Розрахунок теплоізоляційних характеристик

1. Загальні відомості Тепло - це форма енергії, яка зазвичай асоціюється з візуальним сприйняттям таких...
2. Приведений термічний опір
3. Точка роси
4. внесок учасника

Загальні відомості

Тепло - це форма енергії, яка зазвичай асоціюється з візуальним сприйняттям таких явищ, як вогонь, пар або кипляча вода. Ці очевидні уявлення насправді охоплюють лише незначну частину даного явища. Всі тіла, якщо їх температура відрізняється від температури абсолютного нуля, при якій припиняється рух молекул, містять ту чи іншу кількість тепла.

Теплоізоляція - це спосіб відділення одного теплопроводящей тіла від іншого за допомогою непровідного тепло матеріалу з метою зменшення або запобігання передачі тепла.

Основне завдання теплоізоляції полягає в зменшенні втрати тепла в холодний період року і забезпечення відносної постійності температури в приміщенні протягом доби при коливаннях температури зовнішнього повітря. Застосовуючи для цієї мети ефективні теплоізоляційні матеріали, можна істотно зменшити знизити масу огороджувальних конструкцій, і, таким чином, скоротити витрату основних будматеріалів та збільшити допустимі розміри збірних елементів, а також скоротити витрати на опалення приміщення.

Дослідження показують, що, наприклад, в європейських країнах можна було б зменшити викиди СО2 на 50%, якби у всіх опалювальних будинках дотримувалися вимоги щодо теплоізоляції. У міру скорочення викидів СО2 одночасно різко зменшується виділення в атмосферу SO2 і NO2, що знижує обсяг кислотних дощів. У Німеччині щорічно в атмосферу при спалюванні енергоносіїв для опалення будинків йде 0,5 млрд тонн СО2. За даними кафедри будівельних матеріалів МГСУ на опалення будівель щорічно витрачається 240 млн тонн умовного палива, що складає близько 20% від загальної витрати енергоресурсів в Росії. Ефективне зниження витрати енергії на опалення можливе лише при комплексному підході до вирішення цієї проблеми.

теплоізоляція вікна

Захист від холоду в зимовий період є найбільш важливою функцією вікон. При цьому слід пам'ятати, що, як правило, будь-яке вікно випускає більше тепла з приміщення на вулицю, ніж стіна. Вікна та двері в будинках, побудованих в радянський період, дають до 60% всіх втрат тепла. Сучасні пластикові вікна ефективніше допомагають зберегти тепло в будинку, ніж старі дерев'яні.

Основними факторами, що впливають на здатність вікна протистояти втратам тепла, є: -розмір вікна, в тому числі співвідношення площі скління і віконного блоку; -поперечне перетин рами і стулки; -тип склопакета (одно- або двокамерний, з простими або енергозберігаючими стеклами, ширина повітряного прошарку склопакета); -якісне примикання віконних прорізів.

Найбільшу площу в вікні займає склопакет, і при виборі віконної конструкції з підвищеною теплоізоляцією слід приділяти серйозну увагу саме йому. Прості однокамерні склопакети не підходять для клімату більшості регіонів Росії (в тому числі і для Тюмені), хоча за своїми теплоізоляційними властивостями вони, безумовно, набагато краще старих дерев'яних. Їх зазвичай використовують жителі південних широт і в промислових цілях (скління виробничих приміщень і т.п.).

Звичайний двокамерний склопакет краще зберігає тепло, і саме його найчастіше вибирають покупці. Але і його час минає, оскільки він не завжди відповідають вимогам СНиП 23-02-2003 і ТСН 23-340-2003 до опору теплопередачі. Для отримання більш високих теплозберігаючих властивостей замість звичайного скла в сучасних пакетах використовують так зване низькоемісійне скло (k-скло, i-скло). Це теплозберігаюче скло зі спеціальним покриттям з атомів срібла, яке пропускає в приміщення короткохвильове сонячне випромінювання, але перешкоджає виходу назовні довгохвильового теплового випромінювання, наприклад, від опалювальних приладів. Однокамерний пакет з низькоемісійним склом за своїми властивостями краще зберігає тепло, ніж звичайний двокамерний, але при цьому коштує дешевше. Саме такий склопакет провідні віконні компанії рекомендують зараз використовувати в житлових будинках нашого регіону.

Так, протягом опалювального сезону теплозберігаючі ефект від вікна ПВХ середніх розмірів, заскленого однокамерним склопакетом з низькоемісійним склом в 1,4 рази вище, ніж при двокамерному склопакеті з простого скла. Додатковий захист від тепловтрат досягається також шляхом заповнення простору між стеклами однокамерного склопакета інертним газом - криптоном або аргоном. Ще однією перевагою однокамерного склопакета є його менша вага в порівнянні з двокамерним склопакетом. В результаті зменшується навантаження на кріплення і петлі, знос і, отже, збільшується довговічність і герметичність рамної конструкції.

На теплоізоляційні властивості вікон впливає також ПВХ-профіль. Площа непрозорих частин вікна в середньому становить 30-40%. Теплоізоляційні властивості профілю залежать від його загальної ширини і кількості камер. Сьогодні найчастіше застосовуються трикамерні профілі шириною 58-62мм. Однак спостерігається тенденція зміни стандартів: в Росії (слідом за Європою) стають популярними сучасні профілі шириною від 70 мм і з кількістю повітряних камер від чотирьох. Якість фурнітури і її правильний монтаж також впливають на герметичність конструкції. Правильна установка хорошою фурнітури дозволяє щільно закривати стулки, не залишаючи щілин, знижуючи таким чином тепловтрати.

Приведений термічний опір

Основний нормованої величиною, що відображає теплозахисні якості світлопрозорих конструкцій, є термічний опір вікна Rопр. Воно визначається відповідно до таких нормативними документами: СНиП П-3-79 * "Будівельна теплотехніка"; Зміна № 4 до СНиП II-3-79 * "Будівельна теплотехніка" відповідно до постанови Держбуду Росії № 18-8 від 19.01.98г. Відповідно до СНиП II-3-79 *, базової розрахунковою величиною для визначення опору теплопередачі є показник градусосуткі опалювального періоду - ГСОП, який визначається за формулою: ГСОП = (tв- tот) Zот, де tв - температура внутрішнього повітря приміщення, tот і Zот - середня температура і тривалість опалювального періоду (періоду з середньою добовою температурою повітря нижче або рівний 8 ° с за СНіП 2.01.01-82 «Будівельна кліматологія і геофізика») значення Roпр для приміщень цивільних будівель слід приймати відповідно до табл цею (див.нижче).

Приведений термічний опір вікна Roпр визначається за формулою:

де Foс і F пер - площі скління і непрозорої частини (рами і палітурки), м 2; ROос - опір теплопередачі скління, (m2 0С) / Вт; R0 пер - опір теплопередачі непрозорої частини (рами і палітурки), (m2 0С) / Вт.

Приклад: Вікно 1.2 х 1.8 м. Профіль - Veka Softline AD - трикамерний. Склопакет -двухкамерний F4 - 12 - F4 - 12 - F4. Район будівництва - м Москва. До розрахунку приведеного термічного опору вікна. 1. Термічний опір пакету профілів R опер = 0.59 (м2 ° С) / Вт. 2. Ширина пакета профілів (коробка + стулка) - d = 123.5 мм (рама 67 мм, стулка 82.5 мм). 3. Площа непрозорої частини: F пер = (0.123 х 1.8) х2 - (0.123 х ((1.2-0.123) х 2)) -0.442 -р 0.265 = 0.71 м2

1. Термічний опір склопакета - R про = 0.53 (m2 0С) / Вт. 2. Площа скління Foс = (1.8 х 1.2) - 0.71 = 1.45 m2. 3. Для р Москви відповідно до СНіП2.01.01-82: - тривалість опалювального періоду Z від = 213 діб; - середня температура опалювального періоду toт = - 3.6 ° С; - ГСОП = (20 + 3.6) 213 = 5027 4. Інтерполяцією по табл.2.11 знаходимо Ro Тp = 0,55 (m2 0С) / Вт 5. Підставляючи значення у формулу, отримуємо Ro Тp = (0.53х1.45 + 0.59х0 .71) / (1,45 + 0,71) = 0,55 (m2 0С) / Вт.

Для наочності результати розрахунку можуть бути зведені в таблицю:

Висновок. Вікно заданої конструкції на межі (без запасу по термічному опору) задовольняє нормативним вимогам.

Точка роси

Температура точки роси - це температура, при якій повітря охолоджений настільки, що водяна пара, що міститься в ньому, конденсується і перетворюється в капелі води - в росу.

Точку роси можна визначити по відносній вологості повітря в приміщенні. Чим вона вища, тим вище точка роси, і відповідно ближче до температури повітря. Відносна вологість нижче, отже, точка роси нижче і наближається до фактичної температури. Ну, а якщо відносна вологість становить 100%, то точка роси збігається з фактичною температурою. Крім визначення безпосередньо термічного опору вікон, регламентованого відповідними нормативними документами, необхідно прогнозувати температуру повітря, при якій буде відбуватися запотівання вікон і випадання на них конденсату. Парціальний тиск водяної пари, що міститься в повітрі приміщення (абсолютна вологість внутрішнього повітря ів) залежить від температури внутрішнього повітря tв і відносній його вологості fв в як: їв = е (t) fв. Дана залежність представлена ​​в графічному вигляді на рис. 2.

При низькій температурі зовнішнього повітря, температура на внутрішній поверхні скління (τвп), виявиться істотно нижче температури повітря усередині приміщення (в середині приміщення на висоті 1.5 м від підлоги). В цьому випадку граничне значення парціального тиску водяної пари Е, який відповідає температурі τвп, може бути нижче, ніж розрахункове їв = f (t в, fв), що призведе до випадання "зайвого" водяної пари на холодній внутрішньої поверхні скління у вигляді конденсату або паморозі. Значення температури, при якому Е = f (τвп) і єв = f (t в, fв), дорівнюватимуть, відповідає температурі точки роси.

Мал. 2. Графік визначення точки роси

приклад:

Необхідно визначити ймовірність випадання конденсату на внутрішній поверхні однокамерного склопакета 4-12-4, встановленого в приміщенні з температурою внутрішнього повітря tв = 20 ° С і вологістю внутрішнього повітря fв = 60%, за умови що зовнішня температура падає до значення tн = -30 ° С.

1. Коефіцієнт теплопередачі однокамерного склопакета 4-12-4 К = 2.86 Вт / (м2 0С); відповідно термічний опір R = 1 / К = I / 2.86 = 0.35 (м2 0С) / Вт. 2. Визначаємо точку роси (температуру випадання конденсату на внутрішній поверхні скління) при температурі внутрішнього повітря в приміщенні tв = 20 ° С і відносній вологості fв. Граничне значення парціального тиску водяної пари Е при температурі tв = 20 ° С дорівнює 17.53 мм.рт.ст. Абсолютна вологість повітря е = E (t) fв = 17.53 х 0.6 = 10.52 мм.рт.ст., що відповідає температурі точки роси t = 12.0 ° С. 3. Визначаємо температуру на внутрішній поверхні склопакета τвп при зниженні температури зовнішнього повітря до - 30 ° С. виходячи з того, що падіння температури в товщі огороджувальної конструкції пропорційно зміні термічного опору, а саме: δtв = (δT / Ro) x R в, Т = Тв-Тн = 20 + 30 = 50 ° С отримуємо δtв = ( 50 / 0.35) х 0.12 = 17.1 ° С Температура на внутрішній поверхні склопакета буде дорівнює τвп = 20 - 17.1 = + 2.9 ° С, що істотно нижче температури то чки роси для даного приміщення (t = 12.0 ° С).

Таким чином, температура на внутрішній поверхні однокамерного склопакета, встановленого в приміщенні з температурою внутрішнього повітря tв = 20 ° С і вологістю внутрішнього повітря fв = 60%, при зовнішній температурі повітря tн = -30 ° С, буде істотно нижче температури точки роси, що призведе до випадання конденсату на внутрішній поверхні склопакета.

Таким чином, ми бачимо, що правильний розрахунок термічного опору і точки роси при установці світлопрозорих конструкцій допомагає значно знизити тепловтрати і продовжити термін експлуатації вікна.

джерело: www.fasadinfo.com , www.docload.ru

внесок учасника

Крестьянніков Едуард