9944

5.2. Нормирование и расчет теплозащитных свойств ограждения

Нормирование и расчет теплозащитных свойств наружных ограждений осуществляется согласно требованиям СП 50.13330 «Тепловая защита зданий»

(актуализированная редакция СНиП 23-02) [18]. Теплозащитная оболочка зда-

ния должна отвечать следующим требованиям:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные

требования);

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не боль-

ше нормируемого значения (комплексное требование);

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-

гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновремен-

ном соблюдении вышеприведенных требований.

Поэлементные требования

Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ог-

где Rотр – базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограж-

дающей конструкции, (м2·°C)/Вт, которое следует принимать в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП), °C·сут/год, региона строитель-

ства и определять по табл. 5.1; mр – понижающий коэффициент, учитывающий

70

где tот, zот – средняя температура наружного воздуха, °C, и продолжительность,

сут/год, отопительного периода для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более +8 °С.

Таблица 5.1 Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

В случаях, когда средняя наружная или внутренняя температура для от-

дельных помещений отличается от принятых в расчете ГСОП, базовые значе-

ния требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конст-

рукций, определенные по табл. 5.1, умножаются на коэффициент nt:

где tв* , tот* – средняя температура внутреннего и наружного воздуха для данного помещения, °C.

При реконструкции зданий, для которых по архитектурным или истори-

ческим причинам невозможно утепление стен снаружи (например, музеи, исто-

рические здания и др.) [18], нормируемое значение сопротивления теплопере-

даче стен допускается определять по формуле

где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей кон-

струкции, Вт/(м2·°C), принимаемый в соответствии с табл. 5.2; tн – нормируе-

мый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха tв и

температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции – τв, °C,

принимаемый согласно табл. 5.3.

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче входных дверей и ворот Rонорм должно быть не менее 0,6Rонорм стен зданий, определяемого по формуле (5.4). Если температура воздуха двух соседних помещений отличается больше чем на 8 °С, то минимально допустимое приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, разделяющих эти помещения (кро-

ме светопрозрачных), следует определять по формуле (5.4), принимая за вели-

чину tн расчѐтную температуру воздуха в более холодном помещении.

72

Таблица 5.2 Коэффициенты теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Таблица 5.3 Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха

и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

Обозначения: нн – не нормируется, tр – температура точки росы, °С, при расчетной температуре tв и относительной влажности внутреннего воздуха, принимаемым согласно СанПиН [7, 8], ГОСТ 12.1.005 [3] и СП [20] и нормам проектирования соответствующих зданий, например СП [13].

Примечание. Для зданий и овощекартофелехранилищ нормируемый температурный перепад tн для наружных стен, покрытий и чердачных перекрытий следует принимать по СП [14]

73

Для помещений зданий с влажным или мокрым режимом, а также для производственных зданий со значительными избытками теплоты и расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха не более 50 % нормируемое значение сопротивления теплопередаче определяется по формуле (5.4).

Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче Rопр , м2·°C/Вт,

фрагмента теплозащитной оболочки здания или любой выделенной ограждаю-

щей конструкции определяется по формуле

где Rоусл – осредненное по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания либо выделенной ограждающей конструкции, м2·°C/Вт; lj – протяженность линейной неоднородности j-го вида,

приходящаяся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выде-

ленной ограждающей конструкции, м/м2; Ψj – удельные потери теплоты через линейную неоднородность j-го вида, Вт/м·°C [17]; nk – количество точечных неоднородностей k-го типа, приходящихся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, шт./м2; χk –

удельные потери теплоты через точечную неоднородность k-го вида, Вт/шт.·°C.

Перечень теплотехнических неоднородностей, учитываемых при проекти-

ровании тепловой защиты наружных ограждающих конструкций зданий, приве-

ден в Приложении А [17]. Коэффициент теплотехнической однородности, r, ха-

рактеризующий эффективность конструкции, определяется по зависимости:

Величина Rоусл определяется как среднее по общей площади значение ус-

ловного сопротивления теплопередаче всех частей фрагментов теплозащитной оболочки здания:

где αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конст-

рукции, определяемый по табл. 5.4; Rs – термическое сопротивление S-го слоя однородной части фрагмента, (м2·°С)/Вт, определяемое для материальных сло-

ев по следующей формуле:

где δs – толщина слоя, м; λs – теплопроводность материала слоя, Вт/(м·°C),

принимается по данным Приложения А.

Таблица 5.4 Коэффициенты теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции

Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен следует рас-

считывать для всех фасадов рассматриваемого здания с учетом откосов про-

емов, без учета их заполнений.

75

Комплексное требование

Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики зда-

ния, kобтр , Вт/(м3·°С), следует принимать в зависимости от отапливаемого объ-

ема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по табл. 5.5 с учетом примечаний.

Удельная теплозащитная характеристика здания, kоб, Вт/(м3·°С), рассчи-

тывается по формуле

щитной оболочки здания, (м²·°С)/Вт; Aф,i – площадь i-го фрагмента теплоза-

щитной оболочки здания, м2; Vот – отапливаемый объем здания, м3; nt ,i – коэф-

фициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у кон-

струкции от принятых в расчете ГСОП, определяется по (5.3); Kобщ – общий ко-

эффициент теплопередачи здания, Вт/(м²·°С), определяемый по формуле

Kкомп – коэффициент компактности здания, м-1, определяемый по формуле

Aсум

Kкомп н ; (5.11)

Vот

Aнсум – сумма площадей (по внутреннему обмеру) всех наружных ограждений теплозащитной оболочки здания, м2.

Совокупность фрагментов теплозащитной оболочки здания, характери-

стики которых используются в (5.9), должна полностью замыкать оболочку отапливаемой части здания.

Удельная теплозащитная характеристика может быть найдена непо-

средственно через характеристики элементов составляющих все конструкции оболочки здания.

76

где Lj – суммарная протяженность линейной неоднородности j-го вида по всей оболочке здания, м; Nk – суммарное количество точечных неоднородностей k-го вида по всей оболочке здания, шт.

Расчет удельной теплозащитной характеристики здания оформляется в виде таблицы, которая должна содержать следующие сведения: наименование каждого фрагмента, составляющего оболочку здания; площадь каждого фраг-

мента; приведенное сопротивление теплопередаче каждого фрагмента со ссыл-

кой на расчет; коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры фрагмента конструкции от принятых в расчете ГСОП.

Таблица 5.5 Нормируемые значения удельной теплозащитной характеристики здания

Примечания.

1. Для промежуточных значений величин объема зданий и ГСОП, а также для зданий с отапливаемым объемом более 200 000 м3 значение kобтр рассчитываются по формулам:

2. При достижении величиной kобтр , вычисленной по (5.13), значений меньших, чем опреде-

ленные по формуле (5.14), следует принимать значения kобтр , определѐнные по формуле (5.14).

77

Форма представления результатов расчета приведена в табл. 5.6.

Санитарно-гигиеническое требование

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции (за ис-

ключением вертикальных светопрозрачных конструкций, т.е. с углом наклона к горизонту 45° и более) в зоне теплопроводных включений, в углах и оконных откосах, а также зенитных фонарей должна быть не ниже точки росы внутрен-

него воздуха tр при расчетной температуре наружного воздуха tн, °С.

Минимальная температура внутренней поверхности остекления верти-

кальных светопрозрачных конструкций, т. е. с углом наклона к горизонту 45° и

более (кроме производственных зданий) должна быть не ниже +3 °С, для про-

изводственных зданий – не ниже 0 °С. Минимальная температура внутренней поверхности непрозрачных элементов вертикальных светопрозрачных конст-

рукций не должна быть ниже точки росы внутреннего воздуха помещения tр

при расчетной температуре наружного воздуха tн, °С.

Относительную влажность внутреннего воздуха для определения точки росы следует принимать равной:

– для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров,

амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интерна-

тов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов – 55 %;

–для кухонь – 60 %;

–для ванных комнат – 65 %;

–для теплых подвалов и подполий с коммуникациями – 75 %;

78

–для теплых чердаков жилых зданий – 55 %;

–для других помещений общественных зданий (за исключением выше-

указанных) – 50 %.

5.3. Определение потерь теплоты помещением

Основные потери теплоты помещением ΣQо, Вт, определяют суммирова-

нием теплопотерь через все ограждения по формуле [8]

где А – расчетная площадь ограждения, м2; Rопр – приведенное сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое согласно рекомендациям раздела 5.2; n – коэффициент, учитывающий положение ограждения по отношению к на-

ружному воздуху, принимается по табл. 5.7; β – коэффициент учета добавочных потерь на ориентацию по сторонам света и угловые помещения принимается согласно Приложению 9 [10].

Наружные ограждения в помещении имеют различную теплоустойчи-

вость. Через ограждение с малой теплоустойчивостью (окна, легкие конструк-

ции) теплопотери при похолодании будут резко возрастать, практически следуя во времени за изменением температуры наружного воздуха. Через теплоустой-

чивые ограждения потери тепла при похолодании возрастут немного и во вре-

мени эти изменения будут значительно отставать от наружной температуры.

Максимальные потери тепла помещением в расчетных условиях не будут рав-

ны сумме потерь через отдельные ограждения. Сложение необходимо провести

сучетом сдвига во времени теплопотерь через отдельные ограждения.

Впериод резкого похолодания теплопотери через окна составляют до 80 %

от общих потерь. Основываясь на этом, можно считать, что наибольшие потери теплоты помещением Qпом (рис. 5.1) совпадают во времени с наибольшими тепло-

потерями через окна. Окна практически не обладают тепловой инерцией, поэтому момент времени и величина наибольших теплопотерь через них практически сов-

падают во времени и по величине с минимальной наружной температурой.

79