Se requiere determinar el espesor del aislamiento en una pared exterior de ladrillos de tres capas en un edificio residencial ubicado en Omsk. Construcción de muros: capa interna– mampostería de ladrillos de arcilla común con un espesor de 250 mm y una densidad de 1800 kg/m 3, la capa exterior es de mampostería de ladrillos caravista espesor 120 mm y densidad 1800 kg/m 3; Entre las capas exterior e interior hay un eficaz aislamiento de poliestireno expandido con una densidad de 40 kg/m 3; Las capas exterior e interior están conectadas entre sí mediante conexiones flexibles de fibra de vidrio con un diámetro de 8 mm, ubicadas en incrementos de 0,6 m.
1. Datos iniciales
Objeto del edificio – edificio residencial
Área de construcción - Omsk
Temperatura estimada del aire interior t int= más 20 0 C
Temperatura del aire exterior estimada texto= menos 37 0 C
Humedad del aire interior estimada: 55%
2. Determinación de la resistencia a la transferencia de calor normalizada.
Determinado según la Tabla 4 en función de los grados-día del período de calefacción. Grados-día de la temporada de calefacción, D d , °С×día, determinado por la fórmula 1, en función de la temperatura exterior media y la duración del período de calefacción.
Según SNiP 23-01-99* determinamos que en Omsk temperatura media El aire exterior durante el período de calefacción es igual a: t ht = -8,4 0 C, duración de la temporada de calefacción z ht = 221 días. El valor de grados-día del período de calefacción es igual a:
re = (t int - t ht) z ht = (20 + 8,4)×221 = 6276 0 C día.
Según tabla. 4. resistencia estandarizada a la transferencia de calor reg Paredes exteriores para edificios residenciales correspondientes al valor. D d = 6276 0 C día es igual R reg = a D d + b = 0,00035 × 6276 + 1,4 = 3,60 m 2 0 C/W.
3. Elección solución constructiva pared exterior
La solución constructiva para el muro exterior se propone en el encargo y es una valla de tres capas con una capa interior de Enladrillado 250 mm de espesor, capa exterior de fábrica de ladrillo de 120 mm de espesor, con aislamiento de espuma de poliestireno entre capa exterior e interior. Las capas exterior e interior están conectadas entre sí mediante bridas flexibles de fibra de vidrio con un diámetro de 8 mm, ubicadas en incrementos de 0,6 m.
4. Determinación del espesor del aislamiento.
El espesor del aislamiento está determinado por la fórmula 7:
d ut = (R reg ./r – 1/a int – d kk /l kk – 1/a text)× l ut
Dónde reg. – resistencia estandarizada a la transferencia de calor, m 2 0 C/W; r– coeficiente de homogeneidad térmica; un entero- Coeficiente de transferencia de calor superficie interior, W/(m2×°C); una extensión- Coeficiente de transferencia de calor Superficie exterior, W/(m2×°C); dkk- espesor del ladrillo, metro; kk– coeficiente de conductividad térmica calculado de la mampostería, W/(m×°С); lut– coeficiente de conductividad térmica calculado del aislamiento, W/(m×°С).
La resistencia a la transferencia de calor normalizada se determina: R reg = 3,60 m 2 0 C/W.
El coeficiente de uniformidad térmica para una pared de ladrillos de tres capas con conexiones flexibles de fibra de vidrio es aproximadamente r=0,995, y es posible que no se tenga en cuenta en los cálculos (a título informativo, si se utilizan conexiones flexibles de acero, el coeficiente de uniformidad térmica puede alcanzar 0,6-0,7).
El coeficiente de transferencia de calor de la superficie interior se determina a partir de la tabla. 7 a int = 8,7 W/(m 2 ×°C).
El coeficiente de transferencia de calor de la superficie exterior se toma de acuerdo con la Tabla 8. a e xt = 23 W/(m 2 ×°C).
El espesor total del ladrillo es de 370 mm o 0,37 m.
Los coeficientes de conductividad térmica calculados de los materiales utilizados se determinan en función de las condiciones de funcionamiento (A o B). Las condiciones de funcionamiento se determinan en siguiente secuencia:
Según la tabla 1 determinamos el régimen de humedad del local: dado que la temperatura calculada del aire interno es +20 0 C, la humedad calculada es del 55%, el régimen de humedad del local es normal;
Utilizando el Apéndice B (mapa de la Federación de Rusia), determinamos que la ciudad de Omsk está ubicada en una zona seca;
Según la tabla 2, dependiendo de la zona de humedad y las condiciones de humedad del local, determinamos que las condiciones de funcionamiento de las estructuras de cerramiento son A.
Según adj. D determinamos los coeficientes de conductividad térmica para las condiciones de funcionamiento A: para poliestireno expandido GOST 15588-86 con una densidad de 40 kg/m 3 l ut = 0,041 W/(m×°C); para mampostería de ladrillos de arcilla ordinarios sobre mortero de cemento y arena con una densidad de 1800 kg/m 3 kk = 0,7 W/(m×°C).
Sustituyamos todos los valores definidos en la fórmula 7 y calculemos grosor mínimo aislamiento de espuma de poliestireno:
d ut = (3,60 – 1/8,7 – 0,37/0,7 – 1/23)× 0,041 = 0,1194 m
Redondeamos el valor resultante al 0,01 m más cercano: d ut = 0,12 m. Realizamos un cálculo de verificación utilizando la fórmula 5:
R 0 = (1/a i + d kk /l kk + d ut /l ut + 1/a e)
R 0 = (1/8,7 + 0,37/0,7 + 0,12/0,041 + 1/23) = 3,61 m 2 0 S/O
5. Limitación de la temperatura y la condensación de humedad en la superficie interior de la envolvente del edificio.
Δt o, °C, entre la temperatura del aire interno y la temperatura de la superficie interna de la estructura envolvente no debe exceder los valores estandarizados Δtn, °С, establecido en la tabla 5, y se define de la siguiente manera
Δt o = n(t int – texto)/(R 0 a int) = 1(20+37)/(3,61 x 8,7) = 1,8 0 C es decir inferior a Δt n = 4,0 0 C, determinado a partir de la tabla 5.
Conclusión: El espesor del aislamiento de espuma de poliestireno en una pared de ladrillos de tres capas es de 120 mm. Al mismo tiempo, la resistencia a la transferencia de calor de la pared exterior. R 0 = 3,61 m 2 0 S/O, que es mayor que la resistencia normalizada a la transferencia de calor. Reg. = 3,60 m 2 0 C/W en 0,01 m 2 0 C/W. Diferencia de temperatura estimada Δt o, °C, entre la temperatura del aire interno y la temperatura de la superficie interna de la estructura envolvente no excede el valor estándar Δtn,.
Un ejemplo de cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento translúcidas.
Las estructuras de cerramiento translúcidas (ventanas) se seleccionan de acuerdo con el siguiente método.
Resistencia estandarizada a la transferencia de calor reg determinado de acuerdo con la Tabla 4 de SNiP 23/02/2003 (columna 6) dependiendo del grado-día del período de calefacción re. Al mismo tiempo, el tipo de edificio y re tomado como en el ejemplo anterior de cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento opacas a la luz. En nuestro caso re = 6276 0 C día, luego para la ventana de un edificio residencial R reg = a D d + b = 0,00005 × 6276 + 0,3 = 0,61 m 2 0 C/W.
La selección de estructuras translúcidas se realiza según el valor de la resistencia reducida a la transferencia de calor. R o r obtenido como resultado de pruebas de certificación o de acuerdo con el Apéndice L del Código de Reglas. Si la resistencia reducida a la transferencia de calor de la estructura translúcida seleccionada R o r, más o igual reg, entonces este diseño satisface los requisitos de las normas.
Conclusión: para un edificio residencial en Omsk aceptamos ventanas con marcos de PVC con Ventanas de doble acristalamiento hecho de vidrio con un recubrimiento selectivo duro y llenando el espacio entre vidrios con argón R o r = 0,65 m 2 0 C/W más R reg = 0,61 m 2 0 C/W.
LITERATURA
Crear condiciones de vida cómodas o actividad laboral es la tarea principal de la construcción. Una parte importante del territorio de nuestro país se ubica en latitudes septentrionales con un clima frío. Por lo tanto manteniendo temperatura confortable en los edificios siempre es relevante. Con el aumento de las tarifas energéticas, la reducción del consumo de energía para calefacción pasa a primer plano.
La elección del diseño de paredes y techos depende principalmente de las condiciones climáticas del área de construcción. Para determinarlos es necesario consultar SP131.13330.2012 “Climatología de edificios”. En los cálculos se utilizan las siguientes cantidades:
Usando el ejemplo de Murmansk, los valores tienen los siguientes valores:
Además, es necesario establecer la temperatura estimada dentro de la sala de televisión, que se determina de acuerdo con GOST 30494-2011. Para vivienda, puedes tomar TV = 20 grados.
Para realizar un cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento, primero calcule el valor GSOP (grados-día del período de calefacción):
GSOP = (Tv - Tot) x ZOT.
En nuestro ejemplo, GSOP = (20 - (-3,4)) x 275 = 6435.
Para la elección correcta Materiales de estructuras de cerramiento, es necesario determinar qué características térmicas deben tener. La capacidad de una sustancia para conducir calor se caracteriza por su conductividad térmica, denotada con la letra griega l (lambda) y medida en W/(m x grados). La capacidad de una estructura para retener calor se caracteriza por su resistencia a la transferencia de calor R y es igual a la relación entre el espesor y la conductividad térmica: R = d/l.
Si la estructura consta de varias capas, la resistencia se calcula para cada capa y luego se suma.
La resistencia a la transferencia de calor es el principal indicador de la estructura externa. Su valor debe exceder el valor estándar. Al realizar cálculos de ingeniería térmica de la envolvente del edificio, es necesario determinar la composición económicamente justificada de las paredes y el techo.
La calidad del aislamiento térmico está determinada principalmente por la conductividad térmica. Cada material certificado pasa investigación de laboratorio, por lo que este valor se determina para las condiciones de funcionamiento "A" o "B". Para nuestro país, la mayoría de las regiones corresponden a las condiciones de operación “B”. Al realizar cálculos de ingeniería térmica de la envolvente del edificio, se debe utilizar este valor. Los valores de conductividad térmica se indican en la etiqueta o en el pasaporte del material, pero si no están disponibles, se pueden utilizar los valores de referencia del Código de prácticas. Los valores de los materiales más populares se dan a continuación:
El valor calculado de la resistencia a la transferencia de calor no debe ser menor que el valor base. El valor básico se determina según la Tabla 3 SP50.13330.2012 “edificios”. La tabla define los coeficientes para calcular los valores básicos de resistencia a la transferencia de calor de todas las estructuras de cerramiento y tipos de edificios. Continuando con el cálculo de ingeniería térmica iniciado de estructuras de cerramiento, se puede presentar un ejemplo de cálculo de la siguiente manera:
Los cálculos de ingeniería térmica de la estructura de cerramiento externo se realizan para todas las estructuras que cierran el circuito "cálido": el piso en el suelo o el techo de un sótano técnico, paredes externas (incluidas ventanas y puertas), un revestimiento combinado o el techo de un ático sin calefacción. Además, el cálculo debe realizarse para estructuras internas si la diferencia de temperatura en las habitaciones adyacentes es superior a 8 grados.
La mayoría de las paredes y techos tienen varias capas y su diseño es heterogéneo. El cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento de una estructura multicapa es el siguiente:
R= d1/l1 +d2/l2 +dn/ln,
donde n son los parámetros de la enésima capa.
Si consideramos una pared enlucida de ladrillos, obtenemos el siguiente diseño:
La fórmula para el cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento es la siguiente:
R=0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 0,85(m x grados/W).
El valor obtenido es significativamente menor que el valor base previamente determinado de la resistencia a la transferencia de calor de las paredes de un edificio residencial en Murmansk 3,65 (m x grados/W). El muro no satisface los requisitos reglamentarios y necesita aislamiento. Para aislar la pared utilizamos un espesor de 150 mm y una conductividad térmica de 0,048 W (m x grados).
Una vez seleccionado el sistema de aislamiento, es necesario realizar un cálculo de ingeniería térmica de verificación de las estructuras de cerramiento. A continuación se ofrece un ejemplo de cálculo:
R=0,15/0,048 + 0,03/0,93 + 0,64/0,81 + 0,03/0,93 = 3,97(m x grados/W).
El valor calculado resultante es mayor que el valor base: 3,65 (m x grados/W), la pared aislada cumple con los requisitos de las normas.
El cálculo de suelos y revestimientos combinados se realiza de forma similar.
A menudo en casas privadas o edificios públicos se llevan a cabo en el terreno. La resistencia a la transferencia de calor de dichos pisos no está estandarizada, pero como mínimo el diseño de los pisos no debe permitir que se forme rocío. El cálculo de estructuras en contacto con el suelo se realiza de la siguiente manera: los pisos se dividen en franjas (zonas) de 2 metros de ancho, comenzando desde el borde exterior. Hay hasta tres zonas de este tipo; el área restante pertenece a la cuarta zona. Si el diseño del piso no proporciona un aislamiento efectivo, entonces se supone que la resistencia a la transferencia de calor de las zonas es la siguiente:
Es fácil notar que cuanto más lejos esté el área del piso pared externa, mayor será su resistencia a la transferencia de calor. Por tanto, muchas veces se limitan a aislar el perímetro del suelo. En este caso, la resistencia a la transferencia de calor de la estructura aislada se suma a la resistencia a la transferencia de calor de la zona.
El cálculo de la resistencia a la transferencia de calor del piso debe incluirse en el cálculo general de ingeniería térmica de las estructuras de cerramiento. Consideraremos un ejemplo de cálculo de pisos en el suelo a continuación. Tomemos una superficie de 10 x 10 igual a 100 metros cuadrados.
Valor medio de resistencia a la transferencia de calor del suelo sobre el suelo:
Rpol = 100 / (64/2,1 + 32/4,3 + 4/8,6) = 2,6 (m x grados/W).
Habiendo aislado el perímetro del suelo con una placa de poliestireno expandido de 5 cm de espesor y una tira de 1 metro de ancho, obtenemos el valor medio de la resistencia a la transferencia de calor:
Rpol = 100 / (32/2,1 + 32/(2,1+0,05/0,032) + 32/4,3 + 4/8,6) = 4,09 (m x grados/W).
Es importante tener en cuenta que de esta forma no solo se calculan los suelos, sino también las estructuras de las paredes en contacto con el suelo (paredes de un suelo empotrado, sótano cálido).
El valor básico de la resistencia a la transferencia de calor se calcula de forma ligeramente diferente. puertas de entrada. Para calcularlo, primero será necesario calcular la resistencia a la transferencia de calor de la pared según el criterio sanitario e higiénico (sin rocío):
Rst = (Tv - Tn)/(DTn x av).
Aquí DTn es la diferencia de temperatura entre la superficie interior de la pared y la temperatura del aire en la habitación, determinada de acuerdo con el Código de Reglas y para vivienda es 4,0.
ab es el coeficiente de transferencia de calor de la superficie interior de la pared, según SP es 8,7.
El valor básico de las puertas se considera igual a 0,6xРst.
Para el diseño de puerta seleccionado, es necesario realizar un cálculo de ingeniería térmica de verificación de las estructuras de cerramiento. Un ejemplo de cálculo de una puerta de entrada:
Rdv = 0,6 x (20-(-30))/(4 x 8,7) = 0,86 (m x grados/W).
Este valor calculado corresponderá a una puerta aislada con una losa de lana mineral de 5 cm de espesor. Su resistencia a la transferencia de calor será R=0,05 / 0,048=1,04 (m x grados/W), que es mayor que la calculada.
Se realizan cálculos de paredes, pisos o revestimientos para verificar elemento por elemento los requisitos de las normas. El conjunto de reglas también establece un requisito integral que caracteriza la calidad del aislamiento de todas las estructuras de cerramiento en su conjunto. Este valor se denomina “característica de protección térmica específica”. No se puede realizar ni un solo cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento sin verificarlo. A continuación se ofrece un ejemplo de cálculo para una empresa conjunta.
Kob = 88,77 / 250 = 0,35, que es menor que el valor normalizado de 0,52. EN en este caso Se supone que el área y el volumen de una casa con dimensiones de 10 x 10 x 2,5 m son iguales a los valores básicos.
El valor normalizado se determina de acuerdo con el SP dependiendo del volumen calentado de la casa.
Además del complejo requisito de redactar un pasaporte energético, también se realiza un cálculo de ingeniería térmica de las estructuras de cerramiento; en el apéndice de SP50.13330.2012 se proporciona un ejemplo de cómo preparar un pasaporte.
Todos los cálculos anteriores son aplicables para estructuras homogéneas. Lo cual en la práctica es bastante raro. Para tener en cuenta las faltas de homogeneidad que reducen la resistencia a la transferencia de calor, se introduce un factor de corrección para la homogeneidad térmica (r). Tiene en cuenta el cambio en la resistencia a la transferencia de calor introducido por la ventana y puertas, esquinas externas, inclusiones heterogéneas (por ejemplo, dinteles, vigas, cinturones de refuerzo), etc.
El cálculo de este coeficiente es bastante complicado, por lo que de forma simplificada se pueden utilizar valores aproximados de la literatura de referencia. Por ejemplo, para mampostería - 0,9, paneles de tres capas - 0,7.
Al elegir un sistema de aislamiento para el hogar, es fácil ver que es casi imposible cumplir con los requisitos modernos de protección térmica sin utilizar un aislamiento eficaz. Por tanto, si se utilizan ladrillos de arcilla tradicionales, se necesitará mampostería de varios metros de espesor, lo que no es económicamente viable. Al mismo tiempo, la baja conductividad térmica del aislamiento moderno a base de espuma de poliestireno o lana de roca le permite limitarse a espesores de 10-20 cm.
Por ejemplo, para lograr un valor básico de resistencia a la transferencia de calor de 3,65 (m x grados/W), necesitará:
Ejemplo de cálculo de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento.
1. Datos iniciales
Tarea técnica. Debido a las insatisfactorias condiciones de calor y humedad del edificio, es necesario aislar sus paredes y techo abuhardillado. Para ello, se realizan cálculos de resistencia térmica, resistencia al calor, permeabilidad al aire y al vapor de la envolvente del edificio, evaluando la posibilidad de condensación de humedad en el espesor de las vallas. Establezca el espesor requerido de la capa de aislamiento térmico, la necesidad de utilizar barreras contra el viento y el vapor y el orden de disposición de las capas en la estructura. Desarrollar solución de diseño, cumpliendo con los requisitos de SNiP 23-02-2003 "Protección térmica de edificios" para estructuras de cerramiento. Los cálculos deben realizarse de acuerdo con el conjunto de reglas para el diseño y la construcción SP 23-101-2004 "Diseño de protección térmica de edificios".
Características generales del edificio. En el pueblo se encuentra un edificio residencial de dos plantas con buhardilla. Sviritsa, región de Leningrado. La superficie total de estructuras de cerramiento exteriores es de 585,4 m2; superficie total de paredes 342,5 m2; área total de ventanas 51,2 m2; área del techo – 386 m2; altura del sótano - 2,4 m.
El diseño estructural del edificio incluye muros de carga, suelos de hormigón armado formados por paneles alveolares de 220 mm de espesor y cimentación de hormigón. Los muros exteriores son de fábrica de ladrillo y revocados por dentro y por fuera con mortero en una capa de unos 2 cm.
La cubierta del edificio es de estructura de celosía con cubierta de juntas de acero, realizada sobre listones con un paso de 250 mm. El aislamiento de 100 mm de espesor está formado por losas de lana mineral colocadas entre las vigas.
El edificio dispone de calefacción estacionaria de acumulación electrotérmica. El sótano tiene una finalidad técnica.
Parámetros climáticos. Según SNiP 23-02-2003 y GOST 30494-96, la temperatura promedio calculada del aire interno se considera igual a
t En t= 20 ºC.
Según SNiP 23/01/99 aceptamos:
1) la temperatura estimada del aire exterior durante la época fría del año para las condiciones del pueblo. Sviritsa, región de Leningrado
t extensión= -29°C;
2) duración del período de calefacción
z ht= 228 días;
3) temperatura media del aire exterior durante el período de calefacción
t ht= -2,9°C.
Coeficientes de transferencia de calor. Los valores del coeficiente de transferencia de calor de la superficie interna de las cercas se toman de la siguiente manera: para paredes, pisos y techos lisos α En t= 8,7 W/(m 2 ·ºС).
Los valores del coeficiente de transferencia de calor de la superficie exterior de las vallas se toman de la siguiente manera: para paredes y revestimientos α extensión=23; pisos del ático α extensión=12 W/(m 2 ·ºС);
Resistencia estandarizada a la transferencia de calor. Grados-día de la temporada de calefacción GRAMO d están determinados por la fórmula (1)
GRAMO d= 5221 °C día.
porque el valor GRAMO d difiere de los valores de la tabla, valor estándar R req determinado por la fórmula (2).
Según SNiP 23/02/2003, para el valor de grados-día obtenido, la resistencia a la transferencia de calor normalizada es R req, m 2 °C/W, es:
Para paredes exteriores 3,23;
Revestimientos y solapes sobre calzadas 4,81;
Cercado de sótanos y sótanos sin calefacción 4,25;
ventanas y puertas de balcón 0,54.
2. Cálculo de ingeniería térmica de paredes exteriores.
2.1. Resistencia de las paredes exteriores a la transferencia de calor.
Paredes exteriores hecho de hueco ladrillos cerámicos y tienen un espesor de 510 mm. Los muros se revocan por el interior con mortero de cal-cemento de 20 mm de espesor, y por el exterior con mortero de cemento del mismo espesor.
Las características de estos materiales (densidad γ 0, coeficiente de conductividad térmica en estado seco 0 y coeficiente de permeabilidad al vapor μ) se toman de acuerdo con la tabla. Cláusula 9 de la solicitud. En este caso, en los cálculos utilizamos los coeficientes de conductividad térmica de los materiales W. para las condiciones de operación B, (para condiciones de operación húmedas), que se obtienen a partir de la fórmula (2.5). Tenemos:
Para mortero de cal-cemento
γ0 = 1700 kg/m3,
W.=0,52(1+0,168·4)=0,87 W/(m·°С),
μ=0,098 mg/(m·h Pa);
Para mampostería de ladrillo cerámico hueco sobre mortero cemento-arena
γ0 = 1400 kg/m3,
W.=0,41(1+0,207·2)=0,58 W/(m·°С),
μ=0,16 mg/(m·hPa);
Para mortero de cemento
γ0 = 1800 kg/m3,
W.=0,58(1+0,151·4)=0,93 W/(m·°С),
μ=0,09 mg/(m·hPa).
La resistencia a la transferencia de calor de una pared sin aislamiento es igual a
R o = 1/8,7 + 0,02/0,87 + 0,51/0,58 + 0,02/0,93 + 1/23 = 1,08 m2°C/W.
En presencia de aberturas de ventanas que forman pendientes de paredes, se acepta el coeficiente de uniformidad térmica de paredes de ladrillo con un espesor de 510 mm. r = 0,74.
Entonces la resistencia reducida a la transferencia de calor de las paredes del edificio, determinada por la fórmula (2.7), es igual a
R r o =0,74 1,08 = 0,80 m2°C/W.
El valor obtenido es mucho menor que el valor estándar de resistencia a la transferencia de calor, por lo que se necesita un dispositivo aislamiento térmico exterior y posterior enlucido con protección y composiciones decorativas Mortero de yeso reforzado con malla de fibra de vidrio.
Para que el aislamiento térmico se seque, la capa de yeso de cobertura debe ser permeable al vapor, es decir, poroso con baja densidad. Seleccionamos un mortero poroso de cemento-perlita que tenga las siguientes características:
γ0 = 400 kg/m3,
0 = 0,09 W/(m°C),
W.=0,09(1+0,067·10)=0,15 W/(m·°С),
= 0,53 mg/(m·hPa).
Resistencia total a la transferencia de calor de capas agregadas de aislamiento térmico. R t y revestimiento de yeso R w no debería ser menos
R t+ R w = 3,23/0,74-1,08 = 3,28 m2°C/W.
Preliminarmente (con aclaraciones posteriores) aceptamos el espesor del revestimiento de yeso como 10 mm, luego su resistencia a la transferencia de calor es igual a
R w = 0,01/0,15 = 0,067 m2°C/W.
Cuando se utiliza para el aislamiento térmico de tableros de lana mineral producidos por JSC "Mineral Wool" de la marca Facade Butts 0 =145 kg/m 3, 0 =0,033, W. =0,045 W/(m °C) el espesor de la capa de aislamiento térmico será
δ=0,045·(3,28-0,067)=0,145 m.
Las losas de lana de roca están disponibles en espesores de 40 a 160 mm en incrementos de 10 mm. Aceptamos un espesor de aislamiento térmico estándar de 150 mm. Así, las losas se colocarán en una sola capa.
Comprobación del cumplimiento de los requisitos de ahorro energético. El diagrama de diseño del muro se muestra en la Fig. 1. Las características de las capas de la pared y la resistencia total de la pared a la transferencia de calor sin tener en cuenta la barrera de vapor se dan en la tabla. 2.1.
Tabla 2.1
Características de las capas de pared yresistencia total de la pared a la transferencia de calor
|
Material de capa |
Densidad γ 0, kg/m 3 |
Espesor δ, m |
Coeficiente de conductividad térmica calculado λ W., W/(m·K) |
Diseño de resistencia a la transferencia de calor. R, m 2 °C)/W |
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Yeso interior (mortero de cal-cemento) |
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Mampostería de ladrillos cerámicos huecos |
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Yeso externo ( mortero de cemento) |
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Aislante de lana mineral FACHADA BATTS |
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Yeso protector y decorativo (mortero cemento-perlita) |
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La resistencia a la transferencia de calor de las paredes del edificio después del aislamiento será:
R oh = 1/8,7+4,32+1/23=4,48 m2°C/W.
Teniendo en cuenta el coeficiente de uniformidad térmica de las paredes exteriores ( r= 0,74) obtenemos la resistencia reducida a la transferencia de calor
R oh r= 4,48 0,74 = 3,32 m2°C/W.
Valor recibido R oh r= 3.32 excede el estándar R req=3,23, ya que el espesor real de los paneles termoaislantes es mayor que el calculado. Esta posición cumple con el primer requisito de SNiP 23-02-2003 para la resistencia térmica de la pared: R o ≥ R req .
Verificación del cumplimiento de los requisitos desanitario e higiénico condiciones confortables en habitación. Diferencia calculada entre la temperatura del aire interno y la temperatura de la superficie de la pared interna Δ t 0 es
Δ t 0 =norte(t En t – t extensión)/(R oh r ·α En t)=1,0(20+29)/(3,32·8,7)=1,7 ºС.
Según SNiP 23/02/2003, para las paredes exteriores de edificios residenciales, se permite una diferencia de temperatura de no más de 4,0 ºС. Por tanto, la segunda condición (Δ t 0 ≤Δ t norte) hecho.
PAG
comprobemos la tercera condición ( τ
En t >t creció), es decir ¿Es posible que la humedad se condense en la superficie interior de la pared a la temperatura de diseño del aire exterior? t extensión= -29°C. Temperatura de la superficie interior τ
En t La estructura envolvente (sin inclusión conductora de calor) está determinada por la fórmula.
τ En t = t En t –Δ t 0 = 20–1,7 = 18,3 °C.
Presión de vapor de agua interior mi En t igual a
Para mantener tu hogar cálido durante la mayor parte muy frio, es necesario elegir el sistema de aislamiento térmico adecuado; para ello, se realiza un cálculo técnico térmico de la pared exterior. El resultado de los cálculos muestra qué tan efectivo es el método de aislamiento real o diseñado.
Primero, debes preparar los datos iniciales. Los siguientes factores influyen en el parámetro calculado:
Después de recopilar y registrar la información inicial, se determinan los coeficientes de conductividad térmica. materiales de construcción, a partir del cual está hecha la pared. El grado de absorción y transferencia de calor depende de qué tan húmedo sea el clima. En este sentido, para calcular los coeficientes, se utilizan mapas de humedad elaborados para Federación Rusa. Después de esto, todos los valores numéricos necesarios para el cálculo se ingresan en las fórmulas correspondientes. 
A modo de ejemplo, se calculan las propiedades termoprotectoras de una pared hecha de bloques de espuma, aislada con poliestireno expandido con una densidad de 24 kg/m3 y enlucida por ambas caras con mortero de cal y arena. Los cálculos y la selección de datos tabulares se basan en Construyendo regulaciones.
Datos iniciales: área de construcción - Moscú; humedad relativa - 55%, temperatura media en la casa tв = 20О С El espesor de cada capa se establece: δ1, δ4=0,01 m (yeso), δ2=0,2 m (hormigón celular), δ3=0,065 m (poliestireno expandido). "SP Radoslav" ).
El objetivo del cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior es determinar la resistencia a la transferencia de calor requerida (Rtr) y real (Rph).
Cálculo
El resultado obtenido muestra que la resistencia térmica real es menor que la requerida, por lo que es necesario reconsiderar el diseño del muro.
Los servicios informáticos sencillos aceleran los procesos computacionales y la búsqueda de los coeficientes necesarios. Vale la pena familiarizarse con los programas más populares. 
Al construir una casa o realizar trabajos de aislamiento térmico, es importante evaluar la efectividad del aislamiento de la pared exterior: un cálculo de ingeniería térmica, realizado de forma independiente o con la ayuda de un especialista, le permite hacerlo de manera rápida y precisa.
Los cálculos de ingeniería térmica permiten determinar el espesor mínimo de las estructuras de cerramiento para garantizar que no haya casos de sobrecalentamiento o congelación durante el funcionamiento de la estructura.
El cerramiento de elementos estructurales de edificios públicos y residenciales con calefacción, con excepción de los requisitos de estabilidad y resistencia, durabilidad y resistencia al fuego, eficiencia y diseño arquitectónico, debe cumplir en primer lugar con las normas de ingeniería térmica. Los elementos de cerramiento se seleccionan según la solución de diseño, las características climatológicas del área de desarrollo, propiedades físicas, condiciones de humedad y temperatura en el edificio, así como de acuerdo con los requisitos de resistencia a la transferencia de calor, permeabilidad al aire y permeabilidad al vapor.
Es importante que las estructuras externas cumplan con los siguientes requisitos térmicos:
Para que las estructuras cumplan con los requisitos anteriores, se realizan cálculos de ingeniería térmica y se calculan la resistencia al calor, la permeabilidad al vapor, la permeabilidad al aire y la transferencia de humedad de acuerdo con los requisitos de la documentación reglamentaria.
De las características térmicas del exterior. elementos estructurales los edificios dependen:
Entonces, con base en todo lo anterior, el cálculo de ingeniería térmica de estructuras se considera una etapa importante en el proceso de diseño de edificios y estructuras, tanto civiles como industriales. El diseño comienza con la elección de las estructuras: su espesor y secuencia de capas.
Así, el cálculo de ingeniería térmica de elementos estructurales de cerramiento se realiza con el objetivo de:
Para determinar el consumo de calor para calefacción, así como para realizar el cálculo térmico de un edificio, es necesario tener en cuenta muchos parámetros en función de las siguientes características:
Hasta la fecha se han desarrollado muchos programas para realizar este cálculo. Como regla general, el cálculo se realiza sobre la base de la metodología establecida en la documentación reglamentaria y técnica.
Estos programas le permiten calcular lo siguiente:
Para el cálculo es necesario determinar los siguientes parámetros básicos:
En este caso se realizará un cálculo técnico térmico de la pared con el fin de determinar el espesor óptimo de los paneles y el material aislante térmico de los mismos. Como paredes exteriores se utilizarán paneles sándwich (TU 5284-001-48263176-2003).
Consideremos cómo se realiza el cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior. Primero, debe calcular la resistencia a la transferencia de calor requerida, centrándose en las condiciones sanitarias y confortables:
R 0 tr = (n × (t in - t n)): (Δt n × α in), donde
n = 1 es un coeficiente que depende de la posición de los elementos estructurales externos en relación con el aire exterior. Debe tomarse de acuerdo con los datos de SNiP del 23/02/2003 de la Tabla 6.
Δt n = 4,5 °C es la diferencia de temperatura estandarizada entre la superficie interna de la estructura y el aire interno. Aceptado según los datos de SNiP de la Tabla 5.
α pulg = 8,7 W/m 2 °C es la transferencia de calor de las estructuras internas de cerramiento. Los datos proceden de la tabla 5, según SNiP.
Sustituimos los datos en la fórmula y obtenemos:
R 0 tr = (1 × (20 - (-34)) : (4,5 × 8,7) = 1,379 m 2 °C/W.
Al realizar un cálculo de ingeniería térmica de una pared, basándose en las condiciones de ahorro de energía, es necesario calcular la resistencia requerida a la transferencia de calor de las estructuras. Se determina mediante GSOP (período de calentamiento en grados-día, °C) utilizando la siguiente fórmula:
GSOP = (t en - t de.trans.) × Z de.trans., donde
t in es la temperatura del flujo de aire dentro del edificio, °C.
Z desde el carril y t de.per. es la duración (días) y la temperatura (°C) de un período con una temperatura media diaria del aire ≤ 8 °C.
De este modo:
GSOP = (20 - (-5,9)) ×220 = 5698.
Según las condiciones de ahorro de energía, determinamos R 0 tr mediante interpolación según SNiP de la Tabla 4:
R 0 tr = 2,4 + (3,0 - 2,4) × (5698 - 4000)) / (6000 - 4000)) = 2,909 (m 2 °C/W)
R 0 = 1/ α en + R 1 + 1/ α n, donde
d es el espesor del aislamiento térmico, m.
l = 0,042 W/m°C es la conductividad térmica del tablero de lana mineral.
α n = 23 W/m 2 °C es la transferencia de calor de elementos estructurales externos, aceptada según SNiP.
R0 = 1/8,7 + d/0,042+1/23 = 0,158 + d/0,042.
Espesor material de aislamiento térmico se determina con base en que R 0 = R 0 tr, mientras que R 0 tr se toma en condiciones de ahorro de energía, así:
2,909 = 0,158 + d/0,042, de donde d = 0,116 m.
Seleccionamos la marca de paneles sándwich del catálogo con espesor óptimo material aislante térmico: DP 120, mientras que el espesor total del panel debe ser de 120 mm. Los cálculos de ingeniería térmica del edificio en su conjunto se realizan de forma similar.
Diseñadas sobre la base de cálculos de ingeniería térmica, realizadas de manera competente, las estructuras de cerramiento pueden reducir los costos de calefacción, cuyo costo aumenta regularmente. Además, el ahorro de calor se considera una tarea medioambiental importante, porque está directamente relacionado con la reducción del consumo de combustible, lo que conlleva una reducción del impacto medioambiental. factores negativos en el medio ambiente.
Además, vale la pena recordar que el aislamiento térmico realizado incorrectamente puede provocar el anegamiento de las estructuras, lo que provocará la formación de moho en la superficie de las paredes. La formación de moho, a su vez, provocará su deterioro. decoración de interiores(desprendimiento de papel tapiz y pintura, destrucción de la capa de yeso). En casos particularmente avanzados, puede ser necesaria una intervención radical.
A menudo empresas constructoras en sus actividades se esfuerzan por utilizar tecnologías modernas y materiales. Sólo un especialista puede comprender la necesidad de utilizar un determinado material, tanto por separado como en combinación con otros. Es el cálculo de ingeniería térmica el que ayudará a determinar las soluciones más óptimas que garantizarán la durabilidad de los elementos estructurales y los costos financieros mínimos.
