RTI - расчет потерь тепла помещениями здания

Нормативная база: СП 50.13330.2012, СП 23-101-2004, СП 131.13330.2020

 

1. Сопротивление теплопередаче R0

СП 50.13330.2012 п.8.1–8.3, СП 23-101-2004 п.5

Фактическое термическое сопротивление ограждения:

где:

— коэффициент теплоотдачи у внутренней поверхности, Вт/(м²·°С), по умолчанию 8,7;

— коэффициент теплоотдачи у наружной поверхности, Вт/(м²·°С), по умолчанию 23;

— толщина i-го слоя, мм (в формуле переводится в метры делением на 1000);

— коэффициент теплопроводности i-го слоя, Вт/(м·°С);

— коэффициент теплотехнической однородности (по умолчанию 1,0).

Порядок слоёв в таблице: первый слой (строка 1) — внутренний (со стороны помещения), последний слой — наружный (со стороны улицы). Температурный профиль строится от помещения к улице.

 

2. ГСОП — градусо-сутки отопительного периода

СП 50.13330.2012 п.5.3

где:

— расчётная температура внутреннего воздуха, °С;

— средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С;

— продолжительность отопительного периода (число суток со среднесуточной температурой ≤ 8°С), сут. Принимается из климатической базы по СП 131.13330.2020.

 

3. Нормируемые значения R0

СП 50.13330.2012 Таблица 3, п.6.2–6.3

Нормируемое сопротивление теплопередаче принимается как наибольшее из двух условий:

3.1 По энергоэффективности — Rтр,энерг (СП 50 Таблица 3):

Жилые, лечебно-профилактические здания:

Стены: 1,4 + 0,00035 × ГСОП

Покрытия, перекрытия над проездами: 2,2 + 0,0005 × ГСОП

Чердачные перекрытия, над холодными подвалами: 1,9 + 0,00045 × ГСОП

Окна и балконные двери: 0,24 + 0,000050 × ГСОП

Фонари: 0,24 + 0,000025 × ГСОП

Общественные, административно-бытовые здания:

Стены: 1,2 + 0,00030 × ГСОП

Покрытия, перекрытия над проездами: 1,59 + 0,00040 × ГСОП

Чердачные перекрытия, над холодными подвалами: 1,30 + 0,00035 × ГСОП

Окна: 0,20 + 0,000050 × ГСОП

Производственные, технические здания:

Стены: 1,0 + 0,00020 × ГСОП

Покрытия: 1,5 + 0,00025 × ГСОП

Окна: 0,20 + 0,000025 × ГСОП

3.2 По санитарно-гигиеническим условиям — Rтр,санг:

— коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности (табл. 6 СП 23-101-2004);

— нормируемый температурный перепад (СП 50.13330.2012 Таблица 5), °С.

 

4. Температурный профиль по слоям

СП 23-101-2004 п.5.4

Температура на внутренней поверхности ограждения:

Температура на внешней грани i-го слоя (считая от внутренней поверхности):

Rдо i = 1/αв + Σ Rj — суммарное термическое сопротивление от внутренней поверхности до внешней грани слоя i.

Точка росы — формула Магнуса:

Давление насыщенного пара (hPa) при температуре t °С.

Упругость водяного пара внутреннего воздуха (hPa); φ — относительная влажность, %.

 

5. Температура в углу ограждения

СП 23-101-2004 п.6.1.3

Коэффициент A:

0,75 — при наличии утеплителя (λ < 0,09 Вт/(м·°С));

1,0 — без утеплителя.

Утеплителем считается слой с λ < 0,09 Вт/(м·°С) — наименьшая теплопроводность среди всех слоёв ограждения.

 

6. Тепловая инерция D

СП 50.13330.2012 п.8.4, СП 23-101-2004 п.8

Тепловая инерция характеризует способность ограждения аккумулировать тепло и сглаживать колебания температуры.

Тепловая инерция слоя:

— коэффициент теплоусвоения материала i-го слоя, Вт/(м²·°С);

— толщина слоя в мм (делится на 1000 для перевода в м).

Суммарная тепловая инерция ограждения:

Классификация по тепловой инерции (СП 23-101 п.8.1):

D < 1,5 — малая тепловая инерция;

1,5 ≤ D < 4,0 — средняя тепловая инерция;

4,0 ≤ D < 7,0 — повышенная тепловая инерция;

D ≥ 7,0 — большая тепловая инерция.

 

7. Защита от переувлажнения (паропроницаемость)

СП 50.13330.2012 п.9.1, формула (9.1)

7.1 Фактическое сопротивление паропроницанию:

Rint,вп = 0,0266 м²·ч·Па/мг — поверхностное сопр. у внутренней поверхности;

Rext,вп = 0,0133 м²·ч·Па/мг — поверхностное сопр. у наружной поверхности;

— паропроницаемость материала i-го слоя, мг/(м·ч·Па).

7.2 Требуемое сопротивление паропроницанию R1п,тр (условие 1 — отсутствие конденсации за год):

где:

= φ/100 × Es(tв) — упругость водяного пара внутреннего воздуха, hPa;

= (Eзим×nзим + Eмс×nмс + Eлет×nлет) / 12 — среднегодовая упругость насыщения в плоскости конденсации, hPa;

— сопротивление паропроницанию от плоскости конденсации до наружной поверхности, м²·ч·Па/мг;

— среднегодовая упругость пара наружного воздуха (по 12 месяцам), hPa.

Сезонное разделение (по среднемесячным температурам):

Зима: месяцы со средней температурой < −5°С (число месяцев nзим);

Межсезонье: −5°С ≤ t ≤ +5°С (nмс);

Лето: t > +5°С (nлет).

Если зимних месяцев нет (t ≥ −5°С во все месяцы) или R₁п,тр < 0 — условие 1 считается выполненным. Если конденсационная плоскость не найдена — поле «Rп требуемое» отображается как «0 (нет конд. плоскости)».

7.3 Условие выполнения:

 

8. Воздухопроницаемость

СП 50.13330.2012 Приложение Д

Удельный вес воздуха:

кг/м³; применяется для γн (наружный воздух) и γв (внутренний воздух).

Расчётная разность давлений воздуха:

где:

— высота здания, м;

— максимальная средняя скорость ветра по румбам за январь, м/с (из климатической базы).

Фактическое сопротивление воздухопроницанию:

— воздухопроницаемость материала i-го слоя, кг/(м²·ч·Па).

Фактическая воздухопроницаемость:

Условие: G ≤ Gн (нормируемая воздухопроницаемость по СП 50 Таблица Д.1), кг/(м²·ч).

 

9. Летняя теплоустойчивость — амплитуда колебаний

СП 50.13330.2012 Приложение Е, СП 23-101-2004 Приложение Г

9.1 Расчётная амплитуда колебаний температуры:

— средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха в июле (SredSutAmpMes из климатической базы — приоритетный источник);

— коэффициент теплоустойчивости конструкции.

Aнар — это средняя суточная амплитуда (разность средней максимальной и минимальной температур за июль), а не средняя максимальная температура. Для Москвы Aнар ≈ 9,6°С, тогда как средняя максимальная ≈ 23,5°С. При наличии климатической базы программа автоматически использует правильное значение.

9.2 Коэффициент теплоустойчивости νст:

Обход слоёв — от наружного (n) к внутреннему (1). Финальный множитель содержит αв (не αн).

Коэффициент νi для каждого слоя:

Приведённый коэффициент теплоусвоения поверхности Y (рекуррентный расчёт):

Начальное условие: Y₀ = αн (коэффициент теплоотдачи наружной поверхности).

— термическое сопротивление слоя, м²·°С/Вт;

— результат предыдущего шага (для наружного слоя = αн).

В программе слои хранятся: Items[0] = внутренний, Items[Count−1] = наружный. Для расчёта амплитуды обход выполняется от Items[Count−1] к Items[0] (снаружи → внутрь), что соответствует СП 23-101-2004 Приложение Г. Массивный слой (D ≥ 1) поглощает тепловую волну — его Y определяется только собственными свойствами. Тонкий слой пропускает волну, и его Y зависит от граничного условия.

9.3 Нормируемая амплитуда Атр (СП 50.13330.2012 Таблица Е.1):

Жилые, лечебно-профилактические, детские учреждения: Атр = 2,5°С;

Общественные, административно-бытовые: Атр = 3,0°С;

Производственные, технические: Атр = 4,0°С.

9.4 Условие выполнения:

 

10. Расчёт требуемой толщины утеплителя

Программа определяет слой с наименьшим коэффициентом теплопроводности как утеплитель и вычисляет его требуемую толщину из условия выполнения нормируемого R₀.

где:

— теплопроводность утеплителя, Вт/(м·°С);

— нормируемое сопротивление теплопередаче, м²·°С/Вт;

— коэффициент теплотехнической однородности;

— сумма термических сопротивлений всех слоёв (без утеплителя) + 1/αв + 1/αн;

×1000 — перевод из м в мм.

 

Климатические параметры, принимаемые из базы данных

СП 131.13330.2020

ТемперНар (tн) — температура наиболее холодной пятидневки → расчёт R₀;

ТемпОтопитПериод (tот) и ОтопитПериод (Zот) → расчёт ГСОП;

УпругостВодПараЗаПериод (eнотр) → паропроницаемость;

Месяцы[].УпругостьПара, Месяцы[].ТемпВозд — по 12 месяцам → E_год и сезонное разделение;

SredSutAmpMes (Aнар) — средняя суточная амплитуда июля → летняя теплоустойчивость (приоритетный источник);

МаксСкорВетр (v) — максимальная скорость ветра за январь → воздухопроницаемость.