimento frontale (rivestimento) - 5 mm.

Nota: il raccordo non è incluso nel calcolo, perché gli strati strutturali situati tra il traferro e la superficie esterna non vengono presi in considerazione nel calcolo dell'ingegneria del calore.

1. Grado-giorno del periodo di riscaldamento

D d = (t int – t ht) z ht

dove: t int è la temperatura media calcolata dell'aria interna, °С, determinata secondo la tabella. uno.

D d \u003d (22 + 6,3) 202 \u003d 5717 ° С ∙ giorno

2. Valore nominale della resistenza al trasferimento di calore, R req , tab. 4.

R req \u003d a ∙ D d + b \u003d 0,00035 ∙ 5717 + 1,4 \u003d 3,4 m 2 ∙ 0 C / O

3. Lo spessore minimo ammissibile dell'isolamento è determinato dalla condizione R₀ = R req

R 0 \u003d R si + ΣR a + R se \u003d 1 / α int + Σδ / λ + 1 / α ext \u003d R req

δ ut = λ ut = ∙0,042 = ∙0,042 = (3,4 - 1,28)∙0,042 = 0,089m

Accettiamo lo spessore dell'isolamento 0,1 m

4. Ridotta resistenza al trasferimento di calore, R₀, tenuto conto dello spessore accettato dell'isolante

R 0 \u003d 1 / α int + Σδ / λ + 1 / α ext \u003d 1 / 8,7 + 0,01 / 0,7 + 0,51 / 0,7 + 0,1 / 0,042 + 0,17 + 1/10 ,8 \u003d 3,7 m 2 ∙ 0 C / W

5. Eseguire un controllo strutturale per assicurarsi che non si formi condensa sulla superficie interna dell'armadio.

La temperatura della superficie interna della recinzione τ si , 0 C, deve essere superiore al punto di rugiada t d , 0 C, ma non inferiore a 2-3 0 C.

La temperatura della superficie interna, τ si , delle pareti dovrebbe essere determinata dalla formula

τ si \u003d t int - / (R su α int) \u003d 22 -
0 C

dove: t int è la temperatura dell'aria calcolata all'interno dell'edificio;

t ext - temperatura dell'aria esterna calcolata;

n - coefficiente che tiene conto della dipendenza della posizione della superficie esterna delle strutture di contenimento rispetto all'aria esterna ed è riportato nella tabella 6;

α int - coefficiente di trasmissione del calore della superficie interna della recinzione esterna di un attico caldo, W / (m ° C), preso: per pareti - 8,7; per coperture di edifici di 7-9 piani - 9,9; edifici di 10-12 piani - 10,5; Edifici di 13-16 piani - 12 W/(m °C);

R₀ - ridotta resistenza al trasferimento di calore (pareti esterne, soffitti e rivestimenti di un sottotetto caldo), m ° C / W.

La temperatura del punto di rugiada t d è ricavata dalla tabella 2.

Il calore in casa dipende direttamente da molti fattori, incluso lo spessore dell'isolamento. Più è spesso, meglio la tua casa sarà protetta dal freddo e dal gelo e meno pagherai per il riscaldamento.

Calcola il costo di 1m2 e 1m3 di isolamento in un pacco e vedrai che è vantaggioso isolare la tua casa con lana minerale a base di quarzo ISOVER. Il denaro risparmiato può essere speso per isolare la tua casa con un altro strato di lana minerale a base di quarzo, rendendo così la tua casa più calda, aumentando il suo grado di efficienza energetica e riducendo le bollette del riscaldamento.

In Russia, solo ISOVER produce sia lana di basalto ricavata dalle rocce che isolanti naturali a base di quarzo per isolare case private, agriturismi, appartamenti e altri edifici. Pertanto, siamo pronti a offrire il nostro materiale per ogni design.

Per capire il modo migliore per isolare una casa, è necessario considerare diversi fattori:

- Caratteristiche climatiche della regione in cui si trova la casa.
- Il tipo di struttura da coibentare.
- Il tuo budget e capire se desideri la soluzione migliore, l'isolamento con il miglior rapporto qualità-prezzo o solo una soluzione di base.

La lana minerale ISOVER a base di quarzo è caratterizzata da una maggiore elasticità, quindi non avrai bisogno di elementi di fissaggio o travi aggiuntive. E, soprattutto, a causa della stabilità e dell'elasticità della forma, non ci sono ponti freddi, rispettivamente, il calore non lascerà la casa e puoi dimenticare una volta per tutte il congelamento delle pareti.

Vuoi che le pareti non si congelino e che il calore rimanga sempre in casa? Prestare attenzione a 2 caratteristiche chiave dell'isolamento delle pareti:

1. COEFFICIENTE DI CALORECONDUCIBILITA'

2. STABILITÀ DELLA FORMA

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Di quanto isolamento e che spessore hai bisogno per la tua casa?
- Quanto costa e dove è più vantaggioso acquistare una stufa?
- Quanti soldi risparmierai mensilmente e annualmente sul riscaldamento grazie all'isolamento?
- Quanto sarà più calda la tua casa con ISOVER?
- Come migliorare l'efficienza energetica delle strutture?

Creare condizioni confortevoli per vivere o lavorare è il compito principale della costruzione. Una parte significativa del territorio del nostro paese si trova alle latitudini settentrionali con clima freddo. Pertanto, mantenere una temperatura confortevole negli edifici è sempre importante. Con l'aumento delle tariffe energetiche, viene in primo piano la riduzione dei consumi energetici per il riscaldamento.

Caratteristiche climatiche

La scelta della costruzione di pareti e tetti dipende principalmente dalle condizioni climatiche dell'area di costruzione. Per determinarli è necessario fare riferimento a SP131.13330.2012 "Climatologia delle costruzioni". Nei calcoli vengono utilizzate le seguenti grandezze:

• la temperatura del periodo di cinque giorni più freddo con un titolo di 0,92 è indicata con Tn;
• temperatura media, indicata con Tot;
• durata, indicata ZOT.

Nell'esempio di Murmansk, i valori hanno i seguenti valori:

• Tn=-30 gradi;
• Tot=-3,4 gradi;
• ZOT=275 giorni.

Inoltre, è necessario impostare la temperatura di progetto all'interno della stanza Tv, determinata secondo GOST 30494-2011. Per l'alloggio, puoi prendere la TV \u003d 20 gradi.

Per eseguire un calcolo termotecnico delle strutture di chiusura, precalcolare il valore del GSOP (grado giorno del periodo di riscaldamento):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
Nel nostro esempio, GSOP \u003d (20 - (-3,4)) x 275 \u003d 6435.

Indicatori di base

Per la corretta scelta dei materiali per le strutture di chiusura, è necessario determinare quali caratteristiche termiche dovrebbero avere. La capacità di una sostanza di condurre calore è caratterizzata dalla sua conducibilità termica, indicata dalla lettera greca l (lambda) e si misura in W / (m x gradi). La capacità di una struttura di trattenere il calore è caratterizzata dalla sua resistenza al trasferimento di calore R ed è pari al rapporto tra lo spessore e la conducibilità termica: R = d/l.

Se la struttura è composta da più strati, la resistenza viene calcolata per ogni strato e poi sommata.

La resistenza al trasferimento di calore è l'indicatore principale della costruzione all'aperto. Il suo valore deve superare il valore standard. Quando si esegue un calcolo termotecnico dell'involucro edilizio, è necessario determinare la composizione economicamente giustificata delle pareti e del tetto.

Valori di conducibilità termica

La qualità dell'isolamento termico è determinata principalmente dalla conduttività termica. Ogni materiale certificato viene sottoposto a prove di laboratorio, a seguito delle quali questo valore viene determinato per le condizioni operative "A" o "B". Per il nostro paese, la maggior parte delle regioni corrisponde alle condizioni operative "B". Quando si esegue un calcolo termotecnico delle strutture che racchiudono una casa, è necessario utilizzare questo valore. I valori di conducibilità termica sono indicati sull'etichetta o nel passaporto materiale, ma se non sono disponibili è possibile utilizzare i valori di riferimento del Codice di condotta. Di seguito sono riportati i valori per i materiali più diffusi:

• Muratura ordinaria - 0,81 W (m x gradi).
• Muratura in mattoni di silicato - 0,87 W (m x gradi).
• Gas e calcestruzzo espanso (densità 800) - 0,37 W (m x gradi).
• Legno di conifere - 0,18 W (m x gradi).
• Schiuma di polistirene estruso - 0,032 W (m x gradi).
• Lastre di lana minerale (densità 180) - 0,048 W (m x gradi).

Valore standard di resistenza al trasferimento di calore

Il valore calcolato della resistenza termica non deve essere inferiore al valore di base. Il valore di base è determinato secondo la tabella 3 SP50.13330.2012 "edifici". La tabella definisce i coefficienti per il calcolo dei valori di base della resistenza al trasferimento di calore per tutte le strutture e le tipologie edilizie. Continuando il calcolo termotecnico avviato delle strutture di recinzione, un esempio di calcolo può essere presentato come segue:

• Рsten \u003d 0,00035x6435 + 1,4 \u003d 3,65 (m x gradi / W).
• Рpocr \u003d 0,0005x6435 + 2,2 \u003d 5,41 (m x gradi / W).
• Rcherd \u003d 0,00045x6435 + 1,9 \u003d 4,79 (m x gradi / W).
• Rockna \u003d 0,00005x6435 + 0,3 \u003d x gradi / W).

Il calcolo termotecnico della struttura esterna di recinzione viene eseguito per tutte le strutture che chiudono il contorno "caldo" - il pavimento a terra o il pavimento del sottosuolo tecnico, le pareti esterne (compresi serramenti), la copertura combinata o il pavimento del sottotetto non riscaldato. Inoltre, il calcolo deve essere eseguito per le strutture interne, se la differenza di temperatura nei locali adiacenti è superiore a 8 gradi.

Calcolo termotecnico delle pareti

La maggior parte delle pareti e dei soffitti sono multistrato ed eterogenei nel loro design. Il calcolo termotecnico delle strutture di chiusura di una struttura multistrato è il seguente:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
dove n sono i parametri dell'ennesimo strato.

Se consideriamo un muro intonacato in mattoni, otteniamo il seguente design:

• strato esterno di intonaco spesso 3 cm, conducibilità termica 0,93 W (m x gradi);
• muratura in mattoni pieni di argilla 64 cm, conducibilità termica 0,81 W (m x gradi);
• strato interno di intonaco di 3 cm di spessore, conducibilità termica 0,93 W (m x gradi).

La formula per il calcolo termotecnico delle strutture di chiusura è la seguente:

R \u003d 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 0,85 (m x gradi / W).

Il valore ottenuto è significativamente inferiore al valore base precedentemente determinato della resistenza al trasferimento di calore delle pareti di un edificio residenziale a Murmansk 3,65 (m x gradi/W). La parete non soddisfa i requisiti normativi e deve essere isolata. Per l'isolamento delle pareti utilizziamo uno spessore di 150 mm e una conducibilità termica di 0,048 W (m x gradi).

Dopo aver scelto il sistema di isolamento, è necessario eseguire una verifica termotecnica di calcolo delle strutture di recinzione. Di seguito è riportato un esempio di calcolo:

R \u003d 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 \u003d 3,97 (m x gradi / W).

Il valore calcolato risultante è maggiore del valore base - 3,65 (m x gradi / W), la parete isolata soddisfa i requisiti degli standard.

Analogamente viene effettuato il calcolo delle sovrapposizioni e delle coperture combinate.

Calcolo termotecnico di solai a contatto con il suolo

Spesso nelle case private o negli edifici pubblici i pavimenti dei primi piani sono realizzati a terra. La resistenza al trasferimento di calore di tali pavimenti non è standardizzata, ma come minimo il progetto dei pavimenti non deve consentire la fuoriuscita della rugiada. Il calcolo delle strutture a contatto con il suolo si effettua come segue: i solai sono suddivisi in fasce (zone) larghe 2 metri, a partire dal confine esterno. Sono assegnate fino a tre di queste zone, l'area rimanente appartiene alla quarta zona. Se la struttura del pavimento non prevede un isolamento efficace, la resistenza al trasferimento di calore delle zone viene presa come segue:

• 1 zona - 2,1 (m x gradi / W);
• zona 2 - 4,3 (m x gradi / W);
• zona 3 - 8,6 (m x gradi / W);
• 4 zone - 14,3 (m x gradi / W).

È facile vedere che più la superficie del pavimento è lontana dalla parete esterna, maggiore è la sua resistenza al trasferimento di calore. Pertanto, si limitano spesso a riscaldare il perimetro del pavimento. In questo caso, la resistenza al trasferimento di calore della struttura coibentata viene sommata alla resistenza al trasferimento di calore della zona.
Il calcolo della resistenza al trasferimento di calore del pavimento deve essere incluso nel calcolo termotecnico complessivo delle strutture di recinzione. Di seguito verrà considerato un esempio di calcolo dei piani a terra. Prendiamo la superficie calpestabile 10 x 10, pari a 100 mq.

• L'area di 1 zona sarà di 64 mq.
• L'area della zona 2 sarà di 32 mq.
• L'area della 3a zona sarà di 4 mq.

Il valore medio della resistenza al trasferimento di calore del pavimento al suolo:
Rpol \u003d 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 2,6 (m x gradi / W).

Dopo aver eseguito la coibentazione del perimetro del pavimento con una lastra di polistirene espanso di 5 cm di spessore, una fascia larga 1 metro, si ottiene il valore medio della resistenza termica:

Rpol \u003d 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) \u003d 4,09 (m x gradi / W).

È importante notare che non solo i pavimenti vengono calcolati in questo modo, ma anche le strutture delle pareti a contatto con il suolo (pareti di un pavimento incassato, un caldo seminterrato).

Calcolo termotecnico delle porte

Il valore di base della resistenza al trasferimento di calore delle porte d'ingresso è calcolato in modo leggermente diverso. Per calcolarlo, dovrai prima calcolare la resistenza al trasferimento di calore della parete secondo il criterio sanitario e igienico (non rugiada):
Rst \u003d (Tv - Tn) / (DTn x av).

Qui DTN è la differenza di temperatura tra la superficie interna della parete e la temperatura dell'aria nella stanza, determinata dal Codice delle Regole e per le abitazioni è 4,0.
av - il coefficiente di scambio termico della superficie interna del muro, secondo la joint venture, è 8,7.
Il valore base delle porte è preso pari a 0.6xRst.

Per il progetto della porta prescelto, è necessario eseguire un calcolo termotecnico di verifica delle strutture di chiusura. Un esempio di calcolo della porta d'ingresso:

Рdv \u003d 0,6 x (20-(-30)) / (4 x 8,7) \u003d 0,86 (m x gradi / W).

Questo valore di progetto corrisponderà a una porta isolata con un pannello in lana minerale di 5 cm di spessore.

Requisiti complessi

I calcoli di pareti, pavimenti o tetti vengono eseguiti per verificare i requisiti elemento per elemento delle normative. L'insieme delle regole stabilisce anche un requisito completo che caratterizza la qualità dell'isolamento di tutte le strutture di recinzione nel suo insieme. Questo valore è chiamato "caratteristica di schermatura termica specifica". Non un singolo calcolo termotecnico delle strutture di chiusura può fare a meno della sua verifica. Di seguito viene mostrato un esempio di calcolo SP.

Kob = 88,77 / 250 = 0,35, che è inferiore al valore normalizzato di 0,52. In questo caso, l'area e il volume sono presi per una casa con dimensioni di 10 x 10 x 2,5 m Le resistenze di trasferimento del calore sono uguali ai valori di base.

Il valore normalizzato è determinato secondo la joint venture, a seconda del volume riscaldato della casa.

Oltre al complesso obbligo, per la redazione del passaporto energetico viene effettuato anche il calcolo termotecnico degli involucri edilizi, di cui in appendice a SP50.13330.2012 è riportato un esempio di passaporto.

Coefficiente di uniformità

Tutti i calcoli di cui sopra sono applicabili per strutture omogenee. Cosa abbastanza rara in pratica. Per tenere conto delle disomogeneità che riducono la resistenza al trasferimento di calore, viene introdotto un fattore di correzione per l'uniformità dell'ingegneria termica, r. Tiene conto della variazione della resistenza al trasferimento di calore introdotta da aperture di porte e finestre, angoli esterni, inclusioni disomogenee (ad esempio architravi, travi, nastri di armatura), ecc.

Il calcolo di questo coefficiente è piuttosto complicato, quindi, in forma semplificata, puoi utilizzare valori approssimativi ​dalla letteratura di riferimento. Ad esempio, per la muratura - 0,9, pannelli a tre strati - 0,7.

Isolamento efficace

Quando si sceglie un sistema di isolamento domestico, è facile assicurarsi che sia quasi impossibile soddisfare i moderni requisiti di protezione termica senza l'uso di un isolamento efficace. Quindi, se si utilizza un mattone di argilla tradizionale, sarà necessaria una muratura di diversi metri di spessore, il che non è economicamente fattibile. Allo stesso tempo, la bassa conducibilità termica dei moderni riscaldatori a base di polistirene espanso o lana di roccia ci consente di limitarci a spessori di 10-20 cm.

Ad esempio, per ottenere un valore di resistenza al trasferimento di calore di base di 3,65 (m x gradi/W), avresti bisogno di:

• muro di mattoni di 3 m di spessore;
• muratura da blocchi di cemento espanso 1,4 m;
• isolamento in lana minerale 0,18 m.

Quando si determina la necessità di un isolamento aggiuntivo di una casa, è importante conoscere in particolare la perdita di calore delle sue strutture. Un calcolatore di conducibilità termica da parete online ti aiuterà a fare calcoli in modo rapido e preciso.

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Perché hai bisogno di un calcolo

La conducibilità termica di questo elemento dell'edificio è proprietà della struttura di condurre il calore attraverso un'unità della sua area con una differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno della stanza di 1 grado. INSIEME A.

Il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione effettuato dal servizio di cui sopra è necessario per le seguenti finalità:

• selezionare le apparecchiature di riscaldamento e il tipo di sistema che consente non solo di compensare la perdita di calore, ma anche di creare una temperatura confortevole all'interno dei locali residenziali;
• determinare la necessità di un ulteriore isolamento dell'edificio;
• quando si progetta e si costruisce un nuovo edificio, selezionare un materiale per pareti che fornisca la minor dispersione di calore in determinate condizioni climatiche;
• per creare una temperatura confortevole all'interno non solo durante il periodo di riscaldamento, ma anche in estate quando fa caldo.

Attenzione! Quando eseguono calcoli di ingegneria termica indipendenti delle strutture delle pareti, utilizzano i metodi e i dati descritti in documenti normativi come SNiP II 03 79 "Ingegneria termica per costruzioni" e SNiP 23-02-2003 "Protezione termica degli edifici".

Da cosa dipende la conducibilità termica?

Il trasferimento di calore dipende da fattori quali:

• Il materiale da cui è stato eretto l'edificio: materiali diversi differiscono nella loro capacità di condurre il calore. Quindi, il cemento, vari tipi di mattoni contribuiscono a una grande perdita di calore. Al contrario, tronchi zincati, travi, blocchi di schiuma e gas, con uno spessore inferiore, hanno una conduttività termica inferiore, che garantisce la conservazione del calore all'interno della stanza e costi molto inferiori per l'isolamento e il riscaldamento dell'edificio.
• Spessore della parete: maggiore è questo valore, minore è il trasferimento di calore attraverso il suo spessore.
• Umidità del materiale: maggiore è il contenuto di umidità della materia prima da cui è eretta la struttura, più conduce il calore e più velocemente crolla.
• La presenza di pori d'aria nel materiale: i pori pieni d'aria prevengono la perdita di calore accelerata. Se questi pori sono pieni di umidità, la perdita di calore aumenta.
• La presenza di un isolamento aggiuntivo - rivestito con uno strato di isolamento esterno o interno al muro in termini di dispersione termica, ha valori molte volte inferiori rispetto a quelli non isolati.

Nelle costruzioni, insieme alla conducibilità termica delle pareti, si è diffusa una caratteristica come la resistenza termica (R). Viene calcolato tenendo conto dei seguenti indicatori:

• coefficiente di conducibilità termica del materiale della parete (λ) (W/m×0С);
• spessore di costruzione (h), (m);
• la presenza di un riscaldatore;
• contenuto di umidità del materiale (%).

Più basso è il valore della resistenza termica, più la parete è soggetta a dispersioni termiche.

Il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione secondo questa caratteristica viene eseguito secondo la seguente formula:

R=h/λ; (m2×0С/W)

Esempio di calcolo della resistenza termica:

Dati iniziali:

• la parete portante è in legno di pino secco di 30 cm (0,3 m) di spessore;
• il coefficiente di conducibilità termica è 0,09 W/m×0С;
• calcolo del risultato.

Pertanto, la resistenza termica di un tale muro sarà:

R=0,3/0,09=3,3 m2×0С/W

I valori ottenuti a seguito del calcolo vengono confrontati con quelli normativi secondo SNiP II 03 79. Allo stesso tempo, viene preso in considerazione un indicatore come il grado-giorno del periodo durante il quale continua la stagione di riscaldamento account.

Se il valore ottenuto è uguale o maggiore del valore standard, il materiale e lo spessore delle strutture murarie vengono selezionati correttamente. In caso contrario, l'edificio dovrebbe essere isolato per raggiungere il valore standard.

In presenza di un riscaldatore, la sua resistenza termica viene calcolata separatamente e riassunta con lo stesso valore del materiale della parete principale. Inoltre, se il materiale della struttura della parete ha un'umidità elevata, applicare il coefficiente di conducibilità termica appropriato.

Per un calcolo più accurato della resistenza termica di questo progetto, al risultato ottenuto vengono aggiunti valori simili di finestre e porte che si affacciano sulla strada.

Valori validi

Quando si esegue un calcolo termotecnico del muro esterno, viene presa in considerazione anche la regione in cui si troverà la casa:

• Per le regioni meridionali con inverni caldi e piccole differenze di temperatura, è possibile erigere pareti di piccolo spessore da materiali con un grado medio di conducibilità termica: ceramica e argilla cotta in singolo e doppio e ad alta densità. Lo spessore delle pareti per tali regioni non può superare i 20 cm.
• Allo stesso tempo, per le regioni settentrionali, è più conveniente ed economico costruire strutture murarie di medio e grande spessore con materiali ad alta resistenza termica: tronchi, gas e calcestruzzo espanso di media densità. Per tali condizioni vengono erette strutture murarie fino a 50-60 cm di spessore.
• Per le regioni con clima temperato e inverni alternati di temperatura, sono adatti per un'elevata e media resistenza termica: gas e calcestruzzo espanso, legno, diametro medio. In tali condizioni, lo spessore delle strutture che racchiudono le pareti, tenendo conto dei riscaldatori, non supera i 40-45 cm.

Importante! La resistenza termica delle strutture murarie viene calcolata in modo più accurato dal calcolatore della perdita di calore, che tiene conto della regione in cui si trova la casa.

Trasferimento di calore di vari materiali

Uno dei principali fattori che influenzano la conducibilità termica del muro è il materiale da costruzione con cui è costruito. Questa dipendenza è spiegata dalla sua struttura. Quindi, i materiali a bassa densità hanno la conduttività termica più bassa, in cui le particelle si trovano abbastanza liberamente e c'è un gran numero di pori e vuoti pieni d'aria. Questi includono vari tipi di legno, calcestruzzo poroso leggero: schiuma, gas, calcestruzzo di scorie e mattoni cavi di silicato.

I materiali con un'elevata conduttività termica e una bassa resistenza termica includono vari tipi di calcestruzzo pesante, mattoni di silicato monolitico. Questa caratteristica è spiegata dal fatto che le particelle in esse contenute si trovano molto vicine l'una all'altra, senza vuoti e pori. Ciò contribuisce a un trasferimento di calore più rapido nello spessore della parete e a una grande perdita di calore.

Tavolo. Coefficienti di conducibilità termica dei materiali da costruzione (SNiP II 03 79)

Calcolo di una struttura sandwich

Il calcolo termotecnico della parete esterna, costituita da più strati, si effettua come segue:

• secondo la formula sopra descritta si calcola il valore della resistenza termica di ciascuno degli strati del "wall cake";
• i valori di questa caratteristica di tutti gli strati vengono sommati, ottenendo la totale resistenza termica della struttura multistrato muraria.

Sulla base di questa tecnica è possibile calcolare lo spessore. Per fare ciò, è necessario moltiplicare la resistenza termica mancante alla norma per il coefficiente di conducibilità termica dell'isolamento - di conseguenza, si otterrà lo spessore dello strato isolante.

Con l'ausilio del programma TeReMOK, il calcolo termotecnico viene eseguito in automatico. Affinché il calcolatore della conducibilità termica della parete esegua i calcoli, è necessario inserire i seguenti dati iniziali:

• tipologia di edificio - residenziale, industriale;
• materiale della parete;
• spessore di costruzione;
• regione;
• temperatura e umidità richieste all'interno dell'edificio;
• presenza, tipo e spessore dell'isolamento.

Video utile: come calcolare autonomamente la perdita di calore in casa

Pertanto, il calcolo termotecnico delle strutture di recinzione è molto importante sia per una casa in costruzione che per un edificio già costruito da molto tempo. Nel primo caso, il corretto calcolo del calore farà risparmiare sul riscaldamento, nel secondo caso aiuterà a scegliere l'isolamento ottimale per spessore e composizione.

Il calcolo dell'ingegneria termica consente di determinare lo spessore minimo degli involucri dell'edificio in modo che non si verifichino casi di surriscaldamento o congelamento durante il funzionamento dell'edificio.

Gli elementi strutturali che racchiudono gli edifici pubblici e residenziali riscaldati, ad eccezione dei requisiti di stabilità e resistenza, durabilità e resistenza al fuoco, economia e progettazione architettonica, devono soddisfare principalmente gli standard di ingegneria termica. Gli elementi di chiusura sono selezionati in base alla soluzione progettuale, alle caratteristiche climatologiche dell'area dell'edificio, alle proprietà fisiche, alle condizioni di umidità e temperatura nell'edificio, nonché in base ai requisiti di resistenza al trasferimento di calore, permeabilità all'aria e permeabilità al vapore.

Qual è il significato del calcolo?

1. Se, durante il calcolo del costo della struttura futura, vengono prese in considerazione solo le caratteristiche di resistenza, allora, naturalmente, il costo sarà inferiore. Tuttavia, questo è un risparmio visibile: in seguito, molto più denaro sarà speso per riscaldare la stanza.
2. I materiali opportunamente selezionati creeranno un microclima ottimale nella stanza.
3. Quando si progetta un impianto di riscaldamento, è necessario anche un calcolo termotecnico. Affinché il sistema sia conveniente ed efficiente, è necessario comprendere le reali possibilità dell'edificio.

Requisiti termici

È importante che le strutture esterne rispettino i seguenti requisiti termici:

• Avevano sufficienti proprietà di schermatura termica. In altre parole, è impossibile consentire il surriscaldamento dei locali in estate e le dispersioni di calore eccessive in inverno.
• La differenza di temperatura dell'aria tra gli elementi interni delle recinzioni e i locali non deve essere superiore al valore standard. In caso contrario, potrebbe verificarsi un raffreddamento eccessivo del corpo umano per irraggiamento di calore su queste superfici e condensazione dell'umidità del flusso d'aria interno sulle strutture che lo circondano.
• In caso di variazione del flusso di calore, le fluttuazioni di temperatura all'interno della stanza dovrebbero essere minime. Questa proprietà è chiamata resistenza al calore.
• È importante che la tenuta all'aria delle recinzioni non causi un forte raffreddamento dei locali e non peggiori le proprietà di schermatura termica delle strutture.
• Le recinzioni devono avere un normale regime di umidità. Poiché il ristagno delle recinzioni aumenta la perdita di calore, provoca umidità nella stanza e riduce la durata delle strutture.

Affinché le strutture soddisfino i requisiti di cui sopra, eseguono un calcolo termico e calcolano anche la resistenza al calore, la permeabilità al vapore, la permeabilità all'aria e il trasferimento di umidità secondo i requisiti della documentazione normativa.

Qualità termotecniche

Dalle caratteristiche termiche degli elementi strutturali esterni degli edifici dipende:

• Regime di umidità degli elementi strutturali.
• La temperatura delle strutture interne, che garantisce che non vi sia condensa su di esse.
• Umidità e temperatura costanti nei locali, sia nella stagione fredda che nella stagione calda.
• La quantità di calore dispersa da un edificio durante l'inverno.

Quindi, sulla base di tutto quanto sopra, il calcolo termotecnico delle strutture è considerato una fase importante nel processo di progettazione di edifici e strutture, sia civili che industriali. La progettazione inizia con la scelta delle strutture: il loro spessore e la sequenza degli strati.

Compiti di calcolo termotecnico

Quindi, il calcolo termotecnico degli elementi strutturali che racchiudono viene eseguito al fine di:

1. Conformità delle strutture ai moderni requisiti per la protezione termica di edifici e strutture.
2. Garantire un microclima confortevole all'interno.
3. Garantire una protezione termica ottimale delle recinzioni.

Parametri di base per il calcolo

Per determinare il consumo di calore per il riscaldamento, oltre che per effettuare un calcolo termotecnico dell'edificio, è necessario tenere conto di molti parametri che dipendono dalle seguenti caratteristiche:

• Scopo e tipo di edificio.
• Posizione geografica dell'edificio.
• L'orientamento delle pareti rispetto ai punti cardinali.
• Dimensioni delle strutture (volume, area, numero di piani).
• Tipo e dimensione di finestre e porte.
• Caratteristiche dell'impianto di riscaldamento.
• Il numero di persone nell'edificio contemporaneamente.
• Il materiale delle pareti, pavimento e soffitto dell'ultimo piano.
• La presenza di un sistema di acqua calda.
• Tipologia di sistemi di ventilazione.
• Altre caratteristiche di design dell'edificio.

Calcolo dell'ingegneria termica: programma

Ad oggi sono stati sviluppati molti programmi che consentono di effettuare questo calcolo. Di norma, il calcolo viene effettuato sulla base della metodologia indicata nella documentazione normativa e tecnica.

Questi programmi consentono di calcolare quanto segue:

• Resistenza termica.
• Dispersione di calore attraverso le strutture (soffitto, pavimento, aperture di porte e finestre e pareti).
• La quantità di calore necessaria per riscaldare l'aria di infiltrazione.
• Selezione di radiatori componibili (bimetallici, ghisa, alluminio).
• Selezione di radiatori in lamiera d'acciaio.

Calcolo termotecnico: esempio di calcolo per pareti esterne

Per il calcolo è necessario determinare i seguenti parametri principali:

• t in \u003d 20 ° C è la temperatura del flusso d'aria all'interno dell'edificio, che viene presa per calcolare le recinzioni in base ai valori minimi della temperatura più ottimale dell'edificio e della struttura corrispondenti. È accettato secondo GOST 30494-96.

• Secondo i requisiti di GOST 30494-96, l'umidità nella stanza dovrebbe essere del 60%, di conseguenza nella stanza verrà fornito un normale regime di umidità.
• In conformità con l'Appendice B di SNiPa 23-02-2003, la zona umida è secca, il che significa che le condizioni operative delle recinzioni sono A.
• t n \u003d -34 ° C è la temperatura del flusso d'aria esterna nel periodo invernale, che viene presa secondo SNiP in base al periodo di cinque giorni più freddo, che ha una sicurezza di 0,92.
• Z ot.per = 220 giorni è la durata del periodo di riscaldamento, presa secondo SNiP, mentre la temperatura ambiente media giornaliera è ≤ 8 °C.
• T da.per. = -5,9 °C è la temperatura ambiente (media) durante il periodo di riscaldamento, accettata secondo SNiP, a una temperatura ambiente giornaliera ≤ 8 °C.

Dati iniziali

In questo caso verrà effettuato il calcolo termotecnico della parete al fine di determinare lo spessore ottimale dei pannelli e il materiale termoisolante per essi. I pannelli sandwich saranno utilizzati come pareti esterne (TU 5284-001-48263176-2003).

Condizioni confortevoli

Considera come viene eseguito il calcolo dell'ingegneria termica del muro esterno. Per prima cosa devi calcolare la resistenza al trasferimento di calore richiesta, concentrandoti su condizioni confortevoli e sanitarie:

R 0 tr \u003d (n × (t in - t n)) : (Δt n × α in), dove

n = 1 è un fattore che dipende dalla posizione degli elementi strutturali esterni rispetto all'aria esterna. Dovrebbe essere preso secondo SNiP 23-02-2003 dalla Tabella 6.

Δt n \u003d 4,5 ° C è la differenza di temperatura normalizzata tra la superficie interna della struttura e l'aria interna. Accettato secondo i dati SNiP della tabella 5.

α in \u003d 8,7 W / m 2 ° C è il trasferimento di calore delle strutture di chiusura interne. I dati sono presi dalla tabella 5, secondo SNiP.

Sostituiamo i dati nella formula e otteniamo:

R 0 tr \u003d (1 × (20 - (-34)) : (4,5 × 8,7) \u003d 1,379 m 2 ° C / O.

Condizioni di risparmio energetico

Quando si esegue un calcolo termotecnico della parete, in base alle condizioni di risparmio energetico, è necessario calcolare la resistenza al trasferimento di calore richiesta delle strutture. È determinato dal GSOP (grado giorno di riscaldamento, °C) utilizzando la seguente formula:

GSOP = (t in - t da.per.) × Z da.per, dove

t in è la temperatura del flusso d'aria all'interno dell'edificio, °C.

Z da.per. et da.per. è la durata (giorni) e la temperatura (°C) del periodo con una temperatura media giornaliera dell'aria ≤ 8 °C.

Così:

GSOP = (20 - (-5,9)) × 220 = 5698.

Sulla base delle condizioni di risparmio energetico, determiniamo R 0 tr per interpolazione secondo SNiP dalla tabella 4:

R 0 tr \u003d 2,4 + (3,0 - 2,4) × (5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) \u003d 2,909 (m 2 ° C / O)

R 0 = 1/ α in + R 1 + 1/ α n, dove

d è lo spessore dell'isolamento termico, m.

l = 0,042 W/m°C è la conducibilità termica del pannello in lana minerale.

α n \u003d 23 W / m 2 ° C è il trasferimento di calore di elementi strutturali esterni, preso secondo SNiP.

R 0 \u003d 1 / 8,7 + d / 0,042 + 1/23 \u003d 0,158 + d / 0,042.

Spessore isolante

Lo spessore del materiale termoisolante è determinato in base al fatto che R 0 \u003d R 0 tr, mentre R 0 tr viene preso in condizioni di risparmio energetico, quindi:

2,909 = 0,158 + d/0,042, da cui d = 0,116 m.

Selezioniamo a catalogo la marca di pannelli sandwich con lo spessore ottimale del materiale termoisolante: DP 120, mentre lo spessore totale del pannello dovrebbe essere 120 mm. Il calcolo termotecnico dell'edificio nel suo insieme viene eseguito in modo simile.

La necessità di eseguire il calcolo

Progettati sulla base di un calcolo termotecnico eseguito con competenza, gli involucri edilizi possono ridurre i costi di riscaldamento, il cui costo è in costante aumento. Inoltre, la conservazione del calore è considerata un importante compito ambientale, perché è direttamente correlata a una diminuzione del consumo di carburante, che porta a una diminuzione dell'impatto dei fattori negativi sull'ambiente.

Inoltre, vale la pena ricordare che l'isolamento termico eseguito in modo improprio può portare al ristagno delle strutture, che comporterà la formazione di muffe sulla superficie delle pareti. La formazione di muffe, a sua volta, comporterà danni alla finitura interna (scrostamento della carta da parati e della vernice, distruzione dello strato di intonaco). In casi particolarmente avanzati può essere necessario un intervento radicale.

Molto spesso, le imprese edili tendono a utilizzare nelle loro attività tecnologie e materiali moderni. Solo uno specialista può capire la necessità di utilizzare questo o quel materiale, sia separatamente che in combinazione con altri. È il calcolo dell'ingegneria del calore che aiuterà a determinare le soluzioni più ottimali che garantiranno la durata degli elementi strutturali e costi finanziari minimi.