Perhitungan thermotechnical dari struktur penutup: contoh perhitungan dan disain. Rumus untuk perhitungan teknik panas dari struktur penutup

Penciptaan kondisi nyaman untuk hidup atau kehidupan kerja merupakan tugas terpenting konstruksi. Bagian penting dari wilayah negara kita berada di garis lintang utara dengan iklim yang dingin. Karena itu, menjaga suhu yang nyaman di bangunan selalu topikal. Dengan pertumbuhan tarif energi, pengurangan konsumsi energi untuk pemanasan muncul kedepan.

Karakteristik iklim

Pemilihan konstruksi dinding dan atap terutama bergantung pada kondisi iklim dari area konstruksi. Untuk definisi mereka perlu mengacu pada SP131.13330.2012 "Klimatologi Konstruksi". Nilai berikut digunakan dalam perhitungan:

• Suhu periode lima hari terdingin adalah 0,92, ditunjukkan oleh Tn;
• Suhu rata-rata dilambangkan dengan Thoth;
• Durasi, dilambangkan dengan ZOT.

Sebagai contoh untuk Murmansk, nilainya adalah sebagai berikut:

• Тн = -30 derajat;
• Itu = -3,4 derajat;
• ZOT = 275 hari.

Selain itu, perlu disetel suhu disain di dalam ruang TV, hal itu ditentukan sesuai dengan GOST 30494-2011. Untuk perumahan, Anda bisa naik TV = 20 derajat.

Untuk melakukan perhitungan teknik panas dari struktur yang dilampirkan, GSOP (derajat hari periode pemanasan) dihitung terlebih dahulu:
GSOP = (TV - TOT) x ZOT.
Dalam contoh kita, GSOP = (20 - (-3.4)) x 275 = 6435.

Indikator kunci

Untuk pilihan material yang tepat dari struktur yang dilampirkan, perlu menentukan karakteristik termal apa yang harus dimiliki. Kemampuan suatu zat untuk melakukan panas dicirikan oleh konduktivitas termalnya, dilambangkan dengan huruf Yunani l (lambda) dan diukur dalam W / (derajat mx). Kemampuan suatu struktur untuk mempertahankan panas ditandai oleh ketahanan terhadap perpindahan panas R dan sama dengan rasio ketebalan terhadap konduktivitas termal: R = d / l.

Dalam kasus di mana struktur terdiri dari beberapa lapisan, resistansi dihitung untuk setiap lapisan dan kemudian dijumlahkan.

Ketahanan terhadap perpindahan panas merupakan indikator utama dari disain eksternal. Nilainya harus melebihi nilai normatif. Melakukan perhitungan teknik panas dari amplop bangunan, kita harus menentukan komposisi tembok dan atap yang dibenarkan secara ekonomi.

Nilai konduktivitas termal

Kualitas insulasi termal ditentukan terutama oleh konduktivitas termal. Setiap bahan bersertifikat menjalani tes laboratorium, yang hasilnya ditentukan oleh kondisi operasi "A" atau "B". Bagi negara kita, sebagian besar wilayah memenuhi kondisi operasi "B". Melakukan perhitungan teknik panas dari struktur laci rumah, nilai ini harus digunakan. Nilai konduktivitas termal ditunjukkan pada label atau paspor material, namun jika tidak tersedia, nilai referensi dari Kode Etik dapat digunakan. Nilai untuk bahan yang paling populer diberikan di bawah ini:

• Masonry terbuat dari batu bata biasa - 0,81 W (m × deg.).
• Masonry terbuat dari batu bata silikat - 0,87 W (m х deg.).
• Beton gas dan busa (kerapatan 800) - 0,37 W (derajat m).
• Kayu jenis konifera adalah 0,18 W (mx derajat).
• Busa polistiren terekstrusi - 0,032 W (derajat mx).
• Lembaran wol mineral (densitas 180) - 0,048 W (derajat m).

Nilai normatif dari resistansi terhadap perpindahan panas

Nilai yang dihitung dari resistansi terhadap perpindahan panas tidak boleh kurang dari nilai dasar. Nilai dasar ditentukan menurut Tabel 3 SP50.13330.2012 "Perlindungan Termal Bangunan". Tabel tersebut mendefinisikan koefisien untuk menghitung nilai dasar dari hambatan terhadap perpindahan panas dari semua struktur dan tipe bangunan yang dilampirkan. Melanjutkan perhitungan teplotehnichesky yang dimulai dengan melampirkan desain, contoh perhitungan dapat disajikan sebagai berikut:

• Rsten = 0.00035x6435 + 1.4 = 3,65 (mx deg / W).
• Рпокр = 0,0005х6435 + 2,2 = 5,41 (m х derajat / W).
• Рчерд = 0,00045х6435 + 1,9 = 4,79 (m х derajat / W).
• Rocka = 0.00005x6435 + 0,3 = 0,62 (mx deg / W).

Perhitungan thermotechnical dari struktur penutup eksternal dilakukan untuk semua struktur yang menutup sirkuit "hangat" - lantai di tanah atau tumpang tindih bawah tanah, dinding luar (termasuk jendela dan pintu), penutup gabungan atau tumpang tindih loteng yang tidak dipanaskan. Selain itu, perhitungan harus dilakukan untuk struktur internal, jika perbedaan suhu di kamar yang berdekatan lebih dari 8 derajat.

Rekayasa termal dinding

Sebagian besar dinding dan plafon berlapis-lapis dan heterogen dalam konstruksi mereka. Perhitungan thermotechnical dari struktur penutup struktur multilayer adalah sebagai berikut:
R = d1 / l1 + d2 / l2 + dn / ln,
Dimana n adalah parameter lapisan ke-n.

Jika kita mempertimbangkan dinding bata yang diplester, kita dapatkan konstruksi sebagai berikut:

• Lapisan luar plester setebal 3 cm, konduktivitas termal 0,93 W (mx derajat);
• Bata yang terbuat dari batu bata tanah liat padat 64 cm, konduktivitas termal 0,81 W (mx derajat);
• Lapisan dalam ketebalan plester 3 cm, konduktivitas termal 0,93 W (m × deg.).

Rumus untuk perhitungan teknik panas dari struktur penutup adalah sebagai berikut:

R = 0.03 / 0.93 + 0.64 / 0.81 + 0.03 / 0.93 = 0.85 (m × deg / W).

Nilai yang diperoleh secara signifikan lebih rendah dari nilai awal yang ditentukan sebelumnya dari hambatan terhadap perpindahan panas di dinding bangunan tempat tinggal di Murmansk 3,65 (mx deg / W). Dinding tidak memenuhi persyaratan peraturan dan perlu diisolasi. Kami menggunakan papan wol mineral setebal 150 mm dan konduktivitas panas 0,048 W (mx degree) untuk menghangatkan dinding.

Setelah memilih sistem insulasi termal, perlu dilakukan verifikasi teknik penghitungan panas dari struktur penutup. Contoh perhitungannya adalah sebagai berikut:

R = 0,15 / 0,048 + 0,03 / 0,93 + 0,64 / 0,81 + 0,03 / 0,93 = 3,97 (mx deg / W).

Nilai hasil yang dihasilkan lebih besar dari nilai dasar - 3,65 (mx deg / W), dinding terisolasi memenuhi persyaratan norma.

Perhitungan tumpang tindih dan pelapis yang tumpang tindih dilakukan dengan cara yang sama.

Perhitungan termobot lantai yang kontak dengan tanah

Seringkali di rumah pribadi atau bangunan umum, lantai lantai pertama dilakukan di tanah. Ketahanan terhadap perpindahan panas lantai semacam itu tidak dinormalisasi, tapi setidaknya pembangunan lantai seharusnya tidak membiarkan jatuhnya embun. Perhitungan struktur kontak dengan tanah dilakukan sebagai berikut: lantai dibagi menjadi band (zona) selebar 2 meter, mulai dari batas luar. Zona tersebut dialokasikan sampai tiga, wilayah yang tersisa termasuk zona keempat. Jika konstruksi lantai tidak memberikan isolasi yang efektif, ketahanan terhadap perpindahan panas zona diadopsi sebagai berikut:

• 1 zona - 2,1 (m х derajat / W);
• 2 zona - 4,3 (m х derajat / W);
• 3 zona - 8,6 (m х derajat / W);
• 4 zona - 14,3 (m х derajat / W).

Mudah untuk melihat bahwa semakin jauh luas lantai dari dinding luar, semakin tinggi resistannya terhadap perpindahan panas. Karena itu, seringkali terbatas pada isolasi di sekeliling lantai. Pada saat yang sama, ketahanan terhadap perpindahan panas struktur terisolasi ditambahkan pada ketahanan perpindahan panas zona.
Perhitungan resistansi terhadap perpindahan panas lantai harus dimasukkan dalam perhitungan teknik thermal umum dari struktur yang dilampirkan. Contoh perhitungan lantai di lapangan akan dipertimbangkan di bawah ini. Kami mengambil luas lantai 10 x 10, sama dengan 100 sq M.

• Luas zona 1 akan menjadi 64 meter persegi.
• Luas 2 zona adalah 32 meter persegi.
• Kawasan 3 adalah 4 meter persegi.

Nilai rata-rata ketahanan terhadap perpindahan panas lantai di tanah:
Рпола = 100 / (64 / 2,1 + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 2,6 (m х derajat / W).

Setelah selesai isolasi perimeter lantai dengan pelat polistirena dengan ketebalan 5 cm, strip lebar 1 meter, kita dapatkan nilai rata-rata ketahanan terhadap perpindahan panas:

Рпола = 100 / (32 / 2,1 + 32 / (2,1 + 0,05 / 0,032) + 32 / 4,3 + 4 / 8,6) = 4,09 (m х derajat / W).

Penting untuk dicatat bahwa dengan cara ini tidak hanya lantai yang dihitung, tapi juga struktur dinding yang bersentuhan dengan tanah (dinding lantai tersembunyi, ruang bawah tanah yang hangat).

Rekayasa termal pintu

Resistansi dasar terhadap perpindahan panas pintu masuk dihitung agak berbeda. Untuk menghitungnya, pertama-tama Anda harus menghitung daya tahan terhadap perpindahan panas dinding sesuai kriteria sanitasi-higienis (embun tidak turun):
Рст = (Тв - Тн) / (ДТн х ав).

Disini DTN - perbedaan suhu antara permukaan dalam dinding dan suhu udara di dalam ruangan, ditentukan oleh Kode Standar dan untuk perumahan 4.0.
Av adalah koefisien perpindahan panas permukaan dalam dinding, menurut usaha patungan itu adalah 8,7.
Nilai dasar pintu diambil sama dengan 0,6 x Pst.

Untuk desain pintu yang dipilih, diperlukan verifikasi perhitungan panas teknik dari struktur yang dilampirkan. Contoh penghitungan pintu masuk:

Рдв = 0,6 х (20 - (-30)) / (4 х 8,7) = 0,86 (m х grad / W).

Ini adalah nilai yang dihitung yang sesuai dengan pintu yang terisolasi dengan papan wol mineral setebal 5 cm. Resistansi terhadap perpindahan panas adalah R = 0,05 / 0,048 = 1,04 (m × deg / W), yang lebih besar dari nilai yang dihitung.

Persyaratan yang komprehensif

Perhitungan dinding, plafon atau pelapis dilakukan untuk memverifikasi persyaratan unsur standar. Set aturan juga menetapkan persyaratan lengkap yang mencirikan kualitas isolasi semua struktur yang dilampirkan secara umum. Nilai ini disebut "karakteristik perisai panas spesifik". Tanpa verifikasi, tidak ada perhitungan teknik panas dari struktur penutup yang lengkap. Contoh perhitungan menurut SP diberikan di bawah ini.

Kob = 88.77 / 250 = 0.35, yang nilainya kurang dari nilai normal 0,52. Dalam kasus ini, luas dan volume diambil untuk rumah berukuran 10 x 10 x 2,5 m. Ketahanan terhadap perpindahan panas sama dengan nilai dasar.

Nilai standar ditentukan sesuai dengan JV, tergantung pada volume dipanaskan rumah.

Selain kebutuhan yang kompleks, perhitungan teknik panas dari struktur penutup juga digunakan untuk menyusun paspor energi, contoh pemberian paspor diberikan dalam Lampiran SP50.13330.2012.

Koefisien homogenitas

Semua perhitungan di atas berlaku untuk struktur homogen. Itu dalam prakteknya sangat jarang. Untuk memperhitungkan inhomogeneities yang mengurangi ketahanan terhadap perpindahan panas, koefisien koreksi keseragaman teknik termal diperkenalkan. Ini memperhitungkan perubahan ketahanan terhadap perpindahan panas yang diperkenalkan oleh lubang jendela dan pintu, sudut luar, inklusi tidak seragam (misalnya, crosspieces, balok, sabuk penguat), jembatan dingin,

Perhitungan koefisien ini agak rumit, oleh karena itu, dalam bentuk yang disederhanakan, adalah mungkin untuk menggunakan nilai perkiraan dari literatur referensi. Misalnya untuk batu bata - 0,9, panel tiga lapis - 0,7.

Isolasi yang efektif

Memilih sistem pemanasan rumah, mudah untuk memastikan bahwa praktis tidak mungkin memenuhi persyaratan modern untuk perlindungan termal tanpa menggunakan isolasi yang efektif. Jadi, jika Anda menggunakan batu bata tanah liat tradisional, Anda memerlukan batu beberapa meter tebal, yang secara ekonomi tidak praktis. Pada saat yang sama, konduktivitas termal rendah pemanas modern berdasarkan polistiren diperluas atau wol batuan memungkinkan kita membatasi diri pada ketebalan 10-20 cm.

Misalnya, untuk mencapai nilai resistansi dasar 3,65 (m × deg / W), Anda memerlukan:

• Dinding bata setebal 3 m;
• Masonry blok beton busa 1,4 m;
• Serbuk wol mineral 0,18 m.