CC BY
27Тепловая защита зданий
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 692.82
Л.Н. КИМ, канд. техн. наук (nik_0710@bk.ru), Е.В. КАШУЛИНА, архитектор
ОАО «ЦНИИЭП жилых и общественных зданий (ЦНИИЭП жилища)» (127434, Москва, Дмитровское ш., 9, стр. 3)
Проектирование энергоэффективных светопрозрачных конструкций с заданными теплозащитными качествами
Разработка энергоэффективных светопрозрачных конструкций связана с необходимостью обеспечения, с одной стороны, требуемого уровня теплозащиты, температуры на непрозрачных участках выше температуры точки росы, в соответствии с СП 50.1330.2012 « Тепловая защита зданий» (Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) с другой стороны. Подобная многоуровневая задача может быть решена только с применением компьютерных методов исследований.
Ключевые слова: энергоэффективность, светопрозрачные конструкции, точка росы, теплозащитные качества, приведенное сопротивление теплопередаче.
L.N. KIM, Candidate of Sciences (Engineering) (nik_0710@bk.ru), E.V. KASHULINA, Engineer OAO «TSNIIEP zhilykh i obshchestvennykh zdaniy (TSNIIEPzhilishcha)» (9, structure 3, Dmitrovskoye Highway, 127434, Moscow, Russian Federation)
Design of Energy Efficient Translucent Structures with Specified Thermal Properties
The development of energy efficient translucent structures (TS) is connected with the need to ensure the required level of heat protection, on the one hand, and the temperature over the dew point on opaque parts in accordance with SP 50.1330.2012 "Heat Protection of Buildings" (Actualized version of SNiP 23-02-2003), on the other hand. This multi-level problem can be solved only with the use of computer research methods.
Keywords: energy efficiency, translucent structures, dew point, thermal properties, reduced total thermal resistance.
Авторами представлена методика теплотехнического проектирования энергоэффективных светопрозрачных конструкций (СПК) с заданными теплозащитными качествами на основе компьютерного моделирования.
Порядок проектирования энергоэффективных СПК с заданными теплозащитными качествами
В соответствии с техническим заданием предстоит разработать энергоэффективное СПК с приведенным сопротивлением теплопередаче не менее Rо=0,77 м2-°С/Вт.
Проектирование энергоэффективного СПК требуемого уровня теплозащиты проводится в следующей последовательности:
1.1. Производится выбор элементов СПК - тип профиля (ПВХ, алюминиевый сплав, клееный брус и др.), формула стеклопакета.
1.2. В соответствии с условиями эксплуатации, категориями помещений, климатическими параметрами и др. определяются граничные условия.
1.3. По сертифицированному программному комплексу (ПК) выполняется теплотехнический расчет выбранной формулы стеклопакета.
1.4. По ПК выполняется теплотехнический расчет выбранного СПК с оценкой сопротивления теплопередаче рамы, температурного поля по сечению и распределения температуры на поверхностях непрозрачных и све-топрозрачных участков.
1.5. По программному комплексу определяется приведенное сопротивление теплопередаче выбранного СПК.
2о| -
1.6. Вычисленное по ПК приведенное сопротивление теплопередаче проверяется на соответствие требуемому сопротивлению теплопередаче СПК. Если вычисленное по ПК приведенное сопротивление теплопередаче меньше требуемого сопротивления теплопередаче СПК, а температуры на поверхностях непрозрачных и светопрозрачных участков не будут соответствовать требованиям СП 50.1330.2012 (СНиП 23-03-2003) «Тепловая защита зданий», то производится выбор нового варианта СПК, его элементов и повторный расчет.
1.7. Проектирование считается завершенным, если приведенное сопротивление теплопередаче подобранной СПК не ниже требуемого сопротивления теплопередаче, а температуры на поверхностях непрозрачных и светопрозрачных участках будут соответствовать требованиям СП 50.1330.2012 (СНиП 23-03-2003) «Тепловая защита зданий».
Выбор граничных условий. В качестве примера принято:
- температура наружного воздуха -20оС (в соответствии с рекомендациями ГОСТ 26602.1-99 «Блоки оконные и дверные. Методы определения сопротивления теплопередаче»);
- температура воздуха в помещении жилых зданий +20оС;
- коэффициент теплоотдачи у внутренней поверхности стеклопакета ав = 8 Вт/(м2оС) (в соответствии с рекомендациями ГОСТ 26602.1-99);
- коэффициент теплоотдачи у наружной поверхности стеклопакета ан = 23 Вт/(м2-оС).
^^^^^^^^^^^^^ 82015
Научно-технический и производственный журнал
Heat protection of buildings
Рис. 1. Теплотехнический расчет стеклопакета СПД 4-10-4-10-4. Сопротивление теплопередаче по центру такого стеклопакета со ставляет До=0,53 м2.оС/Вт ^
Рис. 2. Теплотехнический расчет сопряжения рамы с ПВХпрофилем и со стеклопакетом СПД 4-10-4-10-4. Приведенное сопротивление теплопередаче выбранного сопряжения рамы со стеклопакетом СПД 4-10-4-10-4 составляет Д„=0,68 м2.оС/Вт
Рис. 3. Теплотехнический расчет СПК со стеклопакетом СПД4-10-4-10-4 и пятикамерным ПВХ профилем типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм. Приведенное сопротивление теплопередаче бранного СПК составляет Д =0,56 м2.оС/Вт
82015
21
Тепловая защита зданий
Ц M .1
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 4. Теплотехнический расчет энергосберегающего двухкамерного стекло-пакета СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И. Сопротивление теплопередаче по центру такого стеклопакета составляет Ко=0,93 м2.оС/Вт ^
ID*
* Lirait.
ЕтлкмипеЖо! CanrJfliwif Онп nient
Name +1
:
Tilt
3D
гост
T1
tCWdmT
10BQ mm
1(00 mm
0ve4ll«iiCfneïV 'ÎÎOflt mm
Mode '
ID Npt Uedt Uni ffc R:(J1 h<a Тир Яч1 Ичй т. El EÏ Ои
(jlui 1 » TISI pj.iïit* H JO П цвет о os? BMC: ОЖ 00Й4 овы а ооо DM вио 1 ом
tjaçl '* 100 О □
(tait 2 « 7i s* № |Q □ ом: am (Ж 0№ 008* ООП ОНО HMO 1 ах
G»! » 160 ■3 □
Wnij » ЮР LcfiTD-i« • 40 DJ7C Oil! 0ÎB5 007* 0VW 003? А МО 1 0«
Рис. 5. Теплотехнический расчет сопряжения выбранного пятикамерного ПВХ профиля с энергосберегающим двухкамерным стек-лопакетом СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И Приведенное сопротивление теплопередаче выбранного сопряжения рамы с энергосберегающим двухкамерным стеклопакетом составляет Яо=0,68 м2.оС/Вт
Рис. 6. Теплотехнический расчет СПК со стеклопакетом СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И и пяти-камерным ПВХ профилем типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм. Приведенное сопротивление теплопередаче выбранного СПК с энергосберегающим двухкамерным стеклопакетом СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И и пятикамер-ным ПВХ профилем КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм составляет Rо=0,81 м2°С/Вт
22
8'2015
Научно-технический и производственный журнал
Heat protection of buildings
Выбор стеклопакета. Для энергоэффективного СПК предварительно выбираем двухкамерный стеклопакет СПД 4-10-4-10-4 с тремя чистыми стеклами толщиной по 4 мм и двумя камерами, заполненными воздушной смесью.
Теплотехнический расчет двухкамерного стеклопакета СПД 4-10-4-10-4 представлен на рис. 1. Сопротивление теплопередаче по центру такого стеклопакета составляет R =0,53 м2-°С/Вт.
о '
Выбор типа профиля. Для примера выбираем пяти-камерный ПВХ профиль типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм со стеклопакетом СПД 4-10-4-10-4. Теплотехнический расчет сопряжения рамы с ПВХ профилем и со стекло-пакетом СПД 4-10-4-10-4 представлен на рис. 2.
Приведенное сопротивление теплопередаче выбранного сопряжения рамы со стеклопакетом СПД 4-10-4-10-4 составляет R =0,68 м2-оС/Вт.
Результат определения приведенного сопротивления теплопередаче выбранного СПК со стеклопакетом СПД 4-10-4-10-4 и пятикамерным ПВХ профилем типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм представлен на рис. 3.
Вычисленное приведенное сопротивление теплопередаче выбранного СПК составляет R°=0,56 м2оС/Вт, что меньше требуемого для энергоэффективных СПК R°=0,77 м2оС/Вт. Далее производится выбор нового варианта СПК, его элементов и повторный теплотехнический расчет. На основе проведенного расчета выбираем энергосберегающий двухкамерный сте-клопакет СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И с одним теплоотражающим стеклом с мягким покрытием Low E c коэффициентом тепловой эмиссией 0,04 и заполненный аргоновой смесью.
Теплотехнический расчет энергосберегающего двухкамерного стеклопакета СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И представлен на рис. 4. Сопротивление теплопередаче по центру такого сте-клопакета СПД 4-10Ar-4-10Аг-4И составляет R°=0,93 м2оС/Вт.
На следующем этапе выполняется теплотехнический расчет сопряжения выбранного пятикамерного ПВХ профиля с энергосберегающим двухкамерным стеклопаке-том СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И . Результат расчета представлен на рис. 5. Приведенное сопротивление теплопередаче выбранного сопряжения рамы с энергосберегающим двухкамерным стеклопакетом СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И составляет R =0,68 м2-оС/Вт.
Определяется приведенное сопротивление теплопередаче выбранного СПК с энергосберегающим двухкамерным стеклопакетом СПД 4-10Аг-4-10Аг-4И и пятикамерным ПВХ профилем типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм. Результат расчета представлен на рис. 6. Вычисленное приведенное сопротивление теплопередаче выбранного СПК с энергосберегающим двухкамерным стеклопакетом СПД 4-10Ar-4-10Аг-4И и пятикамерным ПВХ профилем типа КВЕ «ЭКСПЕРТ» шириной 70 мм составляет R°=0,81 м2-оС/Вт, что на 5% больше требуемого сопротивления теплопередаче для энергоэффективных СПК R°=0,77 м2°С/Вт. Теплотехническое проектирование считается завершенным. Данная СПК может быть рекомендована к применению.
Список литературы
1. Ким Л.Н., Магай А.А., Черненко Е.Н. Повышение тепло-физических качеств светопрозрачных конструкций // Окна. Двери. Фасады. 2011. № 41. С. 70-75.
2. Ким Л.Н., Кашулина Е.В. Энергоэффективность теплосберегающих светопрозрачных ограждающих кон-
струкций в крупнопанельном домостроении (на примере серии Р-Н-Д) // Жилищное строительство. 2014. № 5. С. 30-33.
Тихомирнов С.И., Пантюхов Н.А., Шахнес Л.М. О практике проектирования светопрозрачных ограждающих конструкций // Окна. Двери. Фасады. 2012. № 47. С. 16-23. Ким Л.Н. Факторы, определяющие теплоэнергетическую эффективность окон // Окна. Двери. Фасады. 2013. № 50. С. 40-44.
Ким Л.Н. Расчетный метод теплотехнической оценки оконных блоков, окон и узлов примыканий // Окна. Двери. Фасады. 2013. № 49. С. 36-38.
References
Kim L.N., Magay A.A., Chernenko E.N. Increase of heatphysical qualities of translucent designs. Okna. Dveri. Fasady. 2011. No. 41, рр. 70-75. (In Russian). Kim L.N., Kashulina E.V. Energoeffektivnost of the protecting designs which are heatpreserving translucent in large-panel housing construction (on the example of the R-N-D series). Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. No. 5, pp. 30-33. (In Russian).
Tikhomirnov S.I., Pantyukhov N.A., Shakhnes L.M. About practice design of the translucent protecting designs. Okna. Dveri. Fasady. 2012. No. 47, рр. 16-23. (In Russian). Kim L.N. The factors defining the heat power efficiency of windows. Okna. Dveri. Fasady. 2013. № 50, рр. 40-44. (In Russian).
Kim L. N. Calculation method of a heattechnical evaluation of the window blocks, windows and knots of adjunctions. Okna. Dveri. Fasady. 2013. No. 49. рр. 36-38. (In Russian).
8'2015
23
02854784
