Un ejemplo de cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior. Metodología para el cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior Cálculo de ingeniería térmica de una pared de ladrillos

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 dependiendo de solución constructiva, características climatológicas de la zona 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.

¿Cuál es el objetivo del cálculo?

  1. Si, al calcular el costo de un edificio futuro, solo se tienen en cuenta las características de resistencia, entonces, naturalmente, el costo será menor. Sin embargo, esto supone un ahorro visible: posteriormente se gastará mucho más dinero en calentar la habitación.
  2. Los materiales seleccionados correctamente crearán un microclima óptimo en la habitación.
  3. Al planificar un sistema de calefacción, también se requiere un cálculo de ingeniería térmica. Para que el sistema sea rentable y eficiente, es necesario comprender las capacidades reales del edificio.

Requisitos térmicos

Es importante que las estructuras externas cumplan con los siguientes requisitos térmicos:

  • Tenían suficientes propiedades de protección contra el calor. En otras palabras, no se debe permitir que Hora de verano sobrecalentamiento de las instalaciones y, en invierno, pérdida excesiva de calor.
  • La diferencia de temperatura del aire entre los elementos internos de las cercas y las instalaciones no debe ser superior al valor estándar. De lo contrario, puede producirse un enfriamiento excesivo del cuerpo humano por la radiación de calor sobre estas superficies y la condensación de humedad del flujo de aire interno en las estructuras circundantes.
  • En caso de un cambio en el flujo de calor, las fluctuaciones de temperatura dentro de la habitación deben ser mínimas. Esta propiedad llamada resistencia al calor.
  • Es importante que la estanqueidad de las cercas no provoque un fuerte enfriamiento de las instalaciones y no afecte las propiedades de aislamiento térmico de las estructuras.
  • Los vallados deben tener condiciones normales de humedad. Dado que humedecer demasiado las cercas aumenta la pérdida de calor, provoca humedad en la habitación y reduce la durabilidad de las estructuras.

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.

Cualidades térmicas

De las características térmicas del exterior. elementos estructurales los edificios dependen:

  • Condiciones de humedad de elementos estructurales.
  • La temperatura de las estructuras internas, lo que asegura que no haya condensación sobre ellas.
  • Humedad y temperatura constantes en el local, tanto en la estación fría como en la cálida.
  • La cantidad de calor que pierde un edificio en periodo de invierno tiempo.

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.

Problemas de cálculos de ingeniería térmica.

Así, el cálculo de ingeniería térmica de elementos estructurales de cerramiento se realiza con el objetivo de:

  1. Cumplimiento del diseño requisitos modernos sobre protección térmica de edificios y estructuras.
  2. Proporcionar un microclima confortable en el interior.
  3. Garantizar una protección térmica óptima de las vallas.

Parámetros básicos para el cálculo.

Para determinar el consumo de calor para calefacción, así como para realizar el cálculo termotécnico de un edificio, es necesario tener en cuenta muchos parámetros en función de las siguientes características:

  • Finalidad y tipo de edificio.
  • Ubicación geográfica del edificio.
  • Orientación de paredes según los puntos cardinales.
  • Dimensiones de estructuras (volumen, área, número de pisos).
  • Tipos y tamaños de ventanas y puertas.
  • Características del sistema de calefacción.
  • El número de personas que hay en el edificio al mismo tiempo.
  • Material de paredes, pisos y techos del último piso.
  • Disponibilidad de sistema de suministro de agua caliente.
  • Tipo de sistemas de ventilación.
  • Otro caracteristicas de diseño edificios.

Cálculo de ingeniería térmica: programa.

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:

  • Resistencia termica.
  • Pérdida de calor a través de estructuras (techo, piso, aberturas de puertas y ventanas y paredes).
  • La cantidad de calor necesaria para calentar el aire infiltrante.
  • Selección de radiadores seccionales (bimetálicos, de hierro fundido, de aluminio).
  • Selección de radiadores de panel de acero.

Cálculo de ingeniería térmica: ejemplo de cálculo para paredes exteriores.

Para el cálculo es necesario determinar los siguientes parámetros básicos:

  • t in = 20°C es la temperatura del flujo de aire en el interior del edificio, que se toma para calcular vallas en base a los valores mínimos de los más temperatura optima edificio y estructura relevantes. Se acepta de acuerdo con GOST 30494-96.

  • De acuerdo con los requisitos de GOST 30494-96, la humedad en la habitación debe ser del 60%, como resultado, la habitación contará con condiciones normales de humedad.
  • De acuerdo con el Apéndice B de SNiP 23/02/2003, la zona de humedad está seca, lo que significa que las condiciones de funcionamiento de las cercas son A.
  • t n = -34 °C es la temperatura del flujo de aire exterior en invierno, que se acepta según SNiP basándose en el período de cinco días más frío y que tiene una probabilidad de 0,92.
  • Z ot.per = 220 días: esta es la duración del período de calefacción, que se acepta según SNiP, mientras que la temperatura media diaria ambiente≤8°C.
  • T de.trans. = -5,9 °C es la temperatura ambiente (promedio) durante el período de calefacción, aceptada según SNiP, con una temperatura ambiente diaria ≤ 8 °C.

Datos iniciales

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).

Condiciones cómodas

Veamos cómo se realizan los cálculos de ingeniería térmica. 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: esta es la diferencia de temperatura normalizada superficie interior estructuras y 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.

Condiciones de ahorro de energía

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 del aislamiento

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 del catálogo la marca de paneles sándwich con el espesor óptimo del 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.

La necesidad de realizar un cálculo.

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 conduce a una reducción del impacto de los 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.

Muy a menudo, las 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.

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 una solución de diseño que cumpla 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; superficie 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 solapamientos de accesos 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 Están fabricados con ladrillo cerámico hueco 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·hPa);

Para Enladrillado de ladrillo cerámico hueco con 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 m 2 ·°С/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

Yeso interior (mortero de cal-cemento)

Mampostería de ladrillos cerámicos huecos

Yeso externo ( mortero de cemento)

Aislante de lana mineral FACHADA BATTS

Yeso protector y decorativo (mortero cemento-perlita)

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 situación 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 deCondiciones interiores sanitarias, higiénicas y confortables. 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 exterior de diseño? 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

Si estás planeando construir
pequeña cabaña de ladrillos, entonces seguramente tendrá preguntas: "¿Qué
¿Qué espesor debe tener la pared?”, “¿Necesita aislamiento?”, “¿De qué lado debería colocarlo?”
¿aislamiento? etc. etcétera.

En este artículo intentaremos
comprenda esto y responda todas sus preguntas.

Cálculo térmico
Se necesita una estructura envolvente, en primer lugar, para saber qué
El grosor debe ser el de la pared exterior.

Primero, debes decidir cuánto
Los pisos estarán en su edificio y dependiendo de esto se hace el cálculo.
de cerramiento de estructuras según capacidad de carga (no en este artículo).

Por este cálculo definimos
la cantidad de ladrillos en la mampostería de su edificio.

Por ejemplo, resultaron 2 arcillas.
ladrillos sin huecos, longitud del ladrillo 250 mm,
espesor del mortero 10 mm, total 510 mm (densidad del ladrillo 0,67
Nos será útil más adelante). Superficie exterior Decidiste cubrir
azulejos de revestimiento, espesor 1 cm (asegúrese de informarse al comprar
densidad), y la superficie interior es yeso ordinario, espesor de capa 1,5
cm, tampoco olvides conocer su densidad. Un total de 535 mm.

Para que el edificio no
colapsado, esto es ciertamente suficiente, pero desafortunadamente en la mayoría de las ciudades
Los inviernos rusos son fríos y, por tanto, esas paredes se congelarán. y para que no
Las paredes estaban congeladas, necesitábamos otra capa de aislamiento.

Se calcula el espesor de la capa aislante.
de la siguiente manera:

1. Necesitas descargar SNiP en Internet
II 3-79*—
“Ingeniería térmica de la construcción” y SNiP 23-01-99 - “Climatología de la construcción”.

2. Construcción abierta de SNiP
climatología y encuentre su ciudad en la tabla 1*, y observe el valor en la intersección
columna “Temperatura del aire del quinquenio más frío, °C, seguridad
0,98" y líneas con tu ciudad. Para la ciudad de Penza, por ejemplo, t n = -32 o C.

3. Temperatura estimada del aire interior
llevar

t en = 20 o C.

Coeficiente de transferencia de calor para paredes internas.a pulg = 8,7 W/m 2˚С

Coeficiente de transferencia de calor para paredes exteriores en condiciones invernales.a norte = 23W/m2·˚С

Diferencia de temperatura estándar entre la temperatura interna
aire y la temperatura de la superficie interior de las estructuras envolventesΔ tn = 4°C.

4. Siguiente
Determinamos la resistencia a la transferencia de calor requerida utilizando la fórmula #G0 (1a) de la ingeniería de calefacción de edificios.
GSOP = (t en - t de.trans.) z de.trans. , GSOP=(20+4.5)·207=507.15 (para la ciudad
Penza).

Usando la fórmula (1) calculamos:

(donde sigma es el espesor directo
material y densidad lambda. Ilo tomé como aislamiento
espuma de poliuretano
paneles con una densidad de 0,025)

Consideramos que el espesor del aislamiento es de 0,054 m.

Por tanto el espesor de la pared será:

d = d 1 + d 2 + d 3 + d 4 =

0,01+0,51+0,054+0,015=0,589
metro.

Ha llegado la temporada de reformas. Me estaba rascando la cabeza: cómo hacer buenas reparaciones por menos dinero. No hay pensamientos sobre el crédito. Dependencia únicamente de lo existente...

En lugar de posponer renovaciones importantes de año en año, puedes prepararte para poder sobrevivir con moderación...

Primero, debes eliminar todo lo que quede de la antigua empresa que trabajaba allí. Rompemos el tabique artificial. Después de eso arrancamos todo...

Para mantener su hogar caliente en las heladas más severas, es necesario elegir el sistema de aislamiento térmico adecuado; para ello, se realiza un cálculo de ingeniería térmica de la pared exterior. El resultado de los cálculos muestra qué tan efectivo es el real o el diseñado. El método de aislamiento es.

Cómo hacer un cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior.

Primero, debes preparar los datos iniciales. Los siguientes factores influyen en el parámetro calculado:

  • la región climática en la que se encuentra la casa;
  • finalidad del local: edificio residencial, edificio industrial, hospital;
  • modo de funcionamiento del edificio: estacional o durante todo el año;
  • la presencia de aberturas de puertas y ventanas en el diseño;
  • humedad interior, diferencia entre temperaturas interior y exterior;
  • Número de pisos, características del piso.

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.

Cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior, ejemplo para un muro de hormigón celular

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=0,01m (yeso), δ2=0,2m (hormigón celular), δ3=0,065m (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

  1. Según la Tabla 1 SP 53.13330.2012, en determinadas condiciones, se supone que el régimen de humedad es normal. El valor requerido de Rtr se encuentra usando la fórmula:
    Rtr=a GSOP+b,
    donde a, b se toman de acuerdo con la tabla 3 SP 50.13330.2012. Para un edificio residencial y una pared exterior a = 0,00035; b = 1,4.
    GSOP – grados-día del período de calefacción, se encuentran mediante la fórmula (5.2) SP 50.13330.2012:
    GSOP=(tv-tot)zot,
    donde tв=20О С; tot – temperatura media del aire exterior durante el período de calefacción, según la Tabla 1 SP131.13330.2012 tot = -2,2°C; zdesde = 205 días. (duración de la temporada de calefacción según la misma tabla).
    Sustituyendo los valores de la tabla, encuentran: GSOP = 4551О С*día; Rtr = 2,99 m2*C/W
  2. Según la Tabla 2 SP50.13330.2012 para humedad normal, se seleccionan los coeficientes de conductividad térmica de cada capa del “pastel”: λB1 = 0,81 W/(m°C), λB2 = 0,26 W/(m°C), λB3 = 0,041 W/(m°C), λB4=0,81 W/(m°C).
    Utilizando la fórmula E.6 SP 50.13330.2012, se determina la resistencia a la transferencia de calor condicional:
    R0condición=1/αint+δn/λn+1/αext.
    donde αext = 23 W/(m2°C) del párrafo 1 de la tabla 6 SP 50.13330.2012 para paredes exteriores.
    Sustituyendo los números, obtenemos R0cond=2,54m2°C/W. Se aclara utilizando el coeficiente r=0,9, en función de la homogeneidad de las estructuras, la presencia de nervaduras, armaduras y puentes fríos:
    Rf=2,54·0,9=2,29m2°C/W.

El resultado obtenido muestra que la resistencia térmica real es menor que la requerida, por lo que es necesario reconsiderar el diseño del muro.

Cálculo térmico de una pared exterior, el programa simplifica los cálculos.

Los servicios informáticos sencillos aceleran los procesos computacionales y la búsqueda de los coeficientes necesarios. Vale la pena familiarizarse con los programas más populares.

  1. "TeReMok". Se ingresan los datos iniciales: tipo de edificio (residencial), temperatura interna 20O, régimen de humedad - normal, área de residencia - Moscú. La siguiente ventana abre el valor calculado de la resistencia estándar a la transferencia de calor: 3,13 m2*оС/W.
    A partir del coeficiente calculado, se realiza un cálculo de ingeniería térmica de una pared exterior hecha de bloques de espuma (600 kg/m3), aislada con espuma de poliestireno extruido “Flurmat 200” (25 kg/m3) y enlucida con mortero de cemento y cal. Seleccionar del menú materiales necesarios, indicando su espesor (bloque de espuma - 200 mm, yeso - 20 mm), dejando la celda con el espesor del aislamiento sin rellenar.
    Al hacer clic en el botón "Cálculo", se obtiene el espesor requerido de la capa de aislamiento térmico: 63 mm. La conveniencia del programa no elimina su inconveniente: no tiene en cuenta las diferentes conductividades térmicas del material de mampostería y del mortero. Gracias al autor, puedes decirlo en esta dirección http://dmitriy.chiginskiy.ru/teremok/
  2. El segundo programa lo ofrece el sitio http://rascheta.net/. Su diferencia con el servicio anterior es que todos los espesores se configuran de forma independiente. En el cálculo se introduce el coeficiente de uniformidad térmica r. Se selecciona de la tabla: para bloques de hormigón celular con refuerzo de alambre en juntas horizontales r = 0,9.
    Después de completar los campos, el programa emite un informe sobre cuál es la resistencia térmica real de la estructura seleccionada y si cumple condiciones climáticas. Además, se proporciona una secuencia de cálculos con fórmulas, fuentes normativas y valores intermedios.

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.