::  :: 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 / Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Часть 2
         

Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Часть 2

Рис. 1

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 5

Проблемы нормирования и проектирования

«История архитектуры – это история борьбы за окна» 
Ле Корбюзье (1929 г.)

Начало читайте в Части 1 

4. Контрольный расчет фактического значения приведенного сопротивления теплопередаче фасада здания с учетом откосов и светопрозрачных заполнений

Требования, установленные в пунктах 5.6 и 5.7 СНиП 23-02 [6] и пункте 5.4 СП 50.13330. [8], следовало бы изложить в следующем виде:
Приведенное сопротивление теплопередаче для наружных стен здания следует определять для отдельно выделенных (по единым правилам) фрагментов фасада либо для выделенных (по тем же правилам) фрагментов одного типового этажа с учетом дополнительных потерь теплоты через теплотехнические неоднородности:светопрозрачные и непрозрачные заполнения стеновых проемов, оконные и дверные откосы, стыки стен с перекрытиями и перегородками, различного рода связи, конструктивные элементы навесных фасадных систем и т. п., с использованием результатов расчетов двухмерных и трехмерных температурных полей. 

o,стпр> фрагмента наружных стен или другой ограждающей конструкции теплозащитной оболочки здания следует рассчитывать в соответствии с обязательным приложением ХХ.

Приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций (окон, балконных и других наружных дверей) следует рассчитывать в соответствии с приложением ХХХ.

Фактическое (эффективное) значение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен следует определять по формулам:

R0,стпр =А0,ст/∑(Аст,m /R0,ст,m пр), (7)

где: 

0,стпр>– значение среднего приведенного сопротивления теплопередаче всех наружных стен фасадов здания или типового этажа, (м2х°С)/Вт;

А0,ст – суммарная (общая) площадь всех наружных стен, равная сумме площадей отдельных фрагментов, за исключением площадей всех проемов для окон и наружных дверей (суммарная площадь приведения), м2

Аст,m – площадь приведения [18,21] m–го характерного фрагмента наружных стен, м2; 

R0,ст,mпр – приведенное сопротивление теплопередаче m-го характерного фрагмента наружных стен, м2 х°С)/Вт.

Значение среднего приведенного сопротивления теплопередаче всех светопрозрачных заполнений стеновых проемов (окон, балконных и других наружных дверей) , <R0,спкпр>2 х°С)/Вт можно определить по формуле:

0,спкпр>0,спк/сп,n/R0,спк,nпр), (8) 

где:
А0,спк – суммарная (общая) площадь всех заполнений стеновых проемов, равная сумме площадей оконных и наружных дверных блоков различных типов, м2;

Аспк,n площадь отдельного n–го оконного или дверного блока, м2;

R0,спк,n пр – приведенное сопротивление теплопередаче отдельного n–го оконного или дверного блока, (м2 x°С)/Вт. 

Необходимо отметить важность рассмотренных в работах [18, 21] единых правил обмера поверхностей: так «расчетная площадь окон должна приниматься по наименьшим размерам «в свету» (соответственно потери тепла через оконные откосы и монтажные швы должны учитываться при расчете приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен)». 
Во-вторых, при определении теплозащитных свойств ограждающих конструкций оболочки здания, согласно СНиП 23-02, площадь ограждений следует принимать по внутренним размерам здания, в то же время, при проектировании систем отопления и соответственно при расчете теплопотерь, применяются иные правила обмера – размеры принимаются по внешним поверхностям.

Соответственно, при расчетах температурных полей и R0,ст пр необходимо применять величины тепловых потоков на входе в конструкцию (расчетную область).

После того, как определены значения  <R0,ст пр> и  <R0,спк пр>   фактическое (эффективное) значение R0,стпр факт наружных стен фасадов здания можно определить по формуле:

R0,стпр факт = (А0,ст0,спк)/ (А0,ст/<R0,стпр>+ А0,спк
0,спкпр>), (9) 

При внимательном прочтении работ [6,7] и уточнений к ним [18, 21] можно увидеть, при желании, что формулы (7) – (9) соответствуют формулам, приведенным в соответствующих пунктах данных документов, уточнены лишь обозначения для стен и светопрозрачных заполнений и соответствующих расчетных площадей («площадей приведения»). 

Предпримем попытку, поставив себя на место проектировщика – конструктора, определить фактическое значение R0пр наружных стен фасада здания в соответствии с примером согласно Приложению Н СП 50.13330 [8] и данным статьи [25], которая с незначительными стилистическими корректировками и послужила основой приложений Е и Н данного Свода Правил. 

Согласно Приложению Н для расчета выбрана конструкция стены с теплоизоляционной фасадной системой с тонким штукатурным слоем. Фасадная система монтируется на стену здания, выполненного с несущим каркасом из монолитного железобетона. 
Плиты межэтажных перекрытий монтируются на железобетонные ригели каркаса. Наружные стены выполняются из кирпичной кладки из полнотелого кирпича. Для утепления фасада используется каменная вата (минераловатная плита – МВП). 

Фасад содержит следующие светопроемы: 
2400х2000 мм – 80 шт., 
1200х2000 мм – 80 шт., 
1200х1200мм – 24 шт. 

Площади поверхностей и размеры конструктива теплозащитной оболочки здания приведены в таблице 2 и на рис. 1.

Таблица 2. Площади и размеры конструктива наружных стен 

Площади и размеры (с внутренней стороны)

Значения

по Приложению Н [8]

для здания
по рис. 2

Общая площадь фасада здания, включая суммарную площадь всех светопроемов, м2

2740

2765

Суммарная площадь светопроемов, м2

611 *

646

Расчетная площадь поверхности фасада, м2

2129 *

2119

Высота этажа от пола до пола, м

3,3

3,3

Суммарная протяженность «торцов перекрытий,
а также ригелей на фасаде»
(общий периметр фасада здания), м

822 *

856 **

Общая площадь стены из кирпичной кладки, м2

1636 *

1605

Площадь стены с основанием из монолитного железобетона, м2

493 *

514

Примечание.
*   данное значение требует уточнения
** в пересчете для здания по рис. 2 (размеры с внутренней стороны)

 
В качестве фрагмента теплозащитной оболочки здания, для которого следует выполнить расчет, авторами «подразумеваются, прежде всего, наружные стены или фасад здания». Выбирая такой фрагмент они противоречат себе, так как ранее в статье [25] писали следующее: «…возможность расчета единого температурного поля, например, для всей стены связано не столько с расчетными возможностями машин (ПК)..., сколько с возможностями человека». 
Понятие человек здесь неуместно, т.к. речь может идти только о проектировщике-конструкторе, профессионально подготовленном и обученном правилам работы со специализированными программными комплексами по расчету температурных полей на основе метода МКЭ (метод конечных элементов). 
И далее: «при разбиении фрагмента следует стремиться к выделению нескольких небольших подфрагментов… 

В большинстве случаев это сделать не удается, поскольку наличие нескольких теплотехнических неоднородностей разной природы, расположенных с переменным шагом, приводит к разбивке на огромное количество подфрагментов…». 

Авторы здесь противоречат не только себе, но и, занимаясь словесной эквилибристикой, для критики подхода к расчетам температурных полей, представленного и обоснованного в работах [6,7], существенно уточненного в [18,21], приводят в качестве аргумента, используя т. н. термины-дефиниции»: «фрагмент», «подфрагмент», которые в документах [6,7] вообще не употребляются. 
Приоритет во введении этих «дефиниций» принадлежит самим авторам СП (см. Приложение Б, поз. 38).Исходя из схемы, приведенной на рис. Н.1 в примере расчета Приложения Н [8], здание можно представить в виде 2-х этажного дома, схемы фасадов которого см. на рис. 2

4.1. Последовательность расчетов 
Шаг № 1. 

Определение исходных данных по характерным размерам и площадям 

Вернемся к таблице 2. Новые исходные данные по размерам и площадям приведены в отдельной графе. Как видно из таблицы, значения несколько отличаются. Общая площадь фасадов здания в нашем примере больше на 25м2 – это дополнительные «глухие» фрагменты стен, для которых необходимо спроектировать проемы для наружных входных групп, а также дверей на путях эвакуации и аварийных выходов, о чем авторы забыли. 

Следующая поправка касается размеров оконных проемов: т. к. СП 50.13330 предназначен прежде всего для проектирования гражданских зданий массовой застройки, то применять в таких зданиях следует оконные блоки стандартных размеров, устанавливаемые в проемы стандартных размеров по ГОСТ 23166 [32] и ГОСТ 11214 [33].

В двухэтажном здании нашего примера установлены оконные блоки из ПВХ-профилей с габаритными размерами:

ОБ-1 (21М – 24М), 2060 (высота)х2370 (ширина), мм, размер стандартного проема 2110х2410 мм;

ОБ-2 (21М – 12М), 2060 (высота)х1170 (ширина), мм, размер стандартного проема 2110х1210 мм;

ОБ-3 (12М – 12М), 1160 (высота)х1170 (ширина), мм, размер стандартного проема 1210х1210 мм, 

что и привело к изменению значений суммарной площади светопроемов и, естественно, расчетной площади поверхности фасадов «по глади» за вычетом площадей светопроемов и других площадей и размеров. Остается непонятным лишь один вопрос – каким образом в примере расчета по [8] определили «суммарную протяженность торцов перекрытий, а также ригелей на фасаде»? (2740 м2/3,3 м (высота этажа от пола до пола) = 830,3 м. п., а если вычесть еще толщину стен при обмерах с внутренней стороны, то это равно примерно 828 м. п.

Шаг № 2. 
Разбиение фасада здания на отдельные фрагменты 
При разбиении фасада здания на отдельные характерные фрагменты использовались положения и рекомендации работ [18, 21], так как «введение в расчет фасада здания (как фрагмента его теплозащитной оболочки) в целом и соответственно получение величины приведенного сопротивления теплопередаче (наружных стен) прямым расчетом представляется в большинстве случаев задачей малореальной. И обусловлено это как ограниченными возможностями программного обеспечения, так и необходимостью учета и соответствующей детализации отдельных конструктивных элементов».

В примере здания выделим 8 фрагментов: 
4 типа для первого этажа с размерами по высоте 3,3 м (учли плиту перекрытия) и 4 типа фрагментов для 2-го этажа с размерами по высоте 3,1 м (плита перекрытия техподполья не учитывалась), 
ширина фрагментов составляет 4,0 м. 
Размеры и площади фрагментов приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3. Выделенные характерные фрагменты фасадов. Размеры и площади

Размерные характеристики (общие)





 

2-й этаж (высота – 3,1 м; ширина – 4,0 м) 

Обозначение фрагмента, тип

1-II
(глухой)

2-II
(с проемом)

3-II
(с проемом)

4-II
(с проемом)

Площадь, м2

12,4

12,4

12,4

12,4

Площадь проема, м2

5,09

2,55

1,46

Расчетная площадь, м2

6,2

6,2

6,2

6,2

Площадь приведения, м2

6,2

3,66

4,93

5,47

 

1-й этаж (высота – 3,3 м; ширина – 4,0 м) 

Обозначение фрагмента, тип

1-I
(глухой)

2-I
(с проемом)

3-I
(с проемом)

4-I
(с проемом)

Площадь, м2

13,2

13,2

13,2

13,2

Площадь проема, м2

5,09

2,55

1,46

Расчетная площадь, м2

6,6 *

6,6*

6,6

6,6

Площадь приведения, м2

6,6*

4,06*

5,33

5,87


Примечание :* при расчете R0пр   эти значения требуют уточнения.

Таблица 4. Суммарные  размерные характеристики фрагментов

Характеристики (общие)





Итого

2-й этаж

 

Обозначение фрагмента, тип

1-II
(глухой)

2-II
(с проемом)

3-II
(с проемом)

4-II
(с проемом)

4

Количество, шт.

16

40

40

12

108

Общая площадь, м2

198,4

496,0

496,0

148,8

1339,2

Общая площадь проемов, м2

-

203,4

102,0

17,5

322,9

Общая расчетная площадь, м2

99,2

248,0

248,0

74,4

669,6

Общая площадь приведения, м2

99,2

146,3

197,0

65,6

508,1

 

1-й этаж

 

Обозначение фрагмента, тип

1-I
(глухой)

2-I
(с проемом)

3-I
(с проемом)

4-I
(с проемом)

4

Количество, шт.

16

40

40

12

108

Общая площадь, м2

211,2

528,0

528,0

158,4

1425,6

Общая площадь проемов, м2

-

203,4

102,0

17,52

322,9

Общая расчетная площадь, м2

105,6*

     264,0*

264,0

79,2

712,8*

Общая площадь приведения, м2

105,6*

162,3*

213,0

70,44

551,3*

Общая площадь фасадов, м2

2764,8

Общая площадь проемов, м2

646,2

Общая расчетная площадь, м2

1382,4*

Общая площадь приведения, м2

1059,5*

Примечание :* при расчете R 0пр   эти значения требуют уточнения.

 

В качестве фрагментов для последующего расчета и правильного выбора расчетной области(ей) и оценки теплозащитных качеств ограждающих конструкций с применением компьютерных программ с учетом принципов периодичности и симметрии выбираем повторяющиеся однотипные участки (части) фасадов: без оконных проемов – «глухие» и с оконными проемами. Для уменьшения объема вычислений эти характерные фрагменты следует разбить на расчетные области (участки) по осям симметрии (см. рис. 3).

Шаг № 3. 
Выбор расчетной области для расчета температурного поля, определение размеров и площадей Примеры выбора и определения размеров расчетной области (участка) для расчета тепловых потоков, входящих в расчетную область, приведены на рис. 3 [21].

Примечание: площадь ограждающих конструкций должна приниматься по внутренним размерам.Соответственно расчеты Rопр должны вестись по входящим в конструкцию тепловым потокам 

4.2 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче Rопр для фрагментов без оконных и дверных проемов 

Для расчета фактического значения Rопр наружных стен фасада здания необходимо начинать с расчетных областей, выбрав для анализа самое «сильное» и наиболее «слабое», по теплозащитным свойствам, звено среди выбранных для расчета фрагментов, содержащих минимальное и максимальное количество теплотехнических неоднородностей и, следовательно, обладающих с точки зрения здравого смысла максимальными и минимальными теплозащитными свойствами. 

В нашем случае высокими теплозащитными свойствами при прочих равных условиях должен обладать «глухой» фрагмент без проемов. У такого фрагмента есть два вида теплотехнических неоднородностей: стык наружной стены с плитами перекрытий и теплопроводные включения в виде несквозных отверстий в стене с металлическими дюбелями крепления минераловатных плит. 

В статье [25] утверждается, что при разбиении фасада на отдельные фрагменты (для последующего выбора расчетной области) и их последующем делении «...на несколько небольших подфрагментов, многократное повторение которых в различных комбинациях полностью покрывает весь фрагмент», в большинстве реальных проектных ситуаций осуществить не удается». Причины этого, по их мнению, состоят в наличии теплопроводных включений различного вида, а периодическим характером их расположения на поверхности фрагмента, «что может привести к выделению огромного количества подфрагментов»! 

В качестве аргумента приводят схему установки дюбелей и кронштейнов на фрагменте стены здания с вентилируемым фасадом, а пример расчета приводят для «мокрого» фасада с наружным утеплением. 
По какой причине? 
В качестве примера на рис. 4 приведена схема установки дюбелей для крепления минераловатных плит в зданиях высотой до 10 этажей. [34] 

Видно, что условия симметрии и периодичности хорошо выполняются, тоже имеет место и для случая применения кронштейнов навесных систем и не вызывает проблем при разбиении фрагмента на отдельные расчетные области.

В нашем случае «глухой» фрагмент представляет собой, без учета теплопроводных включений, однородную многослойную ограждающую конструкцию – по терминологии нормативных документов (НД) [8] условную теплотехнически однородную конструкцию или т.н. «плоский элемент». 
Сопротивление теплопередаче для такой конструкции определяется по известной формуле (см. формулу 2, Часть 1 статьи). 

Roусл = 1/αв+Rk,i+1/αн, (2

Разбиваем фрагмент на два участка (узла): верхний узел, образованный ж/б ригелем, минераловатной плитой (МВП) и двумя слоями штукатурки, и нижний узел, образованный стеной из кирпичной кладки, МВП и двумя слоями штукатурки. 

Принимаем следующие значения для расчетных коэффициентов теплопроводности λ

λ, Вт/(мх°С) 
Штукатурка внутренняя 0,930 
Ж/б ригель 2,040 
Кирпичная кладка 0,810 
Минераловатная плита 0,045 
Штукатурка наружная 1,000 
Толщина слоев материалов приведена на рис. 1.

Шаг №4.1. 
Определяем R0пр «глухого» фрагмента как условной теплотехнически однородной конструкции 

Для верхнего узла, образованного ж/б ригелем: 

R0,ж/б усл = 1/8,7+0,020/0,930 + 0,250/2,040 + 0,150/0,045 + 0,006/1,000 + 1/23 = 0,1149 + 0,0215 + 0,1225 + 3,3333 + 0,006 + 0,0435 = 3,6417 (м2х°С)/Вт 

С точностью до 2 знака принимаем значение R0,ж/б усл= 3,64 (м2\х°С)/Вт 

Аналогично рассчитываем Rо,кирпусл для узла образованного кирпичной кладкой: 

Примечание. 
Так как в расчетных методах коэффициенты теплообмена (теплоотдачи) внутренней αв и наружной αн поверхностей ограждающей конструкции принимаются как постоянные величины: 

αв = 8,7 Вт/(м2 х°С)
αн = 23,0 Вт/(м2х°С), то в формуле 2 сумма  1/αв + 1/αн = 0,15842х°С)/Вт.

Как правило, в расчетах и при экспериментальном определении приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций эта сумма принимается как постоянная добавка равная 0,1584 (м2х°С)/Вт к термическому (тепловому) сопротивлению конструкции

Rо,кирпусл=0,1584+0,0215+ 0,250/0,810+3,3333+0,006/1,000 = 3,8278 (м2 х°С)/Вт 
Принимаем значение Rо,кирп усл = 3,83 (м2 х°С)/Вт. 

Приведенное сопротивления теплопередаче «глухого» фрагмента типа 1-I определяем по формуле (см. формулу 4, Часть 1 статьи). 

Rопр = A0,пр/(Ai/Rо,iпр), (4) 

Для проведения расчетов необходимо сначала определить площади приведения для фрагмента и выбранных узлов: 

A0,пр Aж/б, Aкирп.

A0,пр = (3,1 х 4,0) / 2 = 6,2 м2 

Примечание. При расчете Roусл конструкции согласно [18] см. рис. 3 плиты перекрытий в расчет не включаются. Не включены они и в расчет в Приложении Н [8], хотя кто мешает выделить эти теплотех-нические неоднородности?

Aж/б = (0,40 х b) = 0,8 м2 
где 
b – протяженность расчетной области по плоскости фасада по (оси Z), принимаемая равной 2,0 м.

Aкирп = 6,2 – 0,8 = 5,4 м2 

Rо,1-I усл = 6 , 2 / ( 0 , 8 / 3 , 6 4 + 5,4/3,82) = 6,2 / (0,2198 + 1,4136) = 6,2 / 1,6334 = 3,7958 (м2 х°С)/Вт 

Принимаем в качестве R0пр «глухого» фрагмента типа 1-I 
Rо,1-I усл = 3,80 (м2 х°С)/Вт.

Расчет по шагу 4.1 можно назвать упрощенным методом расчета.

Шаг №4.2. 
Расчет Rо,1-Iусл при использовании непосредственно результатов моделирования двухмерных температурных полей 

При использовании в качестве инструмента метода расчета двухмерных температурных полей искомый результат можно получить непосредственно из самого расчета, не прибегая к расчету промежуточных значений по формулам, приведенному выше.

Для расчета двухмерных температурных полей в настоящей статье использовались два профессиональных программных комплекса: WINDOW. Версия 6.2 и THERM. Версия 6.3.19 и flixo professional 6.10.504.1.

Программа THERM имеет расширенные функциональные возможности, так например, используя функцию «Температура под указателем курсора» можно определить температуру и координаты в любой точке расчетной модели конструкции, другая функция «Максимальная и минимальная температура» - дает возможность определить температуры на наружной и внутренней поверхности модели конструкции, имеются также функции, которые позволяют определять полный поток теплоты на входе в расчетный участок (область), так и тепловые потоки для отдельных узлов. С практической точки зрения важной является функция «Коэффициент теплопередачи», которая позволяет определить коэффициент теплопередачи по толщине расчетного участка (см. рис. 5).

Геометрические размеры конструкции стены приведены на рис. 1, значения для расчетных коэффициентов теплопроводности приведены выше, граничные условия (третьего рода): 
tв = 20°С, 
tн = –28°С; 
αв= 8,7 Вт/(м2 х°С)); 
αн =23,0Вт/(м2 х°С)). 

Остальные исходные данные по Приложению Н [8].

Из расчета определяем 
U w,ж/б = 0,2746 Вт/(м2хК), 
таким образом 

Rо,ж/б усл=1/ Uw,ж/б = 1 / 0,2746 = 3,6417 (м2х°С)/Вт.
Аналогично для участка фрагмента, образованного кирпичной кладкой, получаем 

Uw,кирп = 0,2612 Вт/(м2 хК) и 
Rо,кирп усл= 1/ Uw,кирп = 1/0,2612 = 3,8284 (м2 х°С)/Вт.

Принимаем, с точностью до 2-го знака после запятой,

Rо,ж/бусл = 3,64 (м2 х°С)/Вт; 
Rо,кирп усл = 3,83 (м2 х°С)/Вт

Далее по формуле 4 рассчитываем Rопр «глухого» фрагмента типа 1-I в целом:

Rо,1-Iусл = 6,2/(0,2198 + 1,41) = 6,2 / 1,6298 = 3,8041 (м2 х°С)/Вт 

Таким образом, результаты расчета по формулам для многослойной конструкции и – непосредственно из расчета температурных полей, совпали с точностью до 2-го знака.

Заметим, что полученное значение Rопр = 3,80 (м2х°С)/Вт является максимально возможным для наружной стены рассматриваемой конструкции и никакими, даже самыми изощренными, методами строительной физики улучшить ее теплозащитные свойства нельзя. 

Шаг №5. 
Учет теплотехнических неоднородностей – «точечных элементов» для «глухого» фрагмента 1-I 

В интервью [35] на вопрос журналиста к В. Г. Гагарину, касающийся новой методики «комплексного теплофизического расчета вентилируемых фасадов, разработанной учеными НИИ строительной физики»: «Что-то подобное этой методике уже было в нашей отрасли?» – В. Г. Г. ответил: «Нет. Такая нормативная методика расчета вентилируемых фасадов создана впервые в мире. …Методика предназначена прежде всего для проектировщиков. Она стала рекомендуемым приложением к актуализированной редакции СНиП 23-02-2003.»

Определение величины дополнительных теплопотерь через точечные элементы ограждающей конструкции фасада требует расчета трехмерных температурных полей для соответствующей расчетной области или выделенного узла конструкции.

В примере расчета Приложения Н [8] рассматриваются только тарельчатые дюбели для крепления минераловатных плит, в формуле Е.1 обязательного приложения Е эти теплопотери определяются величиной ∑nkх χk, где, в свою очередь, «удельные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность k-го вида определяются по результатам расчета трехмерного температурного поля участка конструкции, содержащего точечную теплотехническую неоднородность, по формуле Е.11

χк=    ΔQkк
              ________         (Е.11) 
            tв-tн
где 

Qk дополнительные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность k-го вида, Вт, определяемые по формуле Е.12 

ΔQkкQk - Q(Е.12) 

где 
Qkпотери теплоты через узел, содержащий точечную теплотехническую неоднородность k-го вида, являющиеся результатом расчета температурного поля, Вт (уточняем – трехмерного температурного поля); 

Qkпотери теплоты через тот же узел, НЕ содержащий точечную теплотехническую неоднородность k-го вида, являющиеся результатом расчета температурного поля, Вт (уточняем – одномерного температурного поля)».

Как было показано выше, расчет последней величины не представляет никакой сложности.
А вот моделирование трехмерных температурных полей это есть проблема, так как, во-первых, необходимо иметь в руках обученного и профессионально подготовленного проектировщика-конструктора и соответствующую профессиональную программу для ПК (при этом под профессиональной программой мы понимаем протестированную, включающую соответствующий банк данных по конструктивным решениям и теплотехническим свойствам строительных изделий. конструкций и материалов, подробную инструкцию для пользователя с рекомендациями и примерами расчетов, ну и, что естественно, контакты горячей линии для справок и поддержки).

Например, для тестирования и последующей верификации программного комплекса WINDOW – THERM в период 1995–2000 гг. было проведено более 200 тыс. тестов по определению сопоставимости результатов расчетов и экспериментальных исследований и оценке величины расхождения (точности расчетного метода), которая не должна превышать 5% [36].

Во-вторых, проектировщик должен уметь правильно пользоваться этим дорогостоящим и наукоемким инструментом.

В настоящее время разработчик компьютерной программы для расчета температурных полей численным методом может провести самостоятельно проверку точности своей программы, обратившись к соответствующему приложению европейских норм EN 10077-2.

О необходимости расчета трехмерного температурного поля при определении дополнительных потерь через дюбели и кронштейны при определении Rопр в здании с вентилируемым фасадом писал в своей статье (август 2010) [21], а позднее и в стандарте [18] А.Д.Кривошеин: см. п. И.2 Приложения И [18]. 

Заметим, что коэффициент αн в вышеупомянутых работах [18,21] принимается равным 10,8 Вт/(м2х°С), а не, как обычно, 23,0 Вт/(м2х°С). Расчет проводился с применением сертифицированной программы Temper-3D [37] специально предназначенной для расчета трехмерных температурных полей.
 Тепловой поток для рассчитываемого точечного элемента QkК составляет 6,4684 Вт. Результат получен для реального конструктива стены, грамотного выбора расчетной схемы и расчетной области. 

Rопр точечного элемента рассчитано по известной формуле, просто и понятно для проектировщика с учетом специфических условий теплоотдачи наружной поверхности стены в вентилируемом зазоре. Полученное значение Rопр, равное 3,62 (м2х°С)/Вт, – достоверно. 

Для иллюстрации влияния точечного элемента на распределение температур по сечению стены приведена соответствующая картина двухмерного температурного поля с указанием минимальной температуры на внутренней поверхности стены.

Самостоятельно рассчитать потери теплоты через «дюбель со стальным сердечником» в стене здания в примере Приложения Н СП 50.13330 нам не удалось по следующим причинам:

1. Мы, как «проектировщики», в данном случае не располагаем программой расчета трехмерных температурных полей, программа flixo professional не предназначена для расчета трехмерных температурных полей. Наше обращение к компании CAD Plan (Германия) и их полномочному представителю в России не дало результата, так как провести такой расчет возможно, но только с применением цилиндрической системы координат, что сложно и затратно. 

С другой стороны, в Приложении Н [8] и в статье с теоретическими предпосылками [25] детальный расчет величин Q1 и Q2, представляющих собой QkК, а также значений χ1 χ2, представляющих χk, отсутствует или по каким-то не совсем ясным причинам просто опущен. Значения приведены в итоговой таблице Н.2. А сами значения потоков приведены под «рисунками» двухмерных температурных полей. Значения величины тепловых потоков 
Q1= 1,9 Вт, Q2 = 1,8 Вт не вызывают доверия. 
Найти каких-то других данных в справочном приложении Л нам также не удалось. 

Поэтому мы вынуждены были поступить следующим образом: 

- приняли, что точечные элементы не являются критическими по величине дополнительных теплопотерь.
Их доля теплопотерь от общего потока количества теплоты через фрагмент малозначительна по сравнению с другими теплопроводными включениями (светопрозрачные заполнения проемов, оконные и дверные откосы, стыки с плитами перекрытий) и не превышает 11% согласно результатам расчетов [8, 25]; 

- именно эту величину мы взяли за исходную при расчете величины уменьшения Rопр исходного «глухого» фрагмента;

- простыми арифметическими вычислениями получаем значение 

Rо,1-Iпр для «глухого» фрагмента:

Rо,1-Iпр = 3,38 (м2х°С)/Вт.

Если учесть в расчете дополнительные теплопротери через стык наружной стены с плитой перекрытия, то итоговое значение Rопр для фрагмента стены без проемов станет еще меньше. Пример подобного расчета приведен в работе [18], см. Приложение И, п.И.3. Для удобства сведем результаты расчетов по этому разделу (п. 4.2) в таблицу 5.

Таблицв 5. Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента наружной стены без проемов

Расчетная площадь, м2

6,2   без учета толщины      плиты перекрытия

Площадь приведения, м2                                                                

6,2

Верхний узел с ж/б ригелем, Rо,ж/бусл ,(м2 ×°С)/Вт             

3,64

Нижний узел с кирпичной кладкой Rо,кирпусл ,(м2 ×°С)/Вт                                                         

3,82

Фрагмента типа 1-I, многослой

ная однорподная конструкция,

(условная к-ция, «плоский элемент»),

Rо,1-Iусл,2 ×°С)/Вт                                                             

3,80

-с учетом теплопотерь через «точечные Элементы», Rо,1-IПР,  ,(м2 ×°С)/Вт     

3,38


Подписи под фото:
Рис. 1. Схема конструкции наружной стены [8]
(Заметим, что плита перекрытия и ж/б ригель есть различные строительные конструкции с отличающимися расчетными коэффициентами теплопроводности)

Рис. 2. Схема фасадов здания: вариант разбиения на отдельные фрагмент

Рис. 3. Примеры выбора расчетной области для некоторых конструкций: 
а) стена с оконными проемами; 
б) стена одноэтажного здания [21]

Рис. 4. Схема установки и крепления минераловатных плит вокруг проемов [34]

Рис. 5. Изолинии температуры для узла «глухого» фрагмента 1-I, образованного ж/б ригеле

Использованные источники *
[1] Савин В.К., Верховский А.А., Власова Т.В., Тихомирнов С.И., Иванов В.В. О добросовестности, корректности и достоверности. К вопросу обеспечения нормативных теплотехнических требований к современным окнам. – Ж. Строительные конструкции/Системы безопасности, 2007, № 1, с. 4; Современная оконная энциклопедия, 2007, № 5, с. 50; № 6–7, с. 48.
[2] Тихомирнов С.И., Пантюхов Н.А., Шахнес Л.М. Светопрозрачные ограждения зданий. Энергосберекение и энергоэффективность. Практика реализации программ энергосбережения в Европейском союзе и России. – Ж. Окна.Двери, Фасады, 2011, №5 (44), с.28-36; 2012, № 1 (45), с.12-19. 
[3] Тихомирнов С.И., Пантюхов Н.А., Шахнес Л.М. О практике проектирования светопрозрачных ограждений зданий. -  Ж. Окна.Двери. Фасады, 2012, № 3 (47), с. 16-23; Ж. Лучшие фасады, 2012, № 3 (34), с.10-13. 
изменений в СНиП II-3-79 Строительная теплотехника»
[6] СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий
[7] СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий
[8] СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) /утв. приказом Минрегиона России от 30 июня 2012 г. № 265 и введен в действие с 1 июля 2013 г.
[18] СТО СРО НП СПАС–04–2011 «Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий» (СРО Некоммерческое партнерство «Союз проектировщиков и архитекторов Сибири» - НП СПАС, г. Омск)
[21] Кривошеин А.Д., Федоров С.В. К вопросу о расчете приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Инженерно-строительный журнал, 2010, №8. - с.21-27
[25] Гагарин В.Г., Козлов В.В. Теоретические предпосылки расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Журнал «Строительные материалы», декабрь 2010
[31] Вебинар АВОК на тему «Новые нормативные требования обеспечения тепловой защиты зданий», 24 сентября 2013 г.
http://webinar.abok.ru/webinar/teplovaya_zashita_zdanii/
[32] ГОСТ 23166-99 Блоки оконные. Общие технические условия
33] ГОСТ 11214-86 Окна и балконные двери деревянные с двойным остеклением для жилых и общественных зданий. Типы, конструкция и размеры
[34] Альбом технических решений системы наружного утепления «СИНТЕКО» 
http://www.gosthelp.ru/text/AlbomAlbomtexnicheskixres.html
[35] Михаил Зиборов. Ученые предложили новую методику расчета вентилируемых фасадов. Всероссийский отраслевой интернет-журнал СТРОИТЕЛЬСТВО.RU - март-2013
http://rcmm.ru/content/topics/132_print.html
[36] Спиридонов А., Ким Л., Фомичев А. , А.Верховский А. Считать иль не считать? (Реплика на статью В.А.Могутова, А.А.Верховского и др. «Сравнительные теплотехнические характеристики стеклопакетов», опубликованную в журнале «Светопрозрачные конструкции» №2, 2002, стр. 52-53).  Ж.«Светопрозрачные конструкции», 2002, №3

[37]  Кривошеин А.Д., Федоров С.В. Руководство пользователя программным комплексом «TEMPER» по расчету температурных полей ограждающих конструкций зданий/ СибАДИ. — Омск, 1997

* Приведены только ссылки на работы,упомаемые в этой части 2 статьи

Продолжение читайте в Части 3

Авторы: С.И. Тихомирнов, инженер-физик, Московский инженерно-физический институт (МИФИ); аспирантура Института Радиотехники и Электроники (ИРЭ) АНСССР; старший научный сотрудник, канд. техн. наук,
Шахнес Л.М., инженер

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

23:22 20-02-2014

Распечатать
Марка «» в Каталоге материалов >>>
Поставщики марки «» в Каталоге Фирм >>>
id = 560

   
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 ]