Приближённый метод расчёта приведённого сопротивления теплопередаче металлических секционных ворот Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ПРИБЛИЖЁННЫЙ МЕТОД РАСЧЁТА ПРИВЕДЁННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЕКЦИОННЫХ ВОРОТ

THE APPROXIMATE METHOD OF CALCULATION OF THE REDUCED TOTAL THERMAL RESISTANCE OF METAL SECTION

GATE

B.B. Козлов, M.C. Петров

V. Kozlov, M. Petrov

НИИСФ PAACH

Разработана методика приближённого расчета приведенного сопротивления теплопередаче секционных ворот с полотном из металлических трехслойных панелей

The approximate method of calculation of the reduced total thermal resistance of section gate with a cloth from metal three-layer panels is developed

Решение важной задачи энергосбережения в зданиях требует создания максимально равномерного контура утепления. Важным, но часто забываемым элементом такого контура являются ворота. Для некоторых видов зданий ворота составляют существенную часть ограждающих конструкций и оказывают большое влияние на формирование микроклимата помещений здания, а также на тепловые потери.

Оценка теплотехнических качеств ворот сопряжена с методическими или даже логическими трудностями. Открывание-закрывание ворот, фильтрация воздуха через неплотности конструкции полностью нарушают классическую схему теплопередачи. Без разделения независимых физических процессов достаточно сложно установить теплотехнические характеристики ворот.

Чтобы исключить возникающие трудности предлагается расчетным путем устанавливать приведенное сопротивление теплопередаче закрытых ворот, исключив фильтрацию воздуха. Тепловые потери при открытых воротах считать независящими от теплотехнических характеристик ворот и бороться с ними организационными методами.

В случае длительного нахождения ворот в закрытом состоянии они должны обеспечивать приемлемую тепловую защиту помещений, замыкая тепловой контур здания. Для обеспечения этого в [1] внесены требования к приведенному сопротивлению теплопередаче и воздухопроницаемости таких конструкций.

Фильтрация воздуха через ограждающие конструкции, безусловно, влияет на энергосбережение здания и на комфортность помещений. Однако в конструкции ворот проблема фильтрации воздуха решается грамотным применением уплотнителей, что никак не связано с проблемой теплопередачи. Теплопередача через ворота определяется качеством утепления панелей полотна и проработкой узлов, содержащих теплотехнические неоднородности. Эти характеристики в свою очередь никак не влияют на воздухопроницаемость конструкций. Поэтому фильтрация воздуха и теплопередача могут рассматриваться независимо.

3/2011_МГСу ТНИК

Для решения поставленной задачи были сформулированы требования СНиП к теплозащите ворот, а также выделены основные узлы, через которые происходят дополнительные потери количества теплоты. Для выделенных узлов рассчитаны температурные поля. Так как задача по созданию методики не привязана к конкретному климатическому району, полученные в расчетах характеристики узлов приведены к виду, не зависящему от температурного перепада. Структура тепловых потоков и распределение температуры для каждого узла проанализированы, на основании чего были выделены наиболее критичные детали конструкции, по которым происходят потери количества теплоты. Для каждого узла предложены мероприятия по снижению теплопо-терь.

Опираясь на результаты расчетов, разработана методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче металлических секционных ворот с полотном из металлических трёхслойных панелей.

Для секционных ворот проведен анализ теплотехнических свойств конструкции и выделены узлы существенного нарушения однородности. Выделены пять узлов:

1) узел стыка панелей;

2) узел крепления петель;

3) боковое примыкание ворот к стене;

4) нижнее примыкание ворот к полу;

5) верхнее примыкание ворот к стене.

Для каждого узла проведены расчеты температурного поля и определены удельные потери количества теплоты.

Для создания простой понятной методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче введено понятие удельных потерь теплоты через узел.

Основные данные, полученные для выделенных узлов конструкции, приведены в таблице.

Таблица

Потери теплоты через критичные узлы конструкции ворот

№ Наименование узла Дополнительные потери теплоты Удельные потери теплоты

1 Стыки панелей 4,3 Вт/м 0,09 Вт/(м0С)

2 Крепление петель 1,2 Вт/шт 0,025 Вт/0С

3 Боковое примыкание ворот к стене 16,5 Вт/м 0,34 Вт/(м0С)

4 Нижнее примыкания ворот к полу 22,3 Вт/м 0,46 Вт/(м0С)

5 Верхнее примыкания ворот к стене 19,4 Вт/м 0,4 Вт/(м0С)

Методика основана на результатах расчетов узлов и данных о комплектации ворот и результатах испытаний в НИИСФ.

Результаты расчетов показывают, что дополнительные потери теплоты через неоднородности конструкции достаточно велики. В зависимости от геометрии ворот они составляют от 40% до 60%. Таким образом, существует большой потенциал совершенствования конструкции данного типа ворот.

Наиболее существенными теплотехническими неоднородностями являются узлы примыкания ворот к окружающим стеновым конструкциям. Именно в совершенство-

вании этих узлов существует наибольшая необходимость, как по минимальной температуре на внутренней поверхности конструкций, так и по потерям количества теплоты.

Несмотря на высокую неоднородность конструкции, исследованные ворота удовлетворяют требованиям [1] по величине приведенного сопротивления теплопередаче практически для всей европейской части РФ. Для ворот больших размеров требования к приведенному сопротивлению теплопередаче выполняются для всех регионов строительства РФ.

Литература

[1] СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М., 2003

[2] ГОСТ 31174-2003. Ворота металлические. Общие технические условия. М., 2004

[3] СТО 59888507-2010. Здания и сооружения. Конструкции ограждающие встраиваемые подвижные. Ворота металлические секционные с полотном из металлических трехслойных панелей. Технические условия. М., 2010

References

[1] SNiP 23-02-2003. Thermal performance of the buildings. M., 2003

[2] GOST 31174-2003. Gates of metall. General specifications. M., 2003

[3] STO 59888507-2010. Buildings and constructions. Constructions built in mobile. Gate metal section with a cloth from metal three-layer panels. General specifications. M., 2010

Ключевые слова: Приведенное сопротивление теплопередаче, металлические секционные ворота, методика расчета, энергосбережение, тепловые потери, воздухопроницаемость, температура, теплопередача

Keywords: Reduced total thermal resistance, metal section gate, calculation method, energy saving, heat losses, air permeability, temperature, thermal transmittance

127238, Москва, Локомотивный проезд, 21, светотехнический корпус В.В.Козлов: 8-916-378-45-44, gagarinvg@yandex.ru М.С.Петров: 8-903-524-92-86, MSPetrov@doorhan.ru