МОСГОРИСПОЛКОМ

МОСКОВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по расчету теплозащитных показателей ограждающих конструкций (наружных стен, окон, крыш)

Пособие для проектировщиков

МОСКВА - 1990

Содержание

«Методические указания» разработаны лабораторией строительной теплофизики МНИПТЭПа в соответствии с планом научно-исследовательских работ на 1986-88 гг.

Составлены графики и разработаны методы определения приведенного сопротивления теплопередаче панелей и коэффициента теплотехнической однородности различных участков, однослойных и многослойных стеновых панелей, что дает возможность на стадии разработки конструкций оценить влияние конструктивных факторов на их теплозащиту без проведения сложных расчетов.

Приведены графические зависимости, позволяющие определить минимальную и среднюю температуру внутренней поверхности в зоне характерных теплопроводных включений.

Определены величины приведенного сопротивления теплопередаче конструкций оконных блоков в соответствии с номенклатурой изделий по ГОСТ 11214-86 и ГОСТ 16289-80, а также по альбомам, разработанным МНИИТЭПом.

Приведена методика расчета микроклимата крыш с теплым чердаком.

В приложении к работе даны теплозащитные показатели различных видов ограждающих конструкций и их узлов сопряжения, представляющих практический интерес для проектировщиков.

Составители - кандидаты технических наук Г.К. Авдеев, В.С. Ваколюк и К.П. Копылов, инж. В.И. Сурков.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие «Методические указания» разработаны в развитие § 2 «Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций» Строительных норм и правил по строительной теплотехнике (СНиП II-3-79**), утвержденных Госстроем СССР и введенных в действие с 1 июля 1986 г.

1.2. Общие принципы теплотехнического проектирования ограждающих конструкций зданий изложены в «Руководстве по теплотехническому расчету и проектированию ограждающих конструкций зданий» (М., НИИСФ Госстроя СССР, 1985). «Методические указания» в значительной мере расширяют и дополняют гл. 2 этого «Руководства», так как содержат материал по расчету приведенного сопротивления теплопередаче, а в отдельных случаях и минимальной температуры на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций зданий любого назначения.

1.3. При проектировании наружных ограждающих конструкций зданий следует руководствоваться главами СНиП по проектированию зданий соответствующего назначения, строительной теплотехнике (СНиП II-3-79**); отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха (II-33-75*); строительной климатологии и геофизике (2.01.01-82); естественному и искусственному освещению (II-4-79), а также положениями настоящих «Методических указаний».

1.4. «Методические указания» позволяют более полно и конкретно реализовать ряд требований СНиП II-3-79** обеспечению заданных теплотехнических показателей проектируемых зданий с учетом многообразия типоразмеров и конструктивных решений ограждений.

1.5. Представленные в «Методических указаниях» графические зависимости получены на основе многовариантных расчетов на ЭВМ плоских и объемных температурных полей ограждающих конструкций. Они позволяют на стадии разработки и проектирования ограждения оперативно, с приемлемой для инженерных расчетов точностью, определять влияние различного рода конструктивных и теплотехнических факторов на теплозащитные показатели стенового ограждения.

1.6. Принятые в «Указаниях» условные обозначения основных теплотехнических величин и единицы измерений приведены ниже:

λ - коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С;

R - термическое сопротивление слоя ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

 - условное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

 - требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт;

 - приведенное сопротивление теплопередаче конструкции, м²·°С/Вт;

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/м²·°С;

α_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/м²·°С;

t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С;

t_в - расчетная температура воздуха внутри помещения, °С;

τ_в - температура на внутренней поверхности ограждения, °С;

τ_у - температура поверхности в углу конструкции, °С;

∆t^н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С;

γ - плотность материала, кг/м³;

δ - толщина конструкции или слоя, м;

п - коэффициент, характеризующий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

r - коэффициент теплотехнической однородности, учитывающий влияние стыков, обрамляющих ребер и других теплопроводных включений;

η - коэффициент для определения минимальной температуры внутренней поверхности конструкции в зоне теплопроводного включения;

ηв - коэффициент для определения температуры внутренней поверхности конструкции посредине между осями параллельно расположенных включений;

η_в.ср - коэффициент для определения средней температуры внутренней поверхности конструкции между осями параллельно расположенных теплопроводных включений;

а - ширина теплопроводного включения, мм;

с - глубина теплопроводного включения, мм;

L - расстояние между осями включений, мм.

2. ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ СТЕНОВЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИИ

Приведенное сопротивление теплопередаче  есть величина, характеризующая усредненные теплозащитные свойства сложной (неоднородной) ограждающей конструкции, тепловой поток через которую при стационарном режиме не является одномерным. Его величина считается равной сопротивлению теплопередаче условной однородной ограждающей конструкции той же площади, одномерный тепловой поток через которую при одинаковых температурных перепадах равен тепловому потоку через данную реальную ограждающую конструкцию.

ОДНОСЛОЙНЫЕ НАРУЖНЫЕ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Кирпичная кладка

2.1. Принципиальная схема разбивки площадей расчетных участков стены из кирпичной кладки для определения  приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема разбивки площадей расчетных участков кирпичной стены для определения : 1 - простенок; 2 - межоконный участок; 3 - глухой участок; L - ширина простенка, м; L_о - ширина окна, м; H_о - высота окна, м; H_м.у - высота межоконного участка, м

Приведенное сопротивление теплопередаче  кирпичной стены следует определять по формуле:

,                                                               (1)

где F_np - площадь простенков, м²;

F_м.у - площадь межоконных участков (по вертикали), м²;

F_гу - площадь глухих участков, м²;

r_пр - определяется по графикам на рис. 2;

r_м.у - определяется:

а) в случае, если междуэтажное перекрытие не углубляется в толщу кладки, по графикам на рис. 2 (при этом H_м.у = L);

б) в случае, если междуэтажное перекрытие углубляется в толщу кладки не более чем на 0,5 кирпича, то значение r_м.у, полученное по графикам рис. 2, умножается на 0,9;

в) в случае, если междуэтажное перекрытие углубляется в толщу кладки более чем на 0,5 кирпича, то значение r_м.у участка определяется по температурному полю;

Рис. 2. Определение r простенка кирпичной стены в зависимости от ширины простенка L, толщины конструкции δ и типа окна: ОС - спаренный оконный блок (сплошная линия), ОР - раздельный оконный блок (пунктирная линия) 1 - δ = 510 мм; 2 - δ =640 мм; 3 - δ =780 мм

r_г.у - определяется:

а) в случае, если междуэтажное перекрытие не углубляется в толщу кладки, то r_г.у = 1;

б) в случае, если междуэтажное перекрытие углубляется в толщу кладки не более чем на 0,5 кирпича, то значение r_г.у принимается равным 0,9;

в) в случае, если междуэтажное перекрытие углубляется в толщу кладки более чем на 0,5 кирпича, то r_г.у определяется на основе расчета по п. 2.8 СНиП II-3-79**.

Однослойные панели с оконным проемом

2.2. Принципиальная схема разбивки площадей расчетных участков однослойной панели с оконным проемом для определения  приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема разбивки площадей расчетных участков однослойной панели для определения : 1 - перемычка; 2 - простенок; 3 - подоконный участок; у. п. - уровень перекрытия. Штриховкой показана площадь угловых участков

Приведенное сопротивление теплопередаче  однослойной панели с оконным проемом следует определять по формуле:

                                                  (2)

где F_пан - площадь панели, м²

F_пан = L_пан ∙ H_пан − L_ок ∙ H_ок;                                                                   

F_прос - площадь простенка, м²

F_прос = L_прос ∙ H_ок;                                                                                    

F_пер - площадь перемычки, м²

F_пер = L_ок ∙ H_пер.                                                                                       

Рис. 4. Определение r простенка однослойной стеновой панели с утепленным колодцеобразным вертикальным закрытым стыком при спаренных (а) и раздельных (б) оконных блоках, L = 400 мм

F_п.у - площадь подоконного участка, м²

F_п.у = L_ок · H_п.у;                                                                                        

F_у.у - площадь угловых участков, м²

F_у.у = F_пан − (F_прос + F_пер + F_п.у).                                                            

2.3. Определение коэффициента теплотехнической однородности простенка панелей r_пр производится:

для простенка стеновой панели с утепленным колодцеобразным вертикальным закрытым стыком при спаренных и раздельных оконных блоках - по графикам и таблицам на рис. 4;

то же, для «открытого» стыка - по графикам и таблицам на рис. 5;

Рис. 5. Определение r простенка однослойной стеновой панели с утепленным колодцеобразным вертикальным «открытым» стыком при спаренных (а) и раздельных (б) оконных блоках, L = 400 мм

Рис. 6. Определение r простенка однослойной стеновой панели с прямым вертикальным стыком при спаренных (а) и раздельных (б) оконных блоках, L = 550 мм

для простенка стеновой панели с прямым вертикальным стыком при спаренных и раздельных оконных блоках - по графикам и таблицам на рис. 6;

для простенка промежуточного примыкания двухмодульной панели при спаренных и раздельных окнах - по графикам на рис. 7.

2.4. Определение коэффициента теплотехнической однородности r подоконного участка и надоконной перемычки производится:

для панелей с утепленным горизонтальным стыком и сплошной плитой перекрытия (δ_п = 140 мм) при спаренных и раздельных окнах - по графикам и таблице на рис. 8,

для панелей с горизонтальным стыком без утеплителя и со спаренным оконным блоком (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм) - по графикам и таблице на рис. 9,

Рис. 7. Определение r простенка промежуточного примыкания двухмодульной панели при спаренных и раздельных оконных блоках

Рис. 8. Определение r подоконного участка и надоконной перемычки с утепленным горизонтальным стыком и сплошной плитой перекрытия (δ_п = 140 мм) при спаренных (а) и раздельных (б) оконных блоках

Рис. 9. Определение r подоконного участка и надоконной перемычки стеновой панели с горизонтальным стыком без утеплителя и со спаренным оконным блоком (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм)

Рис. 10. Определение r подоконного участка и надоконной перемычки стеновой панели с горизонтальным стыком без утеплителя и с раздельным оконным блоком (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм)

то же, с раздельным оконным блоком - по графикам и таблице на рис. 10,

для панелей с утепленным горизонтальным стыком и. плитой перекрытия (δ_п = 220 мм) при раздельных оконных блоках - по графикам на рис. 11,

Рис. 11. Определение r подоконного участка и надоконной перемычки стеновой панели с утепленным горизонтальным стыком при раздельных оконных блоках (с плитой перекрытия δ_n = 220 мм)

Рис. 12. Определение r подоконного участка и надоконной перемычки стеновой панели с утепленным горизонтальным стыком, при спаренных оконных блоках (с плитой перекрытия δ_n = 220 мм)

то же, при спаренных оконных блоках - по графикам на рис. 12.

2.5. Определение коэффициента теплотехнической однородности угловых участков r_у.у под окном и над окном производится:

для панелей с утепленным горизонтальным стыком (со сплошной плитой перекрытия δ_п = 140 мм) - по графикам и таблице на рис. 13,

Рис. 13. Определение r угловых участков под окном (а) и над окном (б) стеновой панели с утепленным горизонтальным стыком (со сплошной плитой перекрытия δ_п = 140 мм) при L = 400 мм

для панелей с горизонтальным стыком без утеплителя (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм) - по графикам и таблице на рис. 14,

то же, при утепленном стыке - по графикам и таблице на рис. 15.

2.6. Определение коэффициента теплотехнической однородности r керамзитобетонного импоста в панели при спаренных и раздельных оконных блоках производится по графикам на рис. 16.

2.7. Определение приведенного сопротивления теплопередаче  для некоторых типов характерных панелей в целом производится:

для панелей с утепленными горизонтальным и вертикальным стыками при междуэтажном перекрытии из сплошной плиты толщиной 140 мм (при изменении ширины окна, но при постоянной его высоте) - по графику на рис. 17;

для панелей с утепленным колодцеобразным вертикальным стыком при разном заполнении горизонтального стыка, сопрягающегося с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, и различных размерах оконного проема - по графику на рис. 18; приведенная на графике зависимость дана для условия установки

Рис. 14. Определение r угловых участков под окном (а) и над окном (б) стеновой панели с горизонтальным стыком без утеплителя (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм)

Рис. 15. Определение r угловых участков под окном (а) и над окном (6) стеновой панели с утепленным горизонтальным стыком (с плитой перекрытия δ_п = 220 мм)

Рис. 16. Определение r импоста однослойной стеновой панели при спаренных (а) и раздельных (б) оконных блоках

Рис. 17. Приведенное сопротивление теплопередаче  однослойных керамзитобетонных панелей при междуэтажном перекрытии из сплошной плиты толщиной 140 мм: 1 - при раздельных оконных блоках; 2 - при спаренных оконных блоках

Рис. 18. Приведенное сопротивление теплопередаче  однослойных панелей (δ_п = 350 и 400 мм) с колодцеобразным вертикальным стыком: а - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - вертикальный стык с утепленным колодцем

в панелях оконных блоков с раздельными переплетами (ОР); в случае применения оконных блоков со спаренными переплетами (ОС) необходимо на величину , полученную по графику на рис 18, ввести поправку:

Рис. 19. Приведенное сопротивление теплопередаче  однослойных панелей (δ_п = 350 и 400 мм) с плоским вертикальным стыком: a - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - плоский вертикальный стык

для аналогичных условий, но для панелей, выполненных с плоским вертикальным стыком, - по графику на рис. 19;

для панелей внутреннего угла, сопрягающихся с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, для двух отношений F_п/F_о.п - по графику на рис. 20.

Рис. 20. Приведенное сопротивление теплопередаче  однослойных керамзитобетонных панелей внутреннего угла при F_п/F_о.п = 2,0 (А) и F_п/F_о.п = 2,35 (Б): а - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - теплоотдающая поверхность панели

Однослойные панели полосовой разрезки (ленточные панели)

2.8. Принципиальная схема разбивки ленточной панели на расчетные участки приведена на рис. 21. Определение коэффициента теплотехнической однородности r различных участков ленточной панели, межоконной вставки и угловой панели производится:

для краевых участков ленточной панели (участки I и V) - по графику на рис. 21;

для межоконных вставок и участка ленточной панели между оконными проемами (участки II и IV) - по графику на рис. 22;

для межоконной вставки около угловой панели и для угловой панели - по графикам на рис. 23.

Рис. 21. Разбивка фасада с ленточными панелями и определение r участков I и V: 1 - для δ = 0,2 м, λ_к.б  = 0,54 Вт/м·°С; 2 - для δ = 0,4 м, λ_к.б = 0,54 Вт/м·°С; 3 - для δ = 0,2 м, λ_к.б  = 0,23 Вт/м·°С; 4 - для δ = 0,4 м, λ_к.б  = 0,23 Вт/м·°С.

Рис. 22. Определение r рядовых межоконных вставок и участков II и IV ленточных панелей: 1 - δ = 0,2 м; 2 - δ = 0,3 м; 3 - δ = 0,4 м

Рис. 23. Определение r ограждений наружного угла: а - панель у окна; б - угловая панель 1 - δ = 0,2 м; 2 - δ = 0,3 м: 3 - δ = 0,4 м

МНОГОСЛОЙНЫЕ НАРУЖНЫЕ СТЕНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Трехслойные бетонные панели с оконным проемом и обрамляющими ребрами

2.9. Принципиальная схема разбивки площадей расчетных участков трехслойной панели для определения  приведена на рис. 24.

Рис. 24. Схема разбивки площадей расчетных участков трехслойной панели с жесткими связями для определения r

Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной панели следует определять по формуле

,                                                                 (3)

где F₁, F₂,..., F_п - площади расчетных участков;

r₁, r₂,..., r_п - коэффициенты теплотехнической однородности участков.

2.10. Определение r подоконного участка (уч. 3) производится по графикам на рис. 25.

2.11. Определение r простенка панели (уч. 1) производится по графикам на рис. 26 и 27.

2.12. Определение r надоконной перемычки (уч. 2) производится по графикам на рис. 28

Рис. 25. Определение r подоконного участка трехслойной бетонной панели с обрамляющими ребрами при δ_ут = 100 мм (а) и δ_ут = 125 мм (б): 1 - λ = 0,046 Вт/м²·°С; 2 - λ = 0,07 Вт/м²·°С; 3 - λ = 0,093 Вт/м²·°С

2.13. Определение r участка панели над простенком на высоту надоконной перемычка (уч. 4) производится по графикам на рис. 29.

2.14. Определение r участка панели под простенком на половину высоты подоконного участка (уч. 6) производится по графикам на рис. 30.

2.15. Определение r участка панели под простенком у вертикального стыка на половину ширины простенка (уч. 5) производится по графикам на рис. 31.

2.16. Величина r участка панели вне зоны теплопроводных включений (уч. 7) принимается равной 1.

2.17. Величина r угловых участков панели (уч. 8) определяется на основе расчета объемного температурного поля. Для предварительных расчетов величина r угловых участков трехслойных бетонных панелей может быть принята равной 0,2.

Рис. 26. Определение r простенка бетонной трехслойной панели с обрамляющими ребрами при δ_ут = 100 мм, δ_в = 110 мм и δ_н = 70 мм (а) и δ_ут = 100 мм, δ_в = 85 мм и δ_н = 95 мм (б)

Рис. 27. Определение r простенка бетонной трехслойной панели с обрамляющими ребрами при δ_ут = 125 мм, δ_в = 110 мм и δ_н = 45 мм (a); δ_ут = 125 мм, δ_в = 85 мм и δ_н = 70 мм (б)

Рис. 28. Определение r надоконной перемычки трехслойной панели из бетона при δ_ут = 100 мм (а) и δ_ут = 125 мм (б): 1 - λ = 0,046 Вт/м·°С; 2 - λ = 0,07 Вт/м·°С; 3 - λ = 0,093 Вт/м·°С

Рис. 29. Определение r участка трехслойной панели из бетона над простенком при δ_ут = 100 мм (а) и δ_ут = 125 мм (б): 1 - λ =0,046 Вт/м·°С; 2 - λ = 0,07 Вт/м·°С; 3 - λ = 0,093 Вт/м·°С

Рис. 30. Определение r участка трехслойной панели из бетона под простенком при δ_ут = 100 мм (а) и δ_ут = 125 мм (б): 1 - λ = 0,046 Вт/м·°С; 2 - λ = 0,07 Вт/м·°С; 3 - λ = 0,093 Вт/м·°С

Рис. 31. Определение r участка трехслойной панели из бетона у вертикального стыка при δ_ут = 100 мм (а) и δ_ут = 125 мм (б): 1 - λ = 0,046 Вт/м·°С; 2 - λ = 0,07 Вт/м·°С; 3 - λ = 0,093 Вт/м·°С

Трехслойные керамзитобетонные панели с оконным проемом и обрамляющими ребрами

2.18. Принципиальная схема разбивки площадей расчетных участков для определения  принимается в соответствии с рис. 24.

Приведенное сопротивление теплопередаче трехслойных керамзитобетонных панелей следует определять по формуле (3).

2.19. Определение r простенков панелей толщиной 350 мм производится по графикам на рис. 32 и 33, а для панелей толщиной 400 мм - по графикам на рис. 34 и 35.

2.20. Определение r подоконного участка панелей толщиной 350 мм производится по графикам на рис. 36, а для панелей толщиной 400 мм - по графикам на рис. 37.

2.21. Определение r надоконной перемычки для панели толщиной 350 и 400 мм производится по графикам на рис. 38.

Рис. 32. Определение r простенка трехслойной панели из керамзитобетона толщиной 350 мм при L = 500 мм (а) и 650 мм (б): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 33. Определение r простенка трехслойной панели из керамзитобетона толщиной 350 мм при L = 800 мм (а) и 1100 мм (б): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 34. Определение r простенка трехслойной панели из керамзитобетона толщиной 400 мм при L = 500 мм (а) и 640 мм (б): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 35. Определение r простенка трехслойной панели из керамзитобетона толщиной 400 мм при L = 800 мм (а) и 1100 мм (б): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 36. Определение r подоконного участка трехслойной панели из керамзитобетона толщиной 350 мм при H = 735 мм (а), 1035 мм (б) и 1635 мм (в): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 37. Определение r подоконного участка трехслойных панелей из керамзитобетона толщиной 400 мм при H = 735 мм (а), 1035 мм (б), 1635 мм (в): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

Рис. 38. Определение r надоконной перемычки трехслойной панели из керамзитобетона при δ = 350 мм (а) и 400 мм (б): 1 - λ_кБ = 0,29 Вт/м·°С; 2 - λ_кБ = 0,35 Вт/м·°С; 3 - λ_кБ = 0,44 Вт/м·°С; 4 - λ_кБ = 0,52 Вт/м·°С; 5 - λ_кБ = 0,62 Вт/м·°С; 6 - λ_кБ = 0,72 Вт/м·°С; 7 - λ_кБ = 0,79 Вт/м·°С

2.22. Определение приведенного сопротивления теплопередаче  для некоторых типов характерных панелей в целом производится:

для трехслойных панелей с неутепленной надоконной перемычкой, сопрягающейся с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, с утепленным колодцеобразным вертикальным стыком для отношения F_n/F_o.n = 2,41 (при λ_ут = 0,047 Вт/м·°С) - по графику на рис. 39;

для аналогичных конструкций панелей, но с утолщенным на 50 мм по отношению к простенкам утеплителем - по графику на рис. 40;

Рис. 39. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели с неутепленной перемычкой (δ_п = 350 и 400 мм) с колодцеобразным вертикальным стыком при F_n/F_o.n = 2,41: а - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - вертикальный стык с утепленным колодцем

для трехслойных панелей с неутепленной перемычкой, сопрягающейся с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, с плоским вертикальным стыком для отношения F_n/F_o.n = 2,41 (при λ_ут = 0,047 Вт/м·°С) - по графику на рис. 41;

для аналогичных конструкций, но при других соотношениях F_n/F_o.n, а также в случае использования утеплителя с λ_ут = 0,041 Вт/м·°С следует использовать повышающие коэффициенты по графикам, приведенным на рис. 42;

для трехслойных панелей с утепленной надоконной перемычкой, сопрягающейся с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, с утепленным колодцеобразным вертикальным стыком для отношения F_n/F_o.n = 2,41 - по графику на рис. 43, а для панелей, выполненных с плоским вертикальным стыком, - по графику на рис. 44;

для трехслойных панелей с утепленной надоконной перемычкой, сопрягающихся с пустотелой плитой перекрытия толщиной 220 мм, с колодцеобразным и плоским вертикальным стыками, но при других соотношениях F_n/F_o.n следует использовать повышающие коэффициенты по графикам на рис. 45.

Рис. 40. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели с неутепленной перемычкой (δ_п = 350 и 400 мм) с утолщенным утеплителем в подоконном участке и с колодцеобразным стыком при F_n/F_o.n = 2,41: а - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - вертикальный стык с утепленным колодцем

Рис. 41. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели с неутепленной перемычкой (δ_п = 350 и 400 мм) и плоским вертикальным стыком при F_n/F_o.n = 2,41: а - горизонтальный стык с раствором; б - то же, со вспененным утеплителем; в - плоский вертикальный стык

2.23 Величину  трехслойных керамзитобетонных панелей по альбому 5РС41-39, разработанному МНИИТЭПом, следует определять по рис. 1 приложения.

Pис. 42. Графики для определения повышающих коэффициентов К_F и К_λ при выявлении  трехслойных панелей с неутепленной перемычкой в случае изменения F_n/F_o.n и λ_ут с 0,047 на 0,041 Вт/м·°С

Рис. 43. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели (δ_п = 350 и 400 мм) при λ_ут = 0,041 и 0,047 Вт/м·°С и утепленном колодцеобразном стыке (F_n/F_o.n = 2,41): 1 - утеплитель λ = 0,041 Вт/м·°С; 2 - то же, λ = 0,047 Вт/м·°С

Рис. 44. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели (δ_п = 350 и 400 мм) при λ_ут = 0,041 и 0,047 Вт/м·°С и плоском вертикальном стыке (F_n/F_o.n = 2,41): 1 - утеплитель λ = 0,041 Вт/м·°С; 2 - то же, λ = 0,047 Вт/м·°С

Рис. 45. Графики для определения повышающего коэффициента К при выявлении  трехслойных панелей в случае изменения F_n/F_o.n и при разной конфигурации вертикального стыка: а - утепленный стык с колодцем: б - прямой стык

Трехслойные керамзитобетонные панели полосовой разрезки (ленточные панели) с обрамляющими ребрами

2.24. Принципиальная схема разбивки панелей полосовой разрезки на расчетные участки приведена на рис.21. Определение приведенного сопротивления теплопередаче  для различных марок ленточных панелей толщиной 340 мм с утеплителем толщиной 100 мм с λ_ут = 0,047 Вт/м·°С (при δ_м = 50 мм) производится:

Рис. 46. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойных керамзитобетонных простеночных панелей (L = 640-2500 мм) при δ_м = 50 мм и сопряжении панели с окном (сплошная линия) и со стыком (пунктирная линия)

Рис. 47. Поправочный коэффициент на  при изменении δ_м с 50 мм на δ_м = 30 мм (а) и δ_м = 80 мм (б): 1 - L = 1240 мм; 2 - L = 1900 мм; 3 - L = 2500 мм

Рис. 48. Приведенное сопротивление теплопередаче  трехслойной керамзитобетонной панели полосовой разрезки различной высоты и при разных вариантах сопряжения: 1 - H = 1540 мм; 2 - H = 1840 мм; 3 - H = 2140 мм

для простеночных панелей разной ширины (L) - по графикам на рис. 46 и 47; поправочный коэффициент (в %) на  при изменении δ_м с 50 мм на 30 или 80 мм принимать по графикам на рис. 47;

для ленточных панелей разной высоты и различных вариантов сопряжения - по графикам на рис. 48.

Трехслойные панели с гибкими связями

2.25. Определение приведенного сопротивления теплопередаче  одномодульных панелей, конструкция которых показана на рис. 49, следует производить по формулам для панелей толщиной 350 мм

                             (4)

	при 0,035 ≤ λут  ≤ 0,06
	при λут > 0,06;

для панелей толщиной 400 мм

                               (5)

	при 0,035 ≤ λут  ≤ 0,06
	при λут  > 0,06;

Указанные формулы справедливы при F_n/F_ок > 2,5. Графическая зависимость  для некоторых значений коэффициента теплопроводности утеплителя для панелей толщиной 350 и 400 мм приведена на рис. 50.

Рис. 49. Конструкция стеновой одномодульной панели с гибкими связями (δ_п = 300 и 400 мм)

Рис. 50. Определение  одномодульной панели с гибкими связями в зависимости от λ_ут/F_п и F_о.п при δ_п = 350 мм, δ_ут = 100 мм (А) и при δ_п = 400 мм, δ_ут = 150 мм (Б) и соответствующие поправочные коэффициенты (а и б) для пересчета  одномодульной панели на двухмодульную

2.26. Определение  двухмодульных панелей производится по формуле

                                                                       (6)

где  - определяется по формулам (4) и (5) или по графикам на рис. 50 (А и Б);

∆r - поправочный коэффициент, определяемый для δ_п = 350 и 400 мм по графику на рис. 50 (а и б).

2.27. Значения  или r некоторых типов панелей с гибкими связями или участков панелей с различными типами гибких связей приведены в приложении.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДЕНИЯ

Настоящий раздел составлен в развитие § 2.11* СНиП II-3-79**. Представленные графики позволяют определить не только минимальную температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции  в зоне теплопроводного включения (по коэффициенту η), но и температуру внутренней поверхности конструкции посредине между осями параллельно расположенных теплопроводных включений (τ_в.ц по коэффициенту η_в ), а также определить среднюю температуру внутренней поверхности конструкции  между осями параллельно расположенных теплопроводных включений (по коэффициенту η_в.ср). В свою очередь, по средней температуре участка конструкции можно определить усредненный тепловой поток и, соответственно, приведенное сопротивление теплопередаче рассматриваемого участка. В разделе приводится также метод определения минимальной температуры в узлах консольного типа однослойных панелей.

ТЕПЛОПРОВОДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ ХАРАКТЕРНОГО ТИПА

3.1. Температуру внутренней поверхности в местах теплопроводных включений, показанных на рис. 51, следует определить по формуле

                                                     (7)

Рис. 51. Схемы теплопроводных включений в ограждающих конструкциях. Типы теплопроводных включений даны по СНиП II-3-79**. Тип IV не рассматривается

3.2. Безразмерный коэффициент η характеризует минимальную температуру на внутренней поверхности конструкции в зоне теплопроводного включения в зависимости от типа включения, его размеров, а также от конструктивных особенностей ограждения.

Значение η для различных типов теплопроводных включений следует определять:

для бетонных включений I типа - по графику на рис. 52;

для металлических включений I типа - по графику на рис. 53;

для единичных бетонных включений II типа - по графику на рис. 54;

для единичных металлических включений II типа - по графику на рис. 55;

для параллельно расположенных бетонных включений II типа - по графикам на рис. 56-60;

Рис. 52. График определения η для бетонных включений I типа: 1 - при P = 2; 2 - P = 2,5; 3 - P = 4; 4 - P = 5; 5 - P = 8; 6 - P = 10; 7 - P = 16; 8 - P = 20; 9 - P = 32

Рис. 53. График определения η для металлических включений I типа: 1 - P = 50; 2 - P = 100; 3 - P = 200; 4 - P = 1000; 5 - P = 1250; 6 - P = 2000; 7 - P = 2500; 8 - P = 5000;

Рис. 54. График определения η единичных бетонных включений II типа для ограждений с δ_н = 50 мм (сплошная линия) и δ_н = 70 мм (пунктирная)

Рис. 55. График определения коэффициента η для единичных металлических включений II типа: 1 - δ = 100 + а; 2 - δ = 80 + а; 3 - δ = 60 + а

Рис. 56. График определения η для параллельно расположенных бетонных включений II типа при L = 400 мм (а) и L = 600-1200 мм (б): 1 - при δ_в = 50; 2 - при δ_в = 70; 3 - при δ_в = 90; 4 - при δ_в = 120

Рис. 57. График определения η_в для параллельно расположенных бетонных включений II типа при δ_в = 50 мм (а) и δ_в = 70 мм (б): 1 - при L = 400 мм; 2 - при L = 600 мм; 3 - при L = 800 мм; 4 - при L = 1000 мм; 5 - при L = 1200 мм

Рис. 58. График определения η_в для параллельно расположенных бетонных включений II типа при δ_в = 90 мм (а) и δ_в = 120 мм (б): 1 - при L = 400 мм; 2 - при L = 600 мм; 3 - при L = 800 мм; 4 - при L = 1000 мм; 5 - при L = 1200 мм

Рис. 59. График определения η_в.ср  для параллельно расположенных бетонных включений II типа при δ_в = 50 мм (а) и δ_в = 70 мм (б): 1 - при L = 400; 2 - при L = 600 мм; 3 - при L =800 мм; 4 - при L = 1000 мм; 5 - при L = 1200 мм

Рис. 60. График определения η_в.ср  для параллельно расположенных бетонных включений II типа при δ_в = 90 мм (а) и δ_в = 120 мм (б): 1 - при L = 400 мм; 2 - при L = 600 мм; 3 - при L = 800 мм; 4 - при L = 1000 мм; 5 - при L = 1200 мм

для параллельно расположенных металлических включений II типа - по графикам на рис. 61-65;

для бетонных включений III типа - по графику на рис. 66;

для металлических включений III типа - по графику на рис. 67;

Рис. 61. График определения η для параллельно расположенных металлических включений II типа при L = 600 мм: 1 - при δ_ут = 60 мм; 2 - при δ_ут = 80 мм; 3 - при δ_ут = 100 мм

Рис. 62. График определения η_в для параллельно расположенных металлических включений II типа при δ_ут = 60 мм: 1 - при L = 600 мм; 2 - при L = 800 мм; 3 - L = 1000 мм; 4 - при L = 1200 мм

Рис. 63. График определения η_в для параллельно расположенных металлических включений II типа при δ_ут = 80 мм (а) и δ_ут = 100 мм (б): 1 - при L = 600 мм; 2 - при L = 800 мм; 3 - при L = 1000 мм; 4 - при L = 1200 мм

Рис. 64. График определения η_в.ср для параллельно расположенных металлических включений II типа при δ_ут = 60 мм (а) и δ_ут = 80 мм (б): 1 - при L = 600 мм; 2 - при L = 800 мм; 3 - при L = 1000 мм; 4 - при L = 1200 мм

Рис. 65. График определения η_в.ср для параллельно расположенных металлических включений II типа при δ_ут = 100 мм: 1 - при L = 600 мм; 2 - при L = 800 мм; 3 - при L = 1000 мм: 4 - L = I200 мм

Рис. 66. График определения η_в.ср для бетонных включений III типа: 1 - при с/δ = 0,065; 2 - при с/δ = 0,167; 3 - с/δ = 0,25; 4 - с/δ = 0,416; 5 - с/δ = 0,714

Рис. 67. График определения η для металлических включений III типа: 1 - при с/δ = 0,0625; 2 - при с/δ = 0,167; 3 - с/δ = 0,25; 4 - с/δ = 0,416

Рис. 68. График определения η для металлических включений V типа (гибкая связь) при разных значениях δ_ут/δ_в : 1 - 0,25; 2 - 0,5; 3 - 1,0; 4 - 1,5; 5 - 2,0; 6 - 3,0

для включений V типа - металлических единичных стержней представляющих собой гибкие связи в трехслойных бетонных панелях, - по графику на рис. 68.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В УЗЛАХ КОНСОЛЬНОГО ТИПА ОДНОСЛОЙНЫХ ПАНЕЛЕЙ

3.3. Общий вид горизонтального стыка однослойных панелей с плитой консольного типа приведен на рис. 69.

Рис_: 69. Горизонтальный стык однослойных панелей с плитой консольного типа: а - общий вид; б - шпоночное расположение утепляющих вкладышей в зоне перехода объединенной плиты перекрытия: 1 -фактурный слой, λ = 1,16М6 Вт/м·°С; 2 - керамзитобетон, λ-var; 3 - цементно-песчаный раствор, λ = 0,93 Вт/м·°С; 4 - утеплитель, λ-var; 5 - железобетон, γ = 2500 кг/м³; λ = 2,03 Вт/м·°С; 6 - линолеум на тканевой основе, λ = 0,25 Вт/м·°С

Минимальные температуры в узлах подобного типа наблюдаются над и под плитой перекрытия на цементно-песчаном растворе по оси теплопроводного включения, имеющего длину α.

Расчет минимальных температур над и под перекрытием τ_х.1 и τ_х.2 (рис. 70) состоит из следующих этапов:

1) исходя из конструктивных соображений принимаются размеры α и в, по ним рассчитываются соотношения α/δ и в/δ в которых толщина наружной панели δ - есть величина постоянная и равная 320 мм (при этом принимается, что длина теплоизоляционного вкладыша с будет не менее 400 мм)

2) по графику на рис. 70, зная отношения α/δ и в/δ, находят понижающие коэффициенты η_х.i для определения температур τ_х.1 и τ_х.2;

Рис. 70. Определение величины η_х в точках 1 и 2 для бетонных включений в стыках консольного типа однослойных стеновых панелей. Размеры а, в, δ, ∆ обозначены на рис. 69.

3) значения η_x.i остаются без изменения, если стеновая панель имеет толщину δ = 320 мм и выполнена из керамзитобетона с коэффициентом теплопроводности 0,4 Вт/м·°С, при этом высота выравнивающего слоя бетона ∆ = 20 мм, а зона перехода утеплена материалом с λ_изол = 0,046 Вт/м·°С;

4) в случае утепления зоны перехода материалом с λ_изол = 0,07 Вт/м·°С значение η_x.i увеличивают на 0,034; 0,026 или 0,019 соответственно при величине α, равной 80, 100 и 120 мм;

5) с учетом найденных коэффициентов η_x.i определяют минимальные температуры над и под перекрытием по формуле (8) с обозначениями для конкретного случая

                                                 (8)

где R_о.о.к - сопротивление теплопередаче, рассчитанное по сечению основной конструкции и равное 0,92 м²·°С/Вт;

R_о.т.в - сопротивление теплопередаче, рассчитанное по одномерной схеме передачи тепла в сечении по выравнивающему слою между стеновой панелью и объединенной плитой перекрытия и равное 0,5 м²·°С/Вт;

6) при численных значениях δ, ∆, λ_к.Б, отличных от принятых в пп. 1 и 3, к температурам, рассчитанным по формуле (8), делаются следующие поправки:

если стеновая панель имеет толщину δ более 320 мм, то при каждом увеличении толщины в 20 мм температура τ_x.i возрастает на 0,3°С;

если высота выравнивающего слоя раствора ∆ более 20 мм, то при каждом увеличении высоты на 10 мм температура τ_x.1 снижается на 0,3°С, а τ_x.2 - на 0,2°С;

если конструктивный материал панели имеет коэффициент теплопроводности выше 0,4 Вт/м·°С, то при каждом приросте λ_к._Б на 0,07 Вт/м·°С температура τ_x.1 и τ_x.2 снижается на 0,2°С;

если рассматриваемое стыковое соединение имеет отклонения по нескольким параметрам (δ, ∆, λ_к.Б), то поправки, приведенные выше, суммируются и производится обобщающая корректировка величины τ_x.i.

Пример. Определить минимальную температуру в горизонтальном стыке с плитой консольного типа при следующей характеристике узлового сопряжения:

однослойные стеновые панели: δ = 340 мм, λ_к.Б = 0,46 Вт/м·°С;

железобетонная панель перекрытия δ = 140 мм;

размеры отверстий под теплоизоляционные вкладыши в´с = 100´450 мм;

утепляющие вкладыши с λ_изол = 0,07 Вт/м·°С;

размеры сквозных включений в´а = 100´110 мм;

высота выравнивающего слоя раствора между стеновой панелью и плитой перекрытия: над перекрытием - 30 мм, под перекрытием - 40 мм;

пол - линолеум на теплой основе;

условия окружающей среды: t_в = 18°С, t_н = -20°С, α_в = 8,7 Вт/м²·°С, а_н = 23 Вт/м²·°С.

Решение. Определяем отношения а/δ и в/δ:

,                                               

По графику на рис. 70 находим понижающие коэффициенты η_х.1 и η_х.2 для минимальных температур над и под перекрытием: η_х.1 = 0,5 и η_х.2 = 0,55.

Учитывая, что зона перехода утеплена материалом с λ_изол = 0,07 Вт/м·°С, коэффициенты η_х.1 и η_х.2 для а = 110 мм увеличиваются на 0,0225, следовательно, η_х.1 = 0,5225, η_х.2 = 0,5725.

Рассчитываем значения τ_х.1, и τ_х.2, по формуле (8)

                              

                             

В полученные величины вносим поправки: на увеличение толщины стеновой панели; на высоту выравнивающего слоя раствора; на увеличение коэффициента теплопроводности стеновой панели.

Поправки составляют:

для τ_х.1 + 0,3 + (-0,3) + (- 0,2) = -0,2;

для τ_х.2 + 0,3 + (-0,2) + (- 0,2) = -0,3.

Таким образом, величина минимальной температуры над перекрытием составит 10,98°С, под перекрытием 10,69°С.

Предположим, что толщина стеновой панели будет не 340, а 360 мм, тогда полученные величины τ_{х.1 и} τ_х.2 следует увеличить еще на 0,3°С. Если при этом высота выравнивающего слоя над перекрытием станет 40 мм вместо рассчитанных 30 мм, то значение τ_х.1 надо уменьшить на 0,3°С, т.е. в конечном итоге к температурам, рассчитанным в первом варианте, внести поправки: к τ_х.1 прибавить нуль, а к τ_х.2 прибавить 0,3. Таким образом, τ_х.1 будет равна 10,98°С, а τ_х.2 = 10,99°С, т.е. значения минимальных температур над и под перекрытием в этом случае совпадают.

4. ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОКОННЫХ БЛОКОВ

Приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков с учетом их типов и геометрических размеров дано для следующих конструкций:

стандартные деревянные оконные блоки с двойным остеклением со спаренными и раздельными створками по ГОСТ 11214-86 (табл. 1 и рис. 71-73);

оконные блоки с тройным остеклением по ГОСТ 16289-80 (табл. 2 и рис. 74);

специальные шумо- и теплозащитные оконные блоки с двойным остеклением по альбому РМ-1372, доп. 1 «Специальные шумозащитные и теплозащитные оконные блоки с двойным остеклением со звукопоглощающей обкладкой с форточкой для домов серии П55/12» (табл. 3 и рис. 75);

модернизированные оконные блоки со спаренными переплетами по альбому МНИИТЭПа (шифр НИ-3033-01) с учетом номенклатуры ГОСТ 11214-86 (табл. 4 и рис. 76).

Таблица 1

Приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков с двойным остеклением со спаренными и раздельными створками по ГОСТ 11214-86

Рис. 71. Конструкция и сечения по притворам спаренных и раздельных оконных блоков (ОС и ОР) жилых зданий по ГОСТ 11214-86

Рис. 72. Сечения С1, С2, СЗ, С4, С5 (см. рис. 71) по притворам спаренных оконных блоков (ОС) жилых зданий

Рис. 73. Сечения С1, С2, СЗ, С4, С5, С6 (см. рис. 71) по притворам раздельных оконных блоков (ОР) жилых зданий

Рис. 74. Сечения С1, С2, СЗ, С4, С5, С6 (см. рис. 71) по притворам оконных блоков с тройным остеклением

Таблица 2

Приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков с тройным остеклением по ГОСТ 16289-80

Таблица 3

Приведенное сопротивление теплопередаче специальных шумо- и теплозащитных оконных блоков с двойным остеклением по альбому РМ-1372, доп. 1

Рис. 75. Сечения С1, С2, СЗ, С4, С5 (см. рис. 71) по притворам оконных блоков с двойным остеклением со звукопоглощающей обкладкой по альбому МНИИТЭП РМ-1372, доп. 1

Рис. 76. Сечения C1, С2, СЗ, С4, С5 (см. рис. 71)по притворам модернизированных оконных блоков со спаренными переплетами по альбому МНИПТЭП, шифр НИ-3003-01

Таблица 4

Приведенное сопротивление теплопередаче модернизированных оконных блоков со спаренными переплетами и с двойным остеклением по альбому МНИИТЭПа (шифр НИ-3003-01)

5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ КРЫШИ С ТЕПЛЫМ ЧЕРДАКОМ*

РАСЧЕТ КРЫШИ С ТЕПЛЫМ ЧЕРДАКОМ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ ТЕМПЕРАТУРНОМ РЕЖИМЕ

5.1. Целью теплотехнического расчета крыши с теплым чердаком является определение при расчетных зимних параметрах воздуха потерь тепла помещениями верхнего этажа через чердачное перекрытие при соблюдении двух условий:

нормативного температурного перепада ∆t^н между расчетной зимней температурой внутреннего воздуха и температурой нижней поверхности чердачного перекрытия (см. СНиП II-3-79**);

невыпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающих конструкций теплого чердака (выпадение конденсата на ограждающих конструкциях допускается в наиболее холодную пятидневку и только в местах теплопроводных включений).

* - Авторское свидетельство № 460365. БИ, 1975, № 6.

5.2. Для прикидочных расчетов при конструировании ограждающих конструкций крыши с теплым чердаком ее приведенное сопротивление теплопередаче можно принимать по данным табл. 5.

Таблица 5

Данные для расчета ограждающих конструкций крыши с теплым чердаком

* l - расстояние от оси вентиляционного канала-спутника вентблока до угла здания, м; из ближайших к наружным углам здания вентблокам принимается l наиболее удаленного вентблока.

** - Для зданий 16 этажей и выше  принято из условия невыпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающих конструкций.

Методика теплотехнического расчета

5.3. Теплотехнический расчет ведется для торцевой секции здания.

Находим минимальную температуру воздуха t_м.п теплого чердака над угловой комнатой по формуле

t_м.п = t_у - α₀ · ∆t^н · R_о.п,                                                                              (9)

где t_у - расчетная температура воздуха углового помещения, °С; принимается на 1° выше расчетной зимней температуры внутреннего воздуха углового помещения;

α₀ - коэффициент теплообмена у потолка углового помещения, Вт/(м²·°С);

∆t^н - нормируемый СНиП II-3-79** температурный перепад между расчетной температурой внутреннего воздуха и температурой потолка углового помещения, °С;

R_о.п - сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, (м²·°С)/Вт

                                                                               (10)

где δ - толщина чердачного перекрытия, м;

λ - коэффициент теплопроводности материала чердачного перекрытия, Вт/(м·°С);

α_о.п - коэффициент теплообмена у чердачного перекрытия в угловой зоне здания, Вт/(м²·°С); принимается равным 5,8 Вт/(м²·°С).

Вычисляем среднюю температуру воздуха теплого чердака

                                                                          (11)

где t_ч.н - температура вентиляционного воздуха, поступающего в теплый чердак из вентблоков, °С; принимается равной 19°С;

F_n - площадь чердачного перекрытия, м².

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче панелей фризовых стен и кровли крыши с теплым чердаком

                                           (12)

где t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С; принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;

F_с, F_к - соответственно площадь фризовых стен и кровли м²;

L - количество вентиляционного воздуха, поступающего из вентблоков в теплый чердак, м³/ч; для жилых зданий L определяется в зависимости от количества квартир на этаже и этажности здания по табл. 6;

с_о - удельная объемная теплоемкость вентиляционного воздуха, Вт·ч/(м³·°С);

Q_т - суммарные потери тепла трубопроводами систем горячего водоснабжения и отопления, проложенными в теплом чердаке, Вт.

Удельные потери тепла изолированными трубопроводами в зависимости от диаметра труб и разности температур ∆t горячей воды и воздуха чердака принимаются по табл. 7, а неизолированными трубопроводами - по табл. 8.

Таблица 6

Расход вентиляционного воздуха квартиры в зависимости от этажности здания и расчетной температуры наружного воздуха

Примечание: В числителе указан расход вентиляционного воздуха для квартир с электроплитами, в знаменателе - с газовыми плитами. Расходы определены лабораторией инженерного оборудования МНИИТЭПа.

Полученное из (12)  должно быть не ниже сопротивления теплопередаче кровли R_о.к и фризовых стен R_o.c, определенных из условия невыпадения конденсата на их внутренней поверхности

                                                                        (13)

Таблица 7

Потери тепла изолированными горизонтальными трубопроводами

Примечание. Для изоляции труб применяются минераловатные маты толщиной 30 мм в обертке стеклотканью (пергамином) или асбестоцементная штукатурка толщиной 10 мм.

Таблица 8

Потери тепла неизолированными горизонтальными трубопроводами

                                                                         (14)

где , - соответственно средние температуры внутренней поверхности кровли и фризовых стен, °С; принимаются равными температуре точки росы воздуха теплого чердака; по экспериментальным данным для жилых зданий в 12 этажей и выше при газовых плитах принимается τ_р = 2,3°С, а при электрических плитах - τ_р = 0,2°С, что соответствует при t_в = 18°С относительной влажности воздуха 35 и 30%.

Из конструктивных соображений сопротивления теплопередаче кровли и фризовых стен могут отличаться друг от друга, но при этом должны соблюдаться два условия:

сопротивление теплопередаче кровли и фризовых стен должно быть не меньше R_о.к и R_o.c , определенных по формулам (13) и (14);

среднее сопротивление теплопередаче  кровли и фризовых стен находим по формуле (15); оно должно быть не ниже , определенного по формуле (12)

                                                                           (15)

Расчет потерь тепла через чердачное перекрытие угловых помещений ведется при температуре воздуха теплого чердака, равной t_м.п, определенной по формуле (9), а для остальных помещений - равной , определенной по формуле (11).

РАСЧЕТ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ТЕПЛОГО ЧЕРДАКА

5.4. Температура наружного воздуха является основным возмущающим фактором, обусловливающим развитие нестационарных тепловых процессов в помещении теплого чердака. Ввиду того, что поведение наружной температуры во времени в значительной степени носит случайный характер, то практически целесообразно рассматривать два наиболее характерных закона ее изменения - линейный и гармонический.

5.5. При линейном изменении температуры наружного воздуха на участке 0 ≤ Fo ≤ Fo_*,.

                                                                     (16)

где t₀ - начальная температура наружного воздуха, °С;

t_m - конечная температура наружного воздуха, °С;

 - критерий Фурье, определяемый по теплофизическим параметрам стенового ограждения

                                                    

α_с - коэффициент температуропроводности фризовых стен, м²/°С;

расчет температуры воздуха в помещении теплого чердака проводится по выражению

,                          (17)

где

                              (18)

                     

 - коэффициенты теплообмена на внутренней и наружной поверхностях стенового ограждения, Вт/м²·°С;

 - коэффициенты теплообмена на внутренней и наружной поверхностях кровельных панелей теплого чердака, Вт/м²·°С;

К_п - коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия, Вт/м²·°С;

λ_с, λ_к - коэффициент теплопроводности фризовых стен и кровельных панелей, Вт/м·°С;

α_с, α_к - коэффициент температуропроводности фризовых стен и кровельных панелей, м²/с;

l_c, l_К - толщина фризовых стен и кровельных панелей, м:

G - средний в интервале изменения наружной температуры массовый расход воздуха в вентиляционной шахте, кг/с;

с_в - теплоемкость воздуха, Дж/кг·°С;

t_BX - температура воздуха на входе в чердачное помещение, °С;

t_B - температура воздуха в квартире последнего этажа, °С;

q_в - удельные тепловыделения трубопровода горячего водоснабжения, Вт/м;

L_B - длина трубопровода горячего водоснабжения, м;

К_от - коэффициент теплопередачи изоляции трубопровода системы теплоснабжения, Вт/м·°С;

L_0T - длина трубопровода системы теплоснабжения, м;

t_т = t⁰_т - b · t_н (F₀ - F_оз) - закон изменения температуры теплоносителя в системе теплоснабжения,

τ₃ - время запаздывания в реакции системы теплоснабжения на изменение температуры наружного воздуха, с; b - коэффициент.

5.6. Температуры на внутренней поверхности фризовых стен и крыши теплого чердака равны соответственно

,                                              (19)

,                                          (20)

5.7. В случае гармонических колебаний температуры наружного воздуха

                                                             (21)

где А_н - амплитуда колебания температуры наружного воздуха, °С;

 - критерий Предводителева; ω = 2π/Т - частота колебаний температуры наружного воздуха,

Т - период колебания, с;

расчет изменения во времени температуры воздуха в помещении теплого чердака проводится по выражению

;                          (22)

5.8. В практических расчетах при периодических тепловых воздействиях, как правило, рассматривают квазистационарный режим функционирования зданий и помещений. Учитывая это, из выражения (22) для установившегося режима определим

.                          (23)

5.9. В этом случае температура внутренней поверхности крыши теплого чердака определится равенством

.                                    (24)

5.10. Температура внутренней поверхности стенового ограждения находится из выражения (24), в котором следует принять

ν = l, Z₁ = Y₁, I_к = I_с.                                                                          

5.11. Плотность теплового потока через чердачное перекрытие рассчитывается по соотношению

q_п = К_п [t_в - t_ч (Fo)].                                                                                (25)

5.12. В соответствии с требованиями СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника» должно выполняться условие

q_п ≤ q_тр,                                                                                                     (26)

где для жилых помещений q_тр = 35 Вт/м².

Пример расчета. Требуется определить для зимних климатических условий г. Москвы характер изменения температуры воздуха в чердачном помещении, а также температуру внутренней поверхности фризовых и кровельных панелей в процессе суточных колебаний температуры наружного воздуха.

Наружное ограждение чердачного помещения жилого 12-этажного здания серии П30/12 выполнено из однослойных керамзитобетонных панелей. Теплофизические свойства ограждения:

ρ_с = 1100 кг/м³, ρ_к = 1200 кг/м³, λ_с = 0,45 ккал/м·°С, λ_к = 0,5 ккал/м·°С, с_с = с_к = 0,2 ккал/кг·°С, а_с = 2,0-10^-3 м²/ч, а_к = 2,1·10^-3 м²/ч.

Другие исходные данные:

В соответствии со СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» для января принято

t_н (τ) = -10,2 + 6,2·sin (0,262 τ).

Используя приведенные выше соотношения, определяем исходные параметры

К_с = K_к = 0,375; δ_с = 0,41 м; δ_к = 0,434 м; Bi_c = 5,45; Bi_k = 5,13; Fo_*  = 1,02; Fo₃ = 0,047; ν = 0,94; μ = 0,02; Y₁ = 0,146; Z₁ = 0,154; N = 63´10³ ккал/ч; A = 17,1°C; β = 0,454; B = 2,03.

Результаты расчета установившегося температурного режима теплого чердака, выполненные в соответствии с положениями пп. 5.8.-5.10. настоящего раздела, представлены графиками на рис. 77.

Рис. 77. Изменение температур t_н , t_ч , t_c и t_к  во времени

Графические зависимости свидетельствуют о том, что колебания всех расчетных температур происходят с меньшей амплитудой и практически в противофазе по отношению к изменению наружной температуры.

Максимальное значение теплового потока через чердачное перекрытие

                                        

что удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЗНАЧЕНИЯ  И r НЕКОТОРЫХ ВИДОВ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ С РАЗНЫМИ ТЕПЛОПРОВОДНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ И УЧАСТКОВ СТЕН С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ГИБКИХ СВЯЗЕЙ

Приводятся значения  и r некоторых видов стеновых панелей с разными теплопроводными включениями, разработанными различными проектными организациями г.Москвы. Ввиду специфики рассматриваемых конструкций и их небольшого количества, не представляется возможным получить обобщающие зависимости теплозащитных показателей стеновых конструкций с различными типами и видами связей в широком диапазоне изменения λ_ут и δ_ут Представлены также значения  или r для некоторых участков разных конструкций трехслойных панелей с гибкими связями.

Предлагаемый материал носит справочный характер и может быть использован проектировщиками, разрабатывающими аналогичные конструкции.

Трехслойные керамзитобетонные наружные стены по альбому 5РС41-39*

* Альбом 5РС41-39 «Панели наружных стен трехслойные керамзитобетонные». ТК1 - М., МНИИТЭП, 1986.

Наружные стеновые панели, изготовляемые по альбому, предназначены для применения в строительстве жилых домов серий П30 и П46 производства ГМПСМ.

Для изделий принят керамзитобетон плотной структуры, класса прочности на сжатие В12,5, марки по морозостойкости F50. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона принят равным 0,65 Вт/м·°С. Теплоизоляционный слой выполнен из полистирольного пенопласта типа ПСБ толщиной 150 мм. Расчетное значение коэффициента теплопроводности пенопласта принято равным 0,047 Вт/м·°С. Толщины слоев стеновых панелей показаны на рис. 1. Особенностью раскладки утеплителя в конструкциях является большое количество подрезов и вырезов в нем, а также различная ширина теплопроводных обрамлений по контуру окна и самой панели в зависимости от ее марки.

Анализ и обобщение результатов расчетов приведенного сопротивления теплопередаче разных марок панелей показали, что  с достаточной для практических целей точностью может быть выражено в зависимости от отношения F₁/F₂ по формуле

                                                                     

Графическая зависимость  и принципиальная схема панелей приведены на рис. 1, где F₁ - площадь теплопроводных мостиков и F₂ - площадь панели (за вычетом площади оконного проема).

Рис. 1. Зависимость  трехслойных керамзитобетонных наружных стен по альбому 5РС41-39 МНИИТЭПа: 1 - керамзитобетон, λ = 0,65 Вт/м·°С; 2 - утеплитель,

λ_ут = 0,047 Вт/м·°С

Рис. 2. Конструкция панели полосовой разрезки домов серии 1.030.1-1: 1 - бетон, λ = 1,86 Вт/м·°С; 2 - утеплитель, λ_ут = 0,047 и 0,081 Вт/м·°С

Трехслойные панели полосовой разрезки с гибкими связями домов серии 1.030.1-1

На рис. 2 и 3 приведены конструкции панелей полосовой разрезки серии 1.030.1-1, разработанных ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристских комплексов, а также дана схема расстановки гибких связей. Стеновые конструкции выполнены из бетона (λ = 1,86 Вт/м·°С) в сочетании с утеплителем, имеющим коэффициент теплопроводности 0,047 или 0,081 Вт/м·°С. Рассматривались три толщины панелей, в которых менялась только толщина утеплителя. Величина  для панелей разной толщины при двух значениях λ_ут приведена в табл. 1.

Рис. 3. Конструкция простеночной панели домов серии 1.030.1-1: 1 - бетон, λ = 1,86 Вт/м·°С; 2 - утеплитель, λ_ут = 0,047 и 0,081 Вт/м·°С

Таблица 1

Приведенное сопротивление теплопередаче панелей полосовой разрезки с гибкими связями

Трехслойные панели полосовой разрезки для плодоовощных баз

На рис. 4 приведена конструкция панели, разработанной институтом «Моспроект» для зданий плодоовощных баз. Наружный слой панели выполнен из бетона с λ = 1,86 Вт/м·°С, а внутренний слой - из пластичного бетона λ_п.Б = 1,4 Вт/м·°С. В качестве утеплителя использован пенопласт ПСБ с λ = 0,047 Вт/м·°С.

В табл. 2 приведены типы и количество гибких связей для исследуемых панелей, а также  и r. Рассмотрены условия, когда все связи обжаты утеплителем, а также вариант, когда около ветровых и крепежных связей образуется зазор в утеплителе шириной 5 мм, заполненный растворной частью бетона.

Рис. 4. Схема раскладки гибких связей в межоконной вставке (панель 1) и ленточной панели (панель 2) для плодоовощных баз

Таблица 2

Конструкция и приведенное сопротивление теплопередаче панелей полосовой разрезки с гибкими связями (см. рис 4) при

Различные виды гибких связей

На рис. 5 приведены схемы расположения в стеновой конструкции стержневой и U-образной гибких связей. Теплозащитные показатели участка площадью 0,18 м² такой панели приведены в табл. 3. Рассмотрены панели толщиной 250 и 350 мм при двух значениях λ_ут.

На рис. 6 изображена гибкая связь в форме пластины и ее установка в панелях двух толщин (δ_п = 250 и 300 мм). Зона действия этой пластины равна 1,08´1,08 м. В табл. 4 представлены теплозащитные показатели участка панели, включая по центру связи, рассчитанные при параметрах внутреннего и наружного воздуха t_в = 20°С и t_н = -30°С

Рис. 5. Схемы расположения в стеновой панели стержневой (а) и U-образной гибкой (б) связи: 1 - керамзитобетон, γ = 1800 кг/м³, λ = 0,93 Вт/м·°С; 2 - утеплитель, λ_ут см. табл.; 3 - пескобетон, γ = 2200 кг/м³, λ = l,4 Вт/м·°С

Таблица 3

Теплозащитные показатели участка площадью 0,18 м² стеновой панели со стержневой и U-образной связью

На рис. 7 изображена гибкая связь сечением 40´4 мм с автоматической фиксацией слоев. Размер стенового участка принят равным 1´1 м, в центре его установлена связь. Наружный и внутренний слои выполнены из бетона (λ = 1,86 Вт/м·°С). Утеплитель - полистирольный пенопласт (λ = 0,047 Вт/м·°С). Рассмотрены также пластинчатые связи сечением 60´6 мм. Результаты теплотехнических расчетов фрагмента стеновой конструкции разной толщины (за счет изменения толщины утеплителя) при постоянной толщине бетонных слоев (δ_н.с = 120 мм, δ_в.с = 100 мм) приведены в табл. 5.

Рис. 6. Размеры сквозной металлической пластины и ее расположение в толще панелей при δ_п = 250 мм (а) и δ_п = 300 мм (б)

Таблица 4

Теплозащитные показатели участка ленточной панели с пластинчатой гибкой связью (см. рис. 6)

* При t_в = 20°С и t_н = -30°С.

Рис. 7. Гибкая связь с автоматической фиксацией слоев: а - гибкая связь; б - конструкция стены; в - элемент фиксатора гибкой связи: 1 - бетон, λ = 1,86 Вт/м·°С; 2 - утеплитель, λ_ут = 0,047 Вт/м·°С

Таблица 5

Теплозащитные показатели участка стены в зоне установки металлической гибкой связи (см. рис. 7)

* Расчеты проведены при t_в = 18°С и t_н = -32°С.

На рис. 8 приведена конструкция универсальной штампованной закладной детали ШЗД-1. Предполагается использовать ее как гибкую связь в наружных стеновых панелях, изготавливаемых на ДСК-1, и устанавливать в простенке панели у оконного проема (рис. 9). На рис. 9 приводится также сечение простенка панели по оси симметрии гибкой связи и распределение изотерм (8,8; 10 и 12°С) по его внутренней поверхности. Расчет объемного поля, проведенный при t_в = 18°С и t_н = -32°С, показал низкие теплозащитные качества рассматриваемого участка простенка панели в зоне гибкой связи ШЗД-1. Минимальная температура по оси связи равна 5,3°С и появляется большая зона на поверхности стены с температурой ниже 8,8°С, т. е. ниже точки росы при φ_в = 55%. Приведенное сопротивление теплопередаче рассматриваемого участка простенка панели равно 0,59 м²·ч/Вт.

На рис. 10 и 11 приведены, номограммы, характеризующие изменение r участка бетонной и керамзитобетонной трехслойной панели δ = 350 и 400 мм в зависимости от диаметра U-образной связи, значений λ_ут и . Связи расположены с шагом по горизонтали 900 мм, а по вертикали - 500 мм. Номограммы позволяют:

найти r участка стены по величине условного сопротивления теплопередаче, коэффициенту теплопроводности утеплителя и диаметру связи;

определить  и r, зная λ и толщину утеплителя, а также диаметр связи.

Рис. 8. Универсальная штампованная закладная деталь ШЗД-1: 1 - стойка; 2 - клин; 3 - накладка

Рис. 9. Температурное поле внутренней поверхности участка панели в зоне установки металлической закладной детали ШЗД-1

Рис. 10. Определение r бетонной конструкции δ = 350 - 400 мм в зависимости от δ_ут, λ_ут и диаметра U-образной металлической связи: 1 - δ_ут = 70 мм; 2 - δ_ут = 100 мм; 3 - δ_ут = 120 мм; 4 - δ_ут = 150 мм; 5 - δ_ут = 170 мм

Рис. 11. Определение r керамзитобетонной конструкции δ = 350 - 400 мм в зависимости от δ_ут , λ_ут и диаметра U-образной металлической связи: 1 - δ_ут = 70 мм; 2 - δ_ут = 100 мм; 3 - δ_ут = 120 мм; 4 - δ_ут = 150 мм; 5 - δ_ут = 170 мм

Номограмма на рис. 11 построена для конструкций с коэффициентом теплопроводности керамзитобетона 0,79 Вт/м·°С. В случае, если коэффициент теплопроводности керамзитобетона равен 0,47 или 0,62 Вт/м·°С, то r определяется по рис. 11 и уточняется с учетом надбавки ∆r по рис. 12.

Рис. 12. Величина надбавки ∆r при пересчете λ_к.Б с 0,79 Вт/м·°С на 0,47 и 0,62 Вт/м·°С: 1 - λ_к.Б = 0,47 Вт/м·°С; 2 - λ_к.Б = 0,62 Вт/м·°С

Гибкие связи, совмещенные с каркасом панели, применяемые в наружных панелях домов серии П44/17

Специфической особенностью изготовления наружных стеновых панелей домов серии П44/17 производства ДСК-1 (г. Москва) является то, что гибкие связи являются составной частью арматурного сварного объемного каркаса. Объемный арматурный каркас состоит из плоских сварных каркасов, сеток, отдельных стержней (в том числе гибких связей), собранных на кондукторе и соединенных в местах пересечения контактной точечной сваркой. Объемный каркас не дает возможности пронизывать стержнями гибких связей слой утеплителя, а требует нарезки его на отдельные плиты, укладываемые между плоскими каркасами. Это приводит к возникновению швов между плитами утеплителя шириной, равной диаметру арматуры. Проектом предусматривается плотное заполнение швов полосками или крошкой из того же утеплителя. Практически, если подобная операция и выполняется, то качество заполнения швов между плитами утеплителя не контролируется. Это приводит к тому, что в местах гибких связей создаются теплопроводные ребра из растворной части бетона, которые могут иметь разную высоту (по отношению к толщине утеплителя), а иногда быть сквозными между внутренним и наружным слоями бетона панели.

Следует также учитывать, что на ДСК-1 бетонные слои панели имеют разные состав и плотность. Наружный слой панели изготовляется из пластичного бетона γ = 2000 - 2200 кг/м³ с коэффициентом теплопроводности 1,16-1,4 Вт/м·°С, а внутренний слой - из плотного бетона γ = 2400 кг/м³ с λ = 1,86 Вт/м·°С. Наличие пластичного бетона способствует тому, что швы между плитами утеплителя со стороны наружного слоя повсеместно заполняются растворной частью бетона на ⅓ и ½ высоты утеплителя.

Таким образом, специфика изготовления трехслойных стеновых панелей с гибкими связями на ДСК-1 приводит к очень большому разбросу приведенного сопротивления теплопередаче стеновых панелей. Величина  панели в значительной мере зависит от качества работ бригады, изготовляющей панель.

В табл. 6-11 приведены значения  и r для разных участков наружных стеновых панелей с гибкими связями при различном заполнении швов между плитами утеплителя. На рисунках указаны проектные размеры плит утеплителя и зазоров между ними. Рассмотрены варианты заполнения связующих мостиков (т.е. швов между плитами утеплителя) при разных значениях коэффициента теплопроводности бетонных слоев и утеплителя. Коэффициент теплопроводности связующего мостика также изменялся в зависимости от количества и диаметра гибких связей, находящихся в рассматриваемой зоне конструкции.

Таблица 6

Теплозащитные показатели простенка панели длиной 945 мм при различном заполнении связующих мостиков

Таблица 7

Теплозащитные показатели простенка панели длиной 945 мм при различном заполнении связующих мостиков

Таблица 8

Теплозащитные показатели подоконного участка панели при различном заполнении связующего мостика

Таблица 9

Теплозащитные показатели подоконного участка панели при различном заполнении связующего мостика

Таблица 10

Теплозащитные показатели надоконной перемычки при различном заполнений связующего мостика

На рис. 13 приведена раскладка утеплителя в узле сопряжения панелей марки Н36-8т (объемный узел). В углах сопрягаемых панелей имеется бетонное включение, предусмотренное для закладных деталей, обеспечивающих крепление наружной панели к несущей внутренней. Величины  и r для различных вариантов заполнения теплопроводных мостиков рассматриваемого объемного узла приведены в табл. 11.

Рис. 13. Раскладка утеплителя в объемном узле сопряжения панелей Н36-8т (проектное решение)

Таблица 11

Теплозащитные показатели объемного узла сопряжения панелей Н36-8т