По величине требуемого приведенного сопротивления теплопередаче и значению градусо-суток отопительного периода принимаем следующую конструкцию окна: двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете с межстекольным расстоянием 12 мм (0,54/5200).
2.6.2 Коэффициент теплопередачи для принятого окна
2.7 Расчет термического сопротивления входных дверей
2.7.1 Термическое сопротивление входных дверей
2.7.2 Коэффициент теплопередачи входных дверей
2.8 Расчет термического сопротивления внутренних стен
Для внутренних стен нормируемое сопротивление теплопередаче определяется при разности температур между двумя помещениями 6°С и более. При разности от 3°С до 6°С рассчитывается термическое сопротивление. Если разность температур меньше или равна 3°С, то расчет не требуется.
В данном случае расчет следует проводить для стен между ИТП и неотапливаемой частью подвала, между вентиляционной камерой и неотапливаемой частью подвала, и между лестничной клеткой и неотапливаемой частью подвала, так разность температур между ними состовляет 14°С. Учитывая, что стены в этих случаях имеют одинаковую конструкцию, проведем один расчет.
2.8.1 Исходные данные
 |
Табл. 2.8.1 Расчетные показатели материалов внутренней стены
Теплотехнический расчет с примером
Давным-давно здания и сооружения строились, не задумываясь о том, какими теплопроводными качествами обладают ограждающие конструкции. Другими словами, стены делались просто толстыми. И если вам когда-нибудь случалось быть в старых купеческих домах, то вы могли заметить, что наружные стены этих домов выполнены из керамического кирпича, толщина которых составляет порядка 1,5 метров. Такая толщина кирпичной стены обеспечивала и обеспечивает до сих пор вполне комфортное пребывание людей в этих домах даже в самые лютые морозы.
В настоящее же время все изменилось. И сейчас экономически не выгодно делать стены такими толстыми. Поэтому были придуманы материалы, которые могут ее уменьшить. Одни из них: утеплители и газосиликатные блоки. Благодаря этим материалам, например, толщина кирпичной кладки может быть снижена до 250 мм.
Теперь стены и перекрытия чаще всего делают 2-х или 3-х слойными, одним слоем из которых является материал с хорошими теплоизоляционными свойствами. А для того, чтобы определить оптимальную толщину этого материала, проводится теплотехнический расчет и определяется точка росы.
Как производится расчет по определению точки росы вы можете ознакомиться на следующей странице. Здесь же будет рассмотрен теплотехнический расчет на примере.
Необходимые нормативные документы
Для расчета потребуются два СНиПа, один СП, один ГОСТ и одно пособие:
Рассчитываемые параметры
В процессе выполнения теплотехнического расчета определяют:
Дальше будут приведен пример теплотехнического расчета без воздушной прослойки.
Пример. Теплотехнический расчет трехслойной стены без воздушной прослойки
Исходные данные
1. Климат местности и микроклимат помещения
Район строительства: г. Нижний Новгород.
Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).
Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);
2. Конструкция стены
Стена состоит из следующих слоев:
3. Теплофизические характеристики материалов
Значения характеристик материалов сведены в таблицу.
Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.
Расчет
4. Определение толщины утеплителя
Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.
4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения
Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:
Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:
4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии
В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).
Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):
4.3. Норма тепловой защиты
Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .
5. Определение толщины утеплителя
Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:
где: δi- толщина слоя, мм;
1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .
3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .
4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .
Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):
Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):
Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):
Из полученного результата можно сделать вывод, что
R0 = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.
Влияние воздушной прослойки
В случае, когда в трехслойной кладке в качестве утеплителя применяются минеральная вата, стекловата или другой плитный утеплитель, необходимо устройство воздушной вентилируемой прослойки между наружной кладкой и утеплителем. Толщина этой прослойки должна составлять не менее 10 мм, а желательно 20-40 мм. Она необходима для того, чтобы осушать утеплитель, который намокает от конденсата.
Данная воздушная прослойка является не замкнутым пространством, поэтому в случае ее наличия в расчете необходимо учитывать требования п.9.1.2 СП 23-101-2004, а именно:
б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext = 10,8 Вт/(м°С).
Примечание: влияние воздушной прослойки учитывается, например, при теплотехническом расчете пластиковых стеклопакетов.
Коэффициент теплопередачи внутренних стен
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Расчет показателя теплозащиты ограждающих конструкций с отражательной теплоизоляцией
Buildings and constructions. The calculation of thermal protection of walls with reflective insulation
Дата введения 2016-06-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики» Российской академии архитектуры и строительных наук
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.
Введение
Настоящий стандарт разработан в целях подтверждения соответствия теплотехнических характеристик наружных ограждений зданий и сооружений при наличии отражательной изоляции с низким значением коэффициента излучения на поверхности воздушной прослойки, расположенной в толще ограждения, нормативным значениям согласно СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» с учетом требований ГОСТ Р 51380 и ГОСТ 31607.
Настоящий стандарт позволяет оценить уровень теплозащиты ограждающих конструкций с отражательной изоляцией на поверхности воздушной прослойки, расположенной в ограждении, при приемке зданий и последующей эксплуатации, а также наметить мероприятия по повышению уровня теплозащиты зданий в случае отклонения энергопотребления от действующих нормативных требований.
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает методы расчета температуры внутренней поверхности и сопротивления теплопередаче многослойных наружных ограждающих конструкций с замкнутыми воздушными прослойками, поверхность которых имеет отражающее покрытие с низким коэффициентом излучения поверхности.
1.2 Стандарт распространяется на ограждающие конструкции зданий.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 618 Фольга алюминиевая для технических целей. Технические условия
ГОСТ 745 Фольга алюминиевая для упаковки. Технические условия
ГОСТ 25380 Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции
ГОСТ 31607 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения
ГОСТ Р 51380 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования
СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 абсолютно черное тело: Тело, которое полностью поглощает все падающее на него электромагнитное излучение.
3.2 абсолютно белое тело: Тело, которое полностью отражает все падающее на него электромагнитное излучение.
3.3 серое тело: Тело, которое обладает меньшей способностью излучать теплоту по сравнению с абсолютно черным телом.
3.4 коэффициент излучения: Отношение мощностей собственного теплового излучения единицы поверхности реального тела и абсолютно черного тела при одинаковых температурах.
3.5 теплопроводность: Теплофизическая характеристика материала, отражающая его свойство передавать теплоту за счет непосредственного соприкосновения между частицами материала и численно равная плотности теплового потока через поверхность, перпендикулярную тепловому потоку в материале при градиенте температуры 1 Вт/°С.
3.6 конвекция: Перенос теплоты движущимися частицами жидкости или газа, обусловленный разностью температур и разной плотностью среды.
3.7 тепловое излучение или излучение: Перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими поверхностями, обусловленный температурой и оптическими свойствами поверхностей излучающих тел.
3.8 коэффициент теплоотдачи: Плотность теплового потока на поверхности твердого тела или жидкости в стационарных условиях, отнесенная к разности температур этой поверхности и среды.
3.9 коэффициент конвективной теплоотдачи: Физическая величина, численно равная плотности теплового потока, передаваемого от воздуха к поверхности твердого тела путем конвективного теплообмена при разности между температурой воздуха и температурой поверхности тела, граничащей с воздухом, равной 1°С (К).
3.10 коэффициент лучистой теплоотдачи: Физическая величина, численно равная плотности теплового потока, передаваемого от поверхности твердого тела к окружающим ее поверхностям путем лучистого теплообмена при разности между температурой рассматриваемой поверхности и средней температурой окружающих поверхностей, равной 1°С (К).
3.11 отражательная теплоизоляция: Материал, как правило листовой, рулонный, обеспечивающий уменьшение (снижение) теплопотерь через наружное ограждение за счет отражения лучистой составляющей теплового потока.
4 Методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций при наличии отражательной теплоизоляции
4.1 Метод расчета приведенного сопротивления теплопередаче наружной ограждающей конструкции с замкнутыми воздушными прослойками, одна из поверхностей которых имеет теплоотражающее покрытие
4.1.1 Вертикальные ограждающие конструкции с замкнутыми воздушными прослойками без отражающих покрытий на их поверхностях
, (1)
— термическое сопротивление ограждающей конструкции, м ·°С/Вт;
— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м ·°С), для наружных стен =23 Вт/(м ·°С) (СП 50.13330.2012, таблица 6).
, (2)
— расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя конструкции, Вт/(м·°С), принимают по СП 50.13330.2012, приложение Т;
— термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, расположенной параллельно слоям многослойной конструкции, м ·°С/Вт. При наличии в конструкции замкнутых воздушных прослоек следует принимать по таблице 1.
4.1.1.3 Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки в ограждающей конструкции вычисляют по формуле
, (3)
— температура на поверхности воздушной прослойки, расположенной со стороны наружной поверхности ограждающей конструкции, °С;
, (4)
— количество теплоты, передаваемое теплопроводностью, Вт/м ;
Коэффициент теплопередачи внутренних стен
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ НЕОДНОРОДНЫЕ
Расчет приведенного сопротивления теплопередаче
Dissimilar building envelopes. Calculation of reduced total thermal resistance
Дата введения 2012-05-01
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
Настоящий стандарт разработан с целью подтверждения соответствия теплотехнических характеристик наружных ограждений зданий и сооружений нормативным значениям и требованиям контроля этих показателей согласно [1] с учетом требований ГОСТ Р 51380 и ГОСТ Р 51387. Настоящий стандарт позволяет оценить уровень теплозащиты ограждающих конструкций при приемке зданий и последующей эксплуатации, наметить мероприятия по повышению уровня теплозащиты зданий в случае отклонения энергопотребления от действующих нормативных требований.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций помещений жилых, общественных, административных, бытовых, сельскохозяйственных, производственных зданий и сооружений, а также совокупности ограждающих конструкций, отделяющих внутренний объем здания от наружной среды.
В зависимости от типа ограждающей конструкции и теплотехнических неоднородностей, входящих в структуру ограждения, настоящий стандарт предлагает методы теплотехнического расчета обобщенной теплозащитной характеристики теплотехнически неоднородного ограждения, разделяющего пространства с различными температурно-влажностными средами (в пределах одного помещения, группы соседних помещений, этажа, всего фасада здания, ограждений, контактирующих снаружи с грунтом, и т.д.). Настоящий стандарт также учитывает в теплотехнических расчетах наружных ограждений такие виды теплотехнических неоднородностей, как примыкания элементов ограждения здания (наружные и внутренние углы, примыкания стен к покрытиям и перекрытиям первого этажа над холодным подвалом или уложенным по грунту, примыкание наружных ограждений к внутренним), и отдельных элементов наружных ограждений (стыки между соседними панелями, откосы проемов, связи между облицовочными слоями ограждений).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 51263-99 Полистиролбетон. Технические условия
ГОСТ Р 51380-99 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям
ГОСТ Р 51387-99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения
ГОСТ 11024-84 Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Общие технические условия
ГОСТ 11118-2009 Панели из автоклавных ячеистых бетонов для наружных стен зданий. Технические условия
ГОСТ 13578-68 Панели из легких бетонов на пористых заполнителях для наружных стен производственных зданий. Технические требования
ГОСТ 19010-82 Блоки стеновые бетонные и железобетонные для зданий. Общие технические условия
ГОСТ 21562-76 Панели металлические с утеплителем из пенопласта. Общие технические условия
ГОСТ 23486-79 Панели металлические трехслойные стеновые с утеплителем из пенополиуретана. Технические условия
ГОСТ 24594-81 Панели и блоки стеновые из кирпича и керамических камней. Общие технические условия
ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые. Технические условия
ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 26254-84 Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
ГОСТ 26602.1-99 Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче
ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
ГОСТ 31310-2005 Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем. Общие технические условия
ГОСТ 31359-2007 Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия
ГОСТ 31360-2007 Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 теплопередача: Перенос теплоты от одной окружающей среды через ограждающую конструкцию к другой окружающей среде.
3.2 наружная ограждающая конструкция здания: Конструктивный элемент здания, защищающий внутреннее пространство, в котором поддерживаются требуемые параметры микроклимата, от воздействий наружной среды.
3.3 линейная теплотехническая неоднородность: Линейная зона примыкания двух ограждающих конструкций, влияющего на изменение теплового потока, проходящего через наружное ограждение (стык между соседними панелями, угол, образованный из двух наружных ограждений или наружного ограждения с внутренним, откос проема, соединительное ребро внутри ограждения и др.).
3.4 точечная теплотехническая неоднородность: Локальный соединительный элемент многослойного наружного ограждения, обеспечивающий его конструктивную целостность и повышающий теплопотери в зоне его прохождения (гибкие связи, дюбели, шпонки и другие точечные соединения, проходящие через теплоизоляционные слои ограждения),
3.7 коэффициент теплотехнической однородности : Безразмерный показатель, оценивающий снижение уровня теплозащиты ограждения вследствие наличия в нем различного вида теплотехнических неоднородностей (соединительных элементов облицовок ограждения, пронзающих теплоизоляционные слои, стыков между элементами ограждающих конструкций с примыканием к ним внутренних ограждений, откосов, угловых соединений, в том числе примыканий стен к покрытиям, перекрытиям над холодными пространствами, мест закрепления в стенах балконных плит и т.п.) и численно выражаемый отношением приведенного сопротивления теплопередаче ограждения к сопротивлению теплопередаче его зоны, удаленной от теплопроводных включений.
4 Методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций
4.1 Общие положения
. (4.1а)
Численные значения теплового потока, проходящего через неоднородное ограждение, определяют на основе расчета одно-, двух- и трехмерных температурных полей. Участки многослойного ограждения, имеющие однородные теплоизоляционные, конструкционные и прочие слои, расположенные перпендикулярно к направлению теплового потока, возникающего при эксплуатации здания, и удаленные от всякого рода теплотехнических неоднородностей и теплопроводных включений, обеспечивают равномерную по площади теплопередачу и характеризуются условным (по глади) сопротивлением теплопередаче.
При проектировании наружных ограждающих конструкций здания в силу конструктивных особенностей оболочки здания и видов наружных ограждений возникают различного рода теплотехнические неоднородности: они в силу конструктивных особенностей примыкания наружных и внутренних ограждений имеют преимущественно линейный характер (наружные и внутренние углы наружных стен, примыкания наружных стен к внутренним стенам и перекрытиям, примыкания наружных стен к покрытиям и перекрытиям первого этажа над холодным подвалом или уложенным по грунту, стыки между соседними панелями, откосы проемов). Теплопотери через эти виды теплотехнических неоднородностей определяют расчетом на ЭВМ двухмерных стационарных температурных полей фрагментов наружных ограждений при расчетных значениях температур разделяемых воздушных сред и условиях теплообмена на поверхностях расчетного фрагмента.
В многослойных ограждающих конструкциях для обеспечения конструктивной целостности и устойчивости в эксплуатационных условиях вводят различные типы связей между облицовочными слоями (соединительные ребра, в т.ч. перфорированные, гибкие стержневые связи, шпонки). К этой категории неоднородностей относятся угловые примыкания откосов проемов, примыкания угла наружных стен к покрытию или перекрытию первого этажа. Теплопотери через эти виды теплопроводных включений или примыканий определяют расчетом на ЭВМ двухмерных (в цилиндрических координатах) или трехмерных стационарных температурных полей фрагментов при расчетных значениях температур и условиях теплообмена.
, (4.1б)
— коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаемый в соответствии с таблицей 6 [1] с учетом примечания к этой таблице;
— расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по ГОСТ 30494;
— расчетная температура наружного воздуха, °С, принимаемая по средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, см. [1].
