Термическое сопротивление дверей первых этажей. Входные металлические двери с терморазрывом. Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период
В одной из прошлых статей мы обсуждали композитные двери и вскользь затронули блоки с терморазрывом. Теперь посвящаем им отдельную публикацию, так как это довольно интересные изделия, можно сказать - уже отдельная ниша в дверестроении. К сожалению, в этом сегменте не всё однозначно, есть достижения, есть фарс. Сейчас наша задача разобраться в особенностях новой технологии, понять, где заканчиваются технологические «плюшки», и где начинаются маркетинговые игры.
Чтобы понять, как работают терморазделённые двери, и какие из них можно считать таковыми - придётся вникать в детали и даже немного вспомнить школьную физику.
Если Вы еще не определись с выбором, посмотрите наши предложения
- Это природный процесс стремления к равновесию. Он заключается в обмене/переносе энергии между телами с разной температурой.
- Что интересно, более нагретые тела отдают энергию более холодным.
- Естественно, при такой отдаче, более тёплые детали остывают.
- Вещества и материалы с неодинаковой интенсивностью передают тепло.
- В определении коэффициента теплопроводности (обозначается в) рассчитывается, сколько тепла пройдёт через образец заданного размера, при заданной температуре за секунду. То есть, в прикладных вопросах важен будет площадь и толщина детали, а также характеристики вещества, из которого она изготовлена. Некоторые показатели для наглядности:
- алюминий - 202 (Вт/(м*К))
- сталь- 47
- вода - 0,6
- минеральная вата - 0,35
- воздух - 0,26
Теплопроводность в строительстве и для металлической двери в частности
Все ограждающие строительные конструкции передают тепло. Поэтому в наших широтах теплопотери в жилище есть всегда, и обязательно применяется отопление для их восполнения. Окна и двери, установленные в проёмах, имеют несоизмеримо меньшую толщину, чем стены, вот из-за этого здесь обычно на порядок больше тепловых потерь, чем через стены. Плюс повышенная теплопроводность металлов.
Как выглядят проблемы.
Естественно, больше всего страдают двери, которые установлены на входе в здание. Но не на всех, а только если изнутри и снаружи температура отличается сильно. Например, общая подъездная дверь зимой всегда целиком холодная, нет особых неприятностей со стальными дверями для квартиры , ведь в подъезде теплее, чем на улице. А вот дверные блоки коттеджей работают на границе температур - они нуждаются в особой защите.
Очевидно, что, дабы исключить или уменьшить теплопередачу, нужно искусственно уровнять внутреннюю и «забортную» температуру. По сути, создаётся воздушная большая прослойка. Традиционно тут идут тремя путями:
- Дают двери промёрзнуть, устанавливая второй дверной блок изнутри. Воздух отопления не пробивается к входной двери, и нет резкого перепада температур - нет конденсатов.
- Делают дверь всегда прогретой, то есть возводят снаружи тамбур без отопления. Он выравнивает температуру на внешней поверхности двери, а отопление прогревает внутренние её слои.
- Иногда помогает организация воздушной тепловой завесы, электрического подогрева полотна или тёплого пола возле входной двери.
Конечно, сама стальная дверь должна быть максимальным образом утеплена. Это касается как полостей коробки и полотна, так и откосов. Вдобавок к полостям, на сопротивление теплообмену работают облицовки (чем толще и «пушистее» - тем лучше).
Технология терморазрыва
Извечная мечта разработчика навсегда и бесповоротно победить теплопередачу. Неудобства заключаются в том, что самые тёплые материалы, как правило, самые хрупкие и слабонесущие, из-за того что сопротивление теплопередаче сильно зависит от плотности. Чтобы усилить пористые материалы (в которых находятся газы) их нужно соединять с более прочными слоями - так появляются сэндвичи.
Однако, дверной блок - это самонесущая пространственная конструкция, что не может существовать без каркаса. И тут появляются другие неприятные моменты, которые называются «мостиками холода». Это значит, что, как бы хорошо ни была утеплена входная дверь из стали, есть элементы, проходящие дверь насквозь. Это: стенки коробки, периметр полотна, рёбра жёсткости, замочно-скобяные изделия - и всё это из металла.
В один прекрасный момент производители алюминиевых конструкций нашли решение некоторых актуальных вопросов. Один из самых теплопроводных материалов (алюминиевые сплавы) решили разделить менее теплопроводным материалом. Многокамерный профиль примерно пополам «разрезали» и сделали там полимерную вставку («термомост»). Чтобы несущая способность особо не пострадала, применили новый и довольно дорогой материал - полиамид (часто в комбинации со стекловолокном).
Основной идеей подобных конструктивных решений является повышение изоляционных свойств, уход от создания дополнительных дверных блоков и тамбуров.
Недавно на рынке появились качественные входные двери с термическим разделением, собранные из импортных профилей. Они выполнены по схожей технологии, что и «тёплые» алюминиевые системы. Только несущий профиль создаётся из стального проката. Конечно, тут нет экструзии - всё производится на гибочном оборудовании. Конфигурация профиля очень сложная, для установки термомоста сделаны специальные пазы. Устроено всё таким образом, чтобы полиамидная деталь с Н-образным сечением становилась вдоль линии полотна и соединяла обе половинки профиля. Сборка изделий выполняется давлением (прокатка), соединение металла и полиамида может проклеиваться.
Из таких профилей собирают силовой каркас полотна, стойки и перемычки рамы, а также порог. Естественно, существуют некоторые отличия в конфигурации сечения: ребро жёсткости может представлять собой простой квадрат, а чтобы обеспечить четверть или наплыв полотна на притвор - чуть сложнее. Обшивка силового каркаса производится по традиционной схеме, только с листами металла с обеих сторон. От глазка часто отказываются.
Кстати, есть интересная система, когда полотно на полимерных гарпунах (с эластичными уплотнителями) буквально полностью набирается из профиля с терморазрывом. Его стенки заменяют листы обшивки.
Естественно, появились на рынке и «весёлые» двери, которые нещадно эксплуатируют понятие терморазрыв. В лучшем случае, производится некоторый тюнинг обычной стальной двери.
- Прежде всего, производители убирают рёбра жёсткости. Сразу возникают проблемы с пространственной жёсткостью полотна, устойчивостью на прогиб, «килечное» вскрытие обшивки и т.п. В качестве выхода - к металлическим листам обшивки иногда прикрепляют недоразвитые рёбра жёсткости. Часть из них фиксируются на наружном листе, другая часть - на внутреннем. Дабы хоть как-то стабилизировать конструкцию, полость заливают пеной, которая одновременно выполняет формообразующую функцию и склеивает оба листа между собой. Есть модели, где в пену вкладывают металлическую сетку/решётку, чтобы злоумышленник не мог вырезать сквозную дыру в полотне.
- Крайние торцевые грани полотна и коробки даже могут иметь небольшие разделяющие вставки, правда, с неизвестными характеристиками.В общем, вся конструкция мало чем отличается от обычных китайских дверей. Имеем просто тонкую оболочку, только заполненную пеной.
Другой финт - это взять обычную дверь с рёбрами (учитывая хитрый подход к делу - как правило, низкосортную) и вставить в полотно вату и в дополнение - слой, например, пенопласта. После этого изделию присваивается звание «сэндвич с терморазрывом» и оно быстренько продаётся как инновационная модель. По такому принципу все стальные дверные блоки можно записать в эту категорию, ведь утеплитель и декоративная отделка существенно снижают теплопотери.
Требуемое
общее сопротивление теплопередаче
для наружных дверей (кроме балконных)
должно быть не менее значения 0,6
для
стен зданий и сооружений, определяемого
при расчетной зимней температуре
наружного воздуха, равной средней
температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 .
Принимаем
фактическое общее сопротивление
теплопередаче наружных дверей
=
,
тогда
фактическое сопротивление теплопередаче
наружных дверей
,
(м 2 ·С)/Вт,
, (18)
где t в, t н, n, Δt н, α в – то же, что и в уравнении (1).
Коэффициент теплопередачи наружных дверей k дв, Вт/(м 2 ·С), вычисляют по уравнению:
.
Пример 6. Теплотехнический расчет наружных ограждений
Исходные данные.
Здание жилое, t в = 20С.
Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов t хп(0,92) = -29С (приложение А);
α в = 8,7 Вт/(м 2 ·С) (таблица 8); Δt н = 4С (таблица 6).
Порядок расчета.
Определяем
фактическое сопротивление теплопередаче
наружной двери
по уравнению (18):
(м 2 ·С)/Вт.
Коэффициент теплопередачи наружной двери k дв определяем по формуле:
Вт/(м 2 ·С).
2 Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период
Проверка
наружных ограждений на теплоустойчивость
осуществляется в районах со среднемесячной
температурой воздуха в июле 21С
и выше. Установлено, что колебания
температуры наружного воздуха А t н,
С,
происходят циклически, подчиняются
закону синусоиды (рисунок 6) и вызывают,
в свою очередь, колебания фактической
температуры на внутренней поверхности
ограждения
,
которые также протекают гармонически
по закону синусоиды (рисунок 7).
Теплоустойчивость
– это свойство ограждения сохранять
относительное постоянство температуры
на внутренней поверхности τ в,
С,
при колебаниях внешних тепловых
воздействий
,
С,
и
обеспечивать комфортные условия в
помещении. По мере удаления от наружной
поверхности амплитуда колебаний
температуры в толще ограждения, А τ ,
С,
уменьшается, главным образом, в толще
слоя, ближайшего к наружному воздуху.
Этот слой толщиной δ рк,
м, называется слоем резких колебаний
температуры А τ ,
С.
Рисунок 6 – Колебания тепловых потоков и температур на поверхности ограждения
Рисунок 7 – Затухание температурных колебаний в ограждении
Проверку
на теплоустойчивость осуществляют для
горизонтальных (покрытия) и вертикальных
(стены) ограждений. Вначале устанавливают
допустимую (требуемую) амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности
наружных ограждений с учётом
санитарно-гигиенических требований по
выражению:
, (19)
где t нл − среднемесячная температура наружного воздуха за июль (летний месяц), С, .
Эти
колебания происходят вследствие
колебаний расчетных температур наружного
воздуха
,С,
определяемых по формуле:
где А t н − максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воздуха за июль, С, ;
ρ − коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности (таблица 14);
I max , I ср − соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м 3 , принимаемые:
а) для наружных стен − как для вертикальных поверхностей западной ориентации ;
б) для покрытий − как для горизонтальной поверхности ;
α н − коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения при летних условиях, Вт/(м 2 ·С), равный
где υ − максимальная из средних скоростей ветра за июль, но не менее 1 м/с .
Таблица 14 – Коэффициент поглощения солнечной радиации ρ
Материал наружной поверхности ограждения |
Коэффициент поглощения ρ |
Защитный слой рулонной кровли из светлого гравия | |
Кирпич глиняный красный | |
Кирпич силикатный | |
Облицовка природным камнем (белым) | |
Штукатурка известковая темно-серая | |
Штукатурка цементная светло-голубая | |
Штукатурка цементная темно-зеленая | |
Штукатурка цементная кремовая |
Величина
фактических колебаний на внутренней
плоскости
,С,
будет зависеть от свойств материала,
характеризуемых значениями D,
S,
R,
Y,
α н
и способствующих затуханию амплитуды
колебаний температуры в толще ограждения
А t .
Коэффициент
затухания
определяют по формуле:
где D − тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая по формуле ΣD i = ΣR i ·S i ;
e = 2,718 − основание натурального логарифма;
S 1 , S 2 , …, S n − расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждения (приложение А, таблица А.3) или таблица 4;
α н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/(м 2 ·С), определяется по формуле (21);
Y 1 , Y 2 ,…, Y n − коэффициент теплоусвоения материала наружной поверхности отдельных слоев ограждения, определяемый по формулам (23 ÷ 26).
,
где δ i – толщина отдельных слоев ограждающей конструкции, м;
λ i – коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м·С) (приложение А, таблица А.2).
Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности Y, Вт/(м 2 ·С), отдельного слоя зависит от значения его тепловой инерции и определяется при расчёте, начиная с первого слоя от внутренней поверхности помещения – к наружной.
Если первый слой имеет D i ≥1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y 1 следует принимать
Y 1 = S 1 . (23)
Если первый слой имеет D i < 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:
для
первого слоя
; (24)
для
второго слоя
; (25)
для
n-го
слоя
, (26)
где
R 1 ,
R 2 ,…,
R n
– термическое
сопротивления 1, 2 и n-го
слоев ограждения, (м 2 ·С)/Вт,
определяемое по формуле
;
α в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м 2 ·С) (таблица 8);
По
известным значениям
и
определяют фактическую амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности ограждающей конструкции
,C,
. (27)
Ограждающая конструкция будет отвечать требованиям теплоустойчивости, если выполняется условие
(28)
В
этом случае ограждающая конструкция
обеспечивает комфортные условия
помещения, защищая от воздействия
внешних колебаний теплоты. Если
,
то
ограждающая конструкция является
нетеплоустойчивой, тогда необходимо
принять для наружных слоев (ближе к
наружному воздуху) материал с большим
коэффициентом теплоусвоения S,
Вт/(м 2 ·С).
Пример 7. Расчет теплоустойчивости наружного ограждения
Исходные данные.
Ограждающая конструкция, состоящая из трех слоев: штукатурки из цементно-песчаного раствора с объемной массой γ 1 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 1 = 0,04 м, λ 1 = 0,76 Вт/(м·С); слоя утеплителя из глиняного обыкновенного кирпича γ 2 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 2 = 0,510 м, λ 2 = 0,76 Вт/(м·С); облицовочного силикатного кирпича γ 3 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 3 = 0,125 м, λ 3 = 0,76 Вт/(м·С).
Район строительства – г. Пенза.
Расчетная температура внутреннего воздуха t в = 18 С.
Влажностный режим помещения – нормальный.
Условие эксплуатации – А.
Расчетные значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:
t нл = 19,8С ;
R 1 = 0,04/0,76 = 0,05 (м 2 ·°С)/Вт;
R 2 = 0,51/0,7 = 0,73 (м 2 ·°С)/Вт;
R 3 = 0,125/0,76 = 0,16 (м 2 ·°С)/Вт;
S 1 = 9,60 Вт/(м 2 ·°С); S 2 = 9,20 Вт/(м 2 ·°С);
S 3 = 9,77 Вт/(м 2 ·°С); (приложение А, таблица А.2);
V = 3,9 м/с ;
А t н = 18,4 С ;
I max = 607 Вт/м 2 , , I ср = 174 Вт/м 2 ;
ρ= 0,6 (таблица 14);
D = R i · S i = 0,05·9,6+0,73·9,20+0,16·9,77 = 8,75;
α в = 8,7 Вт/(м 2 ·°С) (таблица 8),
Порядок расчета.
1. Определяем
допустимую амплитуду колебаний
температуры внутренней поверхности
наружного
ограждения по уравнению (19):
2. Вычисляем
расчетную амплитуду колебаний температуры
наружного воздуха
по формуле
(20):
где α н определяем по уравнению (21):
Вт/(м 2 ·С).
3. В зависимости от тепловой инерции ограждающей конструкции D i = R i ·S i = 0,05 · 9,6 = 0,48 <1, находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности для каждого слоя по формулам (24 – 26):
Вт/(м 2 ·°С).
Вт/(м 2 ·°С).
Вт/(м 2 ·°С).
4. Определяем коэффициент затухания расчетной амплитуды колебания наружного воздуха V в толще ограждения по формуле (22):
5.
Вычисляем фактическую амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности ограждающей конструкции
,
С.
Если выполняется условие, формула (28), конструкция отвечает требованиям теплоустойчивости.
Теплоизоляция (теплозащита)
Теплоизоляция - одна из основных функций окна, которая обеспечивает комфортные условия внутри помещения.
Тепловые потери помещения определяются двумя факторами:
- Трансмиссионными потерями , которые складываются из потоков тепла, которое помещение отдает через стены, окна, двери, потолок и пол.
- Вентиляционными потерями , под которыми понимается количество тепла, необходимое для нагрева до температуры помещения холодного воздуха, проникающего через негерметичности окна и в результате вентиляции.
В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче R o (м²· °C/Вт) , величина, обратная коэффициенту теплопроводности k , который принят в нормах DIN.
Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k , тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.
К сожалению, простой пересчет k в R o (k=1/R o) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция сертифицирована, то производитель обязан представить заказчику именно показатель сопротивления теплопередаче.
Основными факторами влияющими на значение приведенного сопротивления теплопередаче окна являются:
- размер окна (в т.ч. отношение площади остекления к площади оконного блока);
- поперечное сечение рамы и створки;
- материал оконного блока;
- тип остекления (в т.ч. ширина дистанционной рамки стеклопакета, наличие селективного стекла и специального газа в стеклопакете);
- количество и местоположение уплотнителей в системе рама/створка.
От значения показателей R o зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.
Плохие теплозащитные свойства окон неизбежно приводят к появлению холодного излучения в зоне окон и возможности появления конденсата на самих окнах или в зоне их примыкания к другим конструкциям. Причем это может происходить не только, в следствие, низкого сопротивления теплопередачи конструкции окна, но также и плохого уплотнения стыков рамы и створки.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", который является переизданием СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" с изменениями, утвержденными и введенными в действие с 1 июля 1989 г. постановлением Госстроя СССР от 12 декабря 1985 г. 241, изменением 3, введенным в действие с 1 сентября 1995 г. постановлением Минстроя России от 11 августа 1995 г. 18-81 и изменением 4, утвержденным постановлением Госстроя России от 19 января 1998 г. 18-8 и введенным в действие 1 марта 1998 г.
В соответствии с этим документом, при проектировании приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей R o следует принимать не менее требуемых значений, R o тр (см. таблицу 1).
Таблица 1. Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей
Здания и сооружения | Градусо-сутки отопительного периода, °C сут | Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей не менее R отр , м²· °C/Вт |
---|---|---|
Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80 |
Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажностным или мокрым режимом | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 |
Производственные с сухим и нормальным режимом | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 |
Примечание:
1. Промежуточные значения R отр следует определять интерполяцией 2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажностным или мокрым режимом, с избытками явного тепла от 23 Вт/м 3 , а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажностным или мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий. 3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий. 4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице. |
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле:
ГСОП = (t в - t от.пер.) · z от.пер.
где
t в
- расчетная температура внутреннего воздуха, °C (согласно ГОСТ 12.1.005-88
и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений);
t от.пер.
- средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C; °C;
z от.пер.
- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C, Сут (по СНиП 2.01.01-82
"Строительная климатология и геофизика").
По СНиП 2.08.01-89* при расчете ограждающих конструкций жилых зданий следует принимать: температуру внутреннего воздуха 18 °C в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (определяемой согласно СНиП 2.01.01-82) выше -31°C и 20°C при -31°C и ниже; относительную влажность воздуха равной 55 %.
Таблица 2. Температура наружного воздуха (выборочно, полностью см. СНиП 2.01.01-82)
Город | Температура наружного воздуха, °С | ||||
---|---|---|---|---|---|
Наиболее холодной пятидневки | Период со средней суточной температурой воздуха ≤8°С |
||||
0,98 | 0,92 | Продолжительность, сут. | Средняя температура, °С | ||
Владивосток |
|||||
Волгоград |
|||||
Красноярск |
|||||
Краснодар |
|||||
Мурманск |
|||||
Новгород |
|||||
Новосибирск |
|||||
Оренбург |
|||||
Ростов-на-Дону |
|||||
Санкт-Петербург |
|||||
Ставрополь |
|||||
Хабаровск |
|||||
Челябинск |
|||||
Для облегчения работы проектировщиков в СНиП II-3-79* , в приложении приведена также справочная таблица, содержащая приведенные сопротивления теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей для различных конструкций. Пользоваться этими данными необходимо в том случае, если значения R отсутствуют в стандартах или технических условиях на конструкции. (см. примечание к табл. 3)
Таблица 3. Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей (справочное)
Заполнение светового проема | Приведенное сопротивление теплопередаче R о, м² ·°С/Вт | ||
---|---|---|---|
в деревянных или ПВХ переплетах | в алюминиевых переплетах | ||
1. Двойное остекление в спаренных переплетах |
|||
2. Двойное остекление в раздельных переплетах |
0,34* |
||
3. Блоки стеклянные пустотные (с шириной швов 6 мм) размером, мм:
|
0,31 (без переплета) |
||
4. Профильное стекло коробчатого сечения |
0,31 (без переплета) |
||
5. Двойное из органического стекла для зенитных фонарей |
|||
6. Тройное из органического стекла для зенитных фонарей |
|||
7. Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах |
|||
8. Однокамерный стеклопакет из стекла: Обычного |
|||
9. Двухкамерный стеклопакет из стекла: Обычного (с межстекольным расстоянием 6 мм) Обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм) С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием |
|||
10. Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: Обычного С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием С твердым селективным покрытием и заполненным аргоном |
|||
11. Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: Обычного С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием С твердым селективным покрытием и заполненным аргоном |
|||
12. Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах | |||
13. Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах |
|||
14. Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах |
|||
*
В стальных переплетах Примечания:
|
Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.
Например, согласно Московским городским строительным нормам МГСН 2.01-94 "Энергоснабжение в зданиях. Нормативы по теплозащите, тепловодоэлектроснабжению.", приведенное сопротивление теплопередаче (R o) должно быть не менее 0,55 м²·°C/Вт для окон и балконных дверей (допускается 0,48 м²·°C/Вт в случае применения стеклопакетов с теплоотражающими покрытиями).
В этом же документе содержатся и другие уточнения. Для улучшения теплозащиты заполнений светопроемов в холодный и переходный периоды года без увеличения числа слоев остекления следует предусматривать применение стекол с селективным покрытием, размещая их с теплой стороны. Все притворы рам окон и балконных дверей должны содержать уплотнительные прокладки из силиконовых материалов или морозостойкой резины.
Говоря о теплоизоляции необходимо помнить, что летом окна должны выполнять противоположную зимним условиям функцию: защищать помещение от проникновения солнечного тепла в более прохладное помещение.
Следует также принимать во внимание, что жалюзи, ставни и т.п. работают как временные теплозащитные устройства и существенно уменьшают теплопередачу через окна.
Таблица 4. Коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств
(СНиП II-3-79*, приложение 8)
Солнцезащитные устройства |
Коэффициент теплопропускания |
---|---|
А. Наружные
|
0,15 |
Примечание:
1. Коэффициенты теплопропускания даны дробью: до черты - для солнцезащитных устройств с пластинами под углом 45°, после черты - под углом 90° к плоскости проема. 2. Коэффициенты теплопропускания межстекольных солнцезащитных устройств с проветриваемым межстекольным пространством следует принимать в 2 раза меньше. |
Общая схема порядка проектирования тепловой защиты зданий требуемая в соответствии со схемой 1 , представлена на рисунке 2.1.
где R req , R min – нормируемое и минимальное значение сопротивления теплопередаче, м 2 ×°С/Вт;
, – нормативныйирасчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период, кДж/(м 2 ·°С·сут) или кДж/(м ·°С·сут).
|
||||
|
||||
способ “б”способ “а”
Изменение проекта
НЕТ
ДА
где R int , R ext - сопротивление теплообмену на внутренней и наружной поверхностях ограждения, (м 2 ·К)/Вт;
R к - термическое сопротивление слоев ограждающей конструкции, (м 2 ×К)/Вт;
R пр – приведенное термическое сопротивление неоднородной конструкции (конструкции, имеющей теплопроводные включения), (м 2 ·К)/Вт;
a int , a ext – коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях ограждения, Вт/(м 2 ·К), принимаются соответственно по табл. 7 и табл. 8 ;
d i – толщина слоя ограждающей конструкции, м;
l i – коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м 2 ·К).
Так как теплопроводность материалов в значительной степени зависит от их влажности, определяют условия их эксплуатации. По приложению «В» устанавливается зона влажности на территории страны, затем по табл. 2 в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности определяются условия эксплуатации ограждающей конструкции А или Б. Если влажностный режим помещения не указан, то допускается принимать его нормальным. Затем по приложению «Д» в зависимости от установленных условий эксплуатации (А или Б) определяется коэффициент теплопроводности материала (см. приложение «Е») .
Если в состав ограждения входят конструкции с неоднородными включениями (панели перекрытия с воздушными прослойками, крупные блоки с теплопроводными включениями и т.д.), то расчет таких конструкций производится по особым методикам. Данные методики представлены в приложениях «М», «Н», «П» . В курсовом проекте в качестве таких конструкций выступают панели перекрытия пола первого этажа и потолка последнего, их приведенное термическое сопротивление определяется следующим образом.
А). Плоскостями, параллельными тепловому потоку, панель разбивается на однородные и неоднородные по составу участки (рис. 2.2, а ). Одинаковым по составу и по размерам участкам присваивается одна и та же цифра. Общее сопротивление панели перекрытия будет равняться усреднённому сопротивлению. Из-за своих размеров участки оказывают неодинаковое влияние на общее сопротивление конструкции. Поэтому термическое сопротивление панели рассчитывается с учетом площадей, занимаемых участками в горизонтальной плоскости, по формуле:
где l ж.б – коэффициент теплопроводности железобетона, принимаемый в зависимости от условий эксплуатации А или Б;
R a . g . ─ термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по табл. 7 при положительной температуре воздуха в прослойке, (м 2 ·К)/Вт.
Но полученное термическое сопротивление панели перекрытия не совпадает с данными лабораторного эксперимента, поэтому производят вторую часть расчета.
Б). Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, конструкция также разбивается на однородные и неоднородные слои, которые принято обозначать заглавными буквами русского алфавита (рис.2.2, б ). Общее термическое сопротивление панели в этом случае:
где – термическое сопротивление слоев «А», (м 2 ·К)/Вт;
R Б – термическое сопротивление слоя «Б», (м 2 ·К)/Вт.
При расчете R Б необходимо учесть различную степень влияния участков на термическое сопротивления слоя из-за их размеров:
Усреднение расчётов можно следующим образом: расчеты в обоих случаях не совпадают с данными лабораторного эксперимента, которые находятся ближе к значению R 2 .
Расчет панели перекрытия необходимо произвести дважды: для случая, когда тепловой поток направлен снизу вверх (перекрытие) и сверху вниз (пол).
Сопротивление теплопередаче наружных дверей может быть принято по табл. 2.3, окон и балконных дверей – по табл. 2.2 настоящего пособия