Теплотехнический расчет для чего нужен

Теплотехнический и гидравлический расчет

Что такое теплотехнический расчет и зачем он нужен?

Многие (подавляющее большинство) считают, что это развод на деньги. Давайте очень коротко (тезисно) разберем так ли это.

Как чаще всего все происходит. Газ в расчет не берем.

Появляется идея построить свой дом (коттедж). Покупку готового дома мы пока тоже не рассматриваем. Как и варианты летних дачных домиков для сезонного проживания.

Архитектор (проектировщик) воплощает ваши желания на бумаге в виде чертежей и макетов. На этом этапе надо бы уже задуматься как и чем вы будете свой дом отапливать. Где разместить котельную, провести коммуникации. По логике, архитектор уже на этапе моделирования вашего объекта должен просчитать теплопотери будущего дома. Ведь без этого он не может сказать, соответствует ли дом климатическим нормам, СНИП или СП. Должен быть указан весь материал со своими характеристиками (толщина, теплопроводность, метод укладки и др.).

Нанять бригаду, которая превратит макет в готовое изделие.

Вроде бы все хорошо.

Что имеем по факту.

По непонятным причинам, если вы заказываете проект в специализированной проектной организации, цифры с общими теплопотерями и с данными по каждому помещению до Заказчика не доходят. И это не единичный случай. А значит вы не можете выбрать отопительное оборудование. Тогда из каких соображений вы закладываете габариты котельной и мощность радиаторов или теплых полов? Да и в зависимости от выбранного вами вида топлива принципиальная схема котельной будет отличаться. Везде есть нюансы. Про то что еще надо бы и воду греть иногда просто забывают.

Не редкость, когда на этапе строительства закладываются теплые полы, подводка под радиаторы и закупаются сами радиаторы без каких-либо расчетов, опираясь на опыт строителей или монтажников.

Да и при строительстве отходят от проекта и меняют материалы, толщину т.д. в целях удешевления или по каким то другим причинам. Мало ли…

А дальше Заказчик приходит в магазин за котлом. Все что он может сообщить продавцу это в лучшем случае площадь дома и вид топлива. И то не всегда. И что ему продать? Продавец не проектировщик, не строитель и не монтажник. Он и не должен все это знать и вникать. У него другие задачи. Хотя есть продавцы, которые действительно знают и вникают и помогут разобраться в деталях.

Поэтому, чаще всего, вы покупаете «кота в мешке».

Последствия

Если вы изначально ориентировались на то что будет газ, а его не провели, то котельная не сможет вместить в себя все нужное оборудование для работы на твердом топливе.

Неправильно подобранная мощность котла приведет к тому, что будет либо холодно, либо жарко. Как и не верный подбор радиаторов и петель теплых полов, а также автоматики или отсутствие таковой. Ну и про расход топлива тоже не нужно забывать.

Ошибки при монтаже твердотопливных котлов приведут к тому, что при эксплуатации вы получите массу других проблем. Подробно останавливаться не буду, об этом есть другая статья.

Поработав сезон кочегаром и хлебнув все прелести автономного отопления на твердом топливе полной ложкой Заказчики приходят к тому, что нужно делать реконструкцию.

А значит все надо начинать сначала: с расчетов того, что построили. Редко когда можно переделать систему отопления малой кровью. Отрезать, выкинуть и сделать как надо. Хорошо, если можно обойтись без вскрытия полов и не порушить дорогую отделку. Мечты, мечты…

А может надо было сразу об этом подумать? И с самого начала стараться делать правильно и прислушиваться к советам специалистов? Если вам кажется, что это дорого, перечитайте еще раз предыдущий абзац и посчитайте во что вам обойдется реконструкция…

Учитесь на чужих ошибках и используйте наш опыт!

Пусть в вашем доме будет всегда тепло и уютно!

Для этого потребуются поэтажные планы объекта и перечень всех используемых материалов с характеристиками! Обращаться в сервисный центр.

Теплотехнический расчет. Ответы на вопросы.

1. Мы не проектная и не строительная организация. Для этого нужна лицензия и членство в СРО. Мы выполняем теплотехнический расчет уже того объекта, который построен. И не важно кто его строил: бригада или заказчик своими силами. Цель — правильно подобрать мощность отопительного оборудования. На основе полученных данных производится гидравлический расчет, который позволяет рассчитать радиаторное и поверхностное отопление (теплые полы, стены), диаметры стояков, ветвей и подводов, температуры теплоносителя, расходно-напорные характеристики насосов и смесительных групп и т.д. Работа выполняется в специализированной программе от компании Uponor. Принципиальная схема обвязки котельной рисуется вручную инженером в каждом конкретном случае в зависимости от поставленной задачи. Данный расчет позволяет также выявить ошибки при строительстве и утеплении, например, выявить конденсацию влаги внутри ограждающих конструкций (точку росы).
2. Если вы заказывали проект в специализированной организации, то эти данные должны быть там указаны. Проектировщик обязан выполнить требования по соответствию объекта климатическим нормам, которые регламентируют термическое сопротивление ограждающих конструкций. В зависимости от этого подбирается материал и толщина стен, перекрытий, стеклопакетов, дверей, кровли и т.д. Вам должны предоставить эти данные как по объекту в целом, так и по каждому отдельному помещению! Так же должны быть данные по вентиляции. Ведь на нагрев поступающего из вне холодного воздуха требуется дополнительная мощность от котла. Если в проекте эта информация отсутствует, то скорее всего, объект ни кто не считал. Нарисовали красивую картинку и все. Нет расчета теплопотерь, спецификации по материалам — возвращайте на доработку! В противном случае, вы рискуете построить непонятный дом, в котором постоянное проживание вряд ли будет возможно без капитальных переделок и серьезных финансовых затрат.
3. На стадии проектирования, как правило, также осуществляется расчет всех инженерных коммуникаций: отопление, водоснабжение, канализация, электричество. Если все сделано грамотно, то по завершению строительства вам остается только выбрать нужной мощности отопительный котел и его установить. Это идеальный вариант.
4. Многие ведут строительство без проекта и каких-либо расчетов. В этом случае, проблемы возможны… Обычно, все косяки вылезают уже в первом отопительном сезоне. Он все расставляет на свои места.

Copyright © ИП Крытьев И.И., г. Нижний Новгород, 2011-2024г.
Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ.

Выполнение теплотехнических расчетов

Теплотехнический расчет позволяет определить соответствие заданных ограждающих конструкций (наружных стен, покрытий, чердачных перекрытий и т.д.) современным нормам по тепловой защите здания или сооружения.

Зачем же необходимо соблюдать эти нормы и выполнять, скажем, теплотехнический расчет наружной стены? Утеплитель — это не несущие конструкции и от его наличия или отсутствия обвала ждать не приходится. На прочность и устойчивость объекта теплотехнические стандарты не оказывают практически никакого влияния.

Экономия при выполнении теплотехнических расчетов

Рассмотрим, что значит соответствие теплотехническим стандартам для собственника здания.

Грибок на стене квартиры в многоэтажном доме

Существуют определенные требования к параметрам микроклимата помещений, необходимого для проживания и деятельности людей. Также имеются требования для сохранения необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования и пр. Внутри здания «должно быть сухо, тепло и комфортно».

Существуют два основных способа создания нужного микроклимата в случае его отсутствия: подкрутить в сторону увеличения температуры вентиль на трубе отопления (поставить дополнительные источники тепла, включить в розетку бытовые обогреватели и т.д.) либо выполнить утепление необходимых конструкций.

Поначалу первый вариант видится практически беспроигрышным: расходы на отопление не идут ни в какое сравнение со стоимостью материалов и строительных работ для утепления. Однако при эксплуатации здания длительное время оптимизм начинает понемногу уменьшаться в связи с регулярным ростом расходов на отопление.

Также не стоит забывать, что при нарушенном микроклимате, а также при каких-либо повреждениях ограждающих конструкций, в помещениях может появиться сырость и грибок, произойти выступление конденсата, а также разрушение и трещины чистовой отделки. Что приведет к дополнительным расходам на косметический ремонт.

Утепление перекрытия минераловатными плитами

Поэтому, учитывая периодическое повышение расценок на энергоносители и необходимость экономии тепла, выполнение теплотехнических расчётов наружных стен и других ограждающих конструкций стало обязательным этапом на стадии проектирования зданий и сооружений.

Кроме того, такие расчёты нужны для последующего расчёта источников отопления и оптимального подбора оборудования для отопительных систем. Грамотное выполнение теплотехнических расчётов позволяет значительно снизить затраты на отопление помещения (в отдельных случаях до 50%).

Кроме того, требования к повышению тепловой защиты рассматриваются также с точки зрения охраны окружающей среды, рационального использования невозобновляемых природных ресурсов и уменьшения влияния «парникового» эффекта и сокращения выделений двуокиси углерода и других вредных веществ в атмосферу.

Общий принцип выполнения теплотехнических расчетов

Чаще всего выполнение теплотехнических расчетов делается в процессе работ технического обследования здания либо экспертизы отдельных конструкций — например, наружных стен или покрытия.

Утепление наружных стен здания

Выполнение теплотехнических расчётов производится в соответствии с требованиями, изложенными в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» с учетом требований ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».

В расчете учитываются потенциальные изменения характеристик материалов под влиянием эксплуатационных факторов. Поэтому при составлении проекта используются расчетные значения коэффициентов теплоусвоения, паропроницаемости и теплопроводности материалов строительных конструкций.

Наши цены

Консультация	Бесплатно
Теплотехнический расчет	от 8 000 руб.	Определить стоимость

Заказать теплотехнический расчет

Для определения стоимости работ и получения подробной консультации по всем возникшим вопросам Вы можете позвонить по телефону +7 (495) 128-53-66 либо оставить заявку с помощью формы ниже, и мы сами Вам перезвоним.

Мы гарантируем выставление коммерческого предложения в течение суток.

Теплотехнические расчеты

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций производится для определения требуемого теплоизоляционного материала и его оптимальной толщины, для обеспечения нужного теплоизоляционного эффекта.

Ограждающие конструкции — это стены, крыша, полы и перекрытия эдания. Ограждающие конструкции изготавливаются из множества различных материалов , среди которых находятся и утеплители. При теплотехническом расчете ограждающих конструкций учитывается толщина и теплофизические свойства материалов, из которых изготовлены стены, условия эксплуатации, влажностной режим помещения и уровень влажности воздуха (в зависимости от географии).

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций производится по целому ряду формул, в зависимости от вида утепляемого узла с учетом всех влияющих факторов.

Теплотехнический расчет — это определение минимально допустимых размеров толщины ограждающей конструкции для предотвращения промерзания и перегрева помещений.

Основным параметром для проведения расчетов служит климатическая зона, в которой будет расположено здание. Учитывается технологический тип помещения (жилое, производственное, лечебное).

Вторым, по значимости, параметром является целостность стены (будет ли она цельной или иметь проемы). Далее учитывается теплопроводность основного материала изготовления стены.

Проводя теплотехнический расчет ограждающей конструкции необходимо учитывать разности внутренних и наружных температур, длительность отопительного периода.

При расчетах необходимо предусматривать варианты применения теплоизоляционных материалов. Важную роль при производстве расчета играет требуемая внутренняя влажность помещения.Перед проведением расчетов необходимо учесть параметры архитекторского проекта (этажность, перекрытия и т.д.).

Теплотехнический расчет наружной стены служит для определения минимально необходимой толщины стен в соответствии со строительными нормами и правилами, позволяет оптимизировать затраты на обогрев помещений и всего здания в холодный период. Проводится теплотехнический расчет наружной стены для тех зданий, которые эксплуатируются круглогодично и разница температуры воздуха снаружи и внутри помещения требует возведения теплового барьера.

Для расчета используют данные о климате района строительства, назначении и конструкции здания, режиме его эксплуатации (сезонная, постоянная) и применяемых материалов.

При наличии всех перечисленных данных, используя схематические карты влажности, составленные для всей территории Российской Федерации, определяются расчетные коэффициенты теплопроводности и теплоусвоения материалов стены. На основании этих коэффициентов рассчитывается требуемая толщина наружных стен, обосновывается необходимость применения утеплителей и материалов внешней отделки, а также оптимальная система отопления здания.

Теплотехнический расчет с примером

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].

Скачать СНиПы и СП вы можете здесь, ГОСТ — здесь, а Пособие — здесь.

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 t_int= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Расчетная температура наружного воздуха t_ext, 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 z_ht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

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

2. Конструкция стены

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.

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:

R_req= a×D_d + 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):

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

t_int = 20°С — значение из исходных данных;

t_ext = -31°С — значение из исходных данных;

Δt_n = 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;

α_int = 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 R_req из условия энергосбережения и обозначаем его теперь R_тр0= 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;

λ_i — 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: R_int = 1/α_int = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

R_ext = 1/α_ext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, α_ext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

ΣR_i = 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: λ_ут — 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: ΣR_т,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 > R_тр0 = 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 α_ext = 10,8 Вт/(м°С).

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