Ein paar Worte zum Wärmegleichmäßigkeitskoeffizienten von umschließenden Strukturen. Ungefähre technische Methoden. Ausgangsdaten für wärmetechnische Berechnungen

Berechnungsbeispiel

Bestimmen Sie den reduzierten Wärmeübergangswiderstand R 0 r einer einmoduligen dreischichtigen Stahlbetonplatte mit flexiblen Anschlüssen an die Fensteröffnung eines großflächigen Wohngebäudes der Serie III-133.

Tabelle I.3 - Bestimmung des Einflusskoeffizienten f i

2. Zwischenwerte sollten durch Interpolation ermittelt werden.

A. Ausgangsdaten

Das 300 mm dicke Paneel enthält äußere und innere Stahlbetonschichten, die durch zwei Aufhänger (in den Pfeilern), eine Strebe im unteren Bereich der Fensterbank und Abstandshalter miteinander verbunden sind: 10 an den horizontalen Fugen und 2 im Fensterschrägenbereich (Abbildung I.1).

Tabelle I.4 zeigt die Designparameter des Panels.

Tabelle I.4

Im Bereich von Aufhängern und Scharnieren weist die innere Betonschicht Verdickungen auf, die einen Teil der Dämmschicht ersetzen.

B. Berechnungsverfahren

Das Zaundesign enthält die folgenden wärmeleitenden Einschlüsse; horizontale und vertikale Fugen, Fensterschrägen, Verdickung der inneren Stahlbetonschicht und flexible Verbindungen (Aufhängungen, Streben, Streben).

Um den Einflusskoeffizienten einzelner wärmeleitender Einschlüsse zu bestimmen, berechnen wir zunächst den Wärmewiderstand einzelner Abschnitte der Platte nach Formel (4):

in der Verdickungszone der inneren Stahlbetonschicht

R y =0,175/2,04+0,06/0,042+0,065/2,04=1,546 m 2 ×°C/W;

entlang der horizontalen Fuge

R jn g =0,1/2,04+0,135/0,047+0,065/2,04=2,95 m 2 ×°C/W;

1 - Abstandshalter; 2 - Schleife; 3 - Anhänger; 4 - Betonverdickungen (d=75 mm der inneren Stahlbetonschicht); 5 - Strebe Abbildung I.1

- Dreischichtiges Paneeldesign mit flexiblen Verbindungen

entlang einer vertikalen Fuge

Wärmewiderstand der Platte fern von wärmeleitenden Einschlüssen

R k con =0,1/2,04+0,135/0,042+0,065/2,04=3,295 m 2 × °C/W.

Bedingter Widerstand gegen Wärmeübertragung von wärmeleitenden Einschlüssen

R 0 con =1/8,7+3,295+1/23=3,453 m 2 ×°C/W.

Da das Panel eine vertikale Symmetrieachse hat, werden die folgenden Werte für die Hälfte des Panels ermittelt.

Bestimmen wir die Fläche der Hälfte des Paneels, ohne die Fensteröffnung zu berücksichtigen

A 0 =0,5(2,8×2,7-1,48×1,51)=2,66 m2.

Plattendicke d w =0,3 m.

Bestimmen wir den Bereich der Einflusszonen A i und den Koeffizienten f i für jeden wärmeleitenden Einschluss der Platte:

für Horizontalfuge

R jn g /R k con =2,95/3,295=0,895.

Gemäß Tabelle I.3 f i =0,1. Einflussbereich Zone nach Formel (12)

Ai =0,3×2×1,25=0,75m2;

für vertikale Verbindung

R jn v /R k con =1,394/3,295=0,423.

Gemäß Tabelle I.3 f i =0,375. Einflussbereich Zone nach Formel (12)

A i =0,3×2,8=0,84 m 2 ;

für Fensterneigungen mit d" F = 0,065 m und d" w = 0,18 m, nach Tabelle I.3 f i = 0,374. Der Einflussbereich der halben Fensteröffnung unter Berücksichtigung der Eckabschnitte wird nach Formel (13) bestimmt.

A i =0,5=1,069 m 2 ;

für Betonverdickungen der inneren Stahlbetonschicht in der Aufhängungs- und Gelenkzone bei R" y /R k con =1,546/3,295= 0,469, gemäß Tabelle I.3 f i =0,78. Die Gesamtfläche der Einflusszone von Die Aufhängungs- und Scharnierverdickungen ergeben sich aus der Formel (14)

A i =(0,6+2×0,3)(0,47+0,1)+(0,2+0,3+0,1)(0,42+0,3+0,075)=1,161 m 2;

für Aufhängung (Stabdurchmesser 8 mm) nach Tabelle I.3 f i =0,16, Einflussbereich nach Formel (14)

A i =(0,13+0,3+0,14)(0,4+2×0,3)=0,57 m 2 ;

für eine Strebe (Stabdurchmesser 8 mm) nach Tabelle I.3 f i =0,16, nach Formel (14)

A i =(0,13+0,3)(0,22+0,3+0,09)=0,227 m 2 ;

für Abstandhalter (Stabdurchmesser 4 mm) nach Tabelle I.3 f i =0,05.

Bei der Ermittlung der Gesamtfläche der Einflusszone von fünf Abstandhaltern ist zu berücksichtigen, dass die Breite der Einflusszone von der Stoßseite her durch den Plattenrand begrenzt ist und nach Formel (14) 0,09 m beträgt )

A i =5(0,3+0,3)×(0,3+0,09)=1,17 m2.

Berechnen wir r mit Formel (11)

r=1/(1+(0,84×0,375+0,75×0,1+1,069×0,374+1,161×0,78+0,57×0,16+0,227×0,16+

1,17×0,05))=0,71.

Der reduzierte Wärmeübergangswiderstand des Panels wird durch Formel (8) bestimmt.

R 0 r =0,71×3,453=2,45 m 2 ×°C/W.

Technischer Artikel

Einfrieren von Bauwerken im Winter und Überhitzung im Sommer, die Bildung von Kondenswasser und damit eine Verkürzung ihrer Lebensdauer sowie ein hoher Energieverbrauch des Gebäudes sind die Hauptfolgen von Fehlern bei thermischen Berechnungen. Im modernen Bauwesen ist der Wärmewiderstand neben der Tragfähigkeit ein wichtiger Parameter umschließender Bauwerke. Die Voraussetzungen für die Schaffung eines zuverlässigen, umweltfreundlichen Wohnumfelds mit angemessenem Energieverbrauch werden vom Forschungsinstitut für Bauphysik der Russischen Akademie für Architektur und Bauwissenschaften (NIISF RAASN) geschaffen, das dem Bauministerium der Russischen Föderation unterstellt ist. Seit Inkrafttreten des von ihm entwickelten Regelwerks SP 50.13330.2012 „Wärmeschutz von Gebäuden. Aktualisierte Ausgabe von SNiP 23.02.2003“ Der Ansatz zur Bestimmung des reduzierten Widerstands von umschließenden Strukturen hat sich erheblich geändert. Anstelle der üblichen tabellarischen Werte des Wärmegleichmäßigkeitskoeffizienten umschließender Bauwerke ist es nun erforderlich, jede Gebäudehülle separat zu berechnen. Welche Vorteile bietet die neue Berechnungsmethode in der Praxis?

Als Beispiel für eine Gebäudehülle betrachten wir die kombinierte Überdachung eines Mehrfamilienhauses. Bei der Durchführung von Berechnungen gemäß der in SNiP 23.02.2003 beschriebenen Methodik zur Bestimmung des reduzierten Widerstands werden wir für diese Art von Strukturen keine tabellarischen Homogenitätswerte finden. Daher müssen Sie sich nur noch auf Ihre Intuition verlassen und diese Werte zufällig auswählen. Oder man stützt sich auf Daten von Bauwerken mit ähnlichen Werten, wie etwa Dachgeschossböden, deren Homogenitätswert im Bereich von 0,5 bis 0,9 liegt.

Bei der Lösung des Problems gemäß den in Anhang E SP 50.13330.2012 beschriebenen Standards können wir anhand der spezifischen Geometrie den Wert des thermischen Homogenitätskoeffizienten der betrachteten Struktur oder des betrachteten Fragments genau bestimmen. Für eine kombinierte Dacheindeckung ermitteln wir die Flächen-, Linien- und Punktelemente, aus denen sich die umschließende Struktur zusammensetzt. Lassen Sie uns die häufigsten auflisten. Flach bezieht sich auf den Bereich des Daches entlang der Oberfläche, linear bezieht sich auf Anschlüsse an verschiedene Arten von Brüstungen, Dachausgängen, Lüftungsschächten usw. und Punkt bezieht sich auf die Befestigung von Isolierung und Abdichtung. Als nächstes müssen Sie den spezifischen geometrischen Indikator für jedes der auf dem Dach vorhandenen Elemente finden. Durch Bestimmen der Fläche für flache Elemente, der Länge für lineare Elemente und der Stückzahl für Punktelemente. In der Regel sind bei solchen Bauwerken unter den linearen Elementen die an der Brüstung angrenzenden Elemente der größte spezifische geometrische Indikator.

Anschließend muss der spezifische Wärmeverlust durch das Element berechnet werden. Um diesen Parameter zu bestimmen, können Sie vorgefertigte Tabellenwerte aus SP 230.1325800.2015 verwenden oder den Knoten in einem speziellen Programm zur Berechnung von Wärmefeldern simulieren und den spezifischen Wärmeverlust durch den Knoten selbst bestimmen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in eine Tabelle gemäß Formular E2 SP 50.13330.2012 eingetragen und der reduzierte Wärmedurchgangswiderstand des betrachteten Fragments der umschließenden Struktur wird anhand der Formel E1 SP 50.13330.2012 berechnet.

Schauen wir uns nun anhand eines Beispiels das kombinierte Dach eines herkömmlichen Abschnitts eines Mehrfamilienhauses an. Bei der Berechnung des reduzierten Widerstands nehmen wir zwei Elemente mit dem größten geometrischen Index: die Dachfläche und den Anschluss an die nicht isolierte Brüstung. Die übrigen Elemente berücksichtigen wir bei der Berechnung nicht.

Ausgangsdaten zur Berechnung:

Die Dachfläche beträgt 263 m2;

Die Länge der Anschlüsse zur Brüstung beträgt 101 m;

Der bedingte Wärmedurchgangswiderstand eines homogenen Teils des Daches beträgt 5,526 m 2 * 0 C/W;

Der Wärmewiderstand der Dämmschicht an der Wand beträgt 3 m 2 * 0 C/W;

Die Wärmeleitfähigkeit des Brüstungssockels beträgt 0,6 W/m2 * 0 C;

Der Wärmewiderstand der Dämmschicht auf der Beschichtungsplatte beträgt 5 m 2 * 0 C/W;

Es gibt keine zusätzliche Isolierung der Brüstung.

Wir führen die Berechnung mit den verfügbaren Parametern durch und tragen die Ergebnisse in Tabelle 1 ein (ein Formular ähnlich Tabelle E2). Die Werte der spezifischen Wärmeverluste durch die Brüstung basieren auf den Daten in Tabelle G.42 SP 230.1325800.2015.

Tabelle 1

Der reduzierte Widerstand für eine solche Konstruktion beträgt R pr = 2,978 m 2 * 0 C/W. Und der Wert des thermischen Homogenitätskoeffizienten beträgt r=0,54.

Beispiel 1: Temperaturfelder des Übergangs zur Brüstung. Option 1.*

Nehmen wir Anpassungen an den Originaldaten vor. Reduzieren wir die Wärmeleitfähigkeit des Sockels auf 0,2 W/m2 * 0 C und fügen wir der Brüstung eine 500 mm hohe Dämmung hinzu. Die Werte der spezifischen Wärmeverluste durch die Brüstung basieren auf den Daten in Tabelle G.47 SP 230.1325800.2015.

Korrigieren wir Tabelle 1.

Nun beträgt der reduzierte Widerstand für das gleiche Design R pr = 3,973 m 2 * 0 C/W. Und der thermische Gleichmäßigkeitskoeffizient beträgt r=0,72.

Beispiel 2: Temperaturfelder des Übergangs zur Brüstung. Option 2.*

Somit erreichen wir durch geringfügige Änderungen an der Gestaltung des Übergangs zur Brüstung und ohne Änderung der Dicke der Hauptisolierung eine Erhöhung des Wertes des reduzierten Widerstands um 33 % gegenüber dem ursprünglichen Wert.

Aus dem Vorstehenden können wir schließen: Je detaillierter und rationeller, nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Tragfähigkeit, sondern auch unter dem Gesichtspunkt der Wärmetechnik, alle Komponenten ausgearbeitet sind, desto weniger Wärme entsteht im Gebäude wird durch die umschließenden Strukturen verloren gehen und desto höher ist die Effizienz der Verwendung von Isolierungen in solchen Konstruktionen.

Bei TECHNONICOL können Sie eine vollständige wärmetechnische Berechnung eines Gebäudes gemäß der Methodik SP 50.13330.2012 oder eine Berechnung einer bestimmten Einheit zur Bestimmung des Wärmeverlusts und zur Erfüllung sanitärer und hygienischer Anforderungen bestellen.

Abbildung H.1 – Diagramme wärmeleitender Einschlüsse in umschließenden Strukturen

H.1 BERECHNUNG DES THERMISCHEN HOMOGENÖSITÄTSKOEFFIZIENTS NACH FORMEL (12)

DIESES REGELKODEX

Tabelle H.1 – Bestimmung des Koeffizienten

Berechnungsbeispiel

Bestimmen Sie den verringerten Wärmeübergangswiderstand einer Platte mit wirksamer Isolierung (expandiertes Polystyrol) und einer Stahlverkleidung eines Industriegebäudes.

Ausgangsdaten

Plattengröße 6x2 m. Strukturelle und thermische Eigenschaften der Platte:

Dicke der Stahlverkleidung 0,001 m, Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ;

Dicke der Polystyrolschaumisolierung 0,2 m, Wärmeleitfähigkeitskoeffizient .

Durch Sicken des Blechmaterials entlang der verlängerten Plattenseiten entsteht ein wärmeleitender Einschluss vom Typ IIb (Bild H.1) mit einer Breite = 0,002 m.

Berechnungsverfahren

Wärmeübertragungswiderstand vom Schalter weg und entlang des wärmeleitenden Schalters:

Der Wert des dimensionslosen Parameters des wärmeleitenden Einschlusses gemäß Tabelle N.2

0,002·58/(0,2·0,04)=14,5.

Tabelle N.2 – Bestimmung des Koeffizienten

Anhand der Tabelle N.2 ermitteln wir durch Interpolation den Wert

0,43+[(0,665-0,43)4,5]/10=0,536.

Koeffizient nach Formel (13)

Der Wärmegleichmäßigkeitskoeffizient des Panels gemäß Formel (12)

Reduzierter Wärmeübergangswiderstand nach Formel (11)

H.2 BERECHNUNG DES THERMISCHEN HOMOGENÖSITÄTSKOEFFIZIENTS NACH FORMEL (14)

DIESES REGELKODEX

Berechnungsbeispiel

Bestimmen Sie den reduzierten Wärmeübergangswiderstand einer einmoduligen dreischichtigen Stahlbetonplatte mit flexiblen Anschlüssen an die Fensteröffnung eines großflächigen Wohngebäudes der Serie III-133.

Ausgangsdaten

Das 300 mm dicke Paneel enthält äußere und innere Stahlbetonschichten, die durch zwei Aufhänger (in den Pfeilern), eine Strebe im unteren Bereich der Fensterbank und Abstandshalter miteinander verbunden sind: 10 an den horizontalen Fugen und 2 im Fensterschrägenbereich (Abbildung N.2).

1 - Abstandshalter; 2 - Schleife; 3 - Anhänger;

4 - Betonverdickungen (=75 mm innere Stahlbetonschicht); 5 - Strebe

Abbildung H.2 – Aufbau einer dreischichtigen Platte mit flexiblen Verbindungen

In #M12293 0 1200037434 4120950664 4294967273 80 2997211231 403162211 2325910542 403162211 2520Tabelle H.4#S zeigt die berechneten Parameter des Panels.

Im Bereich von Aufhängern und Scharnieren weist die innere Betonschicht Verdickungen auf, die einen Teil der Dämmschicht ersetzen.

Berechnungsverfahren

Die Zaunkonstruktion enthält folgende wärmeleitende Einschlüsse: horizontale und vertikale Fugen, Fensterschrägen, Verdickung der inneren Stahlbetonschicht und flexible Verbindungen (Aufhängungen, Streben, Streben).

Um den Einflusskoeffizienten einzelner wärmeleitender Einschlüsse zu bestimmen, berechnen wir zunächst den Wärmewiderstand einzelner Abschnitte der Platte nach Formel (7):

in der Verdickungszone der inneren Stahlbetonschicht

R y =0,175/2,04+0,06/0,042+0,065/2,04=1,546 m 2 ×°C/W;

- Dreischichtiges Paneeldesign mit flexiblen Verbindungen

Wärmewiderstand der Platte fern von wärmeleitenden Einschlüssen

Bedingter Widerstand gegen Wärmeübertragung weg von wärmeleitenden Einschlüssen

Da das Panel eine vertikale Symmetrieachse hat, werden die folgenden Werte für die Hälfte des Panels ermittelt.

Bestimmen wir die Fläche der Hälfte des Paneels, ohne die Fensteröffnung zu berücksichtigen

Plattendicke =0,3 m.

Bestimmen wir den Bereich der Einflusszonen und den Koeffizienten für jeden wärmeleitenden Einschluss des Panels:

für Horizontalfuge

2,95/3,295=0,895.

Gemäß Tabelle N.3 =0,1. Einflussbereich Zone nach Formel (15)

;

für vertikale Verbindung

Tabelle H.3 – Bestimmung des Einflusskoeffizienten

Gemäß Tabelle N.3 =0,375. Einflussbereichszone nach Formel (15)

;

für Fensterneigungen bei = 0,065 m und = 0,18 m, nach Tabelle H.3 = 0,374. Die Fläche des Einflussbereichs der halben Fensteröffnung unter Berücksichtigung der Eckabschnitte wird nach Formel (16) bestimmt.

für Betonverdickungen der inneren Stahlbetonschicht im Aufhänge- und Gelenkbereich bei =1,546/3,295=0,469 gemäß Tabelle M.3*=0,78. Die Gesamtfläche der Einflusszone der Aufhängungs- und Scharnierverdickungen ergibt sich nach Formel (17)

für Aufhängung (Stabdurchmesser 8 mm) nach Tabelle N.3 = 0,16, Einflussbereich nach Formel (17)

für eine Strebe (Stabdurchmesser 8 mm) nach Tabelle N.3 = 0,16, nach Formel (17)

für Distanzstücke (Stabdurchmesser 4 mm) nach Tabelle N.3 =0,05.

Bei der Ermittlung der Gesamtfläche der Einflusszone von fünf Abstandhaltern ist zu berücksichtigen, dass die Breite der Einflusszone von der Stoßseite her durch die Plattenkante begrenzt ist und laut Formel 0,09 m beträgt (18)

Berechnen wir mit Formel (14)

Der reduzierte Wärmeübergangswiderstand des Panels wird durch Formel (11) bestimmt.

Tabelle H.4

ANHANG P