::  :: 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 1
         

Светопрозрачные ограждения в тепловой защите оболочки зданий. Часть 1

С.И. Тихомирнов,  инженер-физик, МИФИ, аспирантура (ИРЭ )АН СССР

С.И. Тихомирнов, инженер-физик, МИФИ, аспирантура (ИРЭ )АН СССР

Шахнес Л.М., инженер

Шахнес Л.М., инженер

Проблемы нормирования и проектирования

«История архитектуры – это история борьбы за окна» 
Ле Корбюзье (1929 г.), французский архитектор
 и теоретик архитектуры

В настоящее время в процессе проектирования зданий, строений и сооружений любого назначения проектные организации обязаны руководствоваться положениями 
и требованиями Федерального закона РФ от 30 декабря 2009 г. №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также, в соответствии с распоряжением Правительства РФ от 21 июня 2010 г. № 1047-р, утвержденным Перечнем национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона № 384-ФЗ.

Для расчета теплозащитных свойств оболочки зданий в качестве основного нормативного документа распоряжением Правительства РФ № 1047-р, определен СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (позиция 80 Перечня). В то же время приказом Минрегиона России от 30 июня 2012 г. № 265 утвержден и введен в действие с 1 июля 2013 г. новый нормативный документ – Свод правил СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003).

Более того, в субъектах РФ в области тепловой защиты оболочки зданий действуют еще около 
50 нормативных документов – территориальных строительных норм (ТСН) и ряд стандартов организаций (СТО). В действующих нормативных документах по строительной теплотехнике объем текстовой и табличной информации, где упоминаются светопрозрачные конструкции, не превышает 7% общего объема (см., например, [10-19]). 

Создавшаяся правовая коллизия с нормотворчеством в строительной теплотехнике может создать дополнительные, к уже реально имеющим место, проблемы для проектной организации, как в самом процессе проектирования тепловой защиты зданий, так и при экспертной оценке проекта в контролирующих и надзорных органах.

В настоящей статье, в дополнение к ранее опубликованным работам [1–3], представлена позиция авторов по вопросу определения фактических значений приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений зданий с учетом теплопотерь через светопрозрачные заполнения проемов. Именно светопрозрачные конструкции (СПК) являются определяющими теплопроводными включениями наружных стен, приводящими к значительному снижению их теплозащитных свойств.

1. О нормировании поэлементных требований к СПК в строительной теплотехнике 
Анализ нормативных документов по строительной теплотехнике показывает, что за последние 30 лет требуемые нормативные значения R0пр светопрозрачных заполнений наружных стен зданий (т. н. «поэлементные требования») изменились незначительно (см., например, [4–8]).
Ранее теплотехнические требования к свойствам СПК устанавливались в зависимости от расчетного перепада температур между расчетной температурой помещения и средней температурой наиболее холодной пятидневки отопительного периода (см., например, таблицу 1). Новые нормативные требования к тепловой защите зданий (СНиП II-3-79*, 1998 г.) были установлены в зависимости от величины градусо-суток отопительного периода. (см. табл. 1) 

Разработка и введение в действие очередного нормативного документа (НД) по строительной теплотехнике, содержащего новые поэлементные требования к строительным конструкциям оболочки зданий (прежде всего стенам, перекрытиям, внутренним перего
родкам, полам и т. п.), как правило, вызывали и вызывают критику и дискуссии как среди производителей строительных материалов, изделий и конструкций, что, в общем-то, понятно и объяснимо, так и среди отдельных представи
телей научно-технического сообщества, представляющих нередко интересы тех же самых производителей. 

Так, после введения в действие СНиП II-3-79*, отдельными группа-
ми руководящих сотрудников и специалистов промышленности строительных материалов выражалось несогласие с повышением нормируемых требований к приведенному сопротивлению теплопередаче 
наружных стен, что эти требования практически «…перекрыли дорогу отечественным экологически чистым стеновым материалам на основе керамики, керамзита, яче
истого бетона и различных отходов промышленности [20].» 

Ситуация усугубилась еще и тем, что принятый в 2002 г. Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» позволил любому юридическому и физическому лицу раз
рабатывать и вводить стандарты организаций. Так появились ряд СТО [14-17, 19], которые по своему содержанию и требованиям незначительно отличаются от федераль
ных НД. Отметим, что и во всех этих СТО расчет теплотехнических свойств светопрозрачных ограждающих конструкций не рассматривается, за исключением СТО «СПАС» [18].

В августе 2009 г. в статье [21] были предложены некоторые уточнения отдельных положений, требований и, самое главное, методики проведения расчетов по 
определению 
R0пр 
 любых теплотехнически неоднородных реальных ограждающих конструкций, в том числе, наконец-то, СПК (окон, балконных дверей, витражей), которые получили развитие в нормативных документах (НД).Необходимо отметить, что предложенные в этих работах единые правила определения размеров и площадей поверхностей ограждающих конструкций, правила выбора представительных фрагментов, в частности окон, расчетных областей (участков), отдельных узлов и др. позволяют проектировщику производить расчеты понятными и логичными шагами (ступенями), используя для этого верифицированную (тестированную) программу расчета, и получить в результате корректные адекватные значения оцениваемой величины 
R0пр 
. Авторами обоснованно отмечено, что «дополнительные потери тепла через оконные и дверные откосы и монтажные швы должны быть учтены при расчете приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен».

Наглядно и понятно изложена 
методика единообразного определения «площади приведения» реальной теплотехнически неоднородной ограждающей конструкции.

Для получения репрезентативных результатов сформулированы требования к программам расчета, определены этапы проведения расчетов, правила выбора пред
ставительных фрагментов фасада здания и расчетных областей (узлов).

Деталиация расчета обусловлена необходимостью учета отдельных конструктивно отличающихся друг от друга теплотехнических неоднородностей. При расчете теплопотерь необходимо учитывать дополнительные теплопотери через оконные и 
дверные откосы. 

Именно такой подход заложен в СНиП 23-02-2003 [6], где прямо указано, что «расчеты следует проводить с учетом заполнения проемов; при этом оконные или дверные блоки могут быть 
представлены в виде пластин с заданным коэффициентом теплопроводности». 

Выполнение вышеприведенных требований позволяет обеспечить единство подходов и сопоставимость результатов расчетов (см. например, EN ISO 10211-2 Тепловые потоки и температура поверх
ности. Часть 2. «Тепловые мостики в зданиях. Подробные расчеты» и «EN ISO 10077-2. Тепловые характеристики окон, дверей и роллет. Расчет коэффициента тепплопередачи. Часть 2. Численный метод для рам)».

Отметим, что СТО «Союза проектировщиков и архитекторов Сибири (СПАС)» [18] на сегодняшний 
день является, пожалуй, наиболее глубоко проработанным и единственным документом, пригодным для практического применения при комплексном проектировании и расчете теплозащитных свойств 
оболочки зданий. Данный стандарт разработан в дополнение к СНиП 23-02, СП 23-101, СНиП 41-01, СНиП 31-01, СНиП 31-05 и все вместе они представляют взаимосвязанный комплекс.

В декабре 2010 г. в статье [25] была предложена новая методика с применением так называемого «элементного метода» расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Эту работу можно было бы и не заметить, воздержавшись от ее анализа и комментариев, но так как 
материалы статьи практически без изменений вошли в состав актуализированной редакции СНиП 23-02 представляет интерес рассмотреть этот метод более детально. 

При работе над актуализацией СНиП авторы сообщали в центральных научно-технических журналах о целях и промежуточных результатах выполняемой работы [26, 27]. Из ряда целей, которые поставили перед собой авторы, особый интерес представляют следующие:

– «сохранить преемственность, т.е. основные понятия и базовые требования редакции СНиП 23-02–2003»;
– «провести гармонизацию СНиП с зарубежными нормами»;– «возвратиться к русским индексам в обозначениях»;
– «включить в СНиП наиболее необходимые методики расчета нормируемых теплофизических показателей ограждающих конструкций»;
– «по возможности устранить выявленные недостатки СНиП 23-02–2003».

Но так как нас, прежде всего интересуют СПК, то сразу заметим, что по существу учета влияния светопрозрачных заполнений проемов на ухудшение теплозащитных свойств наружных стен, концепции, требований и методологии расчета как не было в старом документе, так нет и в новом.

На вебинаре АВОК [31], который состоялся 24 сентября 2013 г., на 
тему «Новые нормативные требования обеспечения тепловой защиты зданий», лектор В.Г. Гагарин, д.т.н., профессор, член-корреспондент РААСН, заведующий лабораторией строительной теплофизики НИИСФ РААСН, заведующий кафедрой ото
пления и вентиляции МГСУ, Лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники за 2009 год, Почетный строитель России, руководитель разработки СП 50.13330.2012, на вопрос: «Почему базовые значения требуемого значения 
R0пр 
 к СПК в новом СП оставлены без изменений?» Он ответил: «Что специалистами отрасли СПК не были сформулированы обоснованные предложения по внесению изменений в СП, в том числе возможности промышленности по выполнению повышенных требований. 

В этой ситуации мы 
могли повторить то, что было, с какой стати мы будем необоснованно увеличивать требования».

Тем самым, разработчики утверждают, что инициатива должна была исходить от заинтересованной стороны – отрасли СПК, в этом случае непонятно, каким образом обеспечивался систем
ный подход и научная объективность в обосновании требований к тепловой защите оболочки зданий? 

Тогда возникает следующий вопрос: кто и когда делал запрос о предоставлении таких предложений от специалистов отрасли и производителей СПК, и, во-вторых, что в штате НИИСФ разве нет 
сотрудников, знающих проблемы проектирования, нормирования, испытания и сертификации СПК? 

При этом один из членов коллектива разработчиков СП, дал следующую оценку ситуации со СПК [28]: «В настоящее время промышлен
ность начала выпуск эффективных оконных блоков с двухкамерными стеклопакетами, заполненны-ми аргоном и низкоэмисионными стеклами с мягким покрытием, 
R0пр 
которых более 0,8 м2•°С/Вт.

Учитывая, что через оконные 
блоки зданий происходят значительные теплопотери, а ресурс увеличения теплозащиты окон не исчерпан, то повышение нормируемого сопротивления теплопередаче осуществимо в ближайшем 
будущем».

С другой стороны авторы актуализированной редакции СНиП утверждают, что «…подход к повышению энергоэффективности зданий исключительно за счет повышения требуемого сопротивления теплопередаче стен является тупиковым и экономически необоснованным» 
[27], косвенно распространяя этот подход и на светопрозрачные конструкции.

О преемственности СП 50.13330.2012 по отношению к СНиП 23-02 и его приложению СП 
23-101 
По этому поводу авторы высказались в статье [25]: «…методики, предлагаемые в СП для расчета R0пр, изложены путано. Алгоритм на основе расчета температурных 
полей не сформулирован в общем виде и лишь поясняется примерами в приложении М [7]. 
Допускаются методики вычисления 
R0пр 
, основанные на расчете коэффициента теплотехнической однородности r, который в свою очередь вычисляется по эмпирическим и полуэмпирическим формулам. Этот метод является приближенным, сложен и неприемлем для некоторых современных ограждающих конструкций, например для конструкций с вентилируемым фасадом.

Несмотря на то, что такой подход содержится в СП [7], вызывает большое сомнение, что при его помощи хоть раз было правильно определено приведенное сопротивление теплопередаче современной конструкции с 
несколькими видами теплопроводных включений».

Это мнение бездоказательно и непонятно на чем основано и базируется: изучении конкретной проектной документации, проведенных сопоставительных расчетах. 
Кроме того, если уж говорить по существу, то и базовое основное уравнение Е.1 нового СП получено из эмпирического закона Био-Фурье (1804-1830 гг.).

О гармонизации, ответа на этот вопрос мы не нашли, в тексте документа отсутствуют ссылки на европейские и международные нормы (библиография также отсутствует). 

И последнее, предложен «значительно модернизированный метод расчета приведенного 
сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций»(читай: наружных стен с учетом оконных откосов и перфорации стен «дюбелями со стальным сердечником») [27]. 

В основу нового «элементного метода», тем не менее, положен подход, опирающийся на моделирование двухмерных и трехмерных температурных полей, который и был был ранее предложен в документах [6, 7].

По нашему мнению, авторы необоснованно назвали метод, изложенный в документах [6, 7] как «фрагментный метод», хотя сами они в тексте нового СП и его приложениях с примерами расчетов постоянно используют термин 
«фрагмент», «
R0пр 
 фрагмента ограждающей конструкции», «в качестве фрагмента выбирается вся стена здания без светопроемов», «если фрагмент не определен (или не выбран), то понятие приведенного сопротивления теплопередаче теряет смысл» и т.д. Это запутывает пользователя – проектировщика. 

Отрадным является лишь то, что впервые за последние 10 лет в отличие от деклараций СНиП 23-02 и СП 23-101 
R0пр 
наружных стен было определено с учетом таких теплопроводных включений как оконные откосы и дюбели.

Тем не менее, вызывает удивление, по какой причине при подготовке публикаций и работе над актуализацией СНиП, авторы доку
мента [8] не ознакомились и не учли результаты работ [18 и 21], направленных на уточнение старого СНиП и СП 23-101? 

2. Современное состояние отрасли СПК в России 
Международный и российский опыт свидетельствуют о постоянном внимании к вопросу повышения нормативных требований к светопрозрачным ограждениям зданий – основным источником теплопотерь через его оболочку. Так с октября 2010 г. постановлением Правительства Москвы от 05.10.2010 г. №900-ПП «О повышении энергетической эффективности 
жилых, социальных и общественноделовых зданий в городе Москве » установлено минимальное требуемое значение приведенного сопротивления теплопередаче для оконных конструкций, применяемых при проектировании новых, капитальном ремонте и реконструкции существующих зданий, равное 0,8 (м2х°С)/Вт вместо 0,54 (м2х°С)/Вт по нормам МГСН 2.01-99 [11].

Современные энергосберегающие технологии остекления, которые в 1,5–2 раза позволяют уменьшить теплопотери при эксплуатации зданий, на российском строительном рынке недостаточно востребованы. И это, в частности, объясняется теми морально устаревшими, научно необоснованными и технически неграмотными подходами к оценке вклада СПК в формирование высоких теплозащитных свойств оболочки здания в целом и наружных стен в том числе. На долю энергосберегающих окон нового поколения с 
R0пр 
 ≤1,02х°С)/Вт, применяемых в гражданских зданиях, по данным Союза стекольных предприятий приходится всего 15–20%. 

В настоящее время отечественные производители СПК наладили серийный выпуск оконных конструкций с системной глубиной более 80 мм и коэффициентом теплопередачи Uf≤0,8Вт/(м2х°С) для профилей рам и створок. Инновационные продукты производителей архитектурного стекла позволяют изготовлять энергосберегающие многокамерные стеклопакеты с применением стекол со специальными покрытиями (энергосберегающими «мягкими» и «твердыми», солнцезащитными) с наполнением аргоном (смесью аргона и ксенона) с 
R0пр 
 более 1,0 (м2х°С)/Вт.

Ответственно и творчески подошли к вопросу энергосбережения зданий и отдельные «продвинутые» компании-производители современных оконных конструкций стройкомплекса Москвы: С.Е.Комаров, генеральный директор компании «ПИК-профиль» [9]: 
«Мы серьезно подготовились к переходу … на новые нормативы: подкорректировали ассортиментную программу, нашли структуру стеклопакетов, удовлетворяющую новым более жестким требованиям, провели сертификационные испытания оконных блоков, получили даже 
R0пр 
=0,95 (м2 х°С)/Вт. Со второго полугодия начнем комплектовать этими окнами дома 
ДСК-2 и ДСК-3, которые, кстати, тоже не сидели, сложа руки… Но складывается такое впечатление, что кроме нас этим больше никто не занимается. Да и зачем заниматься, если в приказе № 262 Минрегиона РФ сказано, что 
R0пр 
 должно быть 0,56–0,8 (м2х°С)/Вт. Интересно, что это за вилка? Почему нельзя четко написать, что R0пр должно быть не менее 0,8 (м2х°С)/Вт,…Тогда и никаких вопросов не возникло бы. Никто не стал бы ломать голову – прибавлять или не прибавлять 15%, 30%, 40%...» 

С.Е. Комаров: «… основным фактором, сдерживающим процесс внедрения более энергоэффективных светопрозрачных конструкций в массовое строительство, является стремление заказчиков и инвесторов минимизировать затраты. Поэтому основной критерий выбора технологий остекления – стоимостной показатель, а не энергосберегающий эффект, который можно получить при их 
использовании. Заботясь, прежде всего о собственном кармане, а не об интересах будущих жильцов, значительная часть застройщиков заключает договоры на поставку и монтаж оконных блоков с теми, кто предложит более низкие цены,.. Ведь если сравнить энергоэффективные окна, которые производим мы, с теми, которые предлагаются на рынке, а это, как правило, окна...с 
R0пр
 = 0,55 (м2х°С)/Вт,... то последние раза в 1,5 дешевле.

Под давлением инвесторов, нацеленных на максимальное снижение затрат, проектировщики и строительные компании, пренебрегая 
собственной репутацией, идут на удешевление за счет применения морально устаревших оконных конструкций, не обеспечивающих нормируемые показатели теплозащиты, при обустройстве монтажных швов используют материалы, не соответствующие требованиям норм по техническим, эксплуатационным характеристикам и долговечности».

В пересчете на квадратный метр оконные блоки с энергосберегающими стеклопакетами дороже простых блоков на 400 рублей. 
От стоимости квадратного метра блока это примерно 10% увеличение. ...Реализуется готовое жилье, и в стоимости готового жилья это даже не один процент. …Применение энергоэффективных оконных конструкций ведет к увеличению стоимости квадратного метра квартиры всего лишь на 48 рублей
Когда себестоимость квадратного метра коробки панельного дома составляет ориентировочно 20 тыс. рублей, говорить о том, что прибавка к этой сумме 48 рублей – это существенное удорожание, просто смешно. 

На сегодняшний день все крупные российские заводы по производству стекла выпускают стекла с низкоэмиссионными покрытиями. С этим никаких проблем нет… Вопросов с производством стеклопакетов возникнуть не может». 

Для справки 
До 2004 года в России не было ни одной промышленной линии по нанесению низкоэмиссионного покрытия на стекло и потребность покрывалась поставками по импорту (поставщики – компании Pilkington, Interpane, Euroglass, Arcon и др.).

Промышленное производство стекла с низкоэмиссионным «мягким» покрытием (И-стекла) началось в 2004 г. и в настоящее время производителями стекла с покрытием являются ООО «Эй Джи Си Флэт Гласс Клин», ООО «Гардиан Стекло Рязань», ОАО «Салаватстекло», ООО «Гардиан Стекло Ростов». 
В 2014 г. будет запущена линия на ООО «Пилкингтон Гласс» (Раменский р-н МО).

Ниже приведем мнение по этому вопросу ведущего специалиста «НИИмосстрой» И.А.Румянцевой [9]: «В Москве лидеры ОАО «ДСК-1», ОАО «ДСК-2», ОАО «ДСК-3» в панельном домостроении. 
В настоящее время они осваивают массовый промышленный выпуск панелей с высокими теплотехническими показателями, в частности, с приведенным сопротивлением теплопередаче до 3,5 (м2°С)/Вт и оконных блоков с приведенным сопротивлением теплопередаче до 0,8 (м2°С)/Вт.

3. Расчетные методы определения 
R0пр
 для наружных стен, оконных и дверных конструкций 
Согласно [6] расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, прежде всего наружных стен, при проектировании зданий основывается на применении универсального метода моделирования (расчета) двухмерных и трехмерных температурных полей:
3.1. Расчет 
R0пр
 наружных стен;

3.1.1. Расчет с учетом теплотехнических неоднородностей.
В СНиП 23-02 [6] и СП 23-101 
[7] установлено: «п. 5.6 Приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2•°С/Вт, для наружных стен следует рассчитывать для фасада здания либо для одного промежуточного этажа с учетом откосов проемов без учета их заполнений». 

Таким образом, при расчете приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен по-прежнему не учитываются светопрозрачные заполнения, которые являются главным источником теплопотерь через стены, т. к. оконный блок с узлами сопряжений (монтажным швом) является основной теплотехнической неоднородностью стены. Для расчета величины приведенного сопротивления теплопередаче теплотехнически неоднородных ограждающих конструкций 
R0пр 
по результатам расчета температурных полей используется следующая формула:

R0пр
 = (tв– tн) х  Aо
/ƩQвх, (1) 
где 
ƩQвх – суммарный тепловой поток на входе в расчетную область рассматриваемого участка (узла) фрагмента конструкции, Вт, определяемый по результатам расчета температурных полей; 

Ао – площадь приведения рассчитываемого участка (фрагмента) ограждающей конструкции, м2(площадь поверхности фрагмента за вычетом площади светопроема) [18].

Формула 1 соответствует формуле 9 СП 23-101 с уточнениями относительно величины Aо согласно работе [21]. 

При изучении вопросов теплопроводности материальных тел (материалов, в том числе строительных конструкций) базовой физической величиной является «тепловое (термическое) сопротивление» согласно [29, 30]. 

Суммарный тепловой поток ƩQвх стен следует определять с учетом теплопотерь через оконные и дверные откосы, перегородки, плиты перекрытия и т. п.

Для теплотехнически однородных многослойных конструкций (условных ограждающих конструкций) Rоусл, (м2х°С)/Вт, определяется по формуле: 

Rоусл
 = l / αв + ƩRk,i + l/αн, (2) 
где 
α
в– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 х°С); 
αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций, Вт/(м2 х°С).
Rk,i рассчитывается по формуле:
Rk,i = δ/λ , (3) 
где 
δ – толщина слоя, м; 
λ – коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(мх°С). Формула 2 соответствует формуле 8, а формула 3 – формуле 6 СП 23-101.

После расчета значений Rо,iпр для отдельных фрагментов (участков фрагментов) величина среднего приведенного сопротивления теплопередаче фасада здания или типового этажа, или отдельного фрагмента R0пр может определена по формуле [21]: 

R0пр
 = Aо / (ƩAi / Rо,iпр), (4),
где 
Aо – общая (суммарная) площадь поверхности фрагмента (участка) конструкции, равная сумме площадей отдельных характерных участков (узлов) за вычетом площадей светопроемов, м2 (общая площадь приведения);
Аi – площадь, м2, i-го участка;
Rо,iпр – приведенное сопротивление теплопередаче, м2х°С/Вт, i-го участка.

Таким образом, с использовани
ем методологии и алгоритма расчета согласно положениям НД [6, 7, 18] можно определить следующие величины:

– тепловой поток на входе в расчетную область, содержащую теплопроводные включения, в зависимости от сложности конструктива эта величина может быть определена как для отдельного узла (участка), так и для всей расчетной модели выбранного отдельного фрагмента; 
– значение среднего приведенного сопротивления теплопередаче отдельного фрагмента или промежуточного этажа или всего фасада здания по формулам 1 и 4, которые применимы для фрагментов наружных стен с оконными и дверными проемами (откосами);
– приведенное сопротивление теплопередаче «глухих» фрагментов стен (без проемов).

В стандарте организации «Союз архитекторов и проектировщиков Сибири» в приложении И, пп. И.2 и И.3 приведены [6, 7, 18] понятные практикующему проектировщику подробные примеры расчета 
R0пр
 наружных стен зданий с вентилируемым фасадом с учетом влияния теплопроводных включений: плит перекрытия, оконных и дверных откосов, остекления балконов и лоджий, а также кронштейнов и дюбелей.

3.1.2. Расчет 
R0пр
 наружных стен по новому «модернизированному методу»: элементный подход [8].
«Замена в нормативных документах методик расчета фрагментного подхода на методики элементного подхода послужит реальным действием, направленным на повышение теплозащитыограждающих конструкций проектируемых зданий без повышения требуемых значений сопротивления теплопередаче и без увеличения стоимости строительства» 
В.Г. Гагарин, В.В. Козлов [25] 

Основные положения элементного подхода изложены в приложениях:

Приложение Е (обязательное) – «Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или любой выделенной ограждающие конструкции». 

Приложение К (рекомендуемое) – «Расчет приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций».

Приложение Н (справочное) – «Пример расчета приведенного сопротивления теплопередаче фасада жилого здания с использованием расчета температурных полей».

В основной части документа (см. п. 5.4) указано «Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания (или любой выделенной ограждающей конструкции) – 
R0пр
, (м2•°С)/Вт, рассчитывается в соответствии с приложением Е, с использованием результатов расчетов температурных полей. 

Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен следует рассчитывать для всех фасадов с учетом откосов проемов, без учета их заполнений. 

R0пр 
светопрозрачных конструкций (окон, витражей, балконных дверей, фонарей) принимается по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных оно оценивается по методике из приложения К.» 

Принципиальное отличие предлагаемого авторами элементного метода (подхода) состоит в том, что теплозащитная оболочка здания (под этим подразумеваются прежде всего наружные стены) рассматривается не в виде характерных отдельных фрагментов стен (глухие без оконных проемов, с оконными и/или дверными проемами), а в виде набора «независимых элементов: плоских, линейных и точечных».

При этом линейные элементы есть теплотехнические неоднородности между двумя плоскими элементами или на границе плоского элемента (в данном случае – откосы оконных и дверных проемов, причем о последних авторы просто забыли). Точечные элементы есть теплопроводные включения непосредственно на поверхности условных плоских элементов (разного рода «мостики холода» – металлические дюбели, кронштейны и т. п.). Линейные и точечные элементы естественно приводят к дополнительным потерям количества теплоты, учет которых приводит к снижению расчетных теплозащитных свойств исходного фрагмента и, следовательно, к уменьшению расчетного значения Rостпр 
фрагмента конструкции фасада в целом.

Потери теплоты, обусловленные каждым элементом, определяются на основе сравнения потока теплоты через узел, соержащий элемент, и через тот же узел, но без исследуемого элемента (в этом и состоит суть способа приведения или нормировки).

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания,
R0пр
 (м2•°С)/Вт, определяется по формуле: (5)

R0пр
=1________________________= 1_____________________________ (5)
         1/Rусл
Ʃ
l j
Ψ
j +
 
Ʃ
nk
ΧΧ      
Ʃ
ai
Ui + 
Ʃ
l j 
Ψ
j + 
Ʃ
nk
Χ
k

         
R0усл
– осредненное по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания либо выделенной ограждающей конструкции (плоского элемента), 
2 °С)/Вт;
l j – протяженность линейной неоднородности j-го вида, приходящаяся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, м/м2
Ψ
j
– линейный коэффициент теплопередачи (или согласно [8] так называемые удельные потери теплоты через линейную неоднородность j-ого вида), Вт/(мх°С);
nk– количество точечных неоднородностей k-го вида, приходящихся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции, шт/м2;
Χ
k
– удельные потери теплоты через точечную неоднородность k-го вида, Вт/°С; 
ai– площадь плоского элемента конструкции i–го вида, приходящаяся на 1 м2 фрагмента теплозащитной оболочки здания, или выделенной ограждающей конструкции (авторы забыли вычесть площади светопроемов), м22;
Ui
коэффициент теплопередачи однородной i-той части фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции, шт/м2

Ui = ∆Qi/(tв–tн)xAi; 
Ψ
j = ∆Qj/(tв–tн)xLj
χk = ∆Qk/(tв – tн)xNk, (5.а)
 
где 
Lj – длина проекции линейного элемента, м; 
Nk– количество точечных элементов, входящих в расчетный фрагмент (узел), шт; 
∆Qi, ∆Qj , ∆Qk – потоки теплоты через плоский, линейный и точечные элементы, соответственно, Вт.

Формула 5 соответствует формуле Е.1 и получена путем преобразований исходной формулы 1.

3.2. Расчет R0пр окон и наружных дверей 

Расчетные методы определения коэффициента теплопередачи стеклопакетов, окон и наружных дверей, а также навесных светопрозрачных фасадных систем хорошо апробированы на практике и изложены в европейских и международных нормах, национальных стандартах стран Европейского союза с начала 2000-года (см. например, EN 673, EN 674, ISO 6946, ISO 7345, ISO 10077-1, ISO 10077-2, ISO 10211-1, ISO 12567-1, ISO 15099).

Коэффициент теплопередачи для светопрозрачных конструкций определяется согласно формуле: 

Ut = (ƩAg Ug +ƩAf Uf + Ʃl
Ψψ
)/At, (6)

где 
Ut – полный коэффициент теплопередачи светопрозрачной конструкции (оконной или дверной конструкции, профильной фасадной системы);
At– общая площадь светопрозрачной конструкции (проекции);
Ag, Af – площадь проекции центральной зоны остекления и непрозрачной части (рамы), соответственно;
l
ψ
 – длина периметра границы между остеклением и рамой;
Ψ
– линейный коэффициент теплопередачи (дополнительные потери теплоты через границу между рамой и остеклением);
Ug, Uf– коэффициент теплопередачи центральной зоны остекления и рамы, соответственно 

Коэффициент теплопередачи СПК может быть рассчитан различными способами:
1 – на основании табличных данных согласно EN ISO 10077-1:2006. Теплотехнические характеристики окон, дверей и ставень. Расчет коэффициента теплопередачи. Часть 1: Упрощенный метод:

по таблице F.1 – для вертикальных окон, непрозрачная часть которых занимает не более 30% общей площади окна, со стандартными дистанционными рамками; 

по таблице F.3 – для таких же окон с теплотехнически улучшенными дистанционными рамками; приложение J – для окон с горбыльками (поперечинами).

2 – путем упрощенных расчетов:EN ISO 10077-1:2006;
EN ISO 10077-2. Часть 2. Численный метод расчета для рам;

3 – прямыми испытаниями по методу НОТ BOX (горячего ящика):
EN ISO 12567-1. Теплотехнические характеристики окон и дверей. 

Определение коэффициента теплопередачи методом НОТ BOX. 
Часть 1: Комплектные окна и двери.

Отдельные положения по расчету приведенного сопротивления теплопередаче окон и балконных дверей с соответствующими примерами расчетов содержатся в российских нормативно-технических документах (см. например СП 23-101 п. 9.4, Приложение Л).

Развитие методов расчета СПК на основании моделирования температурных полей получило в работах: Кривошеин А. Д. «Расчетные методы оценки теплозащитных качеств светопрозрачных конструкций». Журнал «Проектирование и строительство в Сибири», № 6 (42), 2007. – с. 48-51; СТО 44416204-001-2008 «Расчетный метод определения приведенного сопротивления теплопередаче оконных и дверных балконных блоков».
В заключение этой части статьи сделаем некоторые предварительные выводы.

Выводы
Свод правил СП 50.13330.2012 должен рассматриваться, во-первых как нормативный документ обязательного применения и, во-вторых, исчерпывающее методическое пособие, которое, являясь по своей сути инструментом для расчета, позволяет профессионально подготовленному проектировщику-конструктору однозначно рассчитать 
R0пр
 фрагмента ограждающей конструкции или любой выделенной ограждающей конструкции для многоэтажных зданий массовой застройки, обеспечив при этом прозрачность расчетов, их корректность и сопоставимость.

Расчет 
R0пр
 по формуле (Е.1) обязательного приложения Е выполнить нельзя, т. к. сам порядок определения значений дополнительных потерь количества теплоты 
Ψ
j и χk через линейные и точечные элементы изложен путано, программа расчета двухмерных, а тем более, трехмерных температурных полей не определена и не названа, требования к ней (точность расчетов, частота разбиения расчетной области на конечные элементы, требования к выбору и формализации расчетных участков, сведения о тестировании и сертификации программы) отсутствуют. 

Авторы СП не смогли предложить проектировщикам реального инструмента для расчета теплопотерь через теплопроводные включения в виде «линейных и точечных элементов».

Концепция и методология определения теплотехнических характеристик СПК, которые являются существенным источником, пожалуй одним из главных, дополнительных теплопотерь через наружные стены представляют особый интерес. 
Поэтому в продолжение данной статьи рассматриваются прежде всего расчеты 
R0пр
на примере оконных конструкций и приведена оценка вклада СПК в значительное снижение теплозащитных свойств оболочки здания 
в целом.

Таблица 1.Значения требуемого сопротивления теплопередаче заполнений световых проемов жилых зданий (СНиП ІІ-3-79*, 1986 г.)

Разность температуры внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, ºС

Сопротивление теплопередаче
Rотр,

м2 ºС/Вт

Тип остекления

До 25

0,18

Одинарное в деревянных переплетах

Свыше 25 до 44

0,39

Двойное в деревянных спаренных переплетах

Свыше 44 до 49*

0,42*

Двойное в деревянных раздельных переплетах

Свыше 49

0,53

Тройное в деревянных переплетах (спаренный и одинарный)


Примечания: 
– СНиП ІІ-3-79*, 1986 г. – с изменениями, утвержденными и введенными в действие с 1 июля 1986 г. постановлением Госстроя СССР от 19 декабря 1985 г. № 241

– *для Московского региона


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. 4] Постановление Госстроя СССР от 19 декабря 1985 г. № 241 «О внесении изменений в СНиП II-3-79 Строительная теплотехника»
[5] СНиП II-3-79* 
[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.
[9] Дасковский А.Б., Комаров С.Е., Писмарев В.А., Румянцева И.А. Чем больше сопротивление, тем лучше (Из опыта внедрения технологий энергосберегающего остекления в архитектурно-строительную практику). Материалы круглого стола. Журнал «Технологии строительства», № 3 (79), 2011. с. 8-20 
[10] Матросов Ю.А. Энергосбережение в зданиях. Проблема и пути ее решения. – М., НИИСФ, 2008
[11] МГСН 2.01-99 (ТСН 23-304-99 г. Москвы) Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоснабжению
[12] ТСН 23-320-2000 Челябинской области. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по теплозащите зданий
[13] ТСН 23-338-2002 Омской области. Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите.
[14] СТО 17532043–001–2005 «Нормы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций и оценки энергоэффективности зданий» (Российское научно-техническое общество строителей – РНТО строителей) 
[15] СТО 00044807–001–2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий» (Российское общество инженеров строительства – РОИС)
[16] СТО 00043363–01–2008 «Реконструкция и модернизация жилищного фонда» (Российская академия архитектуры и строительных наук – РААСН)
[17] СТО 86621964–001–2010 «Проектирование тепловой защиты жилых и общественных зданий» (СРО Некоммерческое партнерство по содействию регламентации проектной деятельности – НПСРпроект, г. Красноярск) 
[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)
[19] Региональный методический документ «Рекомендации по обеспечению энергетической эффективности жилых и общественных зданий» – РМД «Энергоэффективность» (утвержден Комитетом по строительству Санкт-Петербурга 12 сентября 2012 г.)
[20] Лобов О.И., Ананьев А.И., Вязовченко П.А. и др. В защиту отечественного строительства и промышленности строительных материалов. Газета «Строительный эксперт», №10(101), 2001.
[21] Кривошеин А.Д., Федоров С.В. К вопросу о расчете приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Инженерно-строительный журнал, 2010, №8. – с.21-27
[22] СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование
[23] СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные
[24] СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения
[25] Гагарин В.Г., Козлов В.В. Теоретические предпосылки расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Журнал «Строительные материалы», декабрь 2010
[26] Гагарин В.Г., Козлов В.В. Требования к теплозащите и энергетической эффективности в проекте актуализированной редакции СНиП «Тепловая защита зданий». Журнал «Жилищное строительство», № 8, 2011
[27] Гагарин В.Г., Козлов В.В. Теплозащита и энергоэффективность в проекте актуализированной редакции СНиП «Тепловая защита зданий». Журнал «СтройПРОФИ», № 3, 2012
[28] Умнякова Н.П. Современное нормирование энергосбережения в строительстве. Межрегиональная научно-практическая конференция «Строительство и жилищно-коммунальный комплекс: Энергоэффективность. Инвестиции. Инновации». Ярославль, 21-22 сентября 2010 г.
[29] Соколов Н.А. Метрологическое обеспечение энергосбережения (Измерение теплопроводности и связанных с ней величин). Санкт-Петербург: НИУПЦ «МИО», 2005
[30] Методика измерений МИ 2630-2000 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Метрология. Физические величины и их единицы. – М.: ВНИИМС Госстандарта России, 2000
[31] Вебинар АВОК на тему «Новые нормативные требования обеспечения тепловой защиты зданий», 24 сентября 2013 г. http://webinar.abok.ru/webinar/teplovaya_zashita_zdanii/

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

Продолжение читайте в Части 2 и  Части  3

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

11:56 17-02-2014

Распечатать
Марка «» в Каталоге материалов >>>
Поставщики марки «» в Каталоге Фирм >>>
id = 556

   
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 ]