Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: назначение и методика выполнения

Фасад сохраняет тепловую энергию здания, уменьшая расходы на отопление и кондиционирование. Насколько эффективна защита, показывает теплотехнический расчет наружной стены, проводимый на стадии проектирования или для эксплуатируемого сооружения. Заказать услугу с выдачей технического заключения можете у компании «ИНЖЕНЕР ЭКСПЕРТ».

Что представляют собой теплотехнические расчеты, цели мероприятия

При проектировании зданий, особенно в суровых климатических условиях, архитекторы ориентируются на тепловые расчеты. Сведения нужны для подбора подходящих для строительства материалов, технологий, дополнительной теплоизоляции.

У здания любого типа основные теплопотери через ограждающие конструкции зависят от 3 факторов:

1. Габариты отопляемого помещения. С увеличением объема воздуха повышаются расходы на обогрев.
2. Температурная разница между внутренним и наружным воздухом. С увеличением показателя ускоряется теплообмен. Прогретый внутри здания воздух быстрее утрачивает тепло.
3. Проводимость тепла элементами ограждения. Под ограждающими конструкциями подразумеваются окна, стены, другие элементы здания. С повышением теплопроводности ограждения меньше удерживают тепла в помещении.

Для каждого вида стройматериала характерно сопротивление теплопередаче, обозначаемое в расчетах буквой R. Архитекторам важно знать 2 крайних значения – минимальное и максимальное. По ограничительным границам устанавливают оптимальную толщину ограждающих конструкций, чтобы здание эксплуатировалось в конкретных климатических условиях без промерзания и перегрева. Вычисления есть тем самым теплотехническим расчетом, необходимым для определения тепловой нагрузки архитектурного объекта.

В проектировании зданий без расчетов величин потерь тепла невозможно:

• спланировать место расположения комнат, перегородок, окон, других конструкций;
• разработать схему отопления, вентиляции, кондиционирования;
• подобрать тип строительных материалов;
• проанализировать эксплуатационные условия архитектурного объекта.

Кроме сопротивления теплопроводности, в расчетах учитывают воздухопроницаемость ограждающих конструкций для выявления величин теплопотерь. Коэффициенты технических характеристик близкие по сходству, но обладают разным значением. Под воздухопроницаемостью подразумевается проникновение объема воздуха через 1 м² стройматериала при давлении 1 Па/м. Показатель важен для гигиенических характеристик помещения, но затрагивает процесс теплопередачи. С увеличением проникновения воздуха сквозь стены повышаются потери тепла в здании.

Для теплотехнических расчетов в первую очередь анализируют данные:

1. Конструкция архитектурного объекта.
2. Климатические условия региона, где построено здание.
3. Расположение архитектурного объекта относительно сторон света.
4. Механические и физические характеристики здания.
5. Степень влагозащиты элементов здания с учетом показателя влажности воздуха в регионе.

В расчетах учитывают характеристики вентиляции, степень парникового «эффекта термоса». Берут во внимание показатель паропроницаемости и другие свойства стройматериалов.

Актуальны теплотехнические расчеты для жилых, производственных и общественных зданий. Выделяют 2 основные цели мероприятия:

• Создание комфортной атмосферы в помещении отоплением, кондиционированием, вентиляцией.
• Экономный расход энергоресурсов, снижающий расходы на оплату за отопление, кондиционирование, вентиляцию.

Расчеты актуальны при проектировании нового здания и перед реконструкцией эксплуатируемого или аварийного объекта.

Методика теплотехнического расчета

Методика расчетов построена по одному принципу, независимо от статуса архитектурного объекта – проектирование нового или реконструкция старого здания. Работу начинают со сбора информации, оценки технических и эксплуатационных параметров. Первым шагом собирают сведения об объекте, включающие:

• целевое назначение здания;
• географическое место положения;
• климатические условия;
• расположение сооружения относительно сторон света;
• габариты здания;
• размеры и количество окон, дверей;
• мощность отопления, схема разводки труб с расположением радиаторов;
• предполагаемое количество пребывающих в здании людей;
• тип материалов строительных конструкций;
• тип системы водоснабжения;
• параметры вентиляции;
• конфигурация здания с поэтажным планом, схемой расположения комнат.

Для сбора информации могут понадобиться дополнительные сведения, что зависит от специфики архитектурного объекта.

Для расчета по собранным данным инженеры применяют один из трех распространенных методов:

1. по внутренней площади сооружения;
2. по наружному объему здания;
3. по коэффициентам теплопроводности стройматериалов.

Если теплозащитные свойства ограждающих конструкций затруднено вычислить одним методом, применяют комбинированный способ. Результаты сопоставляют из всех расчетов, находят среднее значение.

По площади

Для расчета количества тепла Q площадь помещения S умножают на удельную величину тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев 1 м². Коэффициент принято брать 100 или 150 Вт. Формула расчетов: Q= S х 100 (150) Вт. В вычислениях по площади не берут потери тепла через конструкции здания и вентиляцию. Неучтенные факторы дают серьезную погрешность. Требуется делать запас в расчетных данных или использовать метод в составе других способов вычислений.

По наружному объему

Расчеты по наружному объему актуальны зданию с потолками выше 3 м. Метод больше подходит для производственных и общественных объектов. Количество тепла Q вычисляют умножением наружного объема здания V м³ на удельную величину тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев 1 м³ помещения. Коэффициент принято брать 34 или 41 Вт. Формула: Q=V х 34 (41) Вт. В вычислениях не учтена разница температур воздуха у пола и под потолком. Чтобы снизить погрешность, результат вычислений по формуле умножают на эксплуатационный коэффициент. Табличное значение распространяется на:

• параметры стеклопакетов;
• характеристики теплоизоляции;
• процент остекления относительно площади фасада;
• температуру уличного воздуха зимой.

К примеру, коэффициент для двойного стеклопакета установлен 1, а для уличного воздуха температурой –10^оС зимой – 0,7.

По коэффициентам

В расчетах по коэффициентам теплопроводности учитывают табличные значения характеристик всех материалов, входящих в состав строительной конструкции. К примеру, стена состоит из кирпича, пеноблока, наружного утепления базальтовыми плитами, внутренней отделки гипсокартоном. Коэффициент каждого материала суммируют, чтобы узнать теплопроводность фасада. Метод тоже обладает погрешностями из-за неучтенных данных, применяется в паре с другими способами.

В профессиональных расчетах принято дополнительно применять компьютерные программы. В софт вносят надстройки, оценочные параметры архитектурного объекта. Если данные заполнены без ошибок, компьютер выдаст точный результат с погрешностью до 0%.

Нормативная документация

Нормы проведения мероприятий по тепловой защите строительных конструкций регламентированы СНиП № 23-02-2003. Методы определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций указаны в ГОСТ 31167- 2009. В таблицах прописаны коэффициенты для стройматериалов и конструктивных узлов здания.

Где заказать расчет

Для заказа теплотехнического расчета воспользуйтесь услугами компании «ИНЖЕНЕР ЭКСПЕРТ». Связывайтесь по телефону, электронной почте или посетите офис. Разрешение на работы компании подтверждено лицензиями, сертификатами. С документами и рекомендательными письмами можете ознакомиться на сайте.