Элементарные основы теплотехнического расчета

Теплоизоляция зданий с использованием изделий из минеральной ваты (расчеты и технические решения)

Постоянное повышение цен на энергоносители, а также резкое снижение доходов населения и рентабельности предприятий привели к тому, что все более актуальной становится проблема снижения затрат на отопление жилых и производственных помещений.

Общеизвестно, что затраты на теплоизоляцию (термомодернизацию) помещений являются высокорентабельной инвестицией и окупаются в короткий срок, т. к. приводят к значительному снижению (в два и более раз) затрат на отопление. При строительстве нового здания все затраты на хорошую теплоизоляцию составляют 3-5% от общей стоимости здания и окупаются в течение 4-6 лет эксплуатации. Кроме того, хорошая теплоизоляция:

— увеличивает срок эксплуатации существующей конструкции (устраняет температурные напряжения, конденсацию, промерзание, плесень, неприятный запах и т.п.) – при утеплении с наружной стороны;

— увеличивает комфортность пребывания в помещении (в результате повышения температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции исчезает сквозняк);

— повышает температуру в здании или позволяет увеличить площадь, которую может отопить существующая тепловая установка;

— значительно (на 20% и более) улучшает акустический комфорт в помещении и снижает уровень шума;

— улучшает экологическую обстановку в результате снижения выбросов в атмосферу при сжигании топлива.

Конструкции старых зданий были более компактными, с более ограниченной площадью наружной поверхности и более толстыми стенами. При этом поверхность проемов составляла 10-15% от общей площади поверхностного ограждения. Современная открытая конструкция и тонкие стены с окнами, занимающими до 30% и более от общей площади поверхностного ограждения, привели к тому, что для обеспечения комфорта требуется тепла в два с лишним раза больше. Для Украины эта проблема особенно актуальна, т.к. у нас после 1959 года было построено почти 2/3 жилых зданий, тогда как в Европе эта цифра в среднем ниже 1/10.

Толстые стены старых зданий должны были наряду с тепло- и звукоизоляцией компенсировать колебания температуры и влажности внутреннего и наружного воздуха. В последнее время значение аккумуляции тепла познается как бы заново, но в то же время очень часто встречаются конструкции с расположением утеплителя изнутри здания (напр. под гипсокартонные плиты). О проблеме же защиты от конденсационной влаги большинство вообще не имеет представления.

Дома, строившиеся ранее в Советском Союзе, не выдерживают никакой критики с точки зрения сбережения тепла. Однако большинство из нас, сталкиваясь с проблемами теплоизоляции зданий, не знает, как проводится элементарный теплотехнический расчет, как правильно выполнить теплоизоляцию, не имеют информации о современных системах утеления. Данные о системах утепления с применением минеральной (базальтовой) ваты, приведенные ниже, благодаря своей доступности могут быть использованы не только профессиональными строителями, но и индивидуальными застройщиками. Особенно они будут полезны при принятии принципиальных решений по тем или иным вопросам, связанным с теплоизоляцией при ремонте (строительстве) зданий.

Здания теряют тепло через:

1) стены; около 40-50%;

2) кровлю; около 20-30%;

3) проемы (окна, двери); около 15-20%;

4) полы (фундамент); около 5-10%;

5) инфильтрацию наружного воздуха (через щели и неплотности); другие причины, напр. термические мостки (не менее 10%).

Приведенные здесь цифры являются ориентировочными и дают только приблизительное представление о том, на что нужно прежде всего обращать внимание. Однако они несомненно позволяют утверждать, что утепление дома должно производиться комплексно. Так же не подлежит сомнению, что чем лучше теплозащитные свойства материалов, из которых выполнены стены, кровли, окна, полы, тем меньше здание будет терять тепло и меньше мы будем платить за его отопление.

Из наиболее распространенных материалов самый низкий коэффициент теплопроводности имеет воздух 0,026 Вт/м·К. Однако для того, чтобы воздух был эффективным теплоизолятором, он должен находиться в небольших замкнутых порах. Этот принцип и положен в основу производства теплоизоляционных материалов, хотя теплопроводность их и ниже, чем у воздуха из-за наличия жестких компонентов.

Воздушная прослойка в ограждающей конструкции эффективным теплоизолятором не является (см. табл. 2).

Элементарные основы теплотехнического расчета

Для того чтобы произвести элементарный теплотехнический расчет, нужно обладать небольшим количеством информации: знать, из каких материалов выполнены ограждающие конструкции (стены, кровля), а также их толщины и общую площадь. Уточните это и давайте сделаем расчет для вашего здания.

l — коэффициент теплопроводности — показывает, какое количество тепла (Вт) передается через единицу площади (м2) конструкции за единицу времени при разнице температур внутри и снаружи здания 1оС; измеряется в Вт/м·К. Для теплоизоляционных материалов, как правило, приводятся два значения l. В расчетах должен применяться имеющий большее значение коэффициент.

Таблица 1. Значение коэффициента l для некоторых видов материалов

№ п/п	Материал	Плотность кг/м куб	Декларируемый коэффициент l Вт/м*К	Расчетный коэффициент при эксплуатации в сухом помещении lВт/м*К
1	Железобетон	2500	1,69	1,92
2	Керамзитобетон	1200	0,36	0,44
3	Газо- и пенобетон	400-1000	0,11-0,29	0,14-0,41
4	Цементно-песчаный раствор	1800	0,70	0,76
5	Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800	0,56	0,70
6	Кладка из силикатного кирпича	1800	0,70	0,76
7	Кладка из керамического пустотного кирпича	1400	0,41	0,52
8	Древесина	500-700	0,09-0,23	0,14-0,35
9	Керамзит	200-800	0,099-0,18	0,11-0,21
10	Минеральная (базальтовая) вата Rockwool, Техно, Изоват, Paroc	30-200	0,034-0,039	0,035-0,041
11	Минеральная (стеклянная) вата Isover, Ursa, Knauf	9-65	0,03-0,04	0,033-0,043
12	Экструдированный пенополистирол	25-35	0,03-0,036	0,031-0,037
13	Пенополистирол (пенопласт)	15-35	0,037-0,04	0,04-0,043

К эффективным утеплителям относятся материалы с l £ 0,05.

R – сопротивление теплопередаче материала ограждающей конструкции; рассчитывается исходя из толщины δ и коэффициента теплопроводности l материалов соответственно стен, покрытий и т.д.; измеряется в м² ·К/Вт.

R = δ /l

Таким образом, чем меньше коэффициент теплопроводности l и чем больше толщина материала δ, тем выше сопротивление теплопередаче R.

R_о — общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции; представляет собой сумму сопротивления теплопередаче собственно ограждающей конструкции R, термического сопротивления при теплообмене между воздухом помещения и внутренней поверхностью ограждающей конструкции 1/α_в и термического сопротивления при теплообмене между наружным воздухом и внешней поверхностью ограждающей конструкции 1/α_н. Коэффициенты α_в и α_н берутся из ДБН В.2.6-31:2006, пр. Е (см. Приложение 1) и равны:

— α_в для внешних стен и кровли 8,7 Вт/м²·К;

— α_н для внешних стен и кровли 23 Вт/м²·К.

Сумма 1/α_в и 1/α_н составляет 0,16. Таким образом,

R_о = 1/α_в + R + 1/α_н или R_о = R + 0,16

Если конструкция состоит из двух и более слоев, сопротивление теплопередаче материалов определяется как сумма сопротивлений теплопередаче каждого слоя:

R_о = R₁+ R₂+…+ R_n+0,16

Необходимо также учитывать сопротивление теплопередаче воздушной прослойки R_в.п., если таковая имеется. Однако необходимо четко понимать, что воздушная прослойка неэффективна в качестве теплоизолятора. Чем больше воздушная прослойка, тем больше она проигрывает любому эффективному теплоизоляционному материалу (см. табл. 2).

Таблица 2. Значение R для воздушной прослойки и теплоизоляционного материала с l=0,038

Толщина воздушной прослойки или теплоизоляционного материала (м)	Значение R длявоздушной прослойки, м2·К/Вт	Значение R для теплоизоляционного материала, м2·К /Вт	Соотношение
0,01	0,13	0,26	1 : 2
0,05	0,14	1,36	1 : 9
0,10	0,15	2,63	1 : 18
0,15	0,15	3,95	1 : 26
0,20	0,15	5,26	1 : 35

Значение R_о для конкретной ограждающей конструкции, должно быть не меньше минимально допустимого R_qmin, указанным в таблице 3 из ДБН В.2.6-31:2006 «»Тепловая изоляция» Замена №1 от 04.03.2013″.

Таблица3. Минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции жилых и общественных зданий

№ поз.	Вид ограждающей конструкции	Значение Rqmin, м2 ·К/Вт, для температурной зоны
		І	ІІ
1	Зовнішні стіни	3,3	2,8
2	Суміщені покриття	5,35	4,9
3	Горищні покриття та перекриття неопалювальних горищ	4,95	4,5
4	Перекриття над проїздами та неопалювальними підвалами	3,75	3,3
5	Світлопрозорі огороджувальні конструкції	0,75	0,6
6	Вхідні двері в багатоквартирні житлові будинки та в громадські будинки	0,5	0,45
7	Вхідні двері в малоповерхові будинки та в квартири, що розташовані на перших поверхах багатоповерхових будинків	0,65	0,6

Температурную зону, к которой относится Ваш регион, можно определить с помощью расположенной ниже карты-схемы.

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!