Энергосбережение при выборе светопрозрачных наружных ограждений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Энергоэффективное строительство

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

УДК 699.885

В.С. БЕЛЯЕВ, канд. техн. наук ([email protected])

ОАО «Центральный научно-исследовательский и проектный институт жилых и общественных зданий (ЦНИИЭП жилища)»

(127434, г. Москва, Дмитровское ш., 9, стр. 3)

Энергосбережение при выборе светопрозрачных

наружных ограждений

Дан анализ путей снижения теплопотерь через окна, повышение их тепловой эффективности, отмечен тепловой эффект новых конструкций окон, разработанных в ОАО «ЦНИИЭП жилища» и испытанных в климатических камерах этого института. Приведены конструктивные особенности фасадных светопрозрачных наружных ограждений, в том числе с рекуперацией тепла, раскрыты возможности и пути повышения их тепловой эффективности. Дан пример расчета энергосбережения при выборе светопрозрачных наружных ограждений.

Ключевые слова: фасадные светопрозрачные наружные ограждения, рекуперация тепла, вентилируемые окна, сопротивление и коэффициент теплопередачи, энергосбережение, трансмиссионный инфильтрационный коэффициент теплопередачи.

V.S. BELYAEV, Candidate of Sciences (Engineering) ([email protected]) OAO "Central Research and Designing Institute for Residential and Public Buildings (TSNIIEPzhilishcha)" (9, structure 3, Dmitrovskoye Hwy, 127434, Moscow, Russian Federation)

Energy Saving when Selecting Translucent External Enclosures

The article analyzes the ways to reduce heat loss through windows, improve their heat efficiency, notes the heat effect of new designs of windows developed at OAO "TSNIIEPzhilishcha" and also tested in climatic chambers of this institute. Design features of façade translucent external enclosures including those with heat recuperation are presented; possibilities and ways of improving their heat efficiency are disclosed. An example of energy saving calculation when selecting translucent external enclosures is given.

Keywords: façade translucent external enclosures, heat recuperation, ventilated windows, resistance and heat transfer factor, energy saving, transmission infiltration factor of heat transfer.

В последние годы энергосбережение и повышение энергоэффективности стали одним из основных направлений политики государства в России. Среди ключевых направлений развития российской экономики второе место занимают энергоэффективность и энергосбережение.

Энергосбережение в зданиях при решении практических задач сокращения общего расхода невозобновляемых энергоресурсов (угля, газа, нефти и др.) реализуется путем применения эффективных теплоизоляционных материалов, энергоэкономичных конструкций наружных стен, существенного увеличения теплозащиты эксплуатируемого фонда и т. п.

Известно, что основными путями потерь тепла в отапливаемых зданиях являются окна.

Для повышения теплозащиты окон применяют конструкции с увеличением слоев остекления, со стеклопакетами и теплоотражающими или теплопоглощающими стеклами в деревянных, деревометаллических переплетах, обладающих высоким сопротивлением воздухопроницанию, обеспечиваемым эффективными герметиками. Повышение сопротивления теплопередаче окон достигается также путем усовершенствования его отдельных конструктивных элементов.

При использовании металлических переплетов влияние на теплопередачу и температурное поле остекления через окно в целом можно уменьшить, применив в переплетах перфорацию. Например, перфорация стенки переплета, равная 80-90%, уменьшает теплопотери через переплет на 25-30%. Если еще применить и термовкладыши из эффек-

б| -

тивного утеплителя, то средняя температура внутренней поверхности переплета повысится на 9-10оС.

Одним из эффективных способов повышения теплозащиты окон является выбор оптимального межстекольного расстояния, которое в основном зависит от разности температур внутреннего и наружного воздуха.

Теплоизоляционные свойства окон повышаются при использовании стекол с селективным покрытием, обладающим способностью пропускать коротковолновую ультрафиолетовую солнечную радиацию в диапазоне от 0,2 до 2 мкм и почти полностью (до 90%) отражать длинноволновую тепловую радиацию в диапазоне от 2,5 до 16 мкм (обычное оконное стекло пропускает последнюю на 70%). Для такого покрытия используют полупрозрачные металлические пленки, например из оловокадмиевого оксида.

Сопротивление теплопередаче окон может быть существенно увеличено, а теплопотери снижены при уменьшении длины швов в открываемых переплетах, в устройстве теплоизоляции на оконных откосах, уменьшении воздухопроницаемости путем применения уплотняющих прокладок в притворах. Наименьшую воздухопроницаемость имеют окна с большим числом притворов, а следовательно, и рядов уплотняющих прокладок.

Ведутся разработки остекления, которое может изменять свои тепловые характеристики в соответствии с изменениями наружных условий. Так, за рубежом предложена оконная рама с двойным остеклением, между которым помещается специальный материал, предотвращающий

^^^^^^^^^^^^^ 82014

Научно-технический и производственный журнал

Energy

efficient construction

теплопотери в ночное время или теплопоступления в летний период. Засыпка позволяет существенно снизить те-плопотери через окна.

За рубежом широко применяется система окон и стен, в которой вытяжной воздух поступает через отверстия в стене на уровне потолка в пространство между двойным остеклением окон и затем отводится через решетки в нижней части окон. Тепловая эффективность окон может быть повышена вентилированием межстекольного пространства воздухом. Один из путей снижения теплопотерь через окна - использование теплозащитных экранов, штор и ставней, выполняемых из эффективных теплоизоляционных материалов [1-4].

Вентилируемые окна могут быть как с одной, так и с несколькими вентилируемыми прослойками; как с попутным, так и со встречным движением. Существуют решения с забором и выводом воздуха из прослойки с помощью вентилятора.

Исследования, проведенные в ЦНИИЭП жилища, показали, что условное сопротивление теплопередаче вентилируемых окон с рекуперацией тепла (рекуперация - возвращение) по выходящим тепловым потокам может составлять 2,5 м2.°С/(Вт.ч) и более.

Вентилируемые окна в теплое и переходное времена года позволяют существенно понизить тепловую нагрузку на системы охлаждения и обеспечивают экономию энергии на перемещение и охлаждение воздуха. Такие окна защищают помещения от перегрева в теплое время года и повышают их комфортность в холодное время.

В настоящее время при строительстве зданий, особенно общественных, более широко стали применяться навесные светопрозрачные фасадные конструкции (НСФК), представляющие собой разновидность вентилируемых фасадных систем.

Существуют две основные конструктивные схемы НСФК: с использованием металлических профилей и крепежом стекла по периметру (профильные системы) и с пространственной подконструкцией и точечным креплением стекла.

Фасадные профильные системы - это самонесущие или навесные конструкции, представляющие собой структуры профилированных труб, имеющих внутри полости. Фасадные профили, как алюминиевые, так и стальные, выпускаются двух типов: холодные и теплые. Теплые профили имеют в своей конструкции термоизоляционные вставки, которые обеспечивают лучшую теплоизоляцию. Они являются многокамерными. Обычно в них три воздушные полости, но может быть и пять. Есть профили, предназначенные для «особо теплых» конструкций и районов Крайнего Севера. Увеличивается число камер только за счет полиамидной части - увеличить их количество в алюминиевых частях технически невозможно. Чем больше полостей в полиамиде, тем «теплее» профиль. В то же время число полостей должно расти пропорционально увеличению ширины термовставки. Появляющиеся в полиамидном профиле дополнительные стенки не просто «разгораживают камеры», но и являются ребрами жесткости.

Для окон и светопрозрачных конструкций высотных зданий особенное значение имеет учет фильтрации наружного холодного воздуха. Следует различать при расчетах и мониторинге два вида фильтрации: поперечную и продольную. В местах стыков примыканий световых заполнений к стенам (откосам) следует определять температуру внутренней поверхности с учетом фильтрации воздуха при расчетной разности давлений. При этом надо учитывать, что тем-

82014 ^^^^^^^^^^^^^

пература внутренней поверхности остекления не должна быть ниже 3оС, а его глухих частей - не ниже точки росы.

По конструктивной схеме светопрозрачные конструкции подразделяются на оконные и витражные. Оконные конструкции предназначены для застекления типовых или нестандартных небольших проемов в стенах, а остекление выполняет в них чисто ограждающую функцию. Витражные конструкции, помимо выполнения ограждающих функций, являются также элементом несущих или самонесущих конструкций и предназначены для застекления вертикальных и наклонных поверхностей большей площади. К витражным конструкциям относятся стены фасадов, зимних садов, торговых павильонов и т. п.

Современные светопрозрачные фасадные конструкции разделяются на:

- опорно-ригельные;

- полуструктурные;

- структурные;

- двойные.

Наиболее распространенными благодаря большей экономичности и надежности по сравнению с другими свето-прозрачными конструкциями являются опорно-ригельные светопрозрачные конструкции. В этом случае стекло по контуру с двух сторон закрепляют пленками к несущему каркасу, выполняемому из алюминия или стали, что обеспечивает прочность и надежность системы. Недостатком такой системы является то, что наружные планки просматриваются с внешней стороны, создавая эффект «больших оконных рам».

Это обстоятельство не всегда устраивает архитекторов, стремящихся одеть здание в сплошную однородную стеклянную оболочку.

В связи с этим разработан полуструктурный вариант светопрозрачных фасадных конструкций, при котором вместо наружной прижимной планки стекло по периметру удерживают прижимные дискретные держатели-лапки, которые практически не просматриваются снаружи. Полуструктурный вариант менее надежно удерживает стекло и существенно дороже, но он более интересен эстетически.

В структурном варианте на фасад здания не выходят детали крепления, поскольку соединение стекол друг с другом и несущим каркасом происходит посредством специального сверхпрочного силиконового герметика. При этом достигается впечатляющий эстетический эффект, так как визуально фасад выглядит как одна сплошная стеклянная оболочка. Однако такая стеклянная оболочка обладает большой жесткостью и не имеет компенсаторных механизмов, обеспечивающих ее сохранность при деформациях зданий. Поэтому структурные светопрозрачные фасадные конструкции считаются опасными и применяются редко. В европейских нормах, чтобы применить такой фасад, требуется специальное разрешение.

Двойные светопрозрачные фасадные конструкции включают наружный и внутренний слои, расстояние между которыми должно быть не менее 0,6 м, что диктуется необходимостью обслуживания пространства между слоями. В этом пространстве устанавливают звукопоглощающие переборки и светоотводящие отражатели или голографи-ческие модули для исключения распространения звука по межслойному пространству и снижению избыточного освещения. Благодаря этому двойные фасады обеспечивают хорошую звукоизоляцию, но в отношении избыточной осве-

- \7

Энергоэффективное строительство

Ц M .1

Научно-технический и производственный журнал

щенности, как правило, требуются дополнительные мероприятия по солнцезащите. Особенностью двойных фасадов является то обстоятельство, что в зимний период потребление на отопление не превышает этого показателя в зданиях с традиционными стенами, но в летний период в зданиях с двойными фасадами нельзя обойтись без систем кондиционирования. Недостатки этого вида фасадов состоят в значительно больших затратах на их устройство и эксплуатацию. Последнее обусловлено тем фактом, что необходимо очищать четыре поверхности стекла вместо двух, и, кроме того, при охлаждении наружного слоя стекла на его внутренней поверхности может образоваться конденсат, который необходимо удалять.

При устройстве светопрозрачных фасадных конструкций используют следующие типы стекол: закаленное, огнестойкое, армированное, триплекс, низкоэмиссионное с мягким покрытием.

Для внешнего остекления, особенно в высотных зданиях, целесообразно применять закаленное огнестойкое натрий-кальций-силикатное стекло, которое выдерживает значительные пожарные нагрузки, а при разрушении распадается на мелкие осколки без острых углов.

Толщина наружного стекла должна приниматься по расчету, а в высотном здании - не менее 6 мм, поскольку давление ветрового потока, особенно в режиме знакопеременной пульсации, может быть очень мощным. В ряде случаев это давление может в разы превосходить значения, приведенные в СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*».

Армированное стекло внутри имеет металлическую сетку, которую закладывают при его производстве. Практически не влияя на прозрачность стекла, сетка при повреждении или разрушении стекла удерживает его осколки. В то же время наличие сетки снижает эстетический эффект при взгляде изнутри здания, вследствие чего архитекторы редко используют такие стекла.

Триплекс - это слоистое стекло, у которого слои между собой связаны специальной пленкой или прозрачным клеем. Триплекс обладает повышенной ударопрочностью, а увеличивая количество слоев, можно достигнуть его пу-ленепробиваемости. Повышения прочности стекол целесообразно добиваться для предотвращения «термошока», который возникает в результате неравномерного нагрева больших поверхностей остекления, что может привести к разрушению светопрозрачной фасадной системы.

Как пример выбора наиболее энергоэкономичного решения светопрозрачного ограждения ниже приведен расчет энергоэффективности таких конструкций для реконструируемых частей здания.

В данном случае выполнены расчеты стен для жилых зданий в г. Ростов-на-Дону.

В соответствии с неактуализиро-ванными СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» приведенное сопротивление теплопередаче оболочки здания должно быть не менее определяемого по табл. 4 СНиП 23-02-2003. В этом случае удельный расход тепла на отопление здания qde не сравнивается с нормируемым по табл. 9 этого СНиПа.

Согласно (п. 5.13) СНиП 23-02-2003, если удельный расход тепловой энергии на отопление здания окажется меньше нормируемого (табл. 9 СНиП 23-02-2003), то допускается уменьшение сопротивления теплопередаче Reqq элементов наружных ограждений по сравнению с нормируемыми, но не ниже минимальных величин, определяемых по формуле:

R = R • m ,

min req р'

где Req - базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м2оС/Вт, следует принимать в зависимости от градусо-суток отопительного периода, ГСОП, градусо-сут/год, региона строительства и определять по СП 50.13330-2010, СНиП 23-02-2003; mp - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства, принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента mp в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания выполняются требования к данной удельной характеристике. Значения коэффициента mp при этом должны быть не менее mp = 0,63 - для стен.

В соответствии с СП 50.13330.2010 теплозащита оболочки здания должна отвечать следующим требованиям: приведенные сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должны быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования); удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование); температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении указанных требований.

В соответствии с СП 50.13330-2013 нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания, к™, Вт/(м3оС), следует принимать в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по табл. 1.

Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче R принимают по СНиП 23-02-2003 в зависимости от

req

количества градусо-суток отопительного периода в месте строительства Dd, которое определяется по формуле, приведенной в СП 50.13330-2012.

Требования к сопротивлению теплопередаче конструкций предъявляются исходя из условий энергосбережения.

Согласно СНиП 23-01-99 для г. Ростов-на-Дону температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспечен-

Таблица 1

Нормируемые значения удельной теплозащитной характеристики здания

Отапливаемый объем здания Vom, м3 Значения k„7, Вт/(м3 оС), при значениях ГСОП, градусо-сут/год

1000 3000 5000 8000 12000

300 0,957 0,708 0,562 0,429 0,326

600 0,759 0,562 0,446 0,341 0,259

1200 0,606 0,449 0,356 0,272 0,207

2500 0,486 0,36 0,286 0,218 0,166

6000 0,391 0,289 0,229 0,175 0,133

15000 0,327 0,242 0,192 0,146 0,111

50000 0,277 0,205 0,162 0,124 0,094

200000 0,269 0,182 0,145 0,111 0,084

Научно-технический и производственный журнал

Energy

efficient construction

Таблица 2

Значения нормативных требований к наружным ограждениям жилых зданий

Нормативный документ Требуемое сопротивление теплопередаче наружного ограждения, м2оС/Вт ГСОП (D)

стен окон

СНиП 23.01-99 2,63 0,41 3523

СНиП 23-02-2003, табл. 4 1,66

При расчете приняты следующие температуры воздуха: в жилых помещениях 1^=20^; наружного воздуха 1ех=-22оС (согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»).

Расчет

ностью 0,92 1ех=-22оС, средняя температура воздуха периода со средней суточной температурой воздуха 1ех(<8оС, ^=-0,6^ и продолжительность этого периода Zht=171 сут.

Для рассматриваемого помещения 1^=20^. Соответственно Dd=(20+0,6)х171=3523 градусо-сут.

Требуемые сопротивления теплопередаче непрозрачных конструкций и окон принимаем по табл. 4. СНиП 23-02-2003 и табл. 2 СП 50.13330-2012.

На основе вышеизложенного составлена табл. 2, где представлены нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений сводится к расчету значений усредненной плотности теплового потока через ограждение с последующим вычислением значения по формуле:

„пр_ At Ro

(1)

ппр

где К0 - приведенное сопротивление теплопередаче; Л? - разность температур по обе стороны ограждения, С; (¿ус - плотность теплового потока через ограждение, усредненная по площади, Вт/м2.

Вся стеновая панель условно разбивается на п расчетных участков. Для каждого такого участка с площадью в плане S. определяется плотность теплового потока q.. Затем вычисляется общий поток теплоты через стену по формуле:

Q=2<7A

/=1

(2)

Усредненная плотность теплового потока через ограждение определяется по формуле:

(?ус= Q/S,

(3)

где S - площадь панели в плане, м2.

Исходные данные

Рассчитывается энергоэффективность квартиры со свето-прозрачными наружными ограждениями площадью 54,7 м2.

Размеры светопрозрачных панелей: Н1-1 - 12,3 м2; Н9-1 - 9,6 м2; Н7-1 - 9,54 м2; резалит F=4,1 м2. Отапливаемый объем квартиры 164 м3.

Рассчитываются два варианта светопрозрачных ограждений (окон). Первый вариант: окна, имеющие приведенное сопротивление теплопередаче R<)'=0,68 м2оС/Вт; второй вариант: окна, имеющие R<)'=1 м2.оС/Вт.

Вариант светопрозрачных панелей (окон), имеющий приведенное сопротивление теплопередаче R<)'=0,68 м2оС/Вт, состоит из двухкамерного стеклопакета с жестким тепло-отражающим покрытием, а второй вариант, имеющий Rо=1 м2 оС/Вт, состоит из двухкамерного стеклопакета с мягким теплоотражающим покрытием и заполнением камер газом криптоном.

Расчеты выполнены по методикам СНиП 23-02-2003 и СП 50.13330-2012.

Приведенный коэффициент теплопередачи наружных ограждающих конструкций здания Х'^ определяем по формуле п. Г.5 (СНиП 23-02-2003). Значениям приведенных сопротивлений теплопередаче Щ конструкций и их площадей А приданы нижние индексы, относящиеся к следующим конструкциям: Ж- наружные стены; В - окна.

Значение Х'^ рассчитываем по формуле:

х'; = а /г + ълг/л;т. (4)

Получаем:

- при R;жoн=0,68 м2.оС/Вт:

Хт=(12,3/0,68 + 9,6/0,68 + 9,54/0,68 + 4,1/0,75) / 35,5 = т = 1,45 Вт/(м2.оС);

- при R;жoн=1 м2.оС/Вт:

ХН12,3/1 + 9,6/1 + 9,54/1 + 4,1/0,75) / 35,5 = 1,04 м2.°С/Вт.

Определяем значения величин, входящих в формулу (Г.6) СНиП 23-02-2003 для расчета условного коэффициента теплопередачи здания, учитывающего теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции.

Рассчитываем среднюю кратность воздухообмена здания за отопительный период па по формуле (Г.8) СНиП 23-02-2003:

па = [(Ь п)/168 + (О^кп/ / (168 р1')] / (Ру V) (5)

где ¿„=140 м3/ч (кухня 90 м3/ч, ванная и туалеты по 25 м3/ч).

Для жилой части, принимая я=168 ч, к=1, яп/=168 ч, Р„= 0,85, ^=164 м3, получаем:

па1 = [140 х 168/168]/(0,85 х 164) = 1 1

Определяем значения величин, входящих в формулу (Г.6) СНиП 23-02-2003 для расчета условного коэффициента теплопередачи здания, учитывающего теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции:

Х* = 0,28 с п р V. рп' к/Лтт =

т ' а 1 V п * а ' е

= 0,28 х 1 х 0,85 х 164 х 1,2 / 35,5 = 1,31. (6)

Потребность в тепловой энергии на отопление здания Qh за отопительный период определяем согласно СНиП 23-02-2003 и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Теплопотери здания за отопительный период через наружные конструкции следует определять по формуле (Г.3) СНиП 23-02-2003.

Принимая Dй=3523°С сут; Х;г=1,45; Х;п/=1,31 Вт/(м2.оС), получаем:

- при ROKOH=0,68:

' Qh, = 0,0864 (Х'г + Х/ Dd . Лтт =

^М ' 4 т т ' й е

0,0864 (1,45 + 1,31) х 3523 х 35,5 = 29826 МДж; (7)

82014

9

Энергоэффективное строительство

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

- при Я°кон=1:

0Ы1 = 0,0864 (1,04 + 1,31) х 3523 х 35,5 = 253936 МДж.

Общая площадь квартир, приходящаяся на одного жителя, менее 20 м2; согласно формуле (Г.10) принимаем дш=17 Вт/м2.

При д,м=17 Вт/м2; *Ы=171 сут и А,=54,7 м2 получаем:

0 „ = 0,0864 д.,г„,А = 0,0864 х 17 х 171 х 54,7 =

= 13738 МДж. (8)

Теплопоступления через окна от солнечной радиации определяем по формуле (Г.11) СНиП 23-02-2003.

0У = ^ • А • I + АЕ2 • I + А, • ^ + • • ^ • (9)

Площадь окон, ориентированных на стороны света, равна: запад - 21,6 м2, восток - 4,8 м2 (без площади остекления лестнично-лифтовых узлов).

Принимая 1^=0,5 и К=0,83 (для тройного остекления из обычного стекла в деревянных переплетах) по табл. 3.4 СП 23-101-2004 и по формуле (Г.11) СНиП 23-02-2003 получаем:

0, = 6035 МДж.

Потребность в тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода определяем по формуле (Г.2) СНиП 23-02-2003:

01 = [0ы- (0,м + 0) VI] Р„.

(10)

Согласно (Г.2) принимаем V=0,8; РЫ=1,13; £=0,95 для двухтрубной системы отопления с термостатами и авторегулированием на вводе. По формуле (Г.2): _ при R окон= 0,68 м2.оС/Вт:

01 = [29826 - (6035 + 13738) х 0,8 х 0,95] х 1,13 = = 17152 МДж.

- при Rокон= 1 м2.оС/Вт:

0у = [25393,6 - (6035 + 13738) х 0,8 х 0,95] х 1,13 = = 11714,2 МДж.

При Rокон=0,68 м2.°С/Вт д^ больше, чем при 1 м2.°С/Вт на 35%.

Расчет энергоэффективности в соответствии с актуализированными СНиП 23.02

В соответствии с СП 50.13330-2012 определяются удельные теплозащитные характеристики здания, м2оС/Вт.

Удельная теплозащитная характеристика здания koб, рассчитывается по формуле:

А Л

^=*к-^Вт/(м3-0С), (11)

приведенное сопротивление теплопередаче г'-го

к<>б у X 'от

пр

где

фрагмента теплозащитной оболочки здания, м20С/Вт; Аф ^ - площадь соответствующего фрагмента теплозащитной оболочки здания, м2; Уот - отапливаемый объем здания, м3; п^ - коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у конструкции от принятых в расчете ГСОП; К^щ - общий трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2-°С), определяемый по формуле:

К - 1

Лобщ . сум

к

(12)

где Ккомп - коэффициент компактности здания, м-1, определяемый по формуле К^^А^/Уд^; - сумма площадей (по внутреннему обмеру всех наружных ограждений отапливаемой оболочки здания), м2.

Совокупность фрагментов теплозащитной оболочки здания, характеристики которых используются в формуле (11), должна полностью замыкать оболочку отапливаемой части здания.

Должно быть выполнено условие:

кы><кТ (13)

Продолжение расчета (после определения кратности воздухообмена) в соответствии с актуализированным СП 50.13330.2012.

Определяем расчетную удельную теплозащитную характеристику здания при сопротивлении теплопередаче окон Rок'н=0,68 м2-°С/Вт:

к об V 'от

г,;

„■К^Щ-1,45=0,314 Вт/мЧ.

Расчетный удельный (на 1 м2 отапливаемой площади) расход тепловой энергии системой теплоснабжения на отопление проектируемого объекта д¡¡е определяем по (Г.1) СНиП 23-02-2003:

- при Rокон=0,68 м2.оС/Вт:

д¡¡" = 103 х 17152/ (3523 х 54,7) = 89 кДж/(м2.градусо-сут);

- при Rокон=1 м2.оС/Вт:

д^ = 103 х 11014/ (3523 х 54,7) = 57,15 кДж/(м2.градусо-сут).

Полученное значение д¡¡е первого варианта больше требуемого удельного расхода тепловой энергии согласно табл. 9 СНиП 23-02-2003 дгед=70 кДж/(м2.градусо-сут) на 19 кДж/(м2градусо-сут), а второго варианта меньше на 13,85 кДж/(м2градусо-сут).

При R;жон=1 м2°С/Вт:

^^•1,04 = 0,225,

где 1,45 и 1,04 - трансмиссионные приведенные коэффициенты теплопередачи.

Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания КТ по табл. 7 СП 50.13330.2012:

/3/

„ч, 4,74- 1/У164 п в _ . з К- = 0,00013-3523+0,61 = °'8 ВТ/М Ч"

Поскольку к„е<к%д, теплозащита здания удовлетворяет требованиям СП 50.13330.2012.

Выводы

Выполненные расчеты в соответствии со СНиП 23-02-2003 и СП 50.13330-2012 показали следующее.

ЖИЛИЩНОЕ

Научно-технический и производственный журнал

Л

Energy

efficient construction

1. Расчетное значение удельного расхода тепловой энергии на отопление при R™=1 м2.оС/Вт составляет q¡¡es=57,15 кДж/(м2.градусо-сут), при требуемом значении qheq=70 кДж/(м2. градусо-сут), а при R°кон=0,68 м2.оС/Вт qhdes=89 кДж/(м2.градусо-сут), т. е. превышает нормативное значениет qhdes=70 кДж/(м2.градусо-сут) на 21,85 кДж/(м2. градусо-сут) (21%).

2. Расчетная теплозащитная характеристика в обоих вариантах 0,225-0,314 Вт/м3 меньше нормируемого значения теплозащитной характеристики, равного 0,8 Вт/м3 (по СП 50.13330-2012).

Расчетная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление здания и вентиляцию здания за отопительный период qpm, Вт/(м3.оС), при R™=1 м2.оС/Вт меньше, чем при Rокон=0,68 м2.оС/Вт, на 0,09 Вт/м3, или на 28%.

Список литературы

1. Корниенко С.В. Совершенствование конструктивного решения светопрозрачных ограждений при оценке теплопотерь // Строительные материалы. 2010. № 6. С. 72-73.

2. Беляев В.С. Наружные ограждения с рекуперацией трансмиссионного и вентиляционного тепла // Жилищное строительство. 2013. № 12. С. 39-44.

3. Самарин О.Д., Винский П.В. Особенности теплопередачи в современном энергоэффективном остеклении // Жилищное строительство. 2013. № 10. С. 11-13.

4. Беляев В.С. Методики теплотехнических расчетов наружных ограждений с рекуперацией трансмиссионного и вентиляционного теплового потока // Жилищное строительство. 2014. № 1-2. С. 21-26.

3. Светопрозрачные наружные ограждения, имеющие приведенное сопротивление теплопередаче Rro менее

0.8.м2оС/Вт не рекомендуются.

4. Здание со светопрозрачными наружными ограждениями, имеющее Rr=1 м2оС/Вт, может быть отнесено к классу «высокий» с рекомендуемыми мероприятиями органами администрации по экономическому стимулированию.

5. Указанная в п. 3 конструкция может быть заменена на более простую: двухкамерный стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием стекол без газового наполнения, но с расширенной коробкой 12,4 мм, имеющей R^=0,95 м2оС/Вт.

6. При устройстве механической вентиляции может быть предложен двойной вентилируемый остекленный фасад с рекуперацией тепла, еще более теплоэффективный, чем в п. 5 выводов.

References

1. Korniyenko S.V. Improvement of the constructive solution of translucent protections at an assessment of heatlosses. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2010 . No. 6, рр. 72-73. (In Russian).

2. Belyaev V.S. External protections with recovery of transmission and ventilating heat. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013. No. 12, рр. 39-44. (In Russian).

3. Samarin O.D., Vinskiy P.V. Features of a heat transfer in a modern power effective glazing. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013. No. 10, рр. 11-13. (In Russian).

4. Belyaev V.S. Techniques of heattechnical calculations of external protections with recovery of a transmission and ventilating thermal stream. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 1-2, рр. 21-26. (In Russian).

ИНЖ

ПРОЕКТ СТРОЙ

СОВРЕМЕННЫЕ ГЕОТЁХНОЛОГИИ

УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ

ОГРАЖДЕНИЕ КОТЛОВАНОВ ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ откосов ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ЗАВЕСЫ УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

(499) 95! -03-21 www.j et ■-gro uti ng.ru

8'2014

ii