
Проектирование вентилируемого фасада состоит из прочностных и теплофизических расчётов. В свою очередь, теплофизические расчеты состоят из влажностных и теплотехнических расчетов. Также выполняется расчет воздухопроницаемости фасада. Эти действия - важный фактор для расчета стен дома.
Теплотехнический расчет стен – это технический процесс, который помогает определить соответствие стен нормативом по тепловой защите зданий. Задача расчета – выявить необходимую толщину стен и утепляющего материала, которые будут работать как следует без перегрева и промерзания.
Правильная теплотехника фасада позволяет сэкономить на отоплении помещений.Теплотехнический расчет стен проводится согласно нормативным документам. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». СП 23-101-2004. «Проектирование тепловой защиты зданий». Также используется документ «Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий». Методика расчета взята из этих Рекомендаций.
Проектирование тепловой защиты зданий. Расчеты вентилируемых фасадов начинаются с выявления необходимого теплосопротивления стен. Мы исходим из расчетных климатических характеристик региона там, где будет строиться здание. Также учитываем расчётные температуры внутри задания. Методика расчетов подробно описана в п5 СП 50.13330.2012.
δym = ( Rored / r - R1 - Rn - 1 / αe - 1 / αn ) ⋅ λym
где:
Rored – требуемое приведённое сопротивление теплопередаче стен м2×°С/Вт.
r - коэффициент теплотехнической однородности по таблице.
По этой формуле рассчитывается толщина утеплителя на фасаде здания.
Среди ключевых значений есть коэффициент теплотехнической однородности. Это табличное значение, и оно приводится в Рекомендации в таблицах 7.2 и 7.3. Оно рассматривается, где r идет, как худшее значение на стене где есть оконные проемы.
Фото 1. Штукатурный фасад
Коэффициент r считается для элементов стены с проемностью 25%. В случае проемности отличающейся от 25%, на каждые 10% для стен из кирпича коэффициент меняется на 4%. На стене из бетона он составляет 2%.
Для выявления коэффициента теплотехнической однородности требуется знать толщину утепляющего материала. Расчет производится в несколько этапов. На первом этапе r берется, как значение 1. На втором этапе r уточняется до получения толщины утеплителя на первом этапе. Эту процедуру повторяют, пока разница между значениями на разных этапах не станет менее чем 5 мм.
Коэффициент теплотехнической однородности – это безразмерное значение, численно равное отношению потока теплоты, идущему сквозь элемент конструкции, к потоку теплоты идущему через условную стену.
Он оценивает уменьшение уровня тепловой защиты из-за присутствия в ней теплотехнических неоднородностей. Это могут быть такие металлические элементы, как кронштейны, дюбель-гвозди, откосы, угловые сопряжения.
Фото 2. Фасад дома из камня и штукатурки
Потом, когда определена толщина утеплителя, выявляются приведенные сопротивления теплопередаче на наружных стенах. Каждый считаемый фрагмент стены делится на участки, которые имеют одно или несколько теплопроводных включений. Во время этого коэффициент r уже не выводится по таблице, а определяется расчетом для каждой системы вентилируемого фасада.
Влияние металлических включений на теплозащиту рассчитывается по формуле.
R0y = Rопyp × rc6
где:
rc6 - коэффициент теплотехнической однородности.
rос = {1 + 2η⁄Z² × ( R0усл⁄R0св - 1 ) × [1 - (1 + Z) × e-Z ]}-1
Так, по этой формуле определяется коэффициент теплотехнической однородности. Она влияет на теплопередачу наружных стен.
Средневзвешенное значение приведенного сопротивления теплопередаче выявляется по формуле.
Ror cp = ∑kiFi / ∑ki (Fi / Roir)
Fi, Roi пр соответственно площадь и приведённое сопротивление теплопередаче. По итогу средневзвешенное значение приведенного сопротивления теплопередаче, сравнивается с требуемым сопротивлением теплопередачи. Если Ror ср > Ror eq то теплозащита стены обеспечена.
При расчетах средневзвешенного значения многослойной ограждающей конструкции без оконных проемов, может также применятся формула. Ror cp = Ror xη, где η =1.05 коэффициент, учитывающий наличие глухих стен без окон.
Так считают по формулам фасадные теплоизоляционные системы с воздушным зазором. Что характерно теплотехническое проектирование продолжается после влажностных расчетов. Оно включает в себя составление температурных полей. Это то, что надо для расчетов теплотехники вентфасада.
Выбранная толщина утепляющего материала не является окончательным решением и может быть скорректированной после влажностного расчета. Влажностный расчет – это оценка влажностного режима элементов вентилируемого фасада. Он помогает оценить различные характеристики конструкций, в том числе и такие, как теплоизоляционные.
Метод теплотехнического анализа вентилируемых фасадов согласно СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
Специалисты компании «ЛесоБиржа» на базе собственного опыта, подсказывают. Вновь начинаем с расчета требуемого сопротивления теплопередачи. Исходим из погодных характеристик в зоне постройки здания и расчетных температур в сооружении. Методика расчетов приводится в п5 СП 50.13330. 2012.
Здесь мы проводим расчет вентфасада. Выбор толщины утепляющего материала проводится по формуле.
δy = ⎛ 1 / (1/ Roтр - (∑ ljΨj )- ∑k nk xk )- δκ/ λκ - 1/αв - 1/αм ⎞ λy
Толщина утеплителя вентилированного фасада, подбирается по этой формуле. Мы не будем расшифровывать каждую переменную в формуле, это есть в соответствующих документах. Обратим внимание на ключевые факторы.
Ψj – удельные потери теплоты через линейную неоднородность j-го вида, Вт/(м·°С);
χk – удельные потери теплоты через точечную неоднородность k-го вида, Вт/°С;
Формулы для выявления этих переменных есть в приложении Е СП 50.1333.2012. Для их расчета необходимо составлять температурные поля. Температурное поле – это совокупность температур во всех точках изучаемого материала в данный момент времени.
Фото 3. Работы по отделке фасада
Визуально температурное поле изображается в виде изотерм, проходящих сквозь точки с одинаковой температурой. Расчеты температурных полей должны проводить профессионалы - проектировщики. Самостоятельно рассчитать температурные поля не получится. Неизбежный процент ошибок будет высоким.
Составление температурных полей для всех фрагментов стен вручную трудновыполнимая задача. Обычно для этого используются специальные программы. «Ansys» «Calculis» «Elmer» и прочие. В них включена опция расчета температурных полей.
Компания «ЛесоБиржа» занимается проектированием и постройкой загородных домов под ключ уже более 10 лет. В каждом доме при проектировании мы делали теплотехнический расчет вентилируемого фасада. Обращайтесь, пожалуйста. Мы с удовольствием сделаем теплотехнический расчет и смонтируем вам навесной фасад на вашем доме.