Теплотехнический расчет - это обязательный этап проектирования зданий, направленный на обеспечение энергоэффективности, комфортного микроклимата и долговечности конструкций. Он позволяет определить оптимальные параметры стен, кровли, окон и других элементов, предотвращая теплопотери, промерзание и образование конденсата. Калькулятор теплотехнического расчета поможет вам быстро рассчитать оптимальную ограждающую конструкцию с учетом комфортной температуры внутри помещения (+20 °C) и температуры снаружи с учетом выбранного населенного пункта.
Калькулятор теплотехнического расчета ограждающих конструкций
Для теплотехнического расчета в калькуляторе выберите тип здания и ограждающей конструкции, город, для которого производится расчет, количество слоев с указанием материала и толщины слоя. Введя все исходные данные и нажав кнопку «Расчет», калькулятор выдаст вам результат. Если ограждающая конструкция удовлетворяет нормам, то она в дополнительном утеплении не нуждается. В противном случае калькулятор предложит вам утеплить ограждающую конструкцию. Сделать это можно, изменив параметры имеющихся слоев или добавлением дополнительных слоев (калькулятор позволяет считать ограждающую конструкцию, имеющую до пяти слоев).
| Здание: |
|
Теплотехнический расчет (основные термины и формулы)
Основные термины теплотехнического расчета ограждающих конструкций:
| Термин | Определение | Единицы измерения |
| Теплопроводность (λ) | Способность материала проводить тепло | Вт/(м·°C) |
| Термическое сопротивление (R) | Сопротивление материала теплопередаче | м²·°C/Вт |
| ГСОП | Градусо-сутки отопительного периода | °C·сут |
| Точка росы | Температура, при которой пар становится насыщенным | °C |
| Приведtнное сопротивление (Rпр) | С учетом неоднородностей конструкции | м²·°C/Вт |
Основные формулы теплотехнического расчета:
- Термическое сопротивление однослойной конструкции R = δ / λ , где: δ - толщина материала (м); λ - коэффициент теплопроводности (Вт/(м·°C)).
- Сопротивление многослойной конструкции Rобщ = Rв + ΣRi + Rнар, где: Rв = 0,115 м²·°C/Вт - сопротивление теплообмену у внутренней поверхности (п. 5.6 СП 50.13330.2012); Rнар = 0,043 м²·°C/Вт - у наружной поверхности (п. 5.7 СП 50.13330.2012); ΣRi - сумма сопротивлений всех слоев. Для полов на грунте Rв = 0,17 м²·°C/Вт. Для потолков под чердаком Rнар = 0,08 м²·°C/Вт.
- Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) ГСОП = (tв - tнар.ср) × zот, где: tв = 20°C - внутренняя температура (СП 50.13330.2012); tнар.ср - средняя температура наружного воздуха за отопительный период; zот - продолжительность отопительного периода (сутки).
- Требуемое сопротивление теплопередаче Rтр = a × ГСОП + b. Для жилых зданий a = 0.00035, b = 1.4 (СП 50.13330.2012).
- Расчет точки росы Tр = (B × [ln(RH/100) + (A × T)/(B + T)]) / (A - [ln(RH/100) + (A × T)/(B + T)]), где: Tр - температура точки росы (°C); T - температура воздуха (°C); RH - относительная влажность (%); A = 17,27, B = 237,7 - эмпирические константы (для диапазона 0 < T < 60°C).
Нормативные документы:
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
- ГОСТ 31937-2011 «Методы расчёта сопротивления теплопередаче».
- ISO 13788:2012 «Теплотехнические характеристики строительных конструкций».
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) для городов России
Климатические параметры по СП 131.13330.2020:
| Город | tнар.ср, °C | zот, суток | ГСОП, °C·сут | Rтр, м²·°C/Вт |
| Москва | -4,1 | 214 | 5160 | 3,2 |
| Санкт-Петербург | -2,2 | 220 | 4884 | 3,1 |
| Сочи | +6,0 | 141 | 1974 | 2,1 |
| Новосибирск | -9,6 | 230 | 6808 | 3,8 |
| Казань | -5,8 | 218 | 5612 | 3,4 |
Особенности расчета Rтр:
- Для жилых зданий: Rтр = 0,00035 × ГСОП + 1,4.
- Для производственных помещений: Rтр корректируется на 15-20%.
- Арктическая зона: требуется дополнительный запас 25% (СНиП 23-02-2003).
Пример для Новосибирска: Rтр = 0,00035 × 6808 + 1,4 = 2,38 + 1,4 = 3,78 ≈ 3,8 м²·°C/Вт.
Важные нюансы:
- Данные актуальны для зданий с tв = +20°C.
- Для бассейнов и производств с повышенной влажностью делается поправка +10% к Rтр.
- В горных районах (например, Северный Кавказ) zот уменьшается на 15-20%.
Пример теплотехнического расчета для Москвы
Исходные данные стены:
- Кирпич: δ = 0,25 м, λ = 0,56 Вт/(м·°C).
- Минеральная вата: δ = 0,15 м, λ = 0,045 Вт/(м·°C).
- Гипсокартон: δ = 0,012 м, λ = 0,21 Вт/(м·°C).
Этапы теплотехнического расчета:
- Вычисляем термические сопротивления:
Rкирп = 0,25 / 0,56 = 0,446 м²·°C/Вт.
Rминв = 0,15 / 0,045 = 3,333 м²·°C/Вт.
Rгипс = 0,012 / 0,21 = 0,057 м²·°C/Вт. - Суммируем сопротивления:
Rобщ = 0,115 + 0,446 + 3,333 + 0,057 + 0,043 = 4,0 м²·°C/Вт. - Сравниваем с Rтр = 3,2 м²·°C/Вт (для ГСОП Москвы = 5160 °C·сут).
Вывод: конструкция удовлетворяет нормам (4,0 > 3,2).
Коэффициенты теплопроводности материалов (λ, Вт/(м·°C))
| Материал | λ (Вт/(м·°C) | Плотность (кг/м³) | Примечания |
|---|---|---|---|
| Железобетон | 2,04 | 2500 | ГОСТ 26633-2015 |
| Керамический кирпич | 0,56 | 1600-1800 | Пустотность до 30% |
| Газобетон D500 | 0,14 | 500 | ГОСТ 31359-2007 |
| Керамзитобетон | 0,21 | 1200 | С заполнителем 10 мм |
| Сосна (поперек волокон) | 0,18 | 500 | При влажности 12% |
| Минеральная вата | 0,045 | 30-100 | ГОСТ 31913-2017 |
| Пенополистирол (EPS) | 0,038 | 15-35 | ГОСТ 15588-2014 |
| Экструдированный пенополистирол (XPS) | 0,034 | 28-45 | СП 50.13330.2012 |
| Пенополиуретан (PUR) | 0,025 | 40-60 | Напыляемый |
| Эковата | 0,038 | 35-75 | Целлюлозный утеплитель |
| Пеностекло | 0,06 | 100-200 | Водостойкий |
| Вакуумная панель | 0,004-0,008 | 180-220 | Требует защиты от повреждений |
| Аэрогель SiO2 | 0,013-0,018 | 80-150 | Нанопористая структура |
| Гипсокартон | 0,21 | 650-900 | ГОСТ 6266-97 |
| Цементная штукатурка | 0,58 | 1800 | Слой 20 мм |
| Керамическая плитка | 1,05 | 2000 | ГОСТ 6787-2001 |
| Пробка | 0,042 | 100-250 | Экологичный утеплитель |
| Льняной мат | 0,038 | 30-50 | С антипиренами |
| Опилки | 0,07–0,09 | 200-300 | Уплотненные |
| Соломенный блок | 0,052 | 90-120 | С глиняной пропиткой |
| Фольгированный пенофол | 0,037–0,049 | 44-74 | С отражающим слоем |
Теплотехнический расчет требует учета климатических условий, свойств материалов и эксплуатационных нагрузок. Использование инновационных материалов (аэрогель, VIP-панели) позволяет сократить толщину конструкций на 30-50%, но требует тщательного анализа паропроницаемости и долговечности.