::  :: О проекте Контакты  
Материалов: 3416. Статей: 1017. Компаний: 2490. Марок: 881. Посетителей в мес: 9715
images/1x1.gif images/1x1.gif images/1x1.gif images/1x1.gif
Отраслевая техническая библиотека   Оконный рынок   Фурнитура   Стекло   Автоматич. двери
 
Зарегистрироваться!

Войти в систему
TOP100 Ведущие поставщики
Каталог оконного рынка
Комплектующие (460)
Фурнитура
Комплектующие
Химия
Стекло
Разное
Реклама
 
ПВХ и АЛЮ системы (224)
ПВХ-системы
АЛЮ-системы
Марки
Оборудование (2230)
Обработка ПВХ
Обработка АЛЮ
Обработка стекла
Каталог фирм
Фасады (750)
Светопрозрачные
Вентфасады
Мокрые фасады
Каталог фирм
Каталоги ключевых выставок.
> ТЕПЕРЬ ON-LINE <
Представляем экспонентов
Компания Glasstools
Станкин
Декенинк Рус
GEZE GMBH
Крунор
Грайн
Фототех
Века Рус
Брусбокс
Зигениа-Ауби
Фотогалерея 
Все экспоненты 
Тех. Библиотека
ALT VC65 Alutech Витражная система. Часть...
ALT VC65 Alutech Витражная система. Часть...
MAVent A-200 Альбом технических решений...
MAVent M-700 Альбом технических решений...
MAVent KН-400 Альбом технических решений...
MAVent KН-100 Альбом технических решений...
MAVent K-520 Альбом технических решений...
MAVent K-500 Альбом технических решений...
MAVent A-300 Альбом технических решений...
TP110 Reynaers Архитект. каталог...
Еще 2000 каталогов 
 
 
 Главная / Журнал / Раздел: Актуально / К вопросу о проектировании тепловой защиты светопрозрачных и непрозрачных конструкций
         

К вопросу о проектировании тепловой защиты светопрозрачных и непрозрачных конструкций

Рис. 1

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 2

Рис. 3 (а)

Рис. 3 (а)

Рис. 3 (б)

Рис. 3 (б)

Рис.3 (в)

Рис.3 (в)

Комментарии к статье С. И. Тихомирнова, Л.М.Шахнес «Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Проблемы нормирования и проектирования» Кривошеина Александра Дмитриевича, канд.техн.наук, доцента, заведующего  кафедрой «Городское строительство и хозяйство», Инженерно-строительного института ФГБОУ ВПО СибАДИ

От редакции
В журнале «Окна. Двери. Фасады», №51, 2013 г. опубликована статья С.И.Тихомирнова, Л. М. Шахнес «Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Проблемы нормирования и проектирования», в которой затронут ряд актуальных вопросов, связанных с нормированием и расчетом приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий. Поскольку в статье сделан ряд ссылок на СТО СРО НП СПАС 04-2011 «Энергосбережение в зданиях. Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий» редакция обратилась с настоятельной просьбой к одному из авторов СТО СРО НП СПАС – заведующему кафедрой «Городское строительство и хозяйство» ИСИ СибАДИ Кривошеину А. Д., дать комментарии к статье С.И.Тихомирнова, Л.М.Шахнес и изложить свою точку зрения по обозначенным проблемам 

В статье С. И. Тихомирнова, Л. М. Шахнес «Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Проблемы нормирования и проектирования» затронут ряд действительно актуальных вопросов в области проектирования светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций зданий. 

Как рассчитать приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций при их проектировании в соответствии с СП 50.13330.2012? 

Как и какими программными средствами следует пользоваться? 

Почему при актуализации СНиП 23-02-2003 не были повышены требования к тепловой защите светопрозрачных конструкций зданий и сооружений?

Этими, и рядом других вопросов в части оценки теплозащитных качеств ограждающих конструкций задаются проектировщиками разных регионов страны. 

Не претендуя на истину в последней инстанции, ниже предлагается обсудить несколько тем, обозначенных в статье С. И. Тихомирнова. Л. М. Шахнес.

В частности:
■ нормирование тепловой защиты светопрозрачных конструкций;
■ особенности расчета приведенного сопротивления светопрозрачных конструкций;
■ особенности расчета приведенного сопротивления теплопередаче непрозрачных конструкций.

Каждый из вышеперечисленных вопросов заслуживает отдельного обсуждения. Однако формат «комментариев» ограничивает возможности их рассмотрения в рамках одной статьи.

О нормировании тепловой защиты светопрозрачных конструкций
С актуальностью повышения требований к теплозащитным качествам светопрозрачных конструкций спорить бессмысленно. Окна, балконные двери, витражи и др. светопрозрачные конструкции, были и остаются самым слабым элементом тепловой защиты здания. Достаточно взглянуть на результаты тепловизионной съемки любого отапливаемого сооружения, чтобы убедиться в этом. 
Последние изменения, которые вносились в нор- мативные документы по регулированию тепловой защиты окон в РФ датируются 1997 г. (изменения в СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», которые затем плавно перетекли в СНиП 23-02-2003 [1] и без изменений – в СП 50.13330.2012 [2]). 
За прошедшие годы – с момента последних изменений норм по тепловой защите окон, сформировался по сути, новый сегмент строительного рынка, открыты сотни предприятий по производству современных светопрозрачных конструкций, десятки предприятий по производству профильных систем, заводы по изготовлению стекла с низкоэмиссионным покрытием. 

Отработаны и подтверждены многочисленными испытаниями конструктивные решения светопрозрачных конструкций с сопротивлением теплопередаче более 1,0 м2оС/Вт.

И уже представители оконного бизнеса с раздражением говорят о возможности изготовления в массовом порядке светопрозрачных конструкций с сопротивлением теплопередаче 0,8–1,0 м2оС/Вт, но малой востребованности таких конструкций. Следует отметить и тот факт, что ряд стран с существенно более мягким климатом, чем в РФ, повысили требования к тепловой защите светопрозрачных конструкций (в том числе Белоруссия) до 1,0 м2оС/Вт, и успешно реализуют эти требования. Доходит до абсурда – компании, производящие ПВХ-профили, открывают линии по изготовлению трехкамерных систем, в той же конфигурации, что и выпускаемые пятикамерные системы. Налицо «прогресс» в обратном направлении. Востребованы не лучшие, а самые дешевые конструкции. 
Понятно, что эти тенденции обусловлены комплексом причин, но одна из основных – отсутствие обозначенных приоритетов со стороны государства. 
В этой части авторов статьи «Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Проблемы нормирования и проектирования» можно и нужно поддержать. Нормативные требования к светопрозрачным конструкциям повышать необходимо, причем делать это как можно быстрее. 

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций 
Прежде чем говорить об особенностях расчета приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций, следует отметить некоторые заблуждения авторов рассматриваемой статьи. 
В частности утверждение «…светопрозрачные конструкции (СПК) являются определяющими теплопроводными включениями наружных стен….», и далее «...при расчете приведенного сопротивления теплопередаче стен по-прежнему не учитываются светопрозрачные заполнения…». 

Дело в том, что светопрозрачные конструкции по определению не являются элементами наружных стен и рассматриваются как самостоятельные части (конструктивные элементы) оболочки здания. 
Есть стены, приведенное сопротивление теплопередаче которых должно рассчитываться в среднем для фасада здания (для фасада – не значит с учетом теплопотерь через светопрозрачные конструкции), есть покрытия, чердачные перекрытия.

И есть светопрозрачные конструкции (окна, балконные двери, витражи и пр.), которые НЕ являются теплопроводными включениями СТЕН. Требования по тепловой защите светопрозрачных конструкций устанавливаются отдельно и оценка их фактических (расчетных) теплозащитных качеств проводится иначе, чем для стен. 

К сожалению, в статье «Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Проблемы нормирования и проектирования», вопросам расчета именно светопрозрачных конструкций внимания уделено мало. 

А поговорить есть о чем. 

До последнего времени величина приведенного сопротивления теплопередаче любого оконного или балконного блока, витража могла быть определена только по результатам испытаний в соответствии с ГОСТ 26602.1-99 [3]. Официальные отечественные методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций отсутствовали. Хотя известны, и более 10 лет применяются в странах ЕС, стандарты на расчетные методы – EN 10077.1 [4], EN 10077.2 [5]. 

Эти стандарты несколько раз уже пересматривались, уточнялись, дополнялись. Конечно же, проводить расчеты светопрозрачных конструкций можно и по [4, 5] , но это стандарты другого государства, и, кроме того, показатели, прописанные в EN, несколько отличаются от принятых в РФ Именно стремление хоть как-то выйти из этого «методического» тупика обусловило в свое время постановку задачи разработки стандарта Союза производителей полимерных профилей (СТО СППП 4.3- 2012 [6]). 

И вот в документе федерального уровня – СП 50.13330.2012 [2] в приложении К наконец-то приведены указания по расчету приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций. Казалось бы, что еще надо – вопрос «закрыт». Но это только на первый взгляд.
Воспользоваться и реализовать приложение К с учетом отсылки к приложению Е [2] очень и очень непросто. И дело даже не в отсутствии примеров или разъяснений, как рассчитать «удельные потери теплоты через линейные элементы» в виде рам, «узлов стыка стеклопакета с рамой, включая раму»,
«…границ между створками» и пр. Хотя и это важно (примеры и разъяснения), поскольку при реализации СВОДА ПРАВИЛ у пользователя не должно оставаться неясностей и возможностей для разночтений. 

Сложность реализации СП 50.13330.2012 заключается в использовании неудачного методического подхода к определению приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций.
В EN 10077.1 [4] расчет той или иной светопрозрачной конструкции предлагается выполнять на основе известных показателей приведенного сопротивления теплопередаче профилей (полученных по результатам испытаний или расчетом температурных полей согласно [5]) и сопротивления теплопередаче центральной термически однородной зоны светопрозрачной части. Особенности теплового режима в краевых зонах учитываются линейным коэффициентом теплопередачи краевой зоны . Согласно этого стандарта [4] любой менеджер или проектировщик, зная характеристику применяемых профильных систем (а производители профилей эти характеристики получают при постановке продукции на производство и потом периодически подтверждают) и зная сопротивление теплопередаче центральной термически однородной зоны стеклопакета, может в течение нескольких минут рассчитать сопротивление теплопередаче любой светопрозрачной конструкции, пользуясь калькулятором или перемножая числа «столбиком». 

Иной подход заложен в СП 50.13330.2012, приложение К. 
Весь оконный блок предлагается представить в виде пластины с сопротивлением теплопередаче, равным сопротивлению теплопередаче центральной термически однородной зоны. 
А далее – ВСЕ дополнительные потери теплоты (хотя в данном случае правильнее говорить о снижении потерь теплоты) учитывать удельными потерями теплоты через линейные неоднородности j-го вида, которые также, как и в [4], предложено обозначать . 
Эти удельные потери теплоты должны учитывать изменение теплопотерь реальных конструкций в переплетах (с учетом армирующих профилей, воздушных камер, контуров уплотнения и пр.), краевых зонах стеклопакетов (дистанционных рамок, вторичного и первичного слоя герметизации и пр.) – по сравнению с плоской «базовой» пластиной. 
Графическая интерпретация этого подхода приведена на рисунке 1. 
Конечно же, решение задачи расчета Rопр в принципе возможно и таким образом. 

Но зачем так сложно? 

Реализация приложения К требует обязательного применения специальной компьютерной программы расчета температурных полей, причем программы, позволяющей проводить расчеты элементов толщиной менее 0,2 мм (толщина стенок дистанционных рамок). Необходимы дополнительные расчеты и разъяснения в части учета конвективной и лучистой составляющих при определении коэффициентов теплопроводности воздушных прослоек сложной формы в переплетах, учет особенностей задания граничных условий, необходимость приведения конструкций сложной геометрической формы к более простому виду и т. д. и т. п. 
И, конечно же, наличие обученных сотрудников, способных выполнять подобные расчеты. 

Еще раз повторюсь, реализация такого подхода в принципе возможна. Но это существенное усложнение процедуры, требующее повторных расчетов при любой смене стеклопакета, применении новой профильной системы, даже изменении материала дистанционных рамок. Рассчитывать на то, что величина «дополнительных потерь теплоты» будет универсальной не приходится, поскольку профильные системы существенно отличаются друг от друга, а сопротивление центральной части стеклопакетов может существенно изменяться в зависимости от ширины межстекольного пространства, применении стекла с низкоэмиссионным покрытием, заполнении межстекольного пространства инертными газами и пр. 

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче непрозрачных конструкций
В данной части комментариев имеет смысл разобраться не столько с критикой в адрес СП 50.13330.2012, изложенной в статье С. И. Тихомирнова, Л. М. Шахнес, сколько с самим методом расчета, представленным в [2].
Прежде всего, следует согласиться с В. Г. Гагариным в его высказываниях относительно того, что в СП 23-101-2004 [7] применение программ расчета температурных полей для расчета приведенного сопротивления теплопередаче «изложено путано». 

Это действительно так. СНиП 23-02-2003 [1] оговаривал необходимость расчета приведенного сопротивления теплопередаче с учетом оконных откосов, однако алгоритма и примеров реализации этих требований при расчетах с применением температурных полей не прописывал. Это касается и выбора расчетных участков, и задания граничных условий, трактовки результатов расчетов, требований к программному обеспечению и др. 

В результате многими проектировщиками величина приведенного сопротивления теплопередаче в лучшем случае определялась через коэффициент теплотехнической однородности – r. 
А иногда принималась и по условному сопротивлению теплопередаче, что является грубой ошибкой. Для устранения разночтений в этой части [1,7] и выработки единых подходов к расчетам с применением программ температурных полей и был разработан в свое время СТО СРО НП СПАС [8]. 

Метод, который предлагается к реализации в СП 50.13330.2012 правомерен и позволяет достаточно корректно проводить расчеты приведенного сопротивления теплопередаче непрозрачных конструкций с учетом линейных и точечных неоднороднстей. Если отбросить второстепенные детали, то суть метода [2] заключается в вычислении разности потерь теплоты через участок конструкции с той или иной теплотехнической неоднородностью и потерь теплоты через этот же участок без учета теплотехнической неоднородности. Дополнительные потери теплоты, отнесенные к разности температур наружного и внутреннего воздуха по сути и определяют удельные потери теплоты через точечные неоднородности (а отнесенные к длине линейной неоднородности – соответственно удельные потери теплоты через линейные неоднородности). 

Графическое представление для линейной неоднородности общего вида приведено на рисунке 2. 
Но, поскольку реализация этого метода базируется на применении программ расчета температурных полей, то в СП 50-13330-2012 также должен быть прописан алгоритм расчета, причем не в общем виде, а с учетом реальных конструкций, оговорены требования к программному обеспечению, средства контроля корректности выполнения расчетов, методичесике положения по выбору расчетных областей, на основе которых будут определяться удельные потери теплоты и многое другое. То есть то, что было не доработано в СП 23-101- 2004, и что справедливо критиковалось, должно было бы быть устранено в новом документе. Однако большинство вышеперечисленных вопросов осталось открытыми. 
В качестве примера на рис. 3 приведены результаты расчета удельных потерь теплоты от точечной неоднородности в виде фасадного дюбеля со стальным сердечником диаметром 6 мм – для варианта стены с несущим слоем из бетона (аналог примера Н.5 [2]).

 Результаты расчета величины несколько отличаются от [2], но отмеченные различия лишь подтверждают необходимость четкого и однозначного выбора (задания) расчетной области для определения удельных потерь теплоты через те или иные неоднородности, правильного учета их шага, требований к программному обеспечению и пр. Не стоит строить иллюзий и относительно того, что достаточно один раз просчитать удельные потери теплоты через те или иные неоднородности и задача расчета приведенного сопротивления теплопередаче конструкций будет решена. 

По факту – практически для каждого проектируемого здания придется выполнять десятки расчетов температурных полей, определяя удельные потери теплоты для тех или иных конструкций, постепенно накапливая базу данных для применяемых конструктивных решений. Представляется неправильным и исключение из СП 50.13330.2012 метода прямого расчета приведенного сопротивления теплопередаче на основе температурных полей и теплового потока через конструкцию. В каких-то случаях этот метод является более простым и удобным.

В заключение необходимо подчеркнуть, что были и остаются актуальными задачи оценки температурного режима узлов сопряжений ограждающих конструкций, требующие, как правило, расчета трехмерных температурных полей (выпадение конденсата в местах теплопроводных включений). Эти задачи не менее актуальны, чем расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Соответственно и в этой части нужна выработка единых методических подходов.

В связи с вышеизложенным широкому кругу проектировщиков можно порекомендовать программу «Temper-3d» версии 4.11, предназначенную для расчета трехмерных температурных полей ограждающих конструкций зданий, ознакомиться с которой можно на сайте www.temper3d.ru.

Подписи под рисунками
Рис. 1. Схема к определению удельных потерь теплоты
линейных неоднородностей в виде ПВХ-профилей с краевой частью стеклопакета

Рис.2. Схема к определению удельных потерь теплоты линейных
неоднородностей в виде плиты перекрытия (Q1 – с учетом
неоднородности;  – без учета неоднородности)

Рис.3.
Результаты расчета удельных потерь теплоты через точечную
неоднородность в виде фасадного дюбеля (1, 4 – цементно-песчаный раствор, lБ= 0,93 Вт/(м•оС); 2 – железобетон, lБ= 2,04 Вт/ (м•оС); 3 – мин. плита, lБ= 0,045 Вт/(м•оС)

Рис. 3 (а)
Расчетная температура воздуха:
- внутреннего tв = +20 оС;
- наружного  tн = -28 оС.
Расчетный коэффициент теплоотдачи поверхности:
- внутренней a
 в = 8,7 Вт/м2 оС;
- наружной aн = 23 Вт/м2 оС.
Площадь рассчитываемого фрагмента - A = 0,16 м2.
Потери теплоты через рассчитываемый фрагмент:
- с учетом фасадного дюбеля - Q1 = 2,308 Вт;
- без учета фасадного дюбеля – Q2 = 2,110 Вт/
Дополнительные потери теплоты Q = 0,198 Вт.
Удельные потери теплоты от точечной неоднородно-сти
c = 0,198/ (20+28) = 0,0041 Вт/оС.
Приведенное сопротивление теплопередаче фраг-мента – Rопр = 0,16/(0,16/3,64 + 0,0041) = 3,33 м2хоС/Вт

Рис. 3 (б)
Распределение температур по сечению конструкции с учетом фасадного дюбеля со стальным сердечником d= 6 мм

Рис 3 (в)
Распределение температур по сечению конструк-ции без учета фасадного дюбеля

Список использованных источников
1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.
2. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-20033.
3. ГОСТ 26602.1-99 Блоки оконные и дверные. Метод определения сопротивления теплопередаче.
4. DIN EN ISO 10077-1:2010-05. Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen –Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten. Teil 1: Allgemeines (ISO 10077-1:2006+Cor. 1:2009); Deutsche Fassung EN ISO 10077-1:2006 + AC:2009.
5. DIN EN ISO 10077-2:2008-08. Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen – Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten. Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen (ISO/DIS 10077- 2:2003); Deutsche Fassung EN ISO 10077-2:2003.
6. СТО СППП 4.3-2012. Расчетный метод оценки приведенного сопротивления теплопередаче оконных и дверных балконных блоков.
7. СП 23-101-2004. Проектрование тепловой защиты зданий.
8. СТО СРО НП СПАС 04-2011. Энергосбережение в зданиях. Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий.

Автор/источник: Журнал Окна. Двери. Фасады.
Все статьи Журнал Окна. Двери. Фасады. >>>

16:24 05-05-2014

Распечатать
Марка «» в Каталоге материалов >>>
Поставщики марки «» в Каталоге Фирм >>>
id = 579

   
Реклама
Наши издания
Наши партнеры
 
 
Выставки

 

 
Интегрированный каталог оконного и фасадного рынка России ODF.RU (Окна Двери Фасады)

© Издательство БАУПРЕСС. Разработка и дизайн - © PIV . При копировании информации ссылка на www.odf.ru обязательна.
Телефон редакции: +7 495 374-8905

ODF.RU - это ежедневно актуализируемый каталог более 500 марок, более 5000 материалов, более 9 Гигабайт информации для производителей окон и фасадов

Подпишитесь на рассылку:
Еженедельный обзор оконного рынка

Ваш E-mail
Ваше имя

[ П р и м е р ]