 |
Расчетные значения температуры и относительной влажности воздуха сооружений
Розрахунок системи утеплення включає:
1. виконання теплотехнічних і фізико-хімічних розрахунків з урахуванням:– умов експлуатації;
– параметрів об'єкту, для якого виконується розрахунок систему утеплення;
– характеристик зовнішніх огороджуючих конструкцій об'єкту, для якого виконується розрахунок системи утеплення;
– вимог будівельних норм і правил до будинків, зовнішнім огороджуючим конструкціям і до параметрів волого-теплових режимів в приміщенні;
2. вибір матеріалів на підставі виконаного розрахунку у відповідності теплотехнічним і фізико-хімічним показникам;
3. розробка конструктивних рішень системи утеплення будинку в цілому, а також окремих вузлів системи утеплення;
4. складання специфікації утеплюючих матеріалів для виконання робіт по монтажу системи зовнішнього утеплення.
Умови експлуатації будинку залежать від місця розташування, від кліматичних умов певного регіону, а саме температурного режиму, відносної вологості повітря, кількості опадів, швидкості вітру, наявності та кількості шкідливих речовин в повітрі.
 |
Кількість днів з мінусовими температурами складає:
– в північній частині України – від 110 до 126 днів;
– в південній частині України – від 70 до 110 днів;
– на південному березі Криму – не більше 16 днів.
Наприклад, в Ялті температура повітря взимку місцями не опускається нижче 0°С.
На підставі комплексного об'єднання середньомісячної температури повітря в січні та липні, середній швидкості вітру за три зимові місяці, середньомісячній вологості повітря в січні та липні розроблено кліматичне районування території України за температурними зонами.
| Область | Середня мінімальна температура найбільш холодного періоду, °С | Середня максимальна температура найбільш жаркого місяця, °С | Середня місячна відносна вологість найбільше холодного, % | Середня місячна відносна вологість найбільш жаркого місяця, % | Кількість опадів за рік, мм | Максимальна і мінімальна швидкість вітру, м/с | Период из средней суточной температурой воздуха ≤8°С | ||
| За січень | За липень | Тривалість, доби | Средня температура, °С | ||||||
| Волинська | –8 | +24,4 | 82 | 55 | 666 | 6,3 | 0 | 187 | –0,2 |
| Рівненська | –9 | +24,2 | 84 | 56 | 683 | | 0 | 191 | –0,5 |
| Чернігівська | –10 | +25,0 | 84 | 52 | 639 | 5,2 | 0 | 191 | –1,7 |
| Сумська | –12 | +25,4 | 85 | 53 | 607 | 5,0 | 0 | 195 | –2,5 |
| Житомирська | –9 | +24,9 | 83 | 53 | 666 | 5,4 | 0 | 192 | –1,8 |
| Київська | –110 | +25,6 | 82 | 52 | 685 | 4,3 | 0 | 187 | –1,1 |
| Львівська | –10 | +23, | 80 | 58 | 798 | 6,4 | 0 | 191 | –0,2 |
| Тернопільська | –9 | +24,1 | 81 | 56 | 678 | 5,1 | 0 | 190 | –0,5 |
| Хмельницька | –9 | +24,1 | 83 | 41 | 654 | 5,4 | 0 | 191 | –0,6 |
| Вінницька | –10 | +24,6 | 81 | 54 | 621 | 4,7 | 2,8 | 189 | –1,1 |
| Полтавська | –11 | +26,5 | 85 | 49 | 585 | 5,6 | 4,4 | 187 | –1,9 |
| Харківська | –11 | +26,7 | 81 | 47 | 609 | 5,0 | 0 | 189 | –2,1 |
| Луганська | –10 | +29,1 | 81 | 39 | 487 | 6,8 | 0 | 180 | –1,6 |
| Закарпатська | –6 | +26,1 | 79 | 53 | 841 | 3,6 | 0 | 192 | –1,6 |
| Івано-Франківська | –9 | +24,6 | 79 | 56 | 683 | 5,8 | 0 | 184 | –0,1 |
| Чернівецька | –9 | +24,5 | 80 | 55 | 712 | 5,4 | 0 | 179 | –0,2 |
| Черкаська | –9 | +24,7 | 84 | 49 | 564 | 5,8 | 0 | 189 | –1,0 |
| Кіровоградська | –9 | +23,5 | 85 | 46 | 561 | 5,9 | 0 | 185 | –1,0 |
| Дніпропетровська | –9 | +28,2 | 83 | 43 | 558 | 5,5 | 0 | 175 | –1,0 |
| Донецька | –10 | +27,6 | 88 | 43 | 524 | 6,2 | 0 | 183 | –1,8 |
| Запорізька | –8 | +28,9 | 82 | 42 | 516 | 4,8 | 0 | 174 | –0,4 |
| Одеська | –6 | +26,9 | 81 | 55 | 456 | 8,5 | 3,3 | 165 | +1,0 |
| Миколаївська | –7 | +29,3 | 82 | 41 | 499 | 5,4 | 3,2 | 165 | +0,4 |
| Херсонська | –7 | +29,4 | 83 | 41 | 419 | 6,2 | 0 | 165 | +0,4 |
| Кримська (Ялта) | +1 | +27,9 | 71 | 56 | 623 | 4,4 | 0 | 157 | +5,9 |
Температурні зони характеризуються кількістю градусів на добу відносного періоду у відповідності ДБН В2.6.-31:2006 "Конструкції будівель і споруд. Теплова ізоляції будівлі". Температурні зони певного району будівництва або реконструкції об'єкту визначаються по карті-схемі температурних зон.
 |
Кількість градусів на добу опалювального періоду визначається за формулою:
де tз – температура зовнішнього повітря; tтоп.пер – середня температура зовнішнього повітря опалювального періоду з середньою добовою температурою, що нижче або рівна 281 К (для кожного регіону України визначається у відповідності СНІП 23.01-99), ξоп.пер – тривалість періоду з середньою добовою температурою повітря, що нижче або рівна 8 °С (для кожного регіону визначається у відповідності СНІП 23.01-99).
При проектуванні системи утеплення виконують теплотехнічний розрахунок за такими параметрами зовнішніх огороджуючих конструкцій:
– опір теплопередачі;
– оптимальна товщина шару утеплювача для будинку;
– теплова міцність;
– опір паропроникності.
Розрахунок системи утеплення ґрунтується на санітарно-технічних вимогах з параметрами волого-теплового режиму в приміщенні в опалювальний період, що поширюється на усі регіони України незалежно від температурних зон, параметрів зовнішніх конструкцій, що захищають, і які регламентовані такими нормативними документами:
– ДБН В. 2.2-4-96 "Будівель і споруди. Будівлі та споруди дитячий дошкільних закладів";
– ДБН В. 2.2-10-2001 "Будівлі і споруди. Заклади охорони праці";
– ДБН В. 2.2-15-2005 "Будівель і споруди. Житлові будинки. Основні положення";– ДБН В. 2.6-31-2006 "Конструкцій будівель і споруд. Теплова ізоляція споруд";
– ДБН В. 2.2-9-99 "Будівель і споруди. Громадські будівлі та споруди. Основні положення".
Розрахункові значення температури і відносної вологості повітря в приміщеннях житлових і громадських будинків, лікарнях, дитячих учбових закладах, дошкільних заклади встановлюються перерахованими вище правилами і нормами України та наведені в таблиці.
| Будівлі | Значення температури повітря всередині приміщення tз, °С | Розрахункове значення відносної вологості повітря всередині приміщення φз, % |
| Житлові | 20 | 55 |
| Громадські та адміністративні | 20 | 60 |
| Лікувальні та дитячі учбові заклади | 21 | 50 |
| Дошкільні заклади | 22 | 50 |
Режим вологості в приміщеннях будівель і споруд в зимовий період залежить від відносної вологості повітря та температури встановлюються у відповідності ДБН В. 2.6-31:2006.
| Режим вологості | Вологість внутрішнього повітря φз, % при температурі tз, К (°С) | ||
| tвн≤285 (12) | 285 (12) < tвн≤ 97 (25) | tз≥ 297 (25) | |
| Сухий | φз<60 | φз<50 | φз<40 |
| Нормальний | 60≤φз≤75 | 50≤φз≤60 | 40≤φз≤50 |
| Вологий | 60≤φз≤75 | 60≤φз≤75 | 50≤φз≤60 |
| Мокрий | – | 75<φз | 60≤φз |
Умови вологості експлуатації матеріалу в огороджуючих конструкціях (ДБН В. 2.6-31:2006)
| Режим вологості приміщення(див. відповідну таблицю) | Умови експлуатації матеріалу |
| Сухий | А |
| Нормальний | Б |
| Вологий | Б |
| Мокрий | Б |
Розрахунок системи утеплення для зовнішніх огороджуючих конструкцій опалювальних будинків а також внутрішніх міжквартирних конструкцій, що розділяють приміщення, температура повітря в яких відрізняється на 276 К (3 °С) і більше, зводиться до обов'язкового виконання таких умов:
R∑зо ≥ Rq min;
τв min > tmin,
де R∑зо –зведений опір теплопередачі непрозорої огороджуючої конструкції, або непрозорої частини конструкції (для термічно однорідних огроджуючих конструкцій визначають опір теплопередачі), зведений опір світлопрозорих огороджуючих конструкцій, м2*К/Вт; Rq min – мінімальне допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджуючої конструкції, мінімальне значення опору теплопередачі світлопрозорої конструкції, м2*К/Вт; Δtпер –температурний перепад між температурою повітря в приміщенні і зведеною температурою внутрішніх огороджуючих конструкцій, К; Δtс-г – мінімальне значення температури внутрішньої поверхні в зонах теплопровідних частин в конструкціях, що захищають, К; τв min – мінімальне значення температури внутрішньої поверхні в зонах теплопровідних частин в конструкціях, що захищають, К; tmin – мінімальне допустиме значення температури внутрішньої поверхні за розрахункових значень температури повітря в приміщенні і зовні будинка, К.
– для температурної зони І – 2,8 м2*К/Вт;
– для температурної зони ІІ – 2,5 м2*К/Вт,;
– для температурної зони ІІІ – 2,2 м2*К/Вт
– для температурної зони IV – 2,0 м2*К/Вт.
Мінімальне допустиме значення опора теплопередачі непрозорих та світлопрозорих огороджуючих конструкцій, дверей і воріт промислових та сільськогосподарських домів встановлюють залежно від температурної зони експлуатації будинку або споруди, волого-теплового режиму і теплової енергії огороджуючої конструкції D (таблиця нижча), що визначається за формулою:
де Ri – термічний опір i-го шару конструкції, Sip – коефіцієнт теплопоглинання i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м2*К). Загальний опір теплопередачі – сума опорів теплопередачі кожного щару.
| Вид огороджуючої конструкції та волого-теплового режиму експлуатації будинку | Значення R qmin, м2*К/Вт, для температурної зони | |||
| I | II | III | IV | |
| Зовнішні непрозорі стіни будинку: | | | | |
| – з сухим і нормальним режимами при: | | | | |
| D>1,5 | 1,5 | 1,3 | 1,2 | 0,7 |
| D≤1,5 | 2,0 | 1,8 | 1,7 | 1,2 |
| – з вологим і мокрим режимами при: | | | | |
| D>1,5 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 0,9 |
| D≤1,5 | 2,2 | 2,0 | 1,8 | 1,5 |
| – з надміром теплоти (більш ніж 23Вт/м3) | 0,55 | 0,45 | 0,45 | 0,35 |
Термічний опір i-го шару системи утеплення:
де δi – товщина i-го шару конструкції, м; λip –теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції за розрахункових умов експлуатації, Вт/(м*К), що визначаються за ДБН В. 2.6-31:2006.
Формула D=∑RiSipвикористовується для багатошарової конструкції, що складається з однорідних шарів. Якщо шари з різних матеріалів (наприклад, шар утеплювача частково з мінеральних і частково з поліполістирольних плит), то для конструкції або її частини, що розраховується, потрібно розрахувати середній термічний опір в межах товщини δi по формулі Ri=δi/λi сp. р, де λi сp. р – середнє за площею значення теплопровідності за розрахункових умов.
R∑=1/Lвн+∑(δi/λip)+ 1/Lзовн,
| Тип конструкції | Коефіцієнт тепловіддачі | |
| Lвн | Lзовн | |
| Зовнішні стіни, дах, перекриття над проїздами плоскі та з ребрами при співвідношенні висоти ребра h до відстані між гранями сусідніх ребер b: | | |
| h/b≤0,3 | 8,7 | 23 |
| h/b>0,3 | 7,6 | 23 |
Якщо окремі шари конструкції не є термічно однорідними, то розраховують зведений опір теплопередачі R?зо, м2*К /Вт, по формулі:
R∑сс=1/Lвн+∑(RiFi/F∑)+1/Lзовн,
R∑сс=∑(RiFi/F∑)+ F∑/(∑КiLi),
де Ri – термічний опір термічно однорідної зони; Fi – площа i-ої термічно однорідної зони; F∑ - площа огороджуючої конструкції; Кi – лінійний коефіцієнт теплопередачі i-ї теплопровідної частини, що розраховується за результатами розрахунків дво- або тривимірних температурних полів за методикою, що наведена в ДБН В. 2.6-31:2006; Li – лінійний розмір i-ї теплопровідної частини за внутрішньою поверхнею термічно неоднорідних огороджуючих конструкцій.
Термічний опір термічно однорідної зони за результатами розрахунку дво- або тривимірного температурного поля визначається по формулі:
де τср.вн., τср.внеш. – середні температури відповідно до внутрішньої і зовнішньої поверхні термічно однорідної зони, К; qi – щільність теплового потоку крізь термічно однорідну зону, Вт/м2.
Приклад розрахунку системи утеплення фасаду на підставі представленого матеріалу.
