Rezistența necesară la transferul de căldură a unei uși vitrate exterioare. Usi metalice de intrare cu rupere termica. Calculul rezistenței la căldură a gardurilor exterioare în perioada caldă

Rezistența totală necesară la transferul de căldură pentru ușile exterioare (cu excepția ușilor de balcon) trebuie să fie de cel puțin 0,6
pentru pereții clădirilor și structurilor, determinată la temperatura de iarnă estimată a aerului exterior, egală cu temperatura medie a celei mai reci perioade de cinci zile cu o probabilitate de 0,92.

Acceptăm rezistența totală reală la transferul de căldură a ușilor exterioare
=
, atunci rezistența reală la transferul de căldură a ușilor exterioare este
, (m 2 ·С)/W,

, (18)

unde t in, t n, n, Δt n, α in – la fel ca în ecuația (1).

Coeficientul de transfer termic al ușilor exterioare k dv, W/(m 2 ·С), se calculează folosind ecuația:

Exemplul 6. Calcul termic al gardurilor exterioare

Datele inițiale.

Clădire de locuit, t = 20С .

Valori ale caracteristicilor și coeficienților termici tхп(0,92) = -29С (Anexa A);

α in = 8,7 W/(m 2 ·С) (Tabelul 8); Δt n = 4С (Tabelul 6).

Procedura de calcul.

Determinați rezistența reală la transferul de căldură usa exterioara
conform ecuației (18):

(m2 ·С)/W.

Coeficientul de transfer termic al ușii exterioare k dv este determinat de formula:

W/(m2 ·С).

2 Calculul rezistenței la căldură a gardurilor exterioare în perioada caldă

Gardurile exterioare sunt verificate pentru rezistența la căldură în zonele cu o temperatură medie lunară a aerului în iulie de 21°C și mai mult. S-a stabilit că fluctuațiile temperaturii aerului exterior A t n, C, apar ciclic, respectă legea sinusoidală (Figura 6) și, la rândul lor, provoacă fluctuații ale temperaturii reale prin suprafata interioaraîmprejmuire
, care de asemenea curg armonios după legea unei sinusoide (Figura 7).

Rezistența termică este proprietatea unui gard de a menține o temperatură relativ constantă pe suprafața interioară τ în, С, cu fluctuații ale influențelor termice externe
, С și să asigure condiții de interior confortabile. Pe măsură ce vă îndepărtați de suprafața exterioară, amplitudinea fluctuațiilor de temperatură în grosimea gardului, A τ , С, scade, în principal în grosimea stratului cel mai apropiat de aerul exterior. Acest strat cu o grosime de δ pk, m, se numește strat de fluctuații bruște de temperatură A τ, С.

Figura 6 – Fluctuațiile fluxurilor de căldură și ale temperaturilor pe suprafața gardului

Figura 7 – Atenuarea fluctuațiilor de temperatură în gard

Testarea rezistenței termice se efectuează pentru gardurile orizontale (acoperire) și verticale (perete). În primul rând, se stabilește amplitudinea admisibilă (necesară) a fluctuațiilor de temperatură ale suprafeței interne
împrejmuire exterioară ținând cont de cerințele sanitare și igienice în expresia:

, (19)

unde t nl este temperatura medie lunară exterioară pentru iulie (luna de vară), С, .

Aceste fluctuații apar din cauza fluctuațiilor temperaturilor de proiectare ale aerului exterior
,С, determinată de formula:

unde A t n este amplitudinea maximă a fluctuațiilor zilnice din aerul exterior pentru iulie, С, ;

ρ – coeficientul de absorbție a radiației solare de către materialul suprafeței exterioare (Tabelul 14);

I max, I avg – respectiv valorile maxime și medii ale radiației solare totale (directe și difuze), W/m 3, acceptate:

a) pentru pereții exteriori - ca și pentru suprafețele verticale cu orientare vestică;

b) pentru acoperiri - ca si pentru o suprafata orizontala;

α n - coeficientul de transfer termic al suprafeței exterioare a gardului în condiții de vară, W/(m 2 ·С), egal cu

unde υ este maximul vitezelor medii ale vântului pentru iulie, dar nu mai puțin de 1 m/s.

Tabelul 14 – Coeficientul de absorbție a radiației solare ρ

Materialul suprafeței exterioare a gardului	Coeficientul de absorbție ρ

Strat protector acoperișuri rulante pietriș ușor
Caramida de lut rosie
Caramida de silicat
Confruntare piatră naturală(alb)
Tencuiala var, gri închis
Tencuiala de ciment albastru deschis
Tencuiala de ciment verde inchis
Tencuiala de ciment crem

Mărimea vibrațiilor reale pe planul interior
,С, va depinde de proprietățile materialului, caracterizate prin valorile lui D, S, R, Y, α n și contribuind la atenuarea amplitudinii fluctuațiilor de temperatură în grosimea gardului A t. Coeficient de atenuare determinat de formula:

unde D este inerția termică a structurii de închidere, determinată de formula ΣD i = ΣR i ·S i ;

e = 2,718 – baza logaritmului natural;

S 1 , S 2 , …, S n – coeficienții calculați de absorbție a căldurii a materialului straturilor individuale ale gardului (Anexa A, tabelul A.3) sau tabelul 4;

α n – coeficientul de transfer termic al suprafeței exterioare a gardului, W/(m 2 ·С), se determină prin formula (21);

Y 1, Y 2,…, Y n este coeficientul de absorbție de căldură a materialului pe suprafața exterioară a straturilor individuale ale gardului, determinat prin formulele (23 ÷ 26).

unde δi este grosimea straturilor individuale ale structurii de închidere, m;

λ i – coeficientul de conductivitate termică a straturilor individuale ale structurii de închidere, W/(m·С) (Anexa A, Tabelul A.2).

Coeficientul de absorbție a căldurii a suprafeței exterioare Y, W/(m 2 ·С), a unui strat individual depinde de valoarea inerției sale termice și se determină în calcul, pornind de la primul strat de pe suprafața interioară a camera spre cel exterior.

Dacă primul strat are D i ≥1, atunci trebuie luat coeficientul de absorbție de căldură al suprafeței exterioare a stratului Y1

Y1 = S1. (23)

Dacă primul strat are D i< 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:

pentru primul strat
; (24)

pentru al doilea strat
; (25)

pentru al-lea strat
, (26)

unde R 1 , R 2 ,…, R n – rezistența termică a stratului 1, 2 și al n-lea al gardului, (m 2 ·С)/W, determinată de formula
;

α in – coeficientul de transfer termic al suprafeței interioare a gardului, W/(m 2 ·С) (Tabelul 8);

Pe baza valorilor cunoscute Și
determinați amplitudinea reală a fluctuațiilor de temperatură ale suprafeței interioare a structurii de închidere
,C,

. (27)

Structura de închidere va îndeplini cerințele de rezistență la căldură dacă condiția este îndeplinită

(28)

În acest caz, structura de închidere oferă condiții confortabile de cameră, protejând împotriva efectelor fluctuațiilor externe de căldură. Dacă
, atunci structura de închidere nu este rezistentă la căldură, atunci este necesar să se folosească un material cu un coeficient mare de absorbție a căldurii S, W/(m 2 ·С) pentru straturile exterioare (mai aproape de aerul exterior).

Exemplul 7. Calculul rezistenței la căldură a unui gard exterior

Datele inițiale.

Structura de inchidere formata din trei straturi: tencuiala din mortar de ciment-nisip cu masa volumetrica γ 1 = 1800 kg/m 3, grosime δ 1 = 0,04 m, λ 1 = 0,76 W/(m·С); strat izolator din cărămidă obișnuită de lut γ 2 = 1800 kg/m 3, grosime δ 2 = 0,510 m, λ 2 = 0,76 W/(mС); cu fața caramida nisip-varγ 3 = 1800 kg/m 3, grosime δ 3 = 0,125 m, λ 3 = 0,76 W/(m·С).

Zona de construcție - Penza.

Temperatura de proiectare aerul interior t in = 18 С .

Nivelul de umiditate al camerei este normal.

Stare de funcționare - A.

Valori calculate ale caracteristicilor termice și coeficienților în formule:

t nl = 19,8С;

R1 = 0,04/0,76 = 0,05 (m2°C)/W;

R2 = 0,51/0,7 = 0,73 (m2°C)/W;

R3 = 0,125/0,76 = 0,16 (m2°C)/W;

S1 = 9,60 W/(m2°C); S2 = 9,20 W/(m2°C);

S3 = 9,77 W/(m2°C); (Anexa A, Tabelul A.2);

V = 3,9 m/s;

A t n = 18,4 С;

I max = 607 W/m 2 , , I av = 174 W/m 2 ;

ρ= 0,6 (Tabelul 14);

D = R i · S i = 0,05·9,6+0,73·9,20+0,16·9,77 = 8,75;

α in = 8,7 W/(m 2 °C) (Tabelul 8),

Procedura de calcul.

1. Determinați amplitudinea admisă a fluctuațiilor de temperatură ale suprafeței interne
împrejmuire exterioară conform ecuației (19):

2. Calculați amplitudinea estimată a fluctuațiilor temperaturii aerului exterior
conform formulei (20):

unde α n este determinat de ecuația (21):

W/(m2 ·С).

3. În funcție de inerția termică a structurii de închidere D i = R i ·S i = 0,05 · 9,6 = 0,48<1, находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности для каждого слоя по формулам (24 – 26):

W/(m2°C).

4. Determinăm coeficientul de atenuare al amplitudinii calculate a fluctuațiilor aerului exterior V în grosimea gardului folosind formula (22):

5. Se calculează amplitudinea reală a fluctuațiilor de temperatură a suprafeței interne a structurii de închidere
, С.

Dacă condiția, formula (28), este îndeplinită, structura îndeplinește cerințele de rezistență la căldură.

Schema generală a procedurii de proiectare pentru protecția termică a clădirilor cerută în conformitate cu Schema 1 este prezentată în Figura 2.1.

Unde R req , R min – valoarea normalizată și minimă a rezistenței la transferul de căldură, m 2 ×°C/W;

, – consumul specific de energie termică calculat standard pentru încălzirea clădirilor în timpul perioadei de încălzire, kJ/(m 2 °C zi) sau kJ/(m °C zi).

metoda „b” metoda „a”

Schimbați proiectul

Unde R int , Rext - rezistenta la transferul de caldura pe suprafetele interioare si exterioare ale gardului, (m 2 K)/W;

R la- rezistenta termica a straturilor structurii de inchidere, (m 2 × K)/W;

R pr– rezistența termică redusă a unei structuri neuniforme (structură cu incluziuni conductoare de căldură), (m 2 K)/W;

un int, o ext – coeficienții de transfer termic pe suprafețele interioare și exterioare ale gardului, W/(m 2 K), se iau conform tabelului. 7 și masa. 8;

d i– grosimea stratului structurii de închidere, m;

eu– coeficientul de conductivitate termică a materialului stratului, W/(m 2 K).

Deoarece conductivitatea termică a materialelor depinde în mare măsură de umiditatea acestora, condițiile de funcționare ale acestora sunt determinate. Conform Anexei „B”, zona de umiditate este stabilită pe teritoriul țării, apoi conform Tabelului. 2, în funcție de regimul de umiditate al încăperii și zona de umiditate, se determină condițiile de funcționare ale structurii de închidere A sau B. Dacă nu este specificat regimul de umiditate al încăperii, atunci este permisă acceptarea acestuia ca fiind normal. Apoi, conform Anexei „D”, în funcție de condițiile de funcționare stabilite (A sau B), se determină coeficientul de conductivitate termică a materialului (vezi Anexa „E”).

Dacă gardul include structuri cu incluziuni neomogene (panouri de podea cu goluri de aer, blocuri mari cu incluziuni conductoare de căldură etc.), atunci calculul acestor structuri se efectuează folosind metode speciale. Aceste metode sunt prezentate în anexele „M”, „N”, „P”. În proiectul de curs, astfel de structuri sunt panourile de pardoseală de la primul etaj și tavanul ultimului etaj; rezistența termică redusă a acestora se determină după cum urmează.

A). Prin planuri paralele cu fluxul de căldură, panoul este împărțit în secțiuni omogene și eterogene ca compoziție (Fig. 2.2, A). Zonelor cu aceeași compoziție și dimensiune li se atribuie același număr. Rezistența totală a panoului de podea va fi egală cu rezistența medie. Datorită dimensiunii lor, secțiunile au un efect inegal asupra rezistenței generale a structurii. Prin urmare, rezistența termică a panoului se calculează luând în considerare suprafețele ocupate de secțiunile în plan orizontal, folosind formula:

Unde l beton armat – coeficientul de conductivitate termică a betonului armat, luat în funcție de condițiile de funcționare A sau B;

R a . g.─ rezistența termică a unui strat de aer închis, luată conform tabelului. 7 la o temperatură pozitivă a aerului în stratul intermediar, (m 2 K)/W.

Dar rezistența termică obținută a panoului de podea nu coincide cu datele experimentului de laborator, așa că se efectuează a doua parte a calculului.

B). Prin planuri perpendiculare pe direcția fluxului de căldură, structura este, de asemenea, împărțită în straturi omogene și neomogene, care sunt de obicei notate cu majuscule ale alfabetului rus (Fig. 2.2, b). Rezistența termică totală a panoului în acest caz este:

unde este rezistența termică a straturilor „A”, (m 2 K)/W;

RB– rezistența termică a stratului „B”, (m 2 K)/W.

La calcul R B este necesar să se țină cont de diferitele grade de influență a zonelor asupra rezistenței termice a stratului datorită dimensiunilor lor:

Calculele pot fi mediate după cum urmează: calculele în ambele cazuri nu coincid cu datele experimentului de laborator, care sunt mai apropiate de valoarea R 2 .

Calculul panoului de pardoseală trebuie făcut de două ori: pentru cazul în care fluxul de căldură este direcționat de jos în sus (tavan) și de sus în jos (pardoseală).

Rezistența la transferul de căldură a ușilor exterioare poate fi luată conform tabelului. 2.3, ferestre si usi de balcon - conform tabelului. 2.2 din acest manual

Diferența dintre ușa exterioară de intrare într-o casă (casă, birou, magazin, clădire industrială) și ușa interioară de intrare într-un apartament (birou) este în condițiile de funcționare.

Ușile exterioare de intrare într-o clădire sunt o barieră între stradă și interiorul casei. Astfel de uși sunt expuse la lumina soarelui, ploaie, zăpadă și alte precipitații, schimbări de temperatură și umiditate.

Uși exterioare instalat la intrarea in cladire (la iesirea in strada). Acestea pot fi fie uși de acces la intrarea într-un bloc de apartamente, fie uși către o casă sau o cabană privată cu un singur apartament; ușile exterioare pot face, de asemenea, parte din grupul de intrare într-o clădire de birouri, un magazin sau o clădire industrială sau administrativă. În ciuda faptului că toate aceste uși exterioare au cerințe diferite, toate ușile exterioare de intrare, împreună cu rezistența, trebuie să aibă rezistență sporită la intemperii (reziste la umiditate, radiații solare, schimbări de temperatură).

Usi de intrare exterioare din lemn

Lemnul este un material tradițional folosit la fabricarea ușilor. Ușile de intrare exterioare din lemn masiv sunt folosite pentru instalarea în cabane și case private. Uși exterioare din lemn conform GOST 24698 instalat în clădiri rezidențiale cu mai multe apartamente și clădiri publice. Usile exterioare din lemn sunt realizate cu un canat si cu doua canaturi, cu panouri sau rame vitrate si oarbe. Toate ușile de intrare exterioare din lemn au rezistență sporită la umiditate.

Posedă conductivitate termică scăzută (coeficientul de conductivitate termică a lemnului λ = 0,15—0,25 W/m×K în funcție de specie și umiditate), ușile din lemn oferă rezistență redusă la transferul de căldură. O ușă de intrare din lemn nu îngheață iarna, nu este acoperită cu ger pe interior, iar încuietorile nu îngheață (spre deosebire de unele uși metalice). Deoarece metalul este un bun conductor, acesta conduce rapid frigul din stradă în casă, ceea ce duce la formarea de îngheț în interiorul ușii și a tocului și la înghețarea încuietorilor.

Usi de intrare exterioare din lemn tip DN conform GOST 24698 sunt instalate în uși standard în pereții exteriori ai clădirilor.

Dimensiunile ușilor standard:

lățime de deschidere - 910, 1010, 1310, 1510, 1550 1910 sau 1950 mm
înălțimea deschiderii - 2070 sau 2370 mm

Usi de intrare exterioare din plastic

Ușile de intrare exterioare din plastic (metal-plastic) sunt realizate, de regulă, vitrate din profile de clorură de polivinil (profil PVC) pentru blocurile de uși conform GOST 30673-99. Se utilizează geamuri cu o singură sau dublă cameră. geamuri cu geam lipit conform GOST 24866 cu o rezistență la transferul de căldură de cel puțin 0,32 m²×°C/W.

Ușile de intrare exterioare din plastic (metal-plastic) combină un preț accesibil și caracteristici de înaltă performanță. Având o conductivitate termică scăzută (0,2-0,3 W/m×K în funcție de marcă), clorura de polivinil (PVC) face posibilă producerea de uși calde din plastic (conform GOST 30674-99) cu o rezistență la transferul de căldură de cel puțin 0,35 m²×°C/W (pentru o fereastră cu geam dublu cu o singură cameră) și de cel puțin 0,49 m²×°C/W (pentru o fereastră cu geam dublu cu cameră), în timp ce rezistența redusă la transferul de căldură a părții opace a umplerii blocurilor de uși din sandvișuri de plastic nu mai mici de 0,8 m²×°C/W.

Într-o încăpere care nu este dotată cu un vestibul rece, pentru a elimina condensul, înghețul și gheața, trebuie instalată o ușă cu proprietăți termoizolante ridicate. Ușile din lemn și plastic au cele mai mari rate de izolare termică, așa că ușile metal-plastic sunt o opțiune ideală pentru o ușă exterioară de intrare într-o clădire rezidențială unifamilială sau birou.

Usi de intrare exterioare metalice

În producția de uși metalice se folosesc fie profile extrudate din aliaje de aluminiu (uși de aluminiu), fie table laminate la cald și la rece și produse lungi în combinație cu profile din oțel curbat (uși din oțel).

O ușă de exterior din metal, prin definiție, va fi rece, deoarece oțelul, și în special aliajele de aluminiu, conduc căldura remarcabil de bine (oțelul cu conținut scăzut de carbon are un coeficient de conductivitate termică λ aproximativ 45 W/m×K, aliaje de aluminiu - aproximativ 200 W/m×K, adică oțelul este de aproximativ 60 de ori mai rău ca izolație termică decât lemnul sau plasticul, iar aliajele de aluminiu sunt cu aproximativ 3 ordine de mărime mai proaste.).

Iar pe o suprafață rece, prin definiție, umiditatea se va condensa dacă aerul în contact cu aceasta are umiditate în exces pentru o anumită temperatură (dacă temperatura suprafeței interioare a ușii din față scade sub punctul de rouă al aerului interior). Utilizarea panourilor decorative pe o ușă metalică fără rupere termică va preveni înghețarea (formarea înghețului), dar nu și formarea condensului.

Soluția la problema înghețului ușilor exterioare metalice este utilizarea în producția de uși exterioare de intrare a profilelor „calde” cu inserții termice (folosirea rupelor termice din materiale cu conductivitate termică scăzută) sau a unui dispozitiv, adică instalarea unei alte uși (vestibul) care oprește aerul cald și umed al încăperii interioare principale de la ușa de intrare exterioară. Pentru ușile metalice exterioare (cu vedere la stradă), echiparea unui vestibul termic este o condiție prealabilă ( clauza 1.28 SNiP 2.08.01"Cladiri rezidentiale").

Usi de intrare exterioare din aluminiu

Usi de intrare exterioare din aluminiu GOST 23747 sunt realizate, de regulă, vitrate folosind profile presate conform GOST 22233 din aliaje de aluminiu ale sistemului aluminiu-magneziu-siliciu (Al-Mg-Si) clase 6060 (6063). Pentru geamuri, ferestrele cu geam lipit cu o singură cameră sau dublă sunt utilizate în conformitate cu GOST 24866-99, cu o rezistență la transferul de căldură de cel puțin 0,32 m²×°C/W.

Aliajele de aluminiu nu conțin impurități de metale grele, nu emit substanțe nocive atunci când sunt expuse la razele ultraviolete și rămân operaționale în orice condiții climatice cu schimbări de temperatură de la - 80°C la + 100°C. Durabilitatea structurilor din aluminiu este de peste 80 de ani (durata de viata minima).

Aliajele de aluminiu clasele 6060 (6063) se caracterizează printr-o rezistență destul de ridicată:

rezistență calculată la întindere, compresiune și încovoiere R= 100 MPa (1000 kgf/cm²)
rezistență temporară σ în= 157 MPa (16 kgf/mm²)
puterea de curgere σ t= 118 MPa (12 kgf/mm²)

Aliajele de aluminiu sunt mai bune decât orice alt material utilizat la fabricarea ușilor în păstrarea proprietăților lor structurale la schimbările de temperatură. După tratarea adecvată a suprafeței produselor din aluminiu, acestea devin rezistente la coroziune cauzată de ploaie, zăpadă, căldură și smogul din orașele mari.

În ciuda faptului că aliajele de aluminiu utilizate la fabricarea profilelor extrudate de toc și a foilor de uși exterioare au un coeficient de conductivitate termică foarte mare λ aproximativ 200 W/m×K, care este cu 3 ordine de mărime mai mare decât cea a lemnului și plasticului, datorită măsurilor constructive care utilizează ruperi termice din materiale cu conductivitate termică scăzută, este posibilă creșterea semnificativă a rezistenței la transferul de căldură la „cald” profile din aluminiu cu inserții termice până la 0, 55 m²×°C/W.

Ușile exterioare din aluminiu cu balamale sunt cel mai adesea instalate în centre comerciale și de afaceri, magazine, bănci și alte clădiri cu trafic ridicat, unde principala cerință este fiabilitatea ridicată a structurii ușii. La fabricarea ușilor de intrare exterioare, de regulă, se folosesc profile „calde” cu inserții termice. Dar destul de des în practică, pentru a economisi bani, profilele de aluminiu „reci” sunt utilizate în sistemele de vestibule în prezența unei perdele termice.

Usi exterioare de intrare din otel

Ușile de intrare exterioare din oțel în conformitate cu GOST 31173 au cea mai mare rezistență. De obicei sunt orbi.

Compania de producție Perm „GRAN-Stroy” efectuează fabricarea și instalarea la comandă a ușilor de intrare din metal din oțel extern în conformitate cu GOST 31173. Costul ușilor exterioare din oțel comandate depinde de configurația lor și clasa de finisare. Prețul minim pentru o ușă exterioară din oțel este de 8.500 de ruble.

Foaia exterioară a ușii de intrare este realizată din tablă de oțel laminată la cald, în conformitate cu GOST 19903, cu o grosime de 2 până la 3 mm, pe un cadru din țeavă de oțel dreptunghiulară cu o secțiune transversală de la 40×20 mm la 50×25 mm. Interiorul este finisat cu placaj colorat neted sau frezat cu o grosime de 4 până la 12 mm. Grosimea foii de usa de pana la 65 mm. Între tabla de oțel și tabla de placaj există izolație, care îndeplinește și funcția de izolare fonică. Ușile sunt echipate cu una sau două încuietori în trei sau cinci puncte cu pârghie și/sau mecanisme cilindrice de clasa a 3-a sau a 4-a conform GOST 5089. Două circuite de etanșare sunt instalate în vestibul.

Cerințele de bază de reglementare pentru ușile de intrare sunt stabilite în următoarele seturi de coduri și reglementări de construcție (SP și SNiP):

SP 1.13130.2009 „Sisteme de protecție împotriva incendiilor. Căi și ieșiri de evacuare”;
SP 50.13330.2012 „Protecția termică a clădirilor” (ediția actualizată a SNiP 23.02.2003);
SP 54.13330.2011 „Clădiri de locuințe cu mai multe apartamente” (versiunea actualizată

Folosind tabelul A11, determinăm rezistența termică a ușilor exterioare și interioare: R nd = 0,21 (m 2 0 C)/W, prin urmare acceptăm uși exterioare duble; R ind1 = 0,34 (m 2 0 C)/W, R ind2 = 0,27 (m20C)/W.

Apoi, folosind formula (6), determinăm coeficientul de transfer de căldură al ușilor exterioare și interioare:

W/m2 o C

2 Calculul pierderilor de căldură

Pierderile de căldură sunt împărțite în mod convențional în de bază și suplimentare.

Pierderile de căldură prin structurile de închidere interioare dintre încăperi se calculează dacă diferența de temperatură pe ambele părți este >3 0 C.

Principalele pierderi de căldură ale spațiilor, W, sunt determinate de formula:

unde F este aria estimată a gardului, m2.

Pierderile de căldură, conform formulei (9), sunt rotunjite la 10 W. Temperatura t în camerele de colț este considerată a fi cu 2 0 C mai mare decât cea standard. Calculăm pierderile de căldură pentru pereți exteriori (NS) și pereți interiori (WS), pereți despărțitori (PR), tavane deasupra subsolului (PL), ferestre triple (TO), uși externe duble (DD), uși interioare (ID), podele de mansardă(PT).

Când se calculează pierderile de căldură prin etajele de deasupra subsolului, temperatura celei mai reci perioade de cinci zile cu o probabilitate de 0,92 este luată drept temperatura aerului exterior tn.

Pierderile suplimentare de căldură includ pierderile de căldură care depind de orientarea incintei în raport cu direcțiile cardinale, de la suflarea vântului, de proiectarea ușilor exterioare etc.

Adăugarea pentru orientarea structurilor de închidere la punctele cardinale se ia în valoare de 10% din pierderile principale de căldură dacă gardul este orientat spre est (E), nord (N), nord-est (NE) și nord-vest (NV) și 5% - dacă la vest (V) și sud-est (SE). Supliment pentru încălzirea aerului rece care trece prin ușile exterioare la o înălțime a clădirii N, m, luăm 0,27 N din pierderile principale de căldură. perete exterior.

Consumul de căldură pentru încălzirea aerului de ventilație de alimentare, W, este determinat de formula:

unde L p – debitul alimentare cu aer, m 3 / h, pentru camere de zi acceptam 3m 3/h per 1 m 2 de spatiu de locuit si bucatarie;

 n – densitatea aerului exterior egală cu 1,43 kg/m3;

c – căldura specifică, egal cu 1 kJ/(kg 0 C).

Emisiile de căldură de uz casnic completează puterea termică a dispozitivelor de încălzire și sunt calculate folosind formula:

, (11)

unde F p este suprafața podelei camerei încălzite, m 2.

Pierderea totală (totală) de căldură a unei etaje Q a clădirii este definită ca suma pierderilor de căldură din toate încăperile, inclusiv scările.

Apoi calculăm caracteristica termică specifică a clădirii, W/(m 3 0 C), folosind formula:

, (13)

unde  este un coeficient care ține cont de influența condițiilor climatice locale (pentru Belarus
);

Clădire V – volumul clădirii, luat după măsurători exterioare, m 3.

Camera 101 – bucatarie; t în =17+2 0 C.

Calculăm pierderea de căldură prin peretele exterior cu orientare nord-vest (C):

suprafata peretelui exterior F= 12,3 m2;

diferența de temperatură t= 41 0 C;

coeficient ținând cont de poziția suprafeței exterioare a structurii de închidere în raport cu aerul exterior, n=1;

luând în considerare coeficientul de transfer termic deschideri de ferestre k = 1,5 W/(m20C).

Principalele pierderi de căldură ale incintei, W, sunt determinate de formula (9):

Pierderea suplimentară de căldură pentru orientare este de 10% din Q principal și este egală cu:

Consumul de căldură pentru încălzirea aerului de ventilație de alimentare, W, este determinat prin formula (10):

Emisiile de căldură din uz casnic au fost determinate folosind formula (11):

Consumul de căldură pentru încălzirea aerului de alimentare ventilație Q vene și emisiile de căldură menajeră Q gospodărie rămân aceleași.

Pentru geamuri triple: F = 1,99 m 2, t = 44 0 C, n = 1, coeficient de transfer termic K = 1,82 W/m 2 0 C, rezultă că pierderea principală de căldură a ferestrei Q principal = 175 W, și Q ext suplimentar = 15,9 W. Pierderea de căldură a peretelui exterior (B) Q principal = 474,4 W și suplimentar Q add = 47,7 W. Pierderea de căldură a pardoselii este: Q pl. = 149 W.

Însumăm valorile obținute ale lui Q i și găsim pierderea totală de căldură pentru această cameră: Q = 1710 W. În mod similar, găsim pierderi de căldură pentru alte încăperi. Rezultatele calculului sunt introduse în Tabelul 2.1.

Tabel 2.1 - Fișă de calcul pierderi de căldură

Numărul camerei și scopul acesteia

Suprafața gardului

Diferența de temperatură tв – tн

Factor de corectie n

Coeficient de transfer termic k W/m C

Principalele pierderi de căldură Qbas, W

Pierderi suplimentare de căldură, W

Căldură. la filtru Qven, W

Putere de căldură de viață Qlife, W

Pierderea generală de căldură Qpot=Qmain+Qext+Qven-Qlife

Desemnare

Orientare

mărimea A, m

mărimea b,m

Suprafata, m2

Pentru orientare

Continuarea tabelului 2.1

ΣQ FLOOR= 11960

După calcul, este necesar să se calculeze caracteristicile termice specifice ale clădirii:

unde coeficientul α, ținând cont de influența condițiilor climatice locale (pentru Belarus - α≈1,06);

Clădire V – volumul clădirii, luat după măsurători exterioare, m 3

Comparăm caracteristica termică specifică rezultată folosind formula:

unde H este înălțimea clădirii care se calculează.

Dacă valoarea calculată a caracteristicii termice se abate de la valoarea standard cu mai mult de 20%, este necesar să se afle motivele acestei abateri.

Deoarece <atunci acceptăm că calculele noastre sunt corecte.

Într-unul dintre articolele anterioare, am discutat despre ușile compozite și am atins pe scurt despre blocurile cu rupere termice. Acum le dedicăm o publicație separată, deoarece acestea sunt produse destul de interesante, s-ar putea spune - deja o nișă separată în construcția de uși. Din păcate, nu totul este clar pe acest segment; există realizări și există farsă. Acum sarcina noastră este să înțelegem caracteristicile noii tehnologii, să înțelegem unde se termină „bunătățile” tehnologice și unde încep jocurile de marketing.

Pentru a înțelege cum funcționează ușile separate termic și care dintre ele pot fi considerate ca atare, va trebui să vă adânciți în detalii și chiar să vă amintiți puțin de fizica școlară.

Dacă nu ați făcut încă alegerea, aruncați o privire la ofertele noastre

Acesta este un proces natural de lupta pentru echilibru. Constă în schimbul/transferul de energie între corpuri cu temperaturi diferite.
Interesant este că corpurile mai fierbinți dau energie celor mai reci.
Desigur, cu un astfel de recul, părțile mai calde se răcesc.
Substanțele și materialele transferă căldură cu intensitate inegală.
Definiția conductivității termice (notat cu c) calculează câtă căldură va trece printr-o probă de o dimensiune dată, la o anumită temperatură, pe secundă. Adică, în probleme aplicate, aria și grosimea piesei, precum și caracteristicile substanței din care este făcută, vor fi importante. Câțiva indicatori pentru claritate:
- aluminiu - 202 (W/(m*K))
- oțel - 47
- apă - 0,6
- vată minerală - 0,35
- aer - 0,26

Conductivitate termică în construcții și în special pentru ușile metalice

Toate anvelopele clădirii transmit căldură. Prin urmare, la latitudinile noastre, există întotdeauna pierderi de căldură în casă, iar încălzirea este întotdeauna folosită pentru a o completa. Ferestrele și ușile instalate în deschideri sunt disproporționat mai subțiri decât pereții, motiv pentru care există de obicei un ordin de mărime mai multe pierderi de căldură aici decât prin pereți. Plus conductivitate termică crescută a metalelor.

Cum arată problemele.

Desigur, ușile care sunt instalate la intrarea în clădire suferă cel mai mult. Dar nu pentru toată lumea, ci doar dacă temperatura din interior și din exterior este foarte diferită. De exemplu, ușa comună de intrare este întotdeauna complet rece iarna; nu există probleme deosebite cu ușile din oțel pentru un apartament, deoarece este mai cald la intrare decât afară. Dar blocurile de uși ale cabanelor funcționează la limita de temperatură - au nevoie de protecție specială.

Evident, pentru a elimina sau reduce transferul de căldură, este necesară egalizarea artificială a temperaturilor interioare și „exterioare”. În esență, se creează un spațiu mare de aer. În mod tradițional, aici sunt urmate trei căi:

Lăsați ușa să înghețe instalând un al doilea bloc de ușă din interior. Aerul de încălzire nu ajunge la ușa din față și nu există o schimbare bruscă de temperatură - fără condens.
Întotdeauna fac ușa încălzită, adică fac un vestibul afară fără încălzire. Echivalează temperatura de pe suprafața exterioară a ușii, iar încălzirea îi încălzește straturile interioare.
Uneori ajută la organizarea unei perdele de aer termic, a încălzirii electrice a pânzei sau a unei podele încălzite lângă ușa din față.

Desigur, ușa de oțel în sine trebuie izolată cât mai mult posibil. Acest lucru se aplică atât cavităților cutiei și pânzei, cât și pantelor. Pe lângă cavități, placarile funcționează pentru a rezista transferului de căldură (cu cât mai groase și mai „pufoase” cu atât mai bine).

Tehnologia Thermal Break

Visul etern al dezvoltatorului este să învingă transferul de căldură pentru totdeauna și irevocabil. Dezavantajele sunt că cele mai calde materiale sunt de obicei cele mai fragile și mai slabe, datorită faptului că rezistența la transferul de căldură este foarte dependentă de densitate. Pentru a întări materialele poroase (care conțin gaze), acestea trebuie să fie combinate cu straturi mai rezistente - așa apar sandvișurile.

Cu toate acestea, blocul ușii este o structură spațială autoportabilă care nu poate exista fără cadru. Și aici apar și alte momente neplăcute, care se numesc „poduri reci”. Asta înseamnă că, indiferent cât de bine este izolată ușa de intrare din oțel, există elemente care trec chiar prin ușă. Acestea sunt: pereții cutiei, perimetrul pânzei, nervuri de rigidizare, încuietori și feronerie - și toate acestea sunt din metal.

La un moment dat, producătorii de structuri din aluminiu au găsit o soluție la unele probleme stringente. Au decis să separe unul dintre cele mai conductoare materiale termice (aliaje de aluminiu) cu un material mai puțin conductiv termic. Profilul cu mai multe camere a fost „tăiat” aproximativ în jumătate și acolo a fost realizată o inserție de polimer („punte termică”). Pentru a se asigura că capacitatea portantă nu a fost afectată în mod deosebit, a fost folosit un material nou și destul de scump - poliamidă (adesea în combinație cu fibra de sticlă).

Ideea principală a unor astfel de soluții de proiectare este creșterea proprietăților de izolare, evitând crearea de blocuri de uși și vestibule suplimentare.

Recent, au apărut pe piață uși de intrare de calitate superioară cu rupere termice, asamblate din profile de import. Sunt realizate folosind o tehnologie similară ca și sistemele de aluminiu „cald”. Doar profilul de susținere este creat din oțel laminat. Desigur, aici nu există extrudare - totul este produs pe echipamente de îndoire. Configurația profilului este foarte complexă, pentru a monta puntea termică sunt realizate caneluri speciale. Totul este aranjat astfel încât partea din poliamidă cu o secțiune transversală în formă de H să se potrivească de-a lungul liniei benzii și să conecteze ambele jumătăți ale profilului. Asamblarea produselor se realizează prin presiune (laminare), legătura dintre metal și poliamidă poate fi lipită.

Astfel de profile sunt utilizate pentru asamblarea cadrului portant al pânzei, stâlpilor și buiandrugurilor cadrului, precum și pragul. Desigur, există unele diferențe în configurația secțiunii transversale: nervura de rigidizare poate fi un pătrat simplu, dar pentru a asigura un sfert sau debordarea pânzei pe vestibul este puțin mai complicat. Învelișul cadrului portant se realizează conform schemei tradiționale, numai cu foi de metal pe ambele părți. Vizorul este adesea abandonat.

Apropo, există un sistem interesant în care pânza pe harpoane polimerice (cu etanșări elastice) este literalmente complet asamblată dintr-un profil cu rupere termică. Pereții săi sunt înlocuiți cu foi de înveliș.

Desigur, pe piață au apărut și uși „distractive”, care exploatează fără milă conceptul de rupere termică. În cel mai bun caz, se realizează unele reglaje ale unei uși obișnuite de oțel.

În primul rând, producătorii îndepărtează elementele de rigidizare. Imediat, apar probleme cu rigiditatea spațială a pânzei, rezistența la deformare, deschiderea „buloasă” a pielii etc. Ca o cale de ieșire, rigidizările subdezvoltate sunt uneori atașate de foile de înveliș metalic. Unele dintre ele sunt fixate pe foaia exterioară, cealaltă parte - pe cea interioară. Pentru a stabiliza cumva structura, cavitatea este umplută cu spumă, care îndeplinește simultan o funcție de formare a formei și lipește ambele foi împreună. Există modele în care o plasă/grilă metalică este introdusă în spumă, astfel încât un atacator să nu poată tăia o gaură de trecere în pânză.
Fețele extreme ale canatului și tocului de ușă pot avea chiar mici inserții despărțitoare, deși cu caracteristici necunoscute.În general, întreaga structură nu este mult diferită de ușile chinezești obișnuite. Avem doar o coajă subțire, umplută doar cu spumă.

Un alt truc este să luați o ușă obișnuită cu nervuri (dată fiind abordarea vicleană a problemei - de obicei de calitate scăzută) și să introduceți vată în foaia ușii și, în plus, un strat de, de exemplu, spumă de polistiren. După aceasta, produsul primește titlul de „sandviș cu pauză termică” și este vândut rapid ca model inovator. Conform acestui principiu, toate blocurile de uși din oțel pot fi incluse în această categorie, deoarece izolația și finisajele decorative reduc semnificativ pierderile de căldură.