2.7. Расчет ограждающих конструкций «теплых» подвалов

Под «теплыми» подвалами понимают подвалы при наличии в них нижней разводки труб систем отопления, горячего водоснабжения, а также труб системы водоснабжения и канализации.

Требуемое сопротивление теплопередаче , м²×°С/Вт, части цокольной стены, расположенной выше уровня грунта, определяют по таблице 4 СНиП 23-02. При этом в качестве расчетной температуры внутреннего воздуха принимают расчетную температуру воздуха в подвале , °C, равную не менее плюс 2°С при расчетных условиях.

Определяют приведенное сопротивление теплопередаче , м²×°С/Вт, ограждающих конструкций заглубленной части подвала, расположенных ниже уровня земли.

Для неутепленных полов на грунте в случае когда материалы пола и стены имеют расчетные коэффициенты теплопроводности l³1,2 Вт/(м×°С), приведенное сопротивление теплопередаче определяют по таблице 8 в зависимости от суммарной длины l, м, включающей ширину подвала и две высоты части наружных стен, заглубленных в грунт.

Таблица 10 – Приведенное сопротивление теплопередаче для ограждений подвала, заглубленных в грунт

l, м	4	8	10	12	14	16
, м2×°С/Вт	2,15	2,86	3,31	3,69	4,13	4,52

Для утепленных полов на грунте в случае когда материалы пола и стены имеют расчетные коэффициенты теплопроводности l<1,2 Вт/(м×°С), приведенное сопротивление теплопередаче определяют по нормативной документации.

Требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия над «теплым» подвалом , м²×°С/Вт, определяют по формуле

(2.27)

где – требуемое сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалами, определяемое по таблице 4 СНиП 23-02 в зависимости от градусо-суток отопительного периода климатического района строительства;

n – коэффициент, определяемый по формуле

. (2.28)

Температуру воздуха в подвале , °С, определяют по формуле

(2.29)

где – расчетная температура воздуха в помещении над подвалом, °С;

А_b – площадь подвала (цокольного перекрытия), м²;

– требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия, м²×°С/Вт, устанавливаемое по формуле (2.27);

V_b – объем воздуха, заполняющего пространство подвала, м³;

n_a – кратность воздухообмена в подвале, ч^-1: при прокладке в подвале газовых труб n_a = 1 ч^-1, в остальных случаях n_a = 0,5 ч^-1;

r – плотность воздуха в подвале, кг/ м³, принимаемая равной r = 1,2 кг/м³;

А_s – площадь пола и стен подвала, контактирующих с грунтом, м²;

А_b.w – площадь наружных стен подвала над уровнем земли, м².

Если отличается от первоначально заданной температуры, расчет повторяют до получения равенства величин в предыдущем и последующем шагах.

Проверяют расчетом требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия на удовлетворение требования по нормативному температурному перепаду для пола первого этажа, равному = 2 °С.

2.8. Светопрозрачные ограждающие конструкции

Светопрозрачные ограждающие конструкции следует подбирать по следующей методике.

Требуемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций следует определять по таблице 4 СНиП 23-02. При этом сначала вычисляют для соответствующего климатического района количество градусо-суток отопительного периода по формуле (2.1). В зависимости от величины и типа проектируемого здания по графам 6 и 7 вышеупомянутой таблицы определяется значение .

Выбор светопрозрачной конструкции осуществляется по значению приведенного сопротивления теплопередаче , полученному в результате сертификационных испытаний. Если приведенное сопротивление теплопередаче выбранной светопрозрачной конструкции больше или равно , то эта конструкция удовлетворяет требованиям норм.

При отсутствии сертифицированных данных допускается использовать при проектировании значения , приведенные в приложении Г. Значения в этом приложении даны для случаев, когда отношение площади остекления к площади заполнения светового проема b равно 0,75. При использовании светопрозрачных конструкций с другими значениями b следует корректировать значение следующим образом: для конструкций с деревянными или пластмассовыми переплетами при каждом увеличении b на величину 0,1 следует уменьшать значение на 5 % и наоборот – при каждом уменьшении b на величину 0,1 следует увеличить значение на 5 %.

В отдельных случаях при обосновании допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с ниже на 5 % требуемых значений, установленных по таблице 4 СНиП 23-02.

Суммарная площадь окон жилых и общественных зданий должна быть не более 18 % суммарной площади светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен, если приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций меньше 0,56 м²×°С/Вт. При определении этого соотношения в суммарную площадь непрозрачных конструкций следует включать все продольные и торцевые стены, а также площади непрозрачных частей оконных створок и балконных дверей.

При светопрозрачных ограждениях с не менее 0,56 м²×°С/Вт площадь остекления должна составлять не более 25 % общей площади фасадов зданий.

При проверке требования по обеспечению минимальной температуры на внутренней поверхности светопрозрачных ограждений температуру , этих ограждений следует определять по формуле (17) как для остекления, так и для непрозрачных элементов. Если в результате расчета окажется, что < 3 °С, то следует выбрать другое конструктивное решение заполнения светопроема, либо предусмотреть установку под окнами приборов отопления.

Ограждающие конструкции остекленных лоджий и балконов

При остеклении лоджий и балконов образуется замкнутое пространство, температура которого формируется в результате воздействия его ограждающих конструкций, среды помещения здания и наружных условий. Температура воздуха внутри этого пространства t_bal определяется согласно п. 6.5.2 на основе решения уравнения теплового баланса остекленной лоджии или балкона (далее – лоджии)

, (2.30)

где t_int – расчетная температура внутреннего воздуха помещения, °С, принимаемая согласно ГОСТ 30494 и нормам проектирования соответствующих зданий;

t_ext – расчетная температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01;

t_bal – температура воздуха пространства остекленной лоджии, °С;

– соответственно площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче, м²×°С/Вт, i-го участка ограждения между помещением здания и лоджией;

n – число участков ограждений между помещением здания и лоджией;

– соответственно площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче, м²×°С/Вт, j-го участка ограждения между лоджией и наружным воздухом;

m – число участков ограждений между лоджией и наружным воздухом.

Температуру воздуха внутри остекленной лоджии t_bal следует определять из уравнения теплового баланса по формуле

(2.31)

Приведенное сопротивление теплопередаче системы ограждающих конструкций остекленной лоджии, разделяющих внутреннюю и наружную среды: стен и окон следует определять по формулам:

(2.32)

где – приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены в пределах остекленной лоджии, м²×°С/Вт;

– приведенное сопротивление теплопередаче заполнений оконных проемов и проемов лоджии, расположенных в наружной стене в пределах остекленной лоджии, м²×°С/Вт;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждающих конструкций здания по отношению к наружному воздуху, для наружных стен и окон остекленной лоджии следует принимать по формуле

. (2.33)

Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период , кДж/(м²∙°С∙сут) или кДж/(м³∙°С∙сут), следует определять по формуле

или , (2.34)

где – расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж;

– сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей, м²;

– отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, м³;

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода следует определять по формуле

(2.35)

где – общие тепло потери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж;

– бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, МДж;

– теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж;

– коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемое значение ν = 0,8;

– коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; рекомендуемые значения:

=1,0 – в однотрубной систе­ме с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе или поквартирной горизонтальной разводкой;

= 0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе;

= 0,9 – однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

= 0,85 – в однотрубной системе отопления с термостатами и без авто-регулирования на вводе;

= 0,7 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по темпера­туре внутреннего воздуха;

= 0,5 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе – регулирование центральное в ЦТП или котельной;

– коэффициент, учитывающий допол­нительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения для:

многосекционных и других протяженных зданий = 1,13;

зданий башенного типа =1,11;

зданий с отапливаемыми подвалами = 1,07;

зданий с отапливаемыми чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты = 1,05.

Общие теплопотери здания за отопительный период следует определять по формуле

(2.36)

где – общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м²∙°С), определяемый по формуле

(2.37)

– приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м²∙°С), определяемый по формуле

, (2.38)

где – площадь и приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен (за исключением проемов);

– то же, заполнений светопроемов (окон, витражей, фонарей);

– то же, наружных дверей и ворот;

– то же, совмещенных покрытий (в том числе над эркерами);

– то же, чердачных перекрытий;

– то же, цокольных перекрытий;

– то же, перекрытий над проездами и под эркерами.

При проектировании полов по грунту или отапливаемых подвалов вместо перекрытий над цокольным этажом в формуле (2.38) подставляют площади , и приведенные сопротивления теплопередаче стен, контактирующих с грунтом, а полы по грунту разделяют по зонам согласно СНиП 41-01 и определяют соответствующие ;

– то же, что и в 5.4; для чердачных перекрытий теплых чердаков и цокольных перекрытий техподполий и подвалов с разводкой в них трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения по формуле (2.5);

– то же, что и в формуле (10), м²;

– условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м²∙°С), определяемый по формуле

, (2.39)

где – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг∙°С);

– коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимать = 0,85;

– то же, что и в формуле (2.10), м³ и м² соответственно;

– средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³

, (2.40)

– средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч^-1;

Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период рассчитывается по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле

(2.41)

где – количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м³/ч, равное для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) – 3 ;

б) других жилых зданий – 0,35∙3∙ , но не менее 30 m;

где m – расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий принимают условно для офисов и объектов сервисного обслуживания – 4 , для учреждений здравоохранения и образования – 5 , для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений – 6 ;

– для жилых зданий – площадь жилых помещений, для общественных зданий – расчетная площадь, определяемая согласно СНиП 31-05 как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м²;

– число часов работы механической вентиляции в течение недели; 168 – число часов в неделе;

– количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч: для жилых зданий – воздуха, поступающего в лестничные клетки в течение суток отопительного периода, определяемое по формуле (2.42); для общественных зданий – воздуха, поступающего через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей; допускается принимать для общественных зданий в нерабочее время ;

– коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный для: стыков панелей стен – 0,7; окон и балконных дверей с тройными раздельными переплетами – 0,7; то же, с двойными раздельными переплетами – 0,8; то же, со спаренными переплатами – 0,9; то же, с одинарными переплетами – 1,0;

– число часов учета инфильтрации в течение недели, ч, равное 168 для зданий с сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией и для зданий, в помещениях которых поддерживается подпор воздуха во время действия приточной механической вентиляции;

Количество инфильтрующегося воздуха в лестничную клетку жилого здания через неплотности заполнений проемов следует определять по формуле

(2.42)

где – соответственно для лестничной клетки суммарная площадь окон и балконных дверей и входных наружных дверей, м²;

– соответственно для лестничной клетки требуемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и входных наружных дверей;

– соответственно для лестничной клетки расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей и входных наружных дверей, определяют по формуле (2.43) для окон и балконных дверей с заменой в ней величины 0,55 на 0,28 и с вычислением удельного веса по формуле (2.44) при соответствующей температуре воздуха, Па.

, (2.43)

где Η – высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

– удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³

(2.44)

t – температура воздуха: внутреннего — принимается согласно оптимальным параметрам по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002; наружного — принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01;

ν — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая по таблице 1* СНиП 23-01 для зданий высотой менее 60 м.

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода Q_int, МДж, следует определять по формуле

(2.45)

где – величина бытовых тепловыделений на 1 м² площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания, Вт/м², принимаемая для:

а) жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека) = 17 Вт/м²;

б) жилых зданий без ограничения социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 45 м² общей площади и более на человека) = 10 Вт/м²;

в) других жилых зданий – в зависимости от расчетной заселенности квартиры по интерполяции величины между 17 и 10 Вт/м²; г) для общественных и административных зданий бытовые тепловыделения учитываются по расчетному числу людей (90 Вт/чел), находящихся в здании, освещения (по установочной мощности) и оргтехники (10 Вт/ м²) с учетом рабочих часов в неделю;

Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода , МДж, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям, следует определять по формуле

, (2.46)

где – коэффициенты, учитывающие затенение светово­го проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаемые по проектным данным; при отсутствии данных следует принимать по своду правил;

– коэффициенты относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений соответственно окон и зенитных фонарей, принимаемые по паспортным данным соответствующих светопропускающих изделий; при отсутствии данных следует принимать по своду правил; мансардные окна с углом наклона заполнений к горизонту 45° и более следует считать как вертикальные окна, с углом наклона менее 45° – как зенитные фонари;

– площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям, м²;

– площадь светопроемов зенитных фонарей здания, м²;

– средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, МДж/м², определяется по климатическим справочникам;

Примечание – Для промежуточных направлений величину солнечной радиации следует определять по интерполяции;

– средняя за отопительный период величина солнечной радиации на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, МДж/м², определяется по климатическим справочникам.