3.7. Светопрозрачные ограждающие конструкции

Существенное влияние на формирование микроклимата помещений оказывают светопрозрачные ограждения. В последние десятилетия стремление некоторых теоретиков архитектуры добиться «полного визуального раскрытия внутреннего пространства во внешнюю среду» привело к недопустимому увеличению площади остекленных поверхностей. Основные теплопотери зимой и теплопоступления летом происходят именно через окна и фонари вследствие их небольшого сопротивления теплопередаче, поэтому добиться комфортных тепловых условий в помещении при больших размерах светопроемов достаточно сложно. Это требует значительных расходов энергии на отопление зданий зимой и на их охлаждение летом. Поэтому в СНиП 23-02-2003 введено ограничение на площадь окон жилых и общественных зданий.

Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций производится по следующей методике.

Определяется коэффициент остекленности фасада f. f – это выраженное в процентах отношение площадей окон к суммарной площади наружных стен, включающей светопроемы, все продольные и торцевые стены.

Если коэффициент остекленности фасада f не превышает 18% - для жилых зданий и 25% - для общественных зданий, то конструкция окон выбирается следующим образом.

По формуле (3.21) вычисляют градусо-сутки отопительного периода D_d. В зависимости от величины D_d и типа проектируемого здания, используя данные таблицы 3.3 и формулу (3.22), определяют требуемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций R_req .

Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций осуществляется по значению приведенного сопротивления теплопередаче R^r₀ . Оно может быть получено в результате сертификационных испытаний, а при отсутствии сертифицированных данных можно использовать значения R^r₀, приведенные в таблице 3.9.

Если выполняется условие: R^r₀ ≥ R_req, то светопрозрачная конструкция удовлетворяет нормативным требованиям.

Если объемно-планировочное решение здания требует больших площадей остекления и если коэффициент остекленности фасада f более 18% - для жилых зданий и более 25% - для общественных зданий, то следует выбрать окна с приведенным сопротивлением теплопередаче R^r₀:

- не менее 0,51, если D_d  3500, Ссут;

- не менее 0,56, если 3500 < D_d  5200, Ссут;

- не менее 0,65, если 5200 < D_d  7000, Ссут.

Таблица 3.9

Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей

№ п.п.	Заполнение светового проема	Светопрозрачные конструкции
		в деревянных или ПХВ переплетах	в алюминиевых переплетах
		, м2·°С/Вт	, м2·°С/Вт
1	Двойное остекление из обычного стекла в спаренных переплетах	0,40	—
2	Двойное остекление с твердым селективным покрытием в спаренных переплетах	0,55	—
3	Двойное остекление из обычного стекла в раздельных переплетах	0,44	0,34
4	Двойное остекление с твердым селективным покрытием в раздельных переплетах	0,57	0,45
5	Двойное из органического стекла для зенитных фонарей	0,36	—
6	Тройное из органического стекла для зенитных фонарей	0,52	—
7	Тройное остекление из обычного стекла в раздельно-спаренных переплетах	0,55	0,46
8	Тройное остекление с твердым селективным покрытием в раздельно-спаренных переплетах	0,60	0,50
9	Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
	обычного	0,35	0,34
	с твердым селективным покрытием	0,51	0,43
	с мягким селективным покрытием	0,56	0,47
10	Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
	обычного (с межстекольным расстоянием 8 мм)	0,50	0,43
	обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм)	0,54	0,45
	с твердым селективным покрытием	0,58	0,48
	с мягким селективным покрытием	0,68	0,52
	с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном	0,65	0,53
11	Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
	обычного	0,56	0,50
	с твердым селективным покрытием	0,65	0,56
	с мягким селективным покрытием	0,72	0,60
	с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном	0,69	0,60
12	Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
	обычного	0,65	—
	с твердым селективным покрытием	0,72	—
	с мягким селективным покрытием	0,80	—
	с твердым селективным покрытием и заполн. аргоном	0,82	—
13	Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах	0,70	—
14	Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах	0,75	—
15	Четырехслойное остекление из обычного стекла в двух спаренных переплетах	0,80	—

Пример 3.8

Коэффициент остекленности запроектированного административного здания в г. Волгограде составляет 20 %. Выбрать заполнение светопроема для данного здания.

Температура внутреннего воздуха t_int = 20 ºС. Средняя температура наружного воздуха и продолжительность отопительного периода в Волгограде соответственно равны:

t_ht = -2,2 ºС и z_ht = 178 суток (по данным СНиП 23-01).

Решение

1. Определим требуемое сопротивление теплопередаче окон - R_req.

Градусо-сутки отопительного периода составляют (3.21):

D_d = (20 + 2,2)·178 = 3952 ºС·сут.

Так как коэффициент остекленности f не превышает 25 %, то, используя данные таблицы 3.3 и формулу (3.22), определим требуемое сопротивление теплопередаче:

R_req = 0,00005·3952 + 0,2 = 0,40 м²·ºС/Вт.

2. По таблице 3.9 выбираем для окон запроектированного здания двойное остекление из обычного стекла в спаренных или раздельных деревянных или ПХВ переплетах, приведенные сопротивления теплопередаче которых составляют соответственно 0,40 и 0,44 м²·ºС/Вт. В обоих случаях условие R^r₀ ≥ R_req выполняется.

Как видно из данных таблицы 3.9, приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций гораздо выше при использовании трехслойного или четырехслойного остекления, закрепляемого в переплетах из малотеплопроводных материалов. Использование селективного покрытия с внутренней стороны, отражающего лучистое тепло помещения обратно, и заполнение межстекольного пространства теплоизоляционным газом (аргоном) существенно повышают теплозащиту окон.

Кроме показателя тепловой защиты зданий «а» - по приведенному сопротивлению теплопередаче, для окон следует провести проверку по санитарно-гигиеническому показателю «б».

Температура внутренней поверхности остекления окон жилых и общественных зданий t_si должна быть не ниже + 3С, для производственных зданий - не ниже 0С. Если это условие не выполняется, то следует выбрать другое конструктивное решение заполнения окон с целью обеспечения выполнения этого требования либо предусмотреть установку под окнами приборов отопления.

Пример 3.9

Проверить выполнение условия t_si ≥ + 3С для окна жилого дома в климатических условиях г.Москвы. Заполнение окна – двойное остекление в раздельных деревянных переплетах.

Расчетная температура внутреннего воздуха жилого дома составляет t_int = 20 ºС (таблица 1.2). Согласно СНиП 23-01 t_ext = = - 28 ºС.

Решение

Найдем расчетный температурный перепад Δt между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности остекления по формуле (3.26). Для этого из таблицы 2.2 выпишем коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности окна: α_int = 8,0 Вт/(м²· ºС). По данным таблицы 3.9 приведенное сопротивление теплопередаче R^r₀ данного окна составляет 0,44 м²·ºС/Вт .

ºС.

Искомую температуру внутренней поверхности определим по формуле: t_si = t_int – Δt = 20 – 13,6 = 6,4 ºС.

Так как t_si > + 3С, конструкция окна удовлетворяет нормам.