Теплотехнический расчет ограждающих конструкций в программе LIT THERMO ENGINEER, скачать
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций — это важная часть при проектировании домов и иных сооружений. Ограждающие конструкции должны обеспечивать оптимальный микроклимат, тепловую защиту и защиту от переувлажнения.
Для того, чтобы стены дома были прочными, а все входящие в пирог конструкции компоненты сбалансированными, необходимо подбирать строительные материалы надлежащих качества и свойств.
В данном обзоре подробно рассмотрены все особенности теплотехнического расчета ограждающих конструкций, а в качестве полезного инструмента, упрощающего все эти расчеты, выступит программа LIT THERMO ENGINEER.
Расчет приведенного сопротивления теплопередаче, профилей температуры, влажности и зоны влагоконденсации
Прежде чем приступать к теплотехническому расчету, отметим, какие документы взяты за основу вычислений в рассматриваемой программе LIT THERMO ENGINEER:
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003».
- СП 230.1325800.2015 «Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей».
- СП 131.13330.2012 «Строительная Климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99».
Запускаем программу (ссылка на скачивание и описание установки в конце обзора). В открывшемся окне вбираем первый расчет и переходим к нему:
Теперь перейдем к вводу основных параметров с подробным описанием в соответствии с нормативными документами.
Первая зона для ввода данных — «Условия окружающей среды». Здесь указываются климатические параметры региона, для которого производится расчет:
 |
Нажав кнопку изменить, вы можете выбрать нужный регион Российской Федерации. Все данные взяты из СП 131.13330.2012 «Строительная Климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99». |
| Для выборного региона выдается: градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) — показатель, равный произведению разности температуры внутреннего воздуха и средней температуры наружного воздуха за отопительный период на продолжительность отопительного периода; Rтр — нормируемое сопротивление теплопередаче; nt — коэффициент, который рассчитывается по формуле 5.3 из СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». | |
| Далее указываются: температура и влажность окружающего воздуха наиболее холодной пятидневки, температура и влажность внутри помещения. Все эти данные можно вручную корректировать или оставить по умолчанию согласно СНиП и СанПиН. |
В следующем блоке вводятся данные о типе здания и ограждающей конструкции.
По типу здания подразделяются на:
- Жилые, гостиницы и общежития, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты.
- Общественные, административные и бытовые, производственные, вспомогательные и складские помещения.
- Производственные помещения с сухим и нормальным режимом.
Типы ограждающих конструкций: стены, перекрытия, окна, двери, фонари.
Блок «Условия эксплуатации» дает следующий выбор:
- Сухой материал (средние значения).
- Условия эксплуатации А (СНиП).
- Условия эксплуатации Б (СНиП).
Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства, необходимые для выбора теплотехнических показателей материалов наружных ограждений, следует устанавливать по таблице 2 (СП 50.13330.2012). Зоны влажности следует принимать по приложению В (СП 50.13330.2012).
В блоке «Геометрические характеристики» указываются:
- Площадь фрагмента ограждающей конструкции (м²) — площадь фасада здания за вычетом суммарной площади светопроемов.
- Отапливаемый объем элемента (м³) — объем помещения (или здания) в зависимости от конкретного фрагмента.
В следующем блоке окна программы указываются параметры здания (сооружения) с заданными по умолчанию коэффициентами теплопередачи.
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (СП 50.13330.2012, таблица 4):
| Внутренняя поверхность ограждения | Коэффициент теплоотдачи αв, Вт/(м² × °С) |
| 1) Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию между гранями соседних ребер h ⁄ a ≤ 0,3 | 8,7 |
| 2) Потолков с выступающими ребрами при отношении h ⁄ a ≤ 0,3 | 7,6 |
| 3) Окон | 8,0 |
| 4) Зенитных фонарей | 9,9 |
| Примечание — Коэффициент теплоотдачи αв внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии с СП 106.13330. | |
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (СП 50.13330.2012, таблица 6):
| Наружная поверхность ограждающих конструкций | Коэффициент теплоотдачи для зимних условий, αн, Вт/(м² × °С) |
| 1) Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне | 23 |
| 2) Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне | 17 |
| 3) Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом | 12 |
| 4) Перекрытий над неотапливаемыми подвалами и техническими, подпольями, не вентилируемых наружным воздухом | 6 |
Следующий важный блок позволяет ввести параметры ограждающей конструкции послойно. Можно выбрать как заготовленные в программе конфигурации, так и составить индивидуальную послойную конструкцию. Рассмотрим, как это можно сделать:
| Чтобы добавить свою конфигурацию ограждающей конструкции, необходимо нажать кнопу «Добавить». |  |
| Попадаем в редактор конструкций, разобраться в котором очень легко. Здесь указывается имя конструкции, вид ограждения и добавляются материалы слоев с указанием толщины в миллиметрах. Блок с выбором материалов слоев состоит из четырех окон: основной элемент стены; наличие внутреннего утепления или отделки (для заполнения этого пункта и последующих нужно поставить галочку в специальное поле); наличие наружного утепления; наличие наружной облицовки или отделки. При этом в каждом из рассмотренных участках может быть задано несколько слоев, задавая которые нужно придерживаться правила — последовательность расположения слоев определяется порядком изнутри наружу. |  |
| Нажимаем кнопку с плюсиком в кружочке и попадаем в справочник материалов. Выбираем нужный материал и нажимаем кнопку «Добавить материал в конструкцию». Если нужного материала в списке не имеется, то можно добавить свой материал нажатием в данном окне кнопки с плюсиком в кружочке. |  |
| Добавляем еще один материал в ограждающую конструкцию. Указываем толщину материалов. После нажатия кнопки Сохранить, конструкция будет сформирована и сохранена. Завершая обзор данного блока, стоит обозначить роль кнопок со стрелками. С их помощью, если используется несколько материалов в одном слое, можно менять порядок расположения. Также важно понимать, какой материал в какой слой можно добавлять. Так, в представленном скриншоте, минеральный утеплитель включен в блок внутреннего утепления. Естественно это неправильно и нелогично. Такое утепление нужно задавать в блоке наружного утепления. Обращайте на это внимание при расчетах, так как по ошибке поместив нужные материалы в другом порядке, вы получите неверный результат. В дальнейших расчетах порядок будет изменен на правильный. |  |
Остается последний блок «Элементы неоднородности», после которого можно переходить к итоговому расчету. На теплотехническую неоднородность конструкции влияют различные включения (элементы связи между слоями из материала), уменьшающие ее приведенное термическое сопротивление. В обзоре данный блок не будет заполняться. Но при необходимости более детального расчета, заполнить его не составит особого труда. Единственный ньюанс — обратите особое внимание на правильность указания вида ограждения при создании собственной конструкции (рассматривалось выше). Каждому виду ограждений относятся свои точечные включения и линейные неоднородности.
Производим расчет и получаем результат, который можно выгрузить в pdf формат.
Данные для расчета:
- Данные для расчета в соответствии с СП 131.13330.2012: Российская Федерация, Московская область, Москва, ГСОП = 4551, Rтр = 2,99285 м²·°С ⁄ Вт, nt = 1.
- Тип здания: Жилые, гостиницы и общежития, лечебно-профилактические, детские учреждения, школы, интернаты.
- Тип ограждающей конструкции: Стены.
- Температура воздуха внутри помещения, 20°С.
- Влажность воздуха внутри помещения, 55%.
- Температура окружающего воздуха, -25°С.
- Влажность окружающего воздуха, 83%.
- Условия эксплуатации: Сухой материал (средние значения).
- Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности 8,7.
- Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности 23.
- Конструкция: Конструкция №1. Площадь фрагмента оболочки 10 м².
- Материал слоя 1: Газо- и пенобетон на цементном вяжущем, плотность 400 кг ⁄ м³, толщина 400 мм.
- Материал слоя 2: Плиты минераловатные из каменного волокна, плотность 60 кг ⁄ м³, толщина 200мм.
- Элементы неоднородности отсутствуют.
Результаты расчета:
| Термическое сопротивление конструкции | 9,35 м²·°С ⁄ Вт |
| Сопротивление теплопередаче конструкции | 9,51 м²·°С ⁄ Вт |
| Тепловой поток через конструкцию | 4,73 Вт ⁄ м² |
| Сопротивление паропроницаемости конструкции | 2,31 м²·ч·Па ⁄ мг |
| Поток влаги через конструкцию | 511,89 мг ⁄ м² |
| Выпадение конденсата | Присутствует |
| Нормируемая удельная теплозащитная характеристика | 0,8 Вт ⁄ м³·°С |
| Расчетная удельная теплозащитная характеристика | 0,01 Вт ⁄ м³·°С |
| Требуемое сопротивление теплопередаче | 2,99 м²·°С ⁄ Вт |
| Приведенное сопротивление теплопередаче | 9,51 м²·°С ⁄ Вт |
Сопротивления слоев:
| Материал слоя | Ri, м²·°С ⁄ Вт | Rpi, м²·ч·Па ⁄ мг |
| 1) Газо- и пенобетон на цементном вяжущем | 3,64 | 1,74 |
| 2) Плиты минераловатные из каменного волокна | 5,71 | 0,57 |
Анализировать полученные данные мы не будем, так как расшифровка всех параметров и результатов — это скорее тема отдельного полноценного материала. Поэтому сконцентрируемся на обзоре программы LIT THERMO ENGINEER и перейдем к следующему расчету.
Расчет нормируемой и удельной теплозащитной характеристики здания
Прежде чем переходить к расчетам, выделим несколько выдержек из нормативной литературы.
В пункте 5.1 СП 50.13330.2012 указано, что теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:
- Приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих
конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные
требования). - Удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше
нормируемого значения (комплексное требование). - Температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна
быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое
требование). - Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном
выполнении условий 1,2 и 3.
Удельная теплозащитная характеристика здания — это количество теплоты, равное потерям тепловой энергии через теплозащитную оболочку здания единицы отапливаемого объема в единицу времени при перепаде температуры в 1°С.
Пункт 5.5 СП 50.13330.2012. Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания, k(тр ⁄ об), Вт ⁄ (м³ × °С), следует принимать в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по таблице 7 с учетом
примечаний.
Таблица 7. Нормируемые значения удельной теплозащитной характеристики здания:
| Отапливаемый объем здания, Vот, м³ |
Значения k(тр ⁄ об), Вт ⁄ (м² × °С), при значениях ГСОП, °С × сут ⁄ год | ||||
| 1000 | 3000 | 5000 | 8000 | 12000 | |
| 150 | 1,206 | 0,892 | 0,708 | 0,541 | 0,321 |
| 300 | 0,957 | 0,708 | 0,562 | 0,429 | 0,326 |
| 600 | 0,759 | 0,562 | 0,446 | 0,341 | 0,259 |
| 1200 | 0,606 | 0,449 | 0,356 | 0,272 | 0,207 |
| 2500 | 0,486 | 0,360 | 0,286 | 0,218 | 0,166 |
| 6000 | 0,391 | 0,289 | 0,229 | 0,175 | 0,133 |
| 15 000 | 0,327 | 0,242 | 0,192 | 0,146 | 0,111 |
| 50 000 | 0,277 | 0,205 | 0,162 | 0,124 | 0,094 |
| 200 000 | 0,269 | 0,182 | 0,145 | 0,111 | 0,084 |
Запускаем «Расчет удельной теплозащитной характеристики здания»:
Как видно, часть исходных данных сохранена из предыдущего расчета. По сути, данный расчет — это и есть часть предыдущего расчета. Данные можно изменить.
Используя данные из предыдущего расчета, для дальнейшей работы необходимо:
- Добавить новый элемент здания (кнопка «Добавить новый»).
- Или выбрать готовый элемент из справочника (кнопка «Выбрать из справочника»). Выберем Конструкцию №1 из предыдущего расчета.
- Заполнить графу «Отапливаемый объем элемента, м³» и «Площадь фрагмента ограждающей конструкции, м²».
- Нажать кнопку «Расчет удельной теплозащитной характеристики».
Получаем результат:
Если вы проводили предыдущий расчет, то можно не пользоваться данным расчетом, так как данные по нормируемой и удельной теплозащитной характеристике просчитываются в первой программе.
Расчет расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию
Последний блок программы, как и предыдущий часть данных использует из первого расчета. При желании все параметры можно пересчитать под конкретный пример. Все пункты понятны и просты в заполнении.
Рабочее окно расчета:
Для расчетов необходимо, чтобы были заполнены следующие графы:
- Удельная теплозащитная характеристика здания.
- Удельная вентиляционная характеристика здания.
- Удельная характеристика бытовых тепловыделений здания.
- Удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации.
- Коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций.
- Коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления.
- Коэффициент, учитывающий снижения теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии.
- Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через радиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения.
- Средняя высота этажа здания.
Скачать программу теплотехнического расчета LIT THERMO ENGINEER
Программное обеспечение для выполнения теплотехнических расчетов ограждающих конструкций при проектировании зданий и сооружений LIT Thermo Engineer:
- Версия: 1.2.5.
- Последнее обновление: 27.09.2016.
- Платформа: Windows 2000 / XP / Vista / 7 / 8 / 8.1 / 10.
- Тип лицензии: Freeware.
- Размер: 27,7 МБ.
Особенности программы:
- Интеграция с САПР КОМПАС 3D.
- Автономная работа или запуск из библиотеки САПР.
- Возможность экспорта результатов расчета в формат PDF.
Процесс установки программы несложный.
Выделим основные этапы:
- Запуск установщика setup.exe.
- Выбор папки установки.
- Установка.