916

проверочные расчеты на теплоустойчивость ограждающих конструкций для летнего и холодного периодов года.

2.17.1. Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года

При проектировании наружных ограждающих конструкций зданий, эксплуатируемых в южных районах со среднемесячной температурой июля + 21 оС и выше, с целью защиты помещений зданий от перегрева за счет воздействия на них высокой температуры наружного

(наружных стен, перекрытий и покрытий), Ades , оС, которая не должна быть более нормируемой амплитуды колебания температуры внутренней поверхности ограждения Areq , оС, т.е. Ades ≤

Areq .

Нормируемая величина амплитуды колебаний на внутренней поверхности ограждающей конструкции Areq , оС, определяется по формуле

где ν - величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции;

Atdes,ext - расчетная амплитуда колебаний наружного воздуха, оС, определяется по формуле

p - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности,

принимаемый по табл. 2.26.

Таблица 2.26

102

Коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции

J max , J av - соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м2, принимаемые для наружных стен, как для

вертикальной поверхности западной ориентации, а для покрытий – как для горизонтальной

поверхности согласно табл. 2.27.

Таблица 2.27 Максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации

(прямая и рассеянная) при ясном небе в июле.

103

ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м2 ∙оС), определяется по формуле

где D – тепловая инерция ограждающей конструкции;

s1 , s2 ,… sn – расчетные коэффициенты теплоусвоения материалов отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС);

Y1 , Y2 ,..., Yn 1 ,Yn – коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС);

int , ext – соответственно коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2·оС); принимаются по табл.2.1 и 2.2;

Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции Y , Вт/(м2∙оС), необходимо предварительно определить тепловую инерцию ( D ) каждого слоя ограждения.

Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y , Вт/(м2∙оС), с тепловой инерцией D ≥ 1 следует принимать равным расчетному коэффициенту теплоусвоения ( s )

материала этого слоя конструкции.

При значении тепловой инерции D < 1 коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя определяются расчетным путем, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждения):

а) для первого слоя – по формуле

104

теплоустойчивости.

При проектировании ограждающих конструкций с учетом их теплоустойчивости следует руководствоваться следующими положениями:

-в двухслойных конструкциях необходимо более теплоустойчивый слой располагать изнутри, так как это способствует увеличению величины затухания амплитуды температуры наружного воздуха;

-воздушные прослойки увеличивают теплоустойчивость ограждающих конструкций, но при этом в замкнутой воздушной прослойке целесообразно устраивать теплоизоляцию с теплоотражающей поверхностью;

-слои конструкции, расположенные между вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой и наружной поверхностью ограждающей конструкции, должны иметь минимальную толщину и в расчетах на теплоустойчивость ограждения не учитываются;

-расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным

нулю.

2.17.2. Теплоусвоение поверхности полов

Теплоусвоение поверхности полов жилых, общественных и производственных зданий должно соответствовать требованиям СНиП 23-02-03.

Поверхность полов вышеуказанных зданий должна иметь показатель теплоусвоения

Yfdes , Вт/(м2 ·оС), не более нормативного значения, Yfreq , приведенного в табл. 2.28.

Таблица 2.28

105

реконструкции, расширении и функциональном изменении помещений существующих зданий необходимо осуществлять мероприятия по повышению тепловой защиты наружных ограждающих конструкций зданий в соответствии с требованиями ВСН 58(р) и ВСН 61 (р).

Проблема по повышению тепловой защиты ограждающих конструкций особенно требует разрешения для зданий массового жилищного строительства периода

1950 – 1970-х годов, объем которого превышает 500 млн. м2 общей площади. За прошедшие годы назрела острая необходимость реконструкции этого фонда по градостроительным,

функциональным и эксплуатационным требованиям.

Функциональные требования продиктованы резким "моральным износом" крайне экономичных планировочных решений квартир в домах "первого поколения", что привело к падению их потребительского спроса.

Эксплуатационные требования продиктованы существенно увеличившимися за истекшие годы нормами тепло- и звукоизоляции ограждающих конструкций.

Требования СНиП 23-02-03 позволяют оставить без изменения наружные ограждения существующих зданий по теплозащите, если фактическое приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений здания составляет не менее 90% значений,

установленных в табл. 4 СНиП 23-02-03, либо расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление существующего здания или его изменяемой части, не превышает нормируемых величин, приведенных в табл. 8 и 9 СНиП 23-02-03.

При решении вопросов тепловой защиты существующих зданий необходимо первоначально по данным проекта или в процессе натурных обследований установить расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания с последующим анализом влияния отдельных элементов ограждения на тепловой баланс с целью выявления элементов,

через которые происходят наибольшие тепловые потери.

Расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление здания может быть снижена за счет:

а) изменения объемно-планировочных решений, обеспечивающих уменьшение площади наружных ограждений, числа наружных углов, увеличения ширины здания, а также использования ориентации и рациональной компоновки многосекционных зданий;

б) снижения площади световых проемов жилых зданий до минимально необходимой по требованиям естественной освещенности;

в) блокирования зданий с обеспечением надежного примыкания соседних зданий;

г) устройства тамбурных помещений за входными дверями;

д) возможности размещения зданий с меридиональной или близкой к ней ориентацией продольного фасада;

108

е) использования эффективных теплоизоляционных материалов и рационального расположения их в ограждающих конструкциях, обеспечивающего более высокую теплотехническую однородность и эксплуатационную надежность наружных ограждений, а

также повышения степени уплотнения стыков и притворов открывающихся элементов наружных ограждений;

ж) повышения эффективности авторегулирования систем обеспечения микроклимата,

применения эффективных видов отопительных приборов и более рационального их расположения;

з) выбора более эффективных систем теплоснабжения;

и) размещения отопительных приборов, как правило, под светопроемами и теплоотражательной теплоизоляции между ними и наружной стеной;

к) утилизации теплоты удаляемого внутреннего воздуха и поступающей в помещение солнечной радиации.

При разработке проектов тепловой защиты зданий необходимо предусматривать мероприятия по применению эффективных утеплителей для наружных ограждающих конструкций, приданию зданию компактной планировочной формы с минимальной площадью наружных ограждений. Как показала практика, для снижения тепловых потерь целесообразно увеличение ширины здания, чем длины. Так, при увеличении длины здания с 50 до 100 м

затраты тепла уменьшаются всего лишь на 6-7%, в то время как увеличение ширины здания с

10 до 14 м и более способствует снижению удельного расхода тепла на 20-24%.

Вторым фактором, оказывающим значительное влияние на снижение теплопотерь здания, являются размеры и качество оконного заполнения. Данное обстоятельство объясняется тем, что сопротивление теплопередаче окон ниже, чем глухой части наружных стен. При двойном остеклении в спаренных переплетах это снижение достигает 60%, а при тройном остеклении - 40%. Однако наибольшее влияние на тепловые потери через окна оказывают тепловые потери за счет инфильтрации при плохой конструкции или некачественном выполнении уплотнений притворов, за счет которых перерасходы тепла могут достигать 23-25%. Таким образом, главной задачей является совершенствование конструкции окон и их выполнения.

Повышение теплозащиты светопрозрачных ограждений (окон и балконных дверей) до нормируемых показателей может быть достигнуто за счет введения тройного остекления путем:

-установки нового столярного блока на место прежнего в габаритах оконной четверти;

-раздельной установки наружной и внутренней оконных коробок.

При замене светопрозрачных конструкций необходимо обеспечить нормируемый

воздухообмен помещений здания.

109

В качестве наружных стен в домах первого поколения использовали однослойные панели из легкого или автоклавного ячеистого бетона, либо двухили трехслойные панели с разнообразным утеплителем и жесткими железобетонными связями между слоями.

При реконструкции все типы панельных стен зданий "первого поколения" подлежат утеплению с почти трехкратным увеличением сопротивления теплопередаче. При этом утепляющий слой должен крепиться снаружи, так как в этом случае он обеспечивает лучший теплотехнический режим ограждающей конструкции зданий.

При наружном креплении утепляющего слоя область положительных температур в зимний период смешается по сечению стенового ограждения к его наружной стороне,

вследствие чего большая часть сечения стены находится в зоне положительных температур, что способствует минимальному накоплению конденсата в ограждении.

При внутреннем креплении утепляющего слоя нулевая изотерма смещается к внутренней грани ограждения, вследствие чего возникает опасность влагонакопления внутри ограждающей конструкции в зимний период, которое может не испариться в летний период.

Утепление наружных стен должно сопровождаться одновременным утеплением откосов проемов, а также светопрозрачных конструкций.

Для наружного утепления стен рекомендуется применение двух конструктивно-

технологических решений:

-"мокрое" с оштукатуриванием прикрепленного к стене утеплителя (рис. 2.11, а);

-"сборное" с облицовкой утепленной стены сборными декоративными плитами и устройством вентилируемой воздушной прослойкой (вентилируемый фасад) (рис. 2.11, б).

Рис. 2.11. Варианты утепления наружной стены с "мокрым" оштукатуриванием прикрепленного к стене утеплителя (а) и с облицовкой утепленной стены сборными декоративными плитами и устройством вентилируемой воздушной прослойкой (б)

110