Расчет теплоизоляции

Утепление

Калькулятор экспресс-расчёта толщины утепления Пояснения по работе с программой Для начала.

Калькулятор оценки необходимости утепления стены дома

Дома, возводимые на свайном или столбчатом фундаменте, обычно имеют «висящее» над.

Полы первого этажа частного дома требуют особого подхода к утеплению. И.

К числу наиболее широко применяемых технологий термоизоляции холодных полов по бетону.

Чрезвычайно сложно добиться комфортных условий проживания в частном доме, если элементы его конструкции не получили должного утепления. И это касается не только стен, полов и перекрытий, непосредственно контактирующих с жилыми комнатами. «Холодный» цоколь способен зимой буквально «вытягивать» тепло из помещений.

Очень популярной становится система наружного утепления стен дома с их последующей.

Пеноплэкс – популярная марка эксрудированного пенополистирола, название которой стало нарицательным. Этот.

Если у хозяев квартиры есть желание превратить свой балкон или лоджию.

Калькулятор расчета толщины утепления ската кровли

Подавляющее большинство домов, возведенных из кирпича, камня, тех или иных стеновых.

Если решено построить собственную баню, то особое внимание придется уделить вопросам.

Очень большая доля теплопотерь в помещениях, до 30÷40%, приходится на неутепленные.

Деревянные дома, наверняка, никогда не потеряют своей актуальности и не уйдут с пика популярности. Теплая, приятная, полезная для здоровья человека структура качественной древесины не идет ни в какое сравнение ни с камнем, ни со строительными растворами, ни тем более, с какими.

Неутепленные внешние стены – это большие теплопотери и невозможность поддержания в.

В частном строительстве могут случиться ситуации, когда котельная расположена в основном.

Теплые штукатурки представлены в наше время в большом многообразии. Цена их.

Весьма эффективным комплексным подходом, позволяющим совместить вопросы отделки внешних стен дома с их одновременным утеплением, является оштукатуривание с помощью специальных термоизоляционных составов. С давних пор для этих целей использовалась глина в смеси с соломой или опилками, но в наше время.

Дом можно смело называть уютным при условии, что он теплый. Для сокращения теплопотерь необходима качественная и грамотная теплоизоляция. Это касается не только стен дома (на которые, к слову, приходится порядка 50% всех потерь тепла), но и пола, крыши, фундамента, балкона или лоджии. На сегодняшний день выполнить требуемые расчеты, а значит, и выбрать самый подходящий утепляющий материал с целью последующей его установки, можно двумя способами:

* обратившись к профессионалам (не бесплатно, разумеется), которые специализируются на утеплении;

* сделать все самостоятельно – здесь вы можете воспользоваться либо специальной формулой, либо одним из наших онлайн-калькуляторов.

Так, в случае со специалистами все предельно ясно: заплатить определенную сумму – получить на руки готовый результат. Однако если вы намерены надежно утеплить дом, но желаете при этом сэкономить, рекомендуем изучить методы собственноручного расчета теплоизоляции.

На заметку! В рубрике «Утепление» нашего портала вы сможете подобрать теплозащитные характеристики любой интересующей вас конструкции здания, а также выяснить, имеет ли место чрезмерное накопление влаги в них при эксплуатации.

Насчет формулы – здесь все на ваше усмотрение. Но учтите, что для расчетов потребуются некоторые цифры (теплопроводность материала, к примеру, или температура воздуха внутри/снаружи дома). Одна из таких формул приведена ниже.

Если же вы боитесь совершить ошибку в расчетах, то обязательно воспользуйтесь одним из наших бесплатных онлайн-калькуляторов! Мы специально подготовили десятки полезных программ, с помощью которых можно рассчитать количество/толщину утепляющего материала. А пошаговые инструкции и дельные советы помогут вам выполнить расчет максимально точно!

Разделы сайта

Загородный дом Калькуляторы

Правильное утепление дома — делаем теплотехнический расчёт.

Сейчас, во времена постоянно растущих цен на энергоносители, качественное утепление стало одной из первоочередных задач при возведении новых и ремонте уже построенных домов. Затраты на работы, связанные с повышением энергоэффективности дома, практически всегда окупаются в течение нескольких лет. Главное при их выполнении не наделать ошибок, которые сведут все старания на нет в лучшем случае, в в худшем — ещё и навредят.

Современный рынок строительных материалов просто завален всевозможными утеплителями. К сожалению, производители, или точнее будет сказать, продавцы делают всё, чтобы мы, рядовые застройщики, выбрали именно их материал и отдали свои деньги именно им. А приводит это к тому, что в различных источниках информации (особенно в интернете) появляется много ошибочных и вводящих в заблуждение рекомендаций и советов. Запутаться в них простому человеку довольно легко.

Справедливости ради нужно сказать, что современные утеплители действительно довольно эффективны. Но чтобы использовать их свойства на все сто процентов, во-первых, должен производиться правильный, соответствующий инструкции производителя, монтаж и, во-вторых, применение утеплителя должно всегда быть уместным и целесообразным в каждом конкретном случае. Так как же сделать правильное и эффективное утепление дома? Попробуем разобраться с этим вопросом подробнее…

Ошибки при утеплении дома

Можно выделить три основные ошибки, которые наиболее часто допускают застройщики:

  • неправильный подбор материалов и их последовательности для «пирога» ограждающей конструкции (стены, пола, крыши…);
  • несоответствующая нормам, выбранная «на авось» толщина слоя утеплителя;
  • неправильный монтаж с несоблюдением технологии для каждого конкретного вида утеплителя.

Последствия этих ошибок могут быть весьма печальными. Это и ухудшении микроклимата в доме с повышением влажности и постоянным запотеванием окон в холодное время года, и появление конденсата в тех местах, где это не допустимо, и появление неприятно пахнущего грибка с постепенным загниванием внутренней отделки либо ограждающих конструкций.

Выбор способа утепления

Самое главное правило, которому лучше следовать всегда, гласит — утепляйте дом снаружи, а не изнутри! Значение этой важной рекомендации наглядно продемонстрировано на следующем рисунке:

Сине-красная линия на рисунке отображает изменение температуры в толще «пирога» стены. По ней прекрасно видно, что если утепление производить изнутри, в холодное время года стена будет промерзать.

Вот к примеру такой случай, кстати основанный на вполне реальных событиях. Живёт хороший человек в угловой квартире многоэтажного панельного дома и зимой, особенно в ветреную погоду, мёрзнет. Тогда он решает утеплить холодную стену. А так как квартира его на пятом этаже, то ничего лучше, чем утеплить изнутри, придумать не получается. При этом в один субботний полдень он по телевизору смотрит передачу о ремонте и видит, как там в похожей квартире утепляют стены тоже изнутри при помощи матов из минеральной ваты.

И всё там показали вроде бы правильно и красиво: выставили каркас, заложили утеплитель, закрыли его пароизоляционной плёнкой и обшили гипсокартоном. Но только не объяснили, что использовали минеральную вату не потому, что это самый подходящий материал для утепления стен изнутри, а потому, что спонсором их сегодняшнего выпуска является крупный производитель минераловатных утеплителей.

И вот наш хороший человек решает это повторить. Делает всё также, как по телевизору, и в квартире сразу становится ощутимо теплее. Только радость его от этого длится не долго. Через некоторое время он начинает ощущать, что в комнате появился какой-то посторонний запах и воздух стал как-будто тяжелее. А ещё через несколько дней внизу стены на гипсокартоне стали проявляться тёмные сырые пятна. Хорошо ещё, что обои не успел поклеить. Так что же случилось?

А случилось то, что панельная стена, закрытая от внутреннего тепла слоем утеплителя, быстро промёрзла. Водяные пары, которые содержатся в воздухе и из-за разницы парциальных давлений всегда стремятся изнутри тёплого помещения наружу, стали попадать в утеплитель, несмотря на сделанную пароизоляцию, через плохо проклеенные или вообще не проклеенные стыки, через дырки от скобок степлера и саморезов крепления гипсокартона. При контакте паров с промёрзшей стеной, на ней начал выпадать конденсат. Утеплитель стал сыреть и накапливать всё больше влаги, что и привело к неприятному затхлому запаху и появлению грибка. Кроме того намокшая минеральная вата быстро теряет свои теплосберегающие свойства.

Читайте также:  Расчет потребления газа

Встаёт вопрос — что же тогда человеку делать в данной ситуации? Ну для начала нужно всё таки постараться найти возможность сделать утепление снаружи. Благо сейчас всё больше появляется организаций, занимающихся такими работами вне зависимости от высоты. Конечно, их расценки многим покажутся очень высокими — 1000÷1500 руб.за 1м² под ключ. Но это только на первый взгляд. Если в полном объёме посчитать все затраты при внутреннем утеплении (утеплитель, его обшивка, шпаклёвки, грунтовки, новая покраска или новые обои плюс зарплата работникам), то в итоге разница с наружным утеплением становится не принципиальной и конечно лучше предпочесть именно его.

Другое дело, если нет возможности получить разрешение на наружное утепление (напр., дом имеет какие-то архитектурные особенности). В этом крайнем случае, если уж Вы решились утеплить стены изнутри, используйте утеплители с минимальной (почти нулевой) паропроницаемостью, такие как пеностекло, экструдированный пенополистирол.

Пеностекло является более экологичным материалом, но к сожалению и более дорогим. Так если 1 м³ экструдированнного пенополистирола стоит около 5000 рублей, то 1 м³ пеностекла — около 25000 рублей, т.е. в пять раз дороже.

Подробно о технологии внутреннего утепления стен будет говорится в отдельной статье. Сейчас отметим лишь тот момент, что при монтаже утеплителя необходимо по максимуму исключать нарушение его целостности. Так, например, ЭППС лучше к стене приклеивать и от дюбелей отказаться совсем (как на рисунке), либо свести их число к минимуму. В качестве отделки утеплитель покрывают гипсовыми штукатурными смесями, либо также обклеивают листами гипсокартона без всяких каркасов и без всяких саморезов.

Как определить нужную толщину утеплителя?

С тем, что утепление дома лучше производить снаружи, чем изнутри, мы более или менее разобрались. Теперь следующий вопрос — а сколько нужно заложить утеплителя в каждом конкретном случае? Зависеть это будет от следующих параметров:

  • какие климатические условия в данном регионе;
  • какой требуемый микроклимат в помещении;
  • какие материалы составляют «пирог» ограждающей конструкции.

Толщина слоя утеплителя определяется при проведении теплотехнического расчёта. Воспользуемся для этого одним из наиболее простых и наглядных онлайн-сервисов, находящимся здесь — http://rascheta.net/index.php

Немного о том, как им пользоваться:

Расчёт утепления стен дома

Допустим «пирог» нашей стены состоит из слоя гипсокартона — 10 мм (внутренняя отделка), газосиликатного блока D-600 — 300 мм, минераловатного утеплителя — ? мм и сайдинга.

Вносим в программу исходные данные в соответствии со следующим скриншотом:

Итак по пунктам:

1) Расчет выполнить согласно: — оставляем точку напротив «СП 50.13330.2012 и СП 131.13330.2012», как мы видим эти нормы более свежие.

2) Населенный пункт: — выбираем «Москва» либо любой другой, который есть в списке и к Вам ближе.

3) Тип зданий и помещений — устанавливаем «Жилые.»

4) Вид ограждающей конструкции — выбираем «Наружные стены с вентилируемым фасадом.» , так как наши стены обшиты снаружи сайдингом.

5) Расчетная средняя температура и относительная влажность внутреннего воздуха определяются автоматически, мы их не трогаем.

6) Коэффициент теплотехнической однородности «r» — его значение выбираем нажав на знак вопроса. Ищем, что нам подходит в появившихся таблицах. Если ничего не подходит — принимаем значение «r» из указаний Мосгосэкспертизы (указаны вверху страницы над таблицами). Для нашего примера мы взяли значение r=0,85 для стен с оконными проёмами.

Данный коэффициент в большинстве подобных онлайн-программ для теплотехнического расчёта отсутствует. Его введение делает расчёт более точным, так как он характеризует неоднородность материалов стены. К примеру, при расчёте кирпичной кладки этот коэффициент учитывает наличие растворных швов, теплопроводность которых значительно больше, чем у самого кирпича.

7) Опции расчёта: — ставим галочки напротив пунктов «Расчёт сопротивления паропроницанию» и «Расчёт точки росы».

8) Вносим в таблицу материалы, составляющие наш «пирог» стены. Обратите внимание — принципиально важно вносить их в очерёдности от наружного слоя к внутреннему.

Примечание: Если стена имеет наружный слой материала отделённый прослойкой вентилируемого воздуха (в нашем примере это сайдинг), этот слой в расчёт не включают. Он уже учтён при выборе вида ограждающей конструкции.

Итак, мы внесли в таблицу следующие материалы — минераловатный утеплитель KNAUF, газосиликат плотностью 600 кг/м³ и известково-песчаную штукатурку. При этом автоматически появляются значения коэффициентов теплопроводности (λ) и паропроницаемости (μ).

Толщины слоёв газосиликата и штукатурки нам известны изначально, вносим их в таблицу в миллиметрах. А искомую толщину утеплителя подбираем до тех пор, пока под таблицей не появится надпись «R пр >R норм (… > …) конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.«

В нашем примере условие начинает выполняться при толщине минеральной ваты равной 88 мм. Округляем это значение в большую сторону до 100 мм, так как именно такая толщина имеется в продаже.

Также под таблицей мы видим надписи, говорящие о том, что влагонакопление в утеплителе невозможно и выпадение конденсата невозможно. Это свидетельствует о правильно выбранной схеме утепления и толщине слоя утеплителя.

Кстати данный расчёт позволяет нам увидеть то, о чём говорилось в первой части этой статьи, а именно, почему утепление стен изнутри лучше не делать. Поменяем слои местами, т.е. поставим утеплитель внутрь помещения. Что при этом получается смотрите на следующем скриншоте:

Видно, что хотя конструкция по прежнему соответствует требованиям по теплопередаче, но условия паропроницаемости уже не выполняются и возможно выпадение конденсата, о чём сказано под табличкой материалов. О последствиях этого говорилось выше.

Ещё одним достоинством данной онлайн-программы является то, что нажав на кнопку «Отчёт» внизу страницы, можно получить весь проведённый теплотехнический расчёт в виде формул и уравнений с подстановкой всех значений. Кому то это возможно будет интересно.

Расчёт утепления чердачного перекрытия

Пример теплотехнического расчёта чердачного перекрытия показан на следующем скриншоте:

Отсюда видно, что в данном примере необходимая толщина минеральной ваты для утепления чердака составляет не менее 160 мм. Перекрытие — по деревянным балкам, «пирог» составляют — утеплитель, сосновые доски толщиной 25 мм, ДВП — 5 мм, воздушный зазор — 50 мм и подшивка гипсокартоном — 10 мм. Воздушный зазор присутствует в расчёте из-за наличия каркаса под гипсокартон.

Расчёт утепления цокольного перекрытия

Пример теплотехнического расчёта для цокольного перекрытия показан на следующем скриншоте:

В данном примере, когда цокольное перекрытие является монолитным железобетонным толщиной 200 мм и в доме есть неотапливаемое подполье, минимально необходимая толщина утепления экструдированным пенополистиролом составляет около 120 мм.

Таким образом выполнение теплотехнического расчёта позволяет правильно скомпоновать «пирог» ограждающей конструкции, выбрать необходимую толщину каждого слоя и в конце концов выполнить эффективное утепление дома. После этого главное произвести качественный и правильный монтаж утеплителя. Выбор их сейчас очень большой и в работе с каждым есть свои особенности. Об этом обязательно будет говориться в других статьях нашего сайта, посвящённых теме утепления жилища.

Будем рады видеть Ваши комментарии по данной теме!

Точка росы. расчет, определение

а также примеры расчета. Бесплатная программа-калькулятор +Добавить в избранное

Внутри
МатериалТолщинаR, кг/м3L, Вт/m/Kµ, min/max C, Дж/кг/К
1.см.
Снаружи
ТемператураВлажность
Выберите материалы вашей ограждающей конструкции

Случайные расчеты посетителей:

Материалы Сосна Экст.пенополистирол Сосна

Материалы Гипсокартон Слой воздуха Пароизоляция sd=2.3 Минеральная вата Ветрозащита sd=0.1 Черепица с обрешеткой
Читайте также:  Как рассчитать теплопотери дома

Точка росы

Причина №1. Высокая паропрозрачность внутренних слоев конструкции позволяют создать большое давление водянных паров в прохладных и холодных слоях конструкции, что, как я уже писал, приведет к повышенной конденсации.

Решение проблемы точки росы

Добавьте слабо проницаемых слоев внутри (пароизолцию) и/или добавьте вент зазор снаружи. Эта мера позволит сдержать поток водяных паров сквозь стены. Но не стоит переусердствовать т.к запертые пары внутри комнаты будут копиться и это приведет к ухудшении качества воздуха внутри помещений.

Если условия эксплуатации здания особенно суровые (-20 и ниже), то стоит рассмотреть возможность принудительного поступления в помещение подогретого воздуха с помощью теплообменников или нагревателей. Это позволит использовать герметичные пароизоляционные материалы без риска испортить микроклимат в доме.

Как выполняется расчет теплопотерь?

Расчет теплопотерь определяется на основании температуры внутреннего воздуха, температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции и температуры уличного воздуха.

Температура внутри стен меняется линейно. Угол наклона графика зависит от значения термического сопротивления материала в разных его слоях.

Усредненное значение сопротивления теплопередачи внутри здания принимаем Ri = 0,13 м2 К / Вт. ГОСТ 8.524-85 и DIN 4108

Термическое сопротивление остальных слоев Re соответствует перепаду температур между внутренней поверхностью стены и уличным воздухом. (Т поверхности стены – T за пределами здания ) dTe.

Затем по следующей формуле:

Ri / dTi = Re / dTe

Re = Ri * dTe / dTi

Общее тепловое сопротивление R = Re + Ri

R = Ri (1 + dTe / dTi)

И, наконец, значение теплопотерь

Температура в помещении: 20 ° C
на поверхность стены: 18 ° C
температура окружающей среды: -10 ° C

dТ = 2 ° C
DTE = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт

dТi = 2 ° C
dTe = 28 ° C
Ri = 0,13 м2 К / Вт
R = R (1 + dTe / dТi) = 1,95 м2 К / Вт

Программа расчета теплоизоляции K-Flex

Программа расчета теплоизоляции

Расчетная программа K-PROJECT предназначена для проектирования инженерных систем различного назначения с использованием в конструкции технической изоляции «K-FLEX», покрывных защитных материалов и комплектующих, основываясь на требованиях, содержащихся в нормах технологического проектирования и других нормативных докуметах:

  • СП 41-103-2000 «Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»;
  • ГЭСН-2001 Сборник №26 «Теплоизоляционные работы»;
  • СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Актуализированная редакция СНиП 23-01-99;
  • СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003;
  • ТР 12324 — ТИ.2008 «Изделия теплоизоляционные из каучука «K-FLEX» в конструкциях тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Программа выполняет следующие типы расчетов:

1. Для трубопроводов:

  • Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
  • Расчет изменение температуры теплоносителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет времени замерзания теплоносителя при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции.

2. Для плоских поверхностей:

  • Расчет теплового потока при заданной толщине изоляции;
  • Расчет температуры на поверхности изоляции при заданной толщине изоляции;
  • Расчет толщины изоляции с целью предотвращения образования конденсата на поверхности изоляции и другие.

Результаты расчетной программы K-PROJECT могут быть использованы при проектировании конструкций тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий, а также объектов ЖКХ, включая:

  • технологические трубопроводы с положительными и отрицательными температурами всех отраслей промышленности;
  • трубопроводы тепловых сетей при надземной (на открытом воздухе, подвалах, помещениях) и подземной (в каналах, тоннелях) прокладках;
  • трубопроводы систем отопления, горячего и холодного водоснабжения в жилищном и гражданском строительстве, а также на промышленных предприятиях;
  • низкотемпературные трубопроводы и оборудование холодильных установок;
  • воздуховоды и оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
  • газопроводы; нефтепроводы, трубопроводы с нефтепродуктами;
  • технологические аппараты предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой, пищевой, и др. отраслей промышленности резервуары для хранения холодной воды в системах водоснабжения и пожаротушения;
  • резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, мазута, химических веществ и т.д.

В программе реализован модуль расчета коэффициента теплоотдачи в зависимости от температур теплоносителя и окружающей среды, типа покровного слоя и ориентации трубопровода, позволяющий учитывать эти факторы при расчете теплотехнических характеристик.

В обновленной версии программы K-PROJECT 2.0 реализована возможность составлять рабочую документацию согласно ГОСТ 21.405-93 «СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепловой изоляции оборудования и трубопроводов»:

  • техномонтажная ведомость;
  • спецификация оборудования.

При формировании техномонтажной ведомости и спецификации, программа подбирает требуемые типоразмеры теплоизоляционных материалов K-FLEX, рассчитывает необходимое количество покровных материалов и аксессуаров K-FLEX для планируемого монтажа.

Расчет теплоизоляции

СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

Designing of thermal insulation of equipment and pipe lines

ОКС 91.140.10
ОКСТУ 49 2000

1 РАЗРАБОТАН ГУП НИИмосстрой при участии Государственного предприятия – Центр методологии нормирования и стандартизации в строительстве (ГП ЦНС) и группы специалистов

2 ОДОБРЕН И РЕКОМЕНДОВАН к применению в качестве нормативного документа Системы нормативных документов в строительстве постановлением Госстроя России от 16.08.2000 г. N 81

ОДОБРЕН для применения в странах СНГ протоколом N 16 от 02.12.99 г. Межгосударственной научно-технической комиссии по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Свод правил содержит указания по проектированию тепловой изоляции наружной поверхности оборудования и трубопроводов, выполнение которых обеспечит соблюдение обязательных требований к теплозащите тепловых сетей, технологических трубопроводов при строительстве, капитальном ремонте и эксплуатации теплоизоляционной конструкции, установленных действующим СНиП 2.04.14-88* “Тепловая изоляция оборудования трубопроводов”.

Решение вопроса о применении данного документа при проектировании и строительстве конкретных зданий и сооружений относится к компетенции проектной или строительной организации. В случае если принято решение о применении настоящего документа, все установленные в нем правила являются обязательными. Частичное использование требований и правил, приведенных в настоящем документе, не допускается.

В данный Свод правил включены методы расчета тепловой изоляции оборудования, технологических трубопроводов и трубопроводов надземных и подземных тепловых сетей, приведены таблицы толщины изоляции, составленные с ориентацией на применение высокоэффективных утеплителей на основе новых норм плотности теплового потока через изолированную поверхность оборудования и трубопроводов, введенных постановлением Госстроя России от 31.12.97 г. N 18-80.

В разработке Свода правил принимали участие: В.Г.Петров-Денисов (руководитель работы), Б.М.Шойхет, Л.В.Ставрицкая, Ю.В.Матвеев (АО “Теплопроект”), А.В.Сладков (НИИмосстрой), В.А.Глухарев (Госстрой России), Л.С.Васильева (ГП ЦНС).

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил следует применять при проектировании и монтаже тепловой изоляции наружной поверхности оборудования и трубопроводов с температурой содержащихся в них веществ от 50 до 600 °С и расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе, а также трубопроводов тепловых сетей при надземной прокладке и подземной, выполненной в каналах и бесканально.

2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ТРУБОПРОВОДОВ И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

2.1 Основные расчетные зависимости для определения теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций

Для теплового расчета изоляции используются уравнения стационарной теплопередачи через плоские и криволинейные поверхности.

Теплопередача плоской теплоизоляционной конструкции рассчитывается по формулам:

состоящей из слоев изоляции

где – поверхностная плотность теплового потока через плоскую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м ;

– температура среды внутри изолируемого оборудования, °С;

– температура окружающей среды, °С;

– термическое сопротивление теплоотдаче на внутренней поверхности стенки изолируемого объекта, м ·°С/Вт;

– то же, на наружной поверхности теплоизоляции, м ·°С/Вт;

– термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты стенки изолируемого объекта, м ·°С/Вт;

– то же, плоского слоя изоляции, м ·°С/Вт;

– полное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты -слойной плоской изоляции;

– термическое сопротивление -го слоя, м ·°С/Вт;

– линейная плотность теплового потока через цилиндрическую теплоизоляционную конструкцию, Вт/м;

– линейное термическое сопротивление теплоотдаче внутренней стенки изолируемого объекта, м·°С/Вт;

– то же, наружной изоляции м·°С/Вт;

– линейное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты цилиндрической стенки изолируемого объекта, м·°С/Вт;

– то же, цилиндрического слоя изоляции, м·°С/Вт;

– полное линейное термическое сопротивление кондуктивному переносу теплоты -слойной цилиндрической изоляции;

– линейное термическое сопротивление -го слоя, м·°С/Вт;

В уравнениях (1)-(4) термические сопротивления теплоотдаче и кондуктивному переносу теплоты определяются по формулам:

где , – коэффициенты теплоотдачи внутренней поверхности стенки изолируемого объекта и наружной поверхности изоляции, Вт/(м ·°С);

, , – коэффициенты теплопроводности соответственно материала стенки изолируемого объекта однослойной изоляции, изоляции -го слоя -слойной изоляции, Вт/(м·°С);

, , – толщина соответственно стенки изолируемого объекта, однослойной изоляции -го слоя -слойной изоляции, м;

, – внутренний и наружный диаметры стенки изолируемого объекта, м;

– наружный диаметр изоляции, м;

, – наружный и внутренний диаметры -го слоя -слойной изоляции, м.

Распределение температур в многослойной изоляции рассчитывается по формулам:

температуры на внутренней и наружной поверхностях стенки изолируемого объекта плоской формы:

температура на наружной поверхности первого слоя изоляции, на границе 1-го и 2-го слоев

и далее, начиная со 2-го слоя, на границах ( )-го и -го слоев

температура на наружной поверхности -слоя -слойной стенки:

Для цилиндрических многослойных изоляционных конструкций структура формул для расчета распределения температур имеет вид:

Значения поверхностной и линейной плотности тепловых потоков, входящих в формулы (8)-(15), определяются по (1)-(3), а термические сопротивления – по (5)-(7).

При применении формул (1), (3) необходимо знать коэффициенты теплопроводности изоляционных слоев. Поскольку они зависят от температуры, должны быть известны средние температуры каждого слоя, для определения которых необходимо знать температуры на границах слоев. Для их расчета обычно используется метод последовательных приближений путем проведения нескольких расчетных операций.

На первом этапе, принимая для всех слоев среднюю температуру изоляции, обычно равную полусумме температур внутренней и наружной среды, находят при этой температуре теплопроводность всех теплоизоляционных слоев. Затем, по (1), (3) определяют значения или и по (8)-(11) для плоской и по (12)-(15) цилиндрической стенок рассчитывают температуры на границах слоев и средние температуры каждого слоя.

На втором этапе по найденным на первом этапе средним температурам слоев вновь определяют теплопроводность всех слоев, затем находят плотности потоков тепла и снова рассчитывают послойные температуры, и так далее до требуемой точности расчета. Например, до тех пор, пока послойные температуры на -м и ( )-м шаге будут отличаться не более чем на 5%. Обычно для этой цели необходимо проведение не более 3-4 расчетных операций.

Значительное место в промышленной изоляции занимают теплоизоляционные конструкции подземных сооружений, основной особенностью которых является контакт с массивом окружающего грунта, что в значительной степени усложняет их тепловой расчет по сравнению с конструкциями, контактирующими с атмосферой.

Анализ температурных полей и тепловых потоков в теплоизоляционных конструкциях и в граничащих с ними грунтом позволил заключить, что непосредственно в теплоизоляции с достаточной для инженерных расчетов точностью температурное поле можно считать одномерным. Это позволит определить их термическое сопротивление по формулам (5)-(7).

Плотность теплового потока через теплоизоляционные конструкции, граничащие с грунтом, определяется в этом случае по формулам (1)-(4), в которых термические сопротивления внешней теплоотдаче и заменяются термическим сопротивлением грунта, зависящим от конфигурации изолируемого объекта, расположения его в массиве грунта и теплопроводности последнего.

2.2 Расчет тепловой изоляции трубопроводов и оборудования

Расчет тепловых потерь через изолированную поверхность оборудования и трубопроводов в общем случае следует выполнять для плоских поверхностей по формулам (1), (2), а для криволинейных по формулам (3), (4). Однако анализ особенностей теплообмена в теплоизоляционных конструкциях промышленных объектов позволяет существенно упростить расчетные формулы.

Термическое сопротивление теплоотдаче от внутренней среды к внутренней поверхности стенки изолируемого объекта для жидких и даже газообразных сред по сравнению с термическим сопротивлением кондуктивному переносу теплоты в изоляции составляет весьма незначительную величину и может не учитываться.

Исключение составляет весьма редкий случай, когда внутри объекта находится газовая среда и теплообмен между ней и внутренней поверхностью стенки осуществляется за счет естественной конвекции.

Стенки изолируемого промышленного оборудования и трубопроводов обычно изготовлены из металла, теплопроводность которого в 100 раз и более превышает теплопроводность изоляции, вследствие этого термическим сопротивлением стенки без заметного снижения точности расчета можно пренебречь.

Таким образом, основными расчетными формулами для определения тепловых потерь изолируемого оборудования являются:

для плоских поверхностей и криволинейных диаметром более 2 м

для трубопроводов диаметром менее 2 м

где – коэффициент дополнительных потерь, учитывающий теплопотери через теплопроводные включения в теплоизоляционных конструкциях, обусловленных наличием в них крепежных деталей и опор (таблица 1).

Таблица 1 – Значения коэффициента дополнительных потерь

Способ прокладки трубопроводов

На открытом воздухе, в непроходных каналах, тоннелях и помещениях:

Толщина утеплителя для стен

Однослойные стены, выполненные только из обычного керамического или силикатного кирпича, не соответствуют современным нормативным параметрам по теплосбережению.

Для обеспечения требуемых теплозащитных характеристик наружных стен необходимо использовать эффективный утеплитель, установленный с наружной стороны или в толще конструкции стен.

Применение утеплителя, в многослойных конструкциях наружных стен, позволяет обеспечить требуемую теплозащиту стен во всех регионах России. За счет применения утеплителя потери тепла снижаются приблизительно в 2 раза, уменьшается расход строительных материалов, снижается масса стеновых конструкций, а в помещении создаются требуемые санитарно-гигиенические условия, благоприятные и комфортные для проживания.

Расчет теплоизоляции стен

Способность ограждений оказывать сопротивление потоку тепла, проходящему из помещения наружу, характеризуется сопротивлением теплопередачи R.

Требуемая толщина утеплителя наружной стены вычисляется по формуле:

  • αут – толщина утеплителя, м
  • R тр – нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены, м 2 · °С/Вт;
    (см. таблица 2)
  • δ – толщина несущей части стены, м
  • λ – коэффициент теплопроводности материала несущей части стены, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • λут– коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м · °С) (см. таблица 1)
  • r – коэффициент теплотехнической однородности
    (для штукатурного фасада r=0,9; для слоистой кладки r=0,8)

Для многослойных конструкций в формуле (1) δ/λ следует заменить на сумму

δi – толщина отдельного слоя многослойной стены;

λi – коэффициент теплопроводности материала отдельного слоя многослойной стены.

При выполнении теплотехнического расчета системы утепления с воздушным зазором термическое сопротивление наружного облицовочного слоя и воздушного зазора не учитываются.

Таблица 1

МатериалПлотность,
кг/м 3
Коэффициент теплопроводности
в сухом состоянии λ, Вт/(м· о С)
Расчетные коэффициенты теплопроводности
во влажном состоянии*
λА,
Вт/(м· о С)
λБ,
Вт/(м· о С)
Бетоны
Железобетон25001,691,922,04
Газобетон3000,070,080,09
4000,100,110,12
5000,120,140,15
6000,140,170,18
7000,170,200,21
Кладка из кирпича
Глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе18000,560,700,81
Силикатного на цементно-песчаном растворе16000,700,760,87
Керамического пустотного плотностью 1400 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе16000,470,580,64
Керамического пустотного плотностью 1000 кг/м 3 (брутто) на цементно-песчаном растворе12000,350,470,52
Силикатного одиннадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе15000,640,700,81
Силикатного четырнадцати-пустотного на цементно-песчаном растворе14000,520,640,76
Дерево
Сосна и ель поперек волокон5000,090,140,18
Сосна и ель вдоль волокон5000,180,290,35
Дуб поперек волокон7000,100,180,23
Дуб вдоль волокон7000,230,350,41
Утеплитель
Каменная вата130-1450,0380,0400,042
Пенополистирол15-250,0390,0410,042
Экструдированный пенополистирол25-350,0300,0310,032

*λА или λБ принимается к расчету в зависимости от города строительства (см. таблица 2).

Читайте также:  Дефлектор цаги расчет и чертежи
Добавить комментарий