916

У первого способа есть два существенных недостатка – отделку фасада можно выполнять только в теплое время года, а в качестве утеплителя применять только жесткие материалы.

Преимуществом второго способа утепления наружных стен является большой ассортимент утеплителя и облицовочных материалов и возможность выполнения строительных работ при любых климатических условиях и наружных температурах.

Увеличение толщины стены при ее утеплении требует решения примыкания новых слоев к оконным и дверным проемам. При мокрой штукатурке – выполняют оштукатуривание откосов. При плитной облицовке применяют плоские элементы или пространственные рамки – наличники обрамления проемов. Применение таких элементов придает законченность конструкции и вносит новый композиционный мотив в решение фасадов здания.

При надстройке этажей с целью снижения их массы и придания надстраиваемым стенам необходимых теплозащитных качеств рекомендуется применять однослойные наружные стены из блоков ячеистого бетона плотностью 600–700 кг/м3 класса по прочности на сжатие В2,5–

В3,5, либо трехслойные панели с наружными слоями из легкого бетона плотностью 1200 кг/м3

толщиной по 100 мм с утепляющим внутренним слоем из пенополистирола или минераловатных плит с коэффициентом теплопроводности в пределах 0,04–0,06 Вт/(м2 ∙оС).

С энергетической точки зрения вместо надстройки здания с вертикальными стенами целесообразно применять мансардные этажи, так как они потребляют на 30 – 40% меньше тепловой энергии на отопление при одинаковой отапливающей площади.

Значительное внимание при реконструкции домов "первого поколения" необходимо уделять крышам, которые выполнялись совмещенными невентилируемыми с внутренним водоотводом, либо наружным организованным с четырехслойной рулонной кровлей. Такие крыши подлежат замене из-за низких теплоизолирующих качеств и частых протечек из-за несовершенства технологии устройства рулонных крыш.

Одним из вариантов переустройства крыш является замена невентилируемой конструкции на вентилируемую. С этой целью производят снятие гидроизоляционного ковра и стяжки и увеличивают утепляющий слой до требуемых нормами величин. Затем после устройства новой стяжки устраивают вентиляционные каналы с помощью укладки по стяжке волнистых асбестоцементных листов усиленного профиля, по которым укладывают дополнительную стяжку и производят наклейку гидроизоляционного ковра из современных рулонных материалов на основе стеклоткани или стеклохолста (рубитекс, унифлекс и др.).

Сразработкой рулонного наплавляемого СБС-модифицированного битумно-

полимерного материала (унифлек «ВЕНТ»), предназначенного для изготовления нижнего слоя,

появилась возможность устройства «дышашего» кровельного ковра (рис. 2.12).

111

При наплавлении такого материала под новым кровельным ковром образуются каналы,

которые обеспечивают распределение образующегося под кровлей пара и уменьшается вероятность образования вздутия кровельного ковра.

Рис. 2.12. Схема отвода водяных паров из под кровли

При наличии такого кровельного материала отвод паров осуществляется через парапетные выпуски или флюгарки (рис. 2.13).

Через флюгарки отводятся водяные пары, попадающие в утеплитель в зимний период времени из внутреннего объема помещения за счет разности давления внутреннего и наружного воздуха. Эта технология зарекомендовала себя при реконструкции существующих рулонных кровель, когда требуется установка дополнительного слоя утеплителя.

Не менее важным для снижения тепловых потерь является использование, так называемых, «теплых чердаков», которые позволяют снизить на 30% теплопотери по сравнению с холодными чердаками.

В зарубежной практике с упомянутыми приемами снижения теплопотерь получила внедрение конструкция «зеленой крыши», которая создает дополнительное утепление плоской крыши и ее тепловлагорегуляцию, а также исключает перегрев помещений верхнего этажа.

Рис. 2.13. Схемы установки флюгарки (а) и примыкания к парапетной стене (б)

Выбор мероприятий по повышению тепловой защиты существующих зданий должен проводится на основе технико-экономического сравнения проектных решений увеличения

112

толщины или замены теплозащиты отдельных элементов наружных ограждающих конструкций здания (наружные стены, покрытия, чердачного и цокольного перекрытия, светопрозрачных конструкций и сплошных заполнений дверей и ворот), начиная с повышения эксплуатационных качеств более дешевых вариантов ограждающих конструкций. В случае, когда с помощью более дешевых вариантов ограждения не удается достичь нормируемого значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания, то следует прибегнуть к применению более дорогих вариантов утепления, замены или комбинирования рассматриваемых вариантов до достижения нормируемого требования.

2.19. Энергетический паспорт здания

Энергетический паспорт здания рекомендуется составлять для новых,

реконструируемых, капитально ремонтируемых и эксплуатируемых жилых и общественных зданий. Он входит в состав проектной и приемосдаточной документации, которая характеризует соответствие теплоэнергетических показателей тепловой защиты зданий нормативным требованиям СНиП 23-02-03. С его помощью обеспечивается последовательный контроль качества в процессе разработки проектной и конструкторской документации, при экспертизе проекта, строительстве, приемке здания и в период его эксплуатации.

Энергетический паспорт здания заполняется:

а) на стадии разработки проекта и на стадии привязки к условиям конкретной площадки

;

б) на стадии сдачи строительного объекта в эксплуатацию на основе анализа отступлений от первоначального проекта, допущенных при строительстве здания.

в) на стадии эксплуатации строительного объекта - выборочно и после годичной эксплуатации здания.

Энергетический паспорт здания должен содержать следующие основные сведения:

1.Общую информация о проекте с указанием:

-адреса объекта;

-разработчика проекта, его адреса и телефона;

-шифра проекта.

2.Функциональное назначение, тип и конструктивное решение объекта:

-назначение;

-размещение в застройке;

-тип здания;

-конструктивное решение здания;

-этажность здания.

3.Расчетные условия:

113

-расчетная температура внутреннего ( tint ) и наружного ( text ) воздуха, оС;

-расчетная температура теплого чердака ( ting t ) и техподполья ( tinb t ),оС;

-продолжительность отопительного периода, ( zht ), сут.;

-средняя температура наружного воздуха отопительного периода, ( tht ),оС;

-градусо-сутки отопительного периода, ( Dd ),оС∙сут.

4.Геометрические и теплоэнергетические показатели:

-общая площадь ограждающих конструкций здания, Aesum , м2 ;

-площадь квартир и площадь жилых помещений, Аh, м2 ;

-полезная и расчетная площади общественных зданий, Аl, м2 ;

-отапливаемый объем здания, Vh , м3;

-коэффициент остекления, f;

-показатель компактности здания, k edes ;

5.Теплоэнергетические показатели:

-приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений здания (стен, окон,

дверей, перекрытий, покрытий и др.), R0r , (м2∙ оС)/Вт;

-приведенный коэффициент теплопередачи здания, Kmtr , Вт/(м2 ∙ оС);

-кратность воздухообмена здания за отопительный период и достигнутая при испытании (при 50 Па), na , ч-1 и n50 , ч-1;

-условный ( Kminf ) и общий ( Km ) коэффициенты теплопередачи здания,

Вт/(м2 ∙ оС).

6.Энергетические показатели:

-общие тепловые потери через ограждающую оболочку здания за отопительный период

( Qh ), МДж;

-удельные бытовые тепловыделения в здании ( qint ),Вт/м2;

-бытовые теплопоступления в здание за отопительный период ( Qint ),МДж;

-теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период ( Qs ),МДж;

-потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период,

( Qhy ),МДж.

6. Коэффициенты, учитывающие энергетическую эффективность систем централизованного

( odes ), поквартирных и автономных систем ( des ) теплоснабжения здания от источника теплоты,

114

а также коэффициенты эффективности авторегулировании ( ), учета встречного теплового

потока (k ) и учета дополнительного теплопотребления ( h).

7.Комплексные показатели:

-расчетный ( qhdes ) и нормируемый ( qhreq ) удельный расход тепловой энергии на

отопление здания, кДж/(м2∙ оС·сут) или кДж/(м3∙ оС·сут);

-класс энергетической эффективности здания;

-соответствует ли проект здания нормативному требованию;

-дорабатывать ли проект здания.

В конце энергетического паспорта приводятся:

-дата заполнения паспорта;

-организация, заполняющая паспорт;

-адрес и телефон организации;

-указания по повышению энергетической эффективности здания;

-ответственный исполнитель.

Для существующих зданий теплоэнергетический паспорт разрабатывается по заданию организации, осуществляющей эксплуатацию здания.

Контроль эксплуатируемых зданий на соответствие нормативным данным осуществляется путем экспериментального определения основных показателей энергоэффективности и теплотехнических показателей в соответствии с требованиями государственных стандартов и других норм, утвержденных в установленном порядке, на методы испытаний строительных материалов, конструкций и объектов в целом.

На основании сравнения проектных и фактических данных тепловой защиты зданию присваивается класс энергетической эффективности и приводятся рекомендации о соответствии здания нормативным требованиям или о необходимости его утепления в ближайшей перспективе.

115

Глава 111

Архитектурная и строительная светотехника

3.1. Основные понятия, величины и единицы измерения

Свет является важнейшей составляющей жизненной средой живых организмов и растений. Он играет значительную роль в жизнедеятельности человека. Свет - источник освещения внутренних объемов зданий, он обогащает архитектурно-художественную композицию и цветовое решение интерьеров помещений. Кроме того, он является доминирующим фактором в освещении ансамблей жилой застройки, зданий и сооружений вечером и ночью.

Свет представляет собой электромагнитное излучение. Оптическая часть электромагнитного спектра лучистой энергии включает в себя области ультрафиолетового,

видимого и инфракрасного излучения.

Ультрафиолетовый спектр представляет излучение, длины волн монохроматических составляющих которого меньше длин волн видимого излучения и больше 1 нм (нанометр).

Различают следующие области ультрафиолетового излучения:

-УФ-А с длинами волн 315 - 400 нм;

-УФ-В с длинами волн 280 - 315нм;

-УФ-С с длинами волн 100 - 280 нм.

Видимое излучение, характеризующее свет, непосредственно вызывает зрительные ощущения. Нижняя граница спектральной области видимого излучения находится в пределах

380 - 400 нм, а верхняя - между 760 и 780 нм.

Инфракрасным является излучение, длины волн монохроматических составляющих которого больше длин волн видимого излучения и меньше 1 нм. Различают следующие области инфракрасного излучения:

-ИК-А с длинами волн 780 - 1400 нм;

-ИК-В с длинами волн 1,4 и 3 мкм;

-ИК-С с длинами волн 3 мкм - 1 мм.

Монохроматическое излучение представляет собой очень узкую область частот (или длин волн), которая может определена одним значением частоты (или длины волны).

Сложное излучение характеризуется совокупностью монохроматических излучений разных частот. Примером сложного излучения является дневной свет.

Распределение в пространстве сложного излучения в результате его разложения на монохроматические составляющие понимается как спектр излучения. Излучения, имеющие разную длины волн, попадая на сетчатку глаза, вызывают ощущение того или иного цвета.

116

Человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленым излучениям с длиной волны =

555 нм.

Источником естественного света является лучистая энергия солнца, которая образует световой поток, мощность которого в светотехнике оценивается по производимому его на нормальный глаз человека световому ощущению.

За единицу светового потока принят люмен (лм), лм - световой поток, излучаемый в телесном угле, равном 1 ср (стерадиану), равномерным точечным источником света силой в 1

кд (канделу).

Продолжительность действия светового потока во времени называется световой энергией, за единицу измерения которой принят люмен в секунду (лм с).

В связи с тем, что источник света распределяет световой поток в пространстве неравномерно, для оценки светового действия источника света в каком-то определенном направлении пользуется понятием сила света. Под силой света (источника его) в данном направлении I понимается пространственная мощность (плотность) светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределяется излучение, определяемое по формуле

Ф

I = , (3.1)

где Ф - световой поток, лм

- элементарный пространственный телесный угол, ср.

Единицей силы света является кандела (кд) - это сила света, излучаемого в перпендикулярном направлении 1/60000 м2 поверхности черного тела.

Телесный угол (рис. 3.1.) определяется по формуле

освещенности, представляющей собой отношение величины падающего светового потока к

площади освещаемой поверхности S .

Освещенность E при равномерном распределении на поверхности (рис. 3.2.) определяется

117

1) яркость в точке М поверхности источника в направлении светового потока I

определяется по формуле

Acos - сила света, приходящаяся на единицу площади проекции.

2) яркость в точке М поверхности приемника (например, глаза или фотоэлемента) в

направлении I, представляющую собой отношение освещенности Е, создаваемой в точке

Единицей яркости является кандела на квадратный метр (кд/м2 ).

В общем случае яркость светящейся поверхности различна в разных направлениях,

поэтому она, подобно силе света, характеризуется значением и направлением.

Между яркостью и освещенностью поверхности, равномерно рассеивающей падающий на нее свет, существует зависимость

где - коэффициент отражения.

Поверхности, обладающие одинаковой яркостью по всем направлениям, называются равнояркими излучателями. К ним относятся, например, оштукатуренная поверхность потолка и стен, осветительный прибор в виде шара из молочного стекла и т.п.

Характеристикой светового потока, излучаемого (или отражаемого) поверхностью,

является светлость, определяемая отношением светового потока к площади равномерно светящейся поверхности. Единицей светлости является люмен на 1 м2.

При падении светового потока Ф на какое-то тело часть этого потока отражается от него

Ф , часть проходит через тело Ф и часть поглощается телом Фа . На основании закона сохранения энергии имеем

119

- коэффициент пропускания тела, определяемый из отношения ФФ ;

а- коэффициент поглощения, определяемый из отношения ФФа .

Светотехнические коэффициенты выражаются в долях единицы или в процентах.

3.2. Световой климат

Световой климат представляет собой совокупность природных характеристик освещения и ультрафиолетового облучения (количество, спектр и контрастность освещения, яркость ясного и облачного неба, продолжительность солнечного сияния, количество и спектр ультрафиолетовой радиации), которые определяют нормативные значения коэффициента естественного освещения, инсоляции и солнцезащиты, а следовательно, - плотность застройки и ее планировочное решение, размеры и пропорции световых проемов, пластику и масштабность фасадов. Отсюда следует, что при проектировании зданий должен учитываться световой климат не только для создания нормальных условий освещения, но и в архитектурной композиции

являются: прямой солнечный свет Ес, рассеянный (диффузный) свет неба Ен и отраженный от земли свет Ез. Суммарная (общая) освещенность Ео в ясный безоблачный день при полностью открытом горизонте составляет

К основным характеристикам, определяющим излучательную способность Солнца,

относятся солнечные постоянные - световая и тепловая.

Световая солнечная постоянная представляет собой освещенность плоскости,

расположенной перпендикулярно солнечным лучам и удаленной от Солнца на расстояние,

равное астрономической единице. Это среднее расстояние от Земли до Солнца, которое примерно равно 149,6 ∙106 км.

Приблизительное значение солнечной световой постоянной на границе атмосферы

составляет 135000-137000 лк.

Наружная освещенность от диффузного неба зависит в основном от высоты стояния

Солнца и характера облачности. Значительное влияние оказывает на нее прозрачность воздуха

и состояние земного покрова.

На основании результатов расчетов наружной освещенности, выполненных для наиболее крупных городов и промышленных районов, построена карта светоклиматического

120