Bequeme Bedingungen zum Wohnen oder Arbeiten zu schaffen, ist die primäre Aufgabe des Bauens. Ein bedeutender Teil des Territoriums unseres Landes liegt in nördlichen Breiten mit k altem Klima. Daher ist es immer wichtig, eine angenehme Temperatur in Gebäuden aufrechtzuerh alten. Mit dem Wachstum der Energietarife rückt die Reduzierung des Energieverbrauchs beim Heizen in den Vordergrund.
Klimaeigenschaften
Die Wahl der Wand- und Dachkonstruktion hängt in erster Linie von den klimatischen Bedingungen des Baugebietes ab. Für deren Ermittlung ist auf SP131.13330.2012 „Bauklimatologie“zu verweisen. In den Berechnungen werden folgende Größen verwendet:
- die Temperatur des kältesten Fünftageszeitraums mit einer Sicherheit von 0,92, bezeichnet mit Tn;
- Durchschnittstemperatur, bezeichnet mit Tot;
- Dauer, gekennzeichnet durch ZOT.
Am Beispiel für Murmansk haben die Werte folgende Werte:
- Тн=-30 Grad;
- Gesamt=-3,4 Grad;
- ZOT=275 Tage.
Außerdem ist es notwendig, die Designtemperatur im Raumfernseher einzustellen, sie wird gemäß GOST 30494-2011 bestimmt. Für Gehäuse können Sie TV=20 Grad nehmen.
Um eine wärmetechnische Berechnung von Umfassungskonstruktionen durchzuführen, berechnen Sie den Wert von GSOP (Gradtag der Heizperiode):
GSOP=(Tv - Tot) x ZOT. In unserem Beispiel ist GSOP=(20 - (-3, 4)) x 275=6435.
Schlüsselindikatoren
Für die richtige Wahl der Materialien für die Gebäudehülle ist es notwendig zu bestimmen, welche thermischen Eigenschaften sie haben sollten. Die Fähigkeit eines Stoffes, Wärme zu leiten, wird durch seine Wärmeleitfähigkeit gekennzeichnet, die mit dem griechischen Buchstaben l (Lambda) bezeichnet und in W / (m x Grad) gemessen wird. Die Fähigkeit einer Struktur, Wärme zu speichern, wird durch ihren Wärmeübergangswiderstand R charakterisiert und ist gleich dem Verhältnis von Dicke zu Wärmeleitfähigkeit: R=d/l.
Besteht der Aufbau aus mehreren Schichten, wird der Widerstand für jede Schicht berechnet und dann aufsummiert.
Der Wärmeübergangswiderstand ist der Hauptindikator für den Außenbau. Sein Wert muss den Standardwert übersteigen. Bei der wärmetechnischen Berechnung der Gebäudehülle müssen wir die wirtschaftlich vertretbare Wand- und Dachbeschaffenheit ermitteln.
Wärmeleitfähigkeitswerte
Isolationsqualitäthauptsächlich durch die Wärmeleitfähigkeit bestimmt. Jedes zertifizierte Material wird Labortests unterzogen, bei denen dieser Wert für die Betriebsbedingungen „A“oder „B“ermittelt wird. Für unser Land entsprechen die meisten Regionen den Betriebsbedingungen „B“. Bei der Durchführung einer wärmetechnischen Berechnung der Umfassungskonstruktionen eines Hauses sollte dieser Wert verwendet werden. Die Wärmeleitfähigkeitswerte sind auf dem Etikett oder im Materialpass angegeben, aber wenn sie nicht verfügbar sind, können Sie die Referenzwerte aus dem Verh altenskodex verwenden. Nachfolgend sind die Werte für die gängigsten Materialien aufgelistet:
- Normales Mauerwerk - 0,81 W(m x Grad).
- Silikatmauerwerk - 0,87 W(m x Grad).
- Gas- und Schaumbeton (Dichte 800) - 0,37 W(m x Grad).
- Weichholz - 0,18 W(m x Grad).
- Extrudiertes Styropor - 0,032 W (m x Grad).
- Mineralwolleplatten (Dichte 180) - 0,048 W(m x Grad).
Regelwert des Wärmeübergangswiderstandes
Der errechnete Wert des Wärmeübergangswiderstandes sollte den Grundwert nicht unterschreiten. Der Basiswert wird gemäß Tabelle 3 SP50.13330.2012 „Wärmeschutz von Gebäuden“ermittelt. Die Tabelle definiert die Koeffizienten zur Berechnung der Grundwerte des Wärmeübergangswiderstands für alle umschließenden Strukturen und Gebäudetypen. In Fortsetzung der begonnenen wärmetechnischen Berechnung von Umfassungskonstruktionen kann ein Berechnungsbeispiel wie folgt dargestellt werden:
- Rsten=0,00035x6435 + 1,4=3,65 (m x Grad/W).
- Rpokr=0, 0005х6435 +2, 2=5, 41 (m x Grad/W).
- Rchard=0,00045x6435 + 1,9=4,79 (m x Grad/W).
- Rockna=0,00005x6435 + 0,3=0,62 (m x Grad/W).
Thermotechnische Berechnung der äußeren Umfassungskonstruktion wird für alle Konstruktionen durchgeführt, die die "warme" Kontur schließen - der Boden auf dem Boden oder der Boden des technischen Untergrunds, die Außenwände (einschließlich Fenster und Türen), die kombiniert Decke oder Boden des unbeheizten Dachbodens. Auch für Innenausbauten muss die Berechnung durchgeführt werden, wenn die Temperaturdifferenz in angrenzenden Räumen mehr als 8 Grad beträgt.
Thermotechnische Wandberechnung
Die meisten Wände und Decken sind vielschichtig und heterogen gest altet. Die wärmetechnische Berechnung von Umschließungsstrukturen einer Mehrschichtstruktur lautet wie folgt:
Betrachten wir eine mit Ziegeln verputzte Wand, so erh alten wir folgende Konstruktion:
- 3 cm dicke Putzschicht, Wärmeleitfähigkeit 0,93 W(m x Grad);
- Vollziegelmauerwerk 64 cm, Wärmeleitfähigkeit 0,81 W(m x Grad);
- Innenschicht Putz 3 cm dick, Wärmeleitfähigkeit 0,93 W(m x Grad).
Die Formel für die wärmetechnische Berechnung von Umfassungskonstruktionen lautet wie folgt:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=0,85(m x Grad/W).
Der resultierende Wert ist deutlich kleiner als der zuvor ermittelte BasiswiderstandswertWärmeübertragung der Wände eines Wohnhauses in Murmansk 3, 65 (m x Grad / W). Die Wand entspricht nicht den behördlichen Anforderungen und muss gedämmt werden. Für die Wanddämmung verwenden wir Mineralwollplatten mit einer Dicke von 150 mm und einer Wärmeleitfähigkeit von 0,048 W (m x Grad).
Nach der Auswahl des Dämmsystems ist eine wärmetechnische Nachweisberechnung der Umfassungskonstruktionen durchzuführen. Eine Beispielrechnung ist unten dargestellt:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93=3,97 (m x Grad/B).
Der berechnete Wert ist größer als der Basiswert - 3,65 (m x Grad / W), die isolierte Wand erfüllt die Anforderungen der Normen.
Berechnung von Überlappungen und kombinierten Belägen erfolgt analog.
Wärmetechnische Berechnung erdberührter Fußböden
In Privathäusern oder öffentlichen Gebäuden werden die Fußböden der ersten Stockwerke oft auf dem Boden hergestellt. Der Wärmedurchgangswiderstand solcher Böden ist nicht genormt, aber zumindest darf die Konstruktion der Böden keinen Tautropfen zulassen. Die Berechnung erdberührter Bauwerke erfolgt wie folgt: Die Geschosse werden ausgehend von der Außengrenze in 2 Meter breite Streifen (Zonen) eingeteilt. Bis zu drei solcher Zonen werden zugeteilt, der restliche Bereich gehört zur vierten Zone. Wenn die Fußbodenkonstruktion keine wirksame Isolierung vorsieht, wird der Wärmedurchgangswiderstand der Zonen wie folgt angenommen:
- 1 Zone – 2, 1 (m x Grad/W);
- 2 Zone – 4, 3 (m x Grad/W);
- 3 Zone – 8, 6 (m x Grad/W);
- 4 Zone – 14, 3 (m x Grad/W).
Es ist leicht zu erkennen, dass je weiter der Boden von der Außenwand entfernt ist, desto höher der Wärmedurchgangswiderstand ist. Daher beschränken sie sich oft darauf, den Umfang des Bodens zu erwärmen. Gleichzeitig addiert sich der Wärmeübergangswiderstand der isolierten Struktur zum Wärmeübergangswiderstand der Zone. Nachfolgend wird ein Beispiel für die Berechnung von Böden auf dem Boden betrachtet. Nehmen wir die Grundfläche 10 x 10, gleich 100 Quadratmeter.
- Die Fläche von 1 Zone wird 64 Quadratmeter betragen.
- Die Fläche der Zone 2 wird 32 Quadratmeter betragen.
- Die Fläche von Zone 3 wird 4 Quadratmeter betragen.
Durchschnittlicher Wärmeübergangswiderstand des Bodens auf dem Boden:RBoden=100 / (64/2, 1 + 32/4, 3 + 4/8, 6)=2,6 (m x Grad/Di).
Nachdem wir die Isolierung des Bodenumfangs mit einer 5 cm dicken Polystyrolschaumplatte und einem 1 Meter breiten Streifen abgeschlossen haben, erh alten wir den Durchschnittswert des Wärmeübergangswiderstands:
Рpol=100 / (32/2, 1 + 32/(2, 1+0, 05/0, 032) + 32/4, 3 + 4/8, 6)=4, 09 (m x Grad/W).
Wichtig ist zu beachten, dass nicht nur Fußböden auf diese Weise berechnet werden, sondern auch erdberührte Wandaufbauten (Wände eines zurückgesetzten Bodens, warmer Keller).
Thermotechnische Berechnung von Türen
Der Grundwert des Wärmedurchgangswiderstandes von Eingangstüren wird etwas anders berechnet. Um ihn zu berechnen, müssen Sie zunächst den Wärmedurchgangswiderstand der Wand nach dem sanitären und hygienischen Kriterium (kein Niederschlag) berechnenTau): Rst=(Tv - Tn) / (DTn x av).
Hier ДТн - die Temperaturdifferenz zwischen der Innenfläche der Wand und der Lufttemperatur im Raum, wird gemäß dem Code of Rules bestimmt und beträgt für Wohnungen 4,0.
av - die Wärmeübertragung Der Koeffizient der Innenfläche der Wand beträgt laut Joint Venture 8, 7. Der Grundwert der Türen wird gleich 0,6xRst genommen.
Für die gewählte Türausführung ist eine wärmetechnische Nachweisführung der Umfassungskonstruktion erforderlich. Berechnungsbeispiel Eingangstür:
Rdv=0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7)=0,86 (m x Grad/W).
Dieser Bemessungswert entspricht einer Tür, die mit einer 5 cm dicken Mineralwollplatte isoliert ist.
Komplexe Anforderungen
Berechnungen von Wänden, Böden oder Verkleidungen werden durchgeführt, um die Anforderungen der Vorschriften elementweise zu überprüfen. Das Regelwerk legt auch eine vollständige Anforderung fest, die die Qualität der Isolierung aller umschließenden Konstruktionen als Ganzes charakterisiert. Dieser Wert wird als "spezifische Hitzeschildeigenschaft" bezeichnet. Keine einzige wärmetechnische Berechnung umschließender Konstruktionen kommt ohne deren Nachweis aus. Ein Beispiel für eine JV-Berechnung ist unten dargestellt.
| Designname | Quadrat | R | A/R |
| Wände | 83 | 3, 65 | 22, 73 |
| Abdeckung | 100 | 5, 41 | 18, 48 |
| Kellerdecke | 100 | 4, 79 | 20, 87 |
| Windows | 15 | 0, 62 | 24, 19 |
| Türen | 2 | 0, 8 | 2, 5 |
| Betrag | 88, 77 |
Kob \u003d 88, 77 / 250 \u003d 0,35, was weniger als der normalisierte Wert von 0,52 ist In diesem Fall werden Fläche und Volumen für ein Haus mit den Maßen 10 x 10 x 2,5 m genommen Wärmeübertragung Widerstände sind gleich den Grundwerten.
Der Normalwert wird in Übereinstimmung mit der Arbeitsgemeinschaft in Abhängigkeit vom beheizten Volumen des Hauses ermittelt.
Zusätzlich zu der komplexen Anforderung, einen Energiepass zu erstellen, führen sie auch eine wärmetechnische Berechnung von Umfassungskonstruktionen durch, ein Beispiel für einen Pass ist im Anhang zu SP50.13330.2012 angegeben.
Gleichmäßigkeitskoeffizient
Alle obigen Berechnungen gelten für homogene Strukturen. Was in der Praxis eher selten vorkommt. Um Inhomogenitäten zu berücksichtigen, die den Wärmeübertragungswiderstand verringern, wird ein Korrekturfaktor für die thermische Gleichmäßigkeit r eingeführt. Es berücksichtigt die Änderung des Wärmedurchgangswiderstands durch Fenster- und Türöffnungen, Außenecken, inhomogene Einschlüsse (z. B. Stürze, Balken, Verstärkungsgurte), Kältebrücken usw.
Die Berechnung dieses Koeffizienten ist ziemlich kompliziert, daher können Sie in vereinfachter Form ungefähre Werte aus der Referenzliteratur verwenden. Zum Beispiel für Mauerwerk - 0,9, Dreischichtplatten - 0,7.
Wirksame Isolierung
Bei der Entscheidung für ein Hausdämmsystem kann man sich leicht vergewissern, dass moderne Wärmeschutzanforderungen ohne den Einsatz einer wirksamen Dämmung kaum noch zu erfüllen sind. Wenn Sie also einen traditionellen Lehmziegel verwenden, benötigen Sie ein mehrere Meter dickes Mauerwerk, was wirtschaftlich nicht machbar ist. Gleichzeitig erlaubt Ihnen die geringe Wärmeleitfähigkeit moderner Dämmstoffe auf Basis von expandiertem Polystyrol oder Steinwolle, sich auf Dicken von 10-20 cm zu beschränken.
Zum Beispiel, um einen Basiswärmeübergangswiderstandswert von 3,65 (m x deg/W) zu erreichen, bräuchten Sie:
- 3m dicke Mauer;
- Verlegung von Schaumbetonsteinen 1, 4 m;
- Mineralwolledämmung 0,18 m.
