Как сделать теплотехнический расчет наружной стены

Обновлено: 27.03.2024

Представленный теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий является оценочным и предназначен для предварительного выбора материалов и проектирования конструкций.

При разработке проекта для проведения точного расчета необходимо обратиться в организацию, обладающую соответствующими полномочиями и разрешениями.

  • СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"
  • СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий"
  • ГОСТ Р 54851—2011 "Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче"
  • СТО 00044807-001-2006 "Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий"

Добавьте ссылку на расчет в закладки:
Ссылка на расчет

Или скопируйте ее в буфер обмена:

Москва (Московская область, Россия)

Основные климатические параметры
Температура холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92 -26 ˚С
Продолжительность отопительного периода 204 суток
Средняя температура воздуха отопительного периода -2.2 ˚С
Относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца 84 %
Условия эксплуатации помещения
Количество градусо-суток отопительного периода (ГСОП) 4528.8 °С•сут
Средние месячные и годовые значения температуры и парциального давления водяного пара
Месяц Т, ˚С E, гПа Месяц Т, ˚С E, гПа
Январь -7.8 3.3 Июль 19.1 15.7
Февраль -6.9 3.3 Август 17.1 14.6
Март -1.3 4.3 Сентябрь 11.3 10.9
Апрель 6.5 6.6 Октябрь 5.2 7.5
Май 13.3 10 Ноябрь -0.8 5.2
Июнь 17 13.3 Декабрь -5.2 3.9
Год 5.6 8.2
  • Температура холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92 - при расчете приведенного сопротивления теплопередаче и температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций.
  • Продолжительность отопительного периода и средняя температура воздуха отопительного периода - при расчете тепловых потерь.
  • Условия эксплуатации помещения - определяют коэффициент теплопроводности материала в зависимости от влажностного режима помещения.
  • Количество градусо-суток отопительного периода (ГСОП) - при определении значения требуемого приведенного сопротивления теплопередаче.
  • Средние месячные и годовые значения температуры и парциального давления водяного пара - при расчете защиты отпереувлажнения ограждающей конструкции.

Жилое помещение (Стена)

Вариант "Ненормированное помещение" предназначен для эмуляции расчетов с климатическими параметрами помещений, выходящими за рамки гигиенических норм.

Расчеты при выборе этого варианта не могут расцениваться, как соответсвующие нормам, а результаты, полученные при проведении этих расчетов, не могут быть основанием для принятия того или иного проектного решения.

Влажность в помещении* ϕ %
Коэффициент зависимости положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху n
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности α(int)
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности α(ext)
Нормируемый температурный перепад Δt(n) °С
* - параметр используется при расчете раздела "Защита от переувлажнения ограждающих конструкций" (см. закладку "Влагонакопление").
  • Помещение - определяет значение влажности, используемое при определении условий эксплуатации помещения, и диапазоны, в пределах которых можно выбрать температуру внутри помещения.
  • Тип конструкции - необходимо для выбора параметров, определяющих нормирование требуемых уровней тепловой защиты и защиты от переувлажнения.

Слои конструкции

Конструкция
Тип Материалы Толщина, мм λ μ (Rп) Управление
Внутри
Снаружи
Вставить слой Информация
  • Конструкция- в таблицу добавляются материалы, составляющие слои выбранной ограждающей конструкции. Для выбранных слоев можно определить тип из следующих вариантов:
    • Однородный - слой, состоящий из одного материала, без теплопроводных включений.
    • Неоднородный - слой, в котором есть теплопроводные включения, влияние которых определяется коэффициентом односродности. Значения этого коэффициента обычно представлены в специальных справочных таблицах.
    • Каркас - слой с деревянным каркасом. Возможно задание ширины каркаса и шага между его элементами.
    • Перекрестный каркас - слой с деревянным каркасом, расположенном перепендикулярно основному каркасу.
    • Кладка - слой состоящий из штучных элементов кладки и швов с раствором. Возможно задание геометрических размеров элементов кладки и толщины швов.
    • Перемещение слоя - при наличии нескольких слоев возможо их перемещение относительно друг друга. Кнопки "Переместить внутрь" и "Переместить наружу".
    • Включение \ выключение слоя - позволяет на время не учитывать слой в расчетах, не удаляя его из конструкции. Кнопка "Включить слой" \ "Выключить слой"
    • Редактирование параметров материала - если требуемого матерала нет в справочнике материалов, то можно выбрать другой материал и во всплывающем окне задать требуемые параметры. Кнопка "Изменить характеристики".
    • Удаление слоя - удаляет слой из ограждающей конструкции. Кнопка "Удалить слой".

    Внутри: 20°С (55%) Снаружи: -10°С (85%)

    • Температура внутри помещения - при определении тепловых потерь через ограждающую конструкцию.
    • Влажность внутри помещения - для помещения с типом "Ненормированное" при определение защиты от переувлажнения..
    Слои конструкции (изнутри наружу)
    Тип Толщина Материал λ R Тmax Тmin
    Термическое сопротивление Rа
    Термическое сопротивление Rб
    Термическое сопротивление ограждающей конструкции
    Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [R]
    Требуемое сопротивление теплопередаче
    Санитарно-гигиенические требования [Rс]
    Нормируемое значение поэлементных требований [Rэ]
    Базовое значение поэлементных требований [Rт]
    Сопротивление паропроницанию конструкции Rп 0 (м²•ч•Па)/мг
    Требуемое сопротивление паропроницанию Rп.тр 0 (м²•ч•Па)/мг
    Слои конструкции (изнутри наружу)
    ТолщинаМатериал μ Rп X Rп(в) Rп.тр(1) Rп.тр(2)
    Потери тепла через 1 м² за один час при сопротивлении теплопередаче (Вт•ч)
    Сопротивление теплопередаче R ±R, % Q ±Q, Вт•ч
    Санитарно-гигиенические требования [Rс] 0 0 0 0
    Нормируемое значение поэлементных требований [Rэ] 0 0 0 0
    Базовое значение поэлементных требований [Rт] 0 0 0 0
    Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции [R] 0 0 0 0
    R + 10% 0 0 0 0
    R + 25% 0 0 0 0
    R + 50% 0 0 0 0
    R + 100% 0 0 0 0


    Актуализация данных климатологии (СП 131.13330.2020) Внесены изменения в БД климатических параметров для России в соответствии с вступившим в действие СП 131.13330.2020 .


    Актуализация климатических параметров для Казахстана Внесены изменения в БД климатических параметров для Казахстана в соответствии с действующими нормативными документами .


    Актуализация в соответствии с норматиными документами Актуализированы изменения в СП 50.13330.2012 и СП 131.13330.2018 .


    Добавлены проекты Добавлены возможности хранения ссылок на расчеты и расчета тепловых потерь здания.


    Добавлен калькулятор тепловой защиты полов по грунту Калькулятор позволяет рассчитать уровень тепловой защиты и тепловые потери полов по грунту.

    Запущена новая версия сайта 24.03.2017 После тестирования запущена новая версия сайта. Возможны проблемы из-за "застрявших" в кэше старых скриптов. Рекомендуется их перезагрузка. В большинстве браузеров это Ctrl-F5


    Открыта группа "В контакте" В социальной сети "В контакте" открыта группа, посвященная проекту СмартКалк.


    Актуализация климатических параметров Внесены изменения в БД климатических параметров для России и Казахстана в соответствии с действующими нормативными документами .

    Сохраняем свой материал в ссылке Добавлена возможность сохранять в ссылке материалы с измененными пользователем параметрами .

    Для исследователей и экспериментаторов Для экспериментаторов, исследователей и вообще всех, кому спокойно не сидится на месте, добавлен тип помещения: "Ненормированное" .

    Расширен функционал управления слоями конструкции В целях удобства работы с калькулятором добавлена возможность временного отключения слоев конструкции .


    Пенофол, термофол, теплофол и другие. Здесь Вы найдете ответы на вопросы:
    - Почему в справочнике нет материала "Пенофол" ("Термофол", "Теплофол" . )?
    - Как быть, если в моей конструкции используется такой материал?


    Расчет каркасных конструкций Как рассчитать каркасную конструкцию?
    Какие варианты каркасов можно использовать в калькуляторе?


    Давным-давно здания и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными качествами обладают ограждающие конструкции. Другими словами, стены делались просто толстыми. И если вам когда-нибудь случалось быть в старых купеческих домах, то вы могли заметить, что наружные стены этих домов выполнены из керамического кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Такая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сих пор вполне комфортное пребывание людей в этих домах даже в самые лютые морозы.

    В настоящее же время все изменилось. И сейчас экономически не выгодно делать стены такими толстыми. Поэтому были придуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из них: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря этим материалам, например, толщина кирпичной кладки может быть снижена до 250 мм.

    Теперь стены и перекрытия чаще всего делают 2-х или 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. А для того, чтобы определить оптимальную толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.

    Как производится расчет по определению точки росы вы можете ознакомиться на следующей странице. Здесь же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.

    Необходимые нормативные документы

    Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

    • СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). "Тепловая защита зданий". Актуализированная редакция от 2012 года [1].
    • СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012). "Строительная климатология". Актуализированная редакция от 2012 года [2].
    • СП 23-101-2004. "Проектирование тепловой защиты зданий" [3].
    • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях" [4].
    • Пособие. Е.Г. Малявина "Теплопотери здания. Справочное пособие" [5].

    Рассчитываемые параметры

    В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

    • теплотехнические характеристики строительных материалов ограждающих конструкций;
    • приведённое сопротивление теплопередачи;
    • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

    Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

    Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

    Исходные данные

    1. Климат местности и микроклимат помещения

    Район строительства: г. Нижний Новгород.

    Назначение здания: жилое .

    Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна - 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

    Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

    Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

    Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

    Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

    2. Конструкция стены

    Расчет толщины утеплителя

    Стена состоит из следующих слоев:

    • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
    • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком "Х", так как она будет найдена в процессе расчета;
    • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
    • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

    3. Теплофизические характеристики материалов

    Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

    теплопроводности слоев стены

    Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

    Расчет

    4. Определение толщины утеплителя

    Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

    4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

    Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

    Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение - ГСОП.

    Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

    Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

    где: Dd - градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

    a и b - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

    4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

    В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

    Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

    расчет нормативного сопротивления теплопередачи по условию санитарии

    где: n = 1 - коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

    tint = 20°С - значение из исходных данных;

    text = -31°С - значение из исходных данных;

    Δtn = 4°С - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

    αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

    4.3. Норма тепловой защиты

    Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

    5. Определение толщины утеплителя

    Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:


    где: δi- толщина слоя, мм;

    λi - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

    1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

    3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

    4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

    Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина "Теплопотери здания. Справочное пособие"):


    где: Rint = 1/αint = 1/8,7 - сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

    Rext = 1/αext = 1/23 - сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

    ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 - сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

    Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):


    где: λут - коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

    Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):


    где: ΣRт,i - сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

    Из полученного результата можно сделать вывод, что

    R0 = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

    Влияние воздушной прослойки

    В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

    Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

    а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае - это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

    б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

    Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.


    Давным-давно здания и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными качествами обладают ограждающие конструкции. Другими словами, стены делались просто толстыми. И если вам когда-нибудь случалось быть в старых купеческих домах, то вы могли заметить, что наружные стены этих домов выполнены из керамического кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Такая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сих пор вполне комфортное пребывание людей в этих домах даже в самые лютые морозы.

    В настоящее же время все изменилось. И сейчас экономически не выгодно делать стены такими толстыми. Поэтому были придуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из них: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря этим материалам, например, толщина кирпичной кладки может быть снижена до 250 мм.

    Теперь стены и перекрытия чаще всего делают 2-х или 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. А для того, чтобы определить оптимальную толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.

    Как производится расчет по определению точки росы вы можете ознакомиться на следующей странице. Здесь же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.

    Необходимые нормативные документы

    Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:

    • СНиП 23-02-2003 (СП 50.13330.2012). "Тепловая защита зданий". Актуализированная редакция от 2012 года [1].
    • СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012). "Строительная климатология". Актуализированная редакция от 2012 года [2].
    • СП 23-101-2004. "Проектирование тепловой защиты зданий" [3].
    • ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года). "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях" [4].
    • Пособие. Е.Г. Малявина "Теплопотери здания. Справочное пособие" [5].

    Рассчитываемые параметры

    В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:

    • теплотехнические характеристики строительных материалов ограждающих конструкций;
    • приведённое сопротивление теплопередачи;
    • соответствие этого приведённого сопротивления нормативному значению.

    Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.

    Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки

    Исходные данные

    1. Климат местности и микроклимат помещения

    Район строительства: г. Нижний Новгород.

    Назначение здания: жилое .

    Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна - 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

    Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

    Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

    Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

    Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

    2. Конструкция стены

    Расчет толщины утеплителя

    Стена состоит из следующих слоев:

    • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
    • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком "Х", так как она будет найдена в процессе расчета;
    • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
    • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

    3. Теплофизические характеристики материалов

    Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

    теплопроводности слоев стены

    Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

    Расчет

    4. Определение толщины утеплителя

    Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

    4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

    Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

    Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение - ГСОП.

    Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

    Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

    где: Dd - градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

    a и b - коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

    4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

    В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

    Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

    расчет нормативного сопротивления теплопередачи по условию санитарии

    где: n = 1 - коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

    tint = 20°С - значение из исходных данных;

    text = -31°С - значение из исходных данных;

    Δtn = 4°С - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

    αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

    4.3. Норма тепловой защиты

    Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

    5. Определение толщины утеплителя

    Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:


    где: δi- толщина слоя, мм;

    λi - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

    1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

    3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

    4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

    Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина "Теплопотери здания. Справочное пособие"):


    где: Rint = 1/αint = 1/8,7 - сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

    Rext = 1/αext = 1/23 - сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

    ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 - сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

    Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):


    где: λут - коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

    Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):


    где: ΣRт,i - сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

    Из полученного результата можно сделать вывод, что

    R0 = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

    Влияние воздушной прослойки

    В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.

    Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:

    а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью (в нашем случае - это декоративный кирпич (бессер)), в теплотехническом расчете не учитываются;

    б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).

    Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.

    Схема для теплотехнического расчета стены

    Мы уже ознакомились в статье "Материал стен. Как выбрать." с различными материалами для возведения стен, в данной статье мы поговорим о теплотехническом расчете для определения параметров стены.

    После того, как мы определились с материалом стены, возникает вопрос - Какой же толщины сделать стену, чтобы в доме зимой было тепло, а летом прохладно? Для этого нам понадобится выполнить теплотехнический расчет стены. Расчет выполняется по нормативной документации.

    Необходимые для расчета нормативные документы:

      (СП 50.13330.2012). "Тепловая защита зданий". Актуализированная редакция от 2012 года. (СП 131.13330.2012). "Строительная климатология". Актуализированная редакция от 2012 года. "Проектирование тепловой защиты зданий". "Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях".

    Исходные данные для расчета:

    1. Определяем климатическую зону, в которой мы собираемся построить дом. Открываем СНиП 23-01-99*."Строительная климатология", находим таблицу 1. В данной таблице находим свой город (или максимально близко расположенный от места строительства город), например, для строительства в деревне, расположенной возле г. Муром, мы возьмем показатели г. Мурома! из столбца 5 - "Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, с обеспеченностью 0,92" - "-30°С";
    2. Определяем продолжительность отопительного периода - открываем таблицу 1 в СНиП 23-01-99* и в столбце 11 (со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С) продолжительность равна zht = 214 сут;
    3. Определяем среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период, для этого из той же таблицы 1 СНИП 23-01-99* выбираем в столбце 12 значение - tht = -4,0°С .
    4. Оптимальную температуру внутри помещения принимаем по таблице 1 в ГОСТ 30494-96 - tint= 20°С;

    Затем, нам необходимо определиться с конструктивом самой стены. Поскольку раньше строили дома из одного материала (кирпич, камень и т.п.) - стены были очень толстые и массивные. Но, с развитием технологий, у людей появились новые материалы, обладающие очень хорошими показателями теплопроводности, что позволило значительно сократить толщину стен из основного (несущего материала) добавлением теплоизолирующего слоя, таким образом появились многослойные стены.

    Основных слоев в многослойной стене минимум три:

    • 1 слой - несущая стена - её назначение передавать нагрузку от вышележащих конструкций на фундамент;
    • 2 слой - теплоизоляция - её назначение максимально задерживать тепло внутри дома;
    • 3 слой - декоративный и защитный - её назначение делать красивым фасад дома и одновременно защищать слой утеплителя от воздействия внешней среды (дождь, снег, ветер и т.п.);

    Рассмотрим для нашего примера следующий состав стены:

    • 1 слой - несущую стену мы принимаем газобетонных блоков толщиной 400мм (принимаем конструктивно - с учетом того, что на неё будут опираться балки перекрытия);
    • 2 слой - выполняем из минераловатной плиты, её толщину мы и определим теплотехническим расчетом!
    • 3 слой - принимаем облицовочный силикатный кирпич, толщина слоя 120 мм;
    • 4 слой - поскольку изнутри наша стена будет покрыта слоем штукатурки из цементно-песчаного раствора, тоже включим её в расчет и назначим её толщину 20мм;

    Теплотехнический расчет.

    Приступаем непосредственно к теплотехническому расчету, а именно - нам необходимо подобрать толщину 2-го слоя (утеплителя) исходя из условий места строительства.
    В первую очередь - определяем норму тепловой защиты из условий соблюдения санитарных норм.
    Согласно формулы 3 из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" рассчитывается нормативное (или другими словами максимально допустимое) сопротивление теплопередачи, формула выгладит так:

    где:
    n = 1 - коэффициент, принятый по таблице 6, из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для наружной стены (впрочем, в последнем актуализированном СП данный коэффициент упразднили!);

    tint = 20°С - оптимальная температура в помещении, из исходных данных;

    text = -30°С - температура наиболее холодной пятидневки, значение из исходных данных;

    Δtn = 4°С - данный показатель принимается по таблице 5, из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" он нормирует температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (стены);

    αint = 8,7 Вт/(м2×°С) - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 из СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для наружных стен.

    Расчет нормативного сопротивления теплопередаче

    Выполняем расчет:

    получили сопротивление теплопередачи из санитарных норм Rreq = 1.437 м2*℃/Вт;

    Во вторую очередь, определяем сопротивление теплопередачи из условий энергосбережения.

    Определяем градусо-сутки отопительного периода, для этого воспользуемся формулой, согласно пункта 5.3 в СНиП 23-02-2003"Тепловая защита зданий":

    Dd = (tint - tht)zht = (20 + 4,0)*214 = 5136°С×сут

    Примечание: градусо-сутки ещё имеют сокращенное обозначение - ГСОП.

    Далее, согласно СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" в зависимости от градусо-суток района строительства, рассчитываем нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче по формуле:

    Rreq= a*Dd + b = 0,00035 × 5136 + 1,4 = 3,1976м2×°С/Вт,

    где: Dd - градусо-сутки отопительного периода в г. Муром,

    a и b - коэффициенты, принимаемые по таблице 4, столбец 3, СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" для стен жилого здания.
    таким образом, мы получили второе значение сопротивления теплопередачи исходя из энергоэффективности Rreq = 3,198 м2*℃/Вт;

    Для дальнейшего расчета стены, мы принимаем наибольшее значение из двух рассчитанных нами показателей Rreq (1,437 и 3,198), и обозначим его как Rтреб = 3,198 м2*℃/Вт;

    Определение толщины утеплителя

    Для каждого слоя нашей многослойной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

    где:
    δi- толщина слоя, мм;
    λi - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

    Рассчитываем термическое сопротивление для каждого слоя
    1 слой (газобетонные блоки): R1 = 0,4/0,29 = 0,116 м2×°С/Вт.
    3 слой (облицовочный силикатный кирпич): R3 = 0,12/0,87 = 0,104 м2×°С/Вт.
    4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м2×°С/Вт.

    Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала:

    Определение минимально допустимого термического сопротивления материала

    Rint = 1/αint = 1/8,7 - сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

    Rext = 1/αext = 1/23 - сопротивление теплообмену на наружной поверхности,

    αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

    ΣRi = 0,116 + 0,104 + 0,023 - сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м2·°С/Вт

    Толщина утеплителя равна:

    Расчет минимальной толщины утеплителя

    где: λут - коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

    Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм:

    Формула расчета термического сопротивления материала

    где: ΣRт,i - сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м2·°С/Вт.

    Из полученного результата можно сделать вывод, что

    R0 = 3,343м2×°С/Вт > Rтр0 = 3,198м2×°С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

    Вот мы и выполнили теплотехнический расчет стены и нам известны толщины всех слоёв, входящих в её состав. Для того, чтобы долго не разбираться с нормативной документацией и самому считать на калькуляторе все эти сложные формулы, можно воспользоваться калькулятором "Теплотехнический расчет стены", где Вам достаточно просто выбрать исходные данные, а сам расчет произведется автоматически.


    Тепло в доме – важнейший элемент комфорта. Задача любого помещения создавать и поддерживать определенные температурные режимы. Понятно, что все эти технические условия должны закладываться и учитываться инженерами ещё на этапе проектирования сооружения. Однако, нередко мы имеем дело с уже построенным зданием - в этой ситуации наш калькулятор поможет провести расчет теплопотерь реально существующего дома или наружной стены квартиры для проверки на соответствие нормам и возможным последующем утеплением.

    Теплотехнический онлайн калькулятор – его задачи и возможности

    Если говорить в целом, то наш онлайн калькулятор предназначен для реализации двух основных задач: расчет слоя утеплителя на стадии проекта, и проверка теплопотерь уже существующих ограждающих конструкции на их соответствие нормативным требованиям. Все остальные расчеты являются лишь уточнениями для решения двух вышеозначенных запросов.

    Несомненно, важна финансовая составляющая – использование результатов калькуляции позволит Вам подобрать в необходимом количестве оптимальный материал для утепления постройки, т.е. не надо будет переплачивать, заказывая лишние объемы изоляции, иначе окупаемость их будет нецелесообразна.

    Теплотехнический расчет – методика и обоснование

    Теплотехнический расчет ограждающих конструкций учитывает массив законодательной базы РФ, строительных норм и правил, государственных стандартов, которые вполне применимы и для других стран СНГ (как это было в СССР). Вам нужно лишь выбрать Ваш город

    klimat

    Далее для расчета Вам нужно ввести слои ограждающий конструкции с помощью кнопки "Добавить слой". В появившимся окне выбираем нужные материалы в папках, или же можно найти их через поиск.

    klimat

    Тепловая защита здания, просчитанная с помощью нашего теплотехнического онлайн-калькулятора, имеет высокую степень достоверности.

    Расчет точки росы

    Точка росы – это момент перехода влаги из газообразного состояния в жидкое. Почему необходимо учитывать этот параметр в теплотехнических расчетах ограждающих конструкций? Дело в том, что конденсат активно образуется именно в стенах, в тех плоскостях, где происходит соприкосновение холодного уличного воздуха с теплыми массами внутри помещения. Если влага начнет образовываться непосредственно на внутренних поверхностях, то очень скоро они потеряют свою целостность, эстетику а самое главное увеличится теплопроводность материалов.

    Желательным (оптимальным) местом появления конденсата является наружная изоляция стен. С помощью нашей программы вы сможете рассчитать точку росы так, чтобы она выпадала конкретно на утеплителе.

    Расчет тепловых потерь дома

    Данный расчет позволит узнать теплопотери ограждающих конструкций за один час и за отопительный сезон с одного квадратного метра поверхности. Как и для всех остальных показателей - уточним базовые данные, которые требуются ввести при расчетах.

    • Географическое расположение квартиры, дома или перспективного строительного проекта – это необходимо для определения климатической зоны и связанных с ней характеристик (температурный режим, влажность и т.д.). Вам нужно выбрать Ваш город из огромного списка стран СНГ.
    • Строительно-эксплуатационные параметры помещений и их предназначение – это важнейшие данные, помогающие максимально точно провести расчет толщины утеплителя для стен именно для данного типа помещения.
    • Указать слои конструкции – кирпич, пеноблок, наружная и внутренняя штукатурка, утеплитель и т.д. Калькулятор предлагает удобную опцию –возможность менять, добавлять или удалять слой, а также проводить расчеты по каждому из вариантов.
    • Теплотехнический расчет онлайн имеет отличную визуализацию результатов. Для наглядности, часть информации представлена в виде графиков, таблиц, сносок. Например, данный опцион позволяет варьировать температуру и влажность в разных помещениях в сторону повышения или понижения, что дает возможность провести сравнительный анализ и выбрать оптимальный расчет теплопотерь дома.

    Стремитесь к 100% эфективности утепления и защиты от переувлажнения - это самые оптимальные цифры основанные на нормативных документах.

    Читайте также: