 |
Расчет системы утепления включает:
1. выполнение теплотехнических и физико-химических расчетов с учетом:- условий эксплуатации;
- параметров объекта, для которого выполняется расчет систему утепления;
- характеристик внешних ограждающих конструкций объекта, для которого выполняется расчет системы утепления;
- требований строительных норм и правил к домам, внешним ограждающим конструкциям и к параметрам влаго-тепловых режимов в помещении;
3. разработка конструктивных решений системы утепления дома в целом, а также отдельных узлов системы утепления;
4. составление спецификации утепляющих материалов для выполнения работ по монтажу системы внешнего утепления.
 |
Количество дней с отрицательными температурами составляет:
- в северной части Украины – от 110 до 126 дней;
- в южной части Украины – от 70 до 110 дней;
- на южном берегу Крыма – не более 16 дней.
Например, в Ялте температура воздуха зимой местами не опускается ниже 0 °С.
На основании комплексного объединения среднемесячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, среднемесячной влажности воздуха в январе и июле разработано климатическое районирование территории Украины за температурными зонами.
| Область | Средняя минимальная температура наиболее холодного периода, °С | Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца, °С | Средняя месячная относительная влажность наибольше холодного, % | Средняя месячная относительная влажность наиболее жаркого месяца, % | Количество осадков за год, мм | Максимальная и минимальная скорость ветра, м/с | Период из средней суточной температурой воздуха ≤8°С | ||
| За январь | За июль | Длительность, суток | Средняя температура, °С | ||||||
| Волынская | –8 | +24,4 | 82 | 55 | 666 | 6,3 | 0 | 187 | –0,2 |
| Ровенская | –9 | +24,2 | 84 | 56 | 683 | | 0 | 191 | –0,5 |
| Черниговская | –10 | +25,0 | 84 | 52 | 639 | 5,2 | 0 | 191 | –1,7 |
| Сумская | –12 | +25,4 | 85 | 53 | 607 | 5,0 | 0 | 195 | –2,5 |
| Житомирская | –9 | +24,9 | 83 | 53 | 666 | 5,4 | 0 | 192 | –1,8 |
| Киевская | –110 | +25,6 | 82 | 52 | 685 | 4,3 | 0 | 187 | –1,1 |
| Львовская | –10 | +23, | 80 | 58 | 798 | 6,4 | 0 | 191 | –0,2 |
| Тернопольская | –9 | +24,1 | 81 | 56 | 678 | 5,1 | 0 | 190 | –0,5 |
| Хмельницкая | –9 | +24,1 | 83 | 41 | 654 | 5,4 | 0 | 191 | –0,6 |
| Винницкая | –10 | +24,6 | 81 | 54 | 621 | 4,7 | 2,8 | 189 | –1,1 |
| Полтавская | –11 | +26,5 | 85 | 49 | 585 | 5,6 | 4,4 | 187 | –1,9 |
| Харьковская | –11 | +26,7 | 81 | 47 | 609 | 5,0 | 0 | 189 | –2,1 |
| Луганская | –10 | +29,1 | 81 | 39 | 487 | 6,8 | 0 | 180 | –1,6 |
| Закарпатская | –6 | +26,1 | 79 | 53 | 841 | 3,6 | 0 | 192 | –1,6 |
| Ивано-Франковская | –9 | +24,6 | 79 | 56 | 683 | 5,8 | 0 | 184 | –0,1 |
| Черновицкая | –9 | +24,5 | 80 | 55 | 712 | 5,4 | 0 | 179 | –0,2 |
| Черкасская | –9 | +24,7 | 84 | 49 | 564 | 5,8 | 0 | 189 | –1,0 |
| Кировоградская | –9 | +23,5 | 85 | 46 | 561 | 5,9 | 0 | 185 | –1,0 |
| Днепропетровская | –9 | +28,2 | 83 | 43 | 558 | 5,5 | 0 | 175 | –1,0 |
| Донецкая | –10 | +27,6 | 88 | 43 | 524 | 6,2 | 0 | 183 | –1,8 |
| Запорожская | –8 | +28,9 | 82 | 42 | 516 | 4,8 | 0 | 174 | –0,4 |
| Одесская | –6 | +26,9 | 81 | 55 | 456 | 8,5 | 3,3 | 165 | +1,0 |
| Николаевская | –7 | +29,3 | 82 | 41 | 499 | 5,4 | 3,2 | 165 | +0,4 |
| Херсонская | –7 | +29,4 | 83 | 41 | 419 | 6,2 | 0 | 165 | +0,4 |
| Крымская (Ялта) | +1 | +27,9 | 71 | 56 | 623 | 4,4 | 0 | 157 | +5,9 |
Температурные зоны характеризуются количеством градусосуток относительного периода в соответствии ДБН В2.6.-31:2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляции здания». Температурные зоны определенного района строительства или реконструкции объекта определяются по карте-схеме температурных зон.
 |
Количество градусосуток отопительного периода определяется за формулой:
где tвн – расчетная температура внешнего воздуха; tот.пер – средняя температура внешнего воздуха отопительного периода из средней суточной температурой, что ниже или равна 281 К (для каждого региона Украины определяется в соответствии СНиП 23.01-99), ξот.пер – длительность периода из средней суточной температурой воздуха, что ниже или равна 8 °С (для каждого региона определяется в соответствии СНиП 23.01-99).
При проектировании системы утепления выполняют теплотехнический расчет за такими параметрами внешних ограждающих конструкций:
- сопротивление паропроницаемости.
Расчет системы утепления основывается на санитарно-технических требованиях с параметрами влаго-теплового режима у помещении в отопительный период, что распространяются на все регионы Украины независимо от температурных зон, параметров внешних ограждающих конструкций, и которые регламентированы такими нормативными документами:
- ДБН В2.2.-3-97 «Здания и сооружения. Здания и сооружения детских учебных заведений»;
- ДБН В.2.2-4-96 «Здания и сооружения. Здания и сооружения детских дошкольных заведений»;
- ДБН В.2.2-10-2001 «Здания и сооружения. Заведения охраны труда»;
- ДБН В.2.2-15-2005 «Здания и сооружения. Жилые дома. Основные положения»,
- ДБН В.2.6-31-2006 «Конструкции зданий и сооружений. Тепловая изоляция сооружений»;
- ДБН В.2.2-9-99 «Здания и сооружения. Общественные здания и сооружения. Основные положения».
Расчетные значения температуры и относительной влажности воздуха в помещениях жилых и общественных домов, больницах, детских учебных заведениях, дошкольных заведения устанавливаются пересчитанными выше правилами и нормами Украины и наведены в таблице.
| Здания | Расчетное значение температуры воздуха внутри помещения tвн, °С | Расчетное значение относительной влажности воздуха внутри помещения φвн, % |
| Жилые | 20 | 55 |
| Общественные и административные | 20 | 60 |
| Лечебные и детские учебные заведения | 21 | 50 |
| Дошкольные заведения | 22 | 50 |
Режим влажности у помещения зданий и сооружений у зимний период зависит от относительной влажности воздуха и температуры устанавливаются в соответствии ДБН В.2.6-31:2006.
| Режим влажности | Влажность внутреннего воздуха φвн, % при температуры tвн, К (°С) | ||
| tвн≤285 (12) | 285 (12) < tвн≤ 97 (25) | tвн≥ 297 (25) | |
| Сухой | φвн<60 | φвн<50 | φвн<40 |
| Нормальный | 60≤φвн≤75 | 50≤φвн≤60 | 40≤φвн≤50 |
| Влажный | 60≤φвн≤75 | 60≤φвн≤75 | 50≤φвн≤60 |
| Мокрый | – | 75<φвн | 60≤φвн |
Условия влажности эксплуатации материала в ограждающих конструкциях
(ДБН В.2.6-31:2006)
| Режим влажности помещения | Условия эксплуатации материала |
| Сухой | А |
| Нормальный | Б |
| Влажный | Б |
| Мокрый | Б |
Требования ДБН В2.6-31:2006 сводятся к тому, что значения сопротивления теплопередачи, теплостойкость, паро- и воздухопроницаемости ограждающих конструкций не превышали граничных значений, что установлены этими нормами.
Расчет системы утепления для внешних ограждающих конструкций отапливаемых домов, а также внутренних межквартирных конструкций, что разделяют помещения, температура воздуха в которых отличается на 276 К (3 °С) и больше, сводится к обязательному выполнению таких условий:
R∑cc ≥ Rq min;
τв min > tmin,
где R∑cc – сводное сопротивление теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции или непрозрачной части ограждающей конструкции (для термически однородных ограждающих конструкций определяют сопротивление теплопередачи), сводное сопротивление светлопрозрачных ограждающих конструкций, м2*К/Вт; Rq min – минимальное допустимое значение сопротивления теплопередачи непрозрачной ограждающей конструкции, минимальное значение опору теплопередаче светопрозрачной ограждающей конструкции, м2*К/Вт; Δtпер – температурный перепад между температурой воздуха в помещении и сводной температурой внутренних ограждающих конструкций, К; Δtс-г – допустимая в соответствии санитарно-гигиеничных норм разница между температурой воздуха у помещении и сводной температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций, К; τв min – минимальное значение температуры внутренней поверхности в зонах теплопроводных частей в ограждающих конструкциях, К; tmin – минимальное допустимое значение температуры внутренней поверхности за расчетных значений температуры воздуха в помещении и вне дома, К.
Минимально допустимое значение сопротивления теплопередачи непрозрачных ограждающих конструкций, светопрозрачных ограждающих конструкций и дверей жилых и гражданских домов установлены ДБН В.2.6-31:2006. Так, минимально допустимое значение опору теплопередачи внешних стен составляет
Минимальное допустимое значение опора теплопередачи непрозрачных и светопрозрачных ограждающих конструкций, дверей и ворот промышленных и сельскохозяйственных домов устанавливают в зависимости от температурной зоны эксплуатации дома или сооружения, влажно-теплового режима и тепловой энергии ограждающие конструкции D (таблица ниже), что определяется за формулой:
где Ri – термическое сопротивление i-го шара конструкции, Sip – коэффициент теплопоглощения i-го шара конструкции в расчетных условиях эксплуатации, Вт/(м2*К). Общее сопротивление теплопередачи – сумма сопротивлений теплопередачи каждого шара.
| Вид ограждающей конструкции и влажно-теплового режима эксплуатации дома | Значение R qmin, м2*К/Вт, для температурной зоны | |||
| I | II | III | IV | |
| Внешние непрозрачные стены дома: | | | | |
| - с сухим и нормальным режимами при: | | | | |
| D>1,5 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 0,7 |
| D≤1,5 | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,2 |
| - с влажным и мокрым режимами при: | | | | |
| D>1,5 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 0,9 |
| D≤1,5 | 2,2 | 2,0 | 1,8 | 1,5 |
| - с избытком теплоты (более чем 23Вт/м3) | 0,55 | 0,45 | 0,45 | 0,35 |
Термическое сопротивление i-го шара системы утепления:
где δi – толщина i-го шара конструкции, м; λip – теплопроводность материала i-го шара конструкции за расчетных условий эксплуатации, Вт/(м*К), что определяются за ДБН В.2.6-31:2006.
Формула D=∑RiSip используется для многошаровой конструкции, что состоит с однородных шаров. Если шары состоят с разных материалов (например, шар утеплителя частично состоит с минеральных и частично с полиполистерольных плит), то для конструкции или ее части, что рассчитывается, надо рассчитать среднее термическое сопротивление в пределах толщины δi по формуле Ri=δi/λi сp. р, где λi сp. р – среднее по площади значение теплопроводности за расчетных условий.
R∑=1/Lвн+∑(δi/λip)+ 1/Lвнеш,
| Тип конструкции | Коэффициент теплоотдачи | |
| Lвн | Lвнеш | |
| Внешние стены, крыша, перекрытия над проездами плоские и с ребрами при соотношении высоты ребра h до расстояния между гранями соседних ребер b: | | |
| h/b≤0,3 | 8,7 | 23 |
| h/b>0,3 | 7,6 | 23 |
Если отдельные шары конструкции не есть термически однородными, то рассчитывают сводное сопротивление теплопередачи R∑сс, м2*К/Вт, по формуле:
R∑сс=∑(RiFi/F∑)+ F∑/(∑КiLi),
где Ri – термическое сопротивление термически однородной зоны; Fi – площадь i-й термически однородной зоны; F∑ - площадь ограждающей конструкции; Кi – линейный коэффициент теплопередачи i-го теплопроводной части, что рассчитывается за результатами расчетов двух- или трехмерных температурных полей за методикой, что наведена в ДБН В.2.6-31:2006; Li – линейный размер i-го теплопроводной части за внутренней поверхностью термически неоднородной ограждающей конструкции.
Термическое сопротивление термически однородной зоны за результатами расчета двух- или трехмерного температурного поля определяется по формуле:
где τср.вн., τср.внеш. – средние температуры соответственно внутренней и внешней поверхности термически однородной зоны, К; qi – плотность теплового потока сквозь термически однородную зону, Вт/м2.
Согласно данной теории смотрите статью Пример расчета системы утепления фасада.
