Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции

Москва 2015

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 8 апреля 2015 г. № 261/пр и введен в действие с 30 апреля 2015 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему своду правил, а также тексты изменений и поправок размещаются в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Министерства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству Российской Федерации в сети Интернет

Содержание

1 Область применения. 2 2 Нормативные ссылки. 3 3 Термины и определения. 3 4 Общие положения. 3 5 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции. 4 6 Расчет удельных потерь теплоты через неоднородности ограждающей конструкции. 6 7 Алгоритм расчета приведенного сопротивления теплопередаче. 7 Приложение А. Типовая разбивка на теплозащитные элементы основных видов стеновых конструкций. 8 Приложение Б. Пример расчета приведенного сопротивления теплопередаче стены жилого дома. 12 Приложение В. Пример подбора теплозащитных элементов стены для достижения целевого сопротивления теплопередаче. 15 Приложение Г. Таблицы расчетных значений удельных потерь теплоты через неоднородности ограждающих конструкций. 17 Г.1 Швы кладки из блоков легкого, особо легкого и ячеистого бетонов. 19 Г.2 Тарельчатый анкер в СФТК и системах наружной теплоизоляции с вентилируемой воздушной прослойкой. 20 Г.3 Сопряжение плит перекрытия со стеной. 21 Г.4 Углы стен. 32 Г.5 Примыкание оконного блока к стене. 34 Г.6 Примыкание стен к цокольному ограждению.. 38 Г.7 Сопряжение стен с совмещенным кровельным покрытием.. 40 Г.8 Узлы кровли. 45

Введение

Настоящий свод правил разработан в развитие раздела 5 и приложения К СП 50.13330 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий», с целью повышения уровня проектирования тепловой защиты зданий, упрощения и упорядочивания работы специалистов, проектирующих тепловой контур здания. Основную часть свода правил составляют таблицы с расчетными характеристиками различных узлов конструкций, позволяющие частично или полностью исключить расчеты температурных полей в процессе проектирования или экспертной оценки конструкций.

Метод расчета приведенного сопротивления теплопередаче и табличные данные разработаны НИИСФ РААСН: канд. техн. наук В.В. Козлов (ответственный исполнитель), д-р техн. наук В.Г. Гагарин.

ОАО «ЦНИИПромзданий»: заместитель генерального директора канд. техн. наук С.М. Гликин, руководитель отдела канд. техн. наук А.М. Воронин. Представлены варианты конструктивных решений узлов многослойных конструкций стен, получивших широкое применение в практике строительства.

СВОД ПРАВИЛ

КОНСТРУКЦИИ ОГРАЖДАЮЩИЕ ЗДАНИЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ Construction enclosing of buildings characteristics of thermal conductive of inclusions

Дата введения - 2015-04-30

Область применения

Настоящий свод правил распространяется на расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагментов ограждающих конструкций зданий, удельных потерь теплоты через теплозащитные элементы и коэффициента теплотехнической однородности, для строящихся или реконструируемых жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных и складских зданий, в которых необходимо поддерживать определенный температурно-влажностный режим.

Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

ГОСТ Р 53786-2010 Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями. Термины и определения

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99^* Строительная климатология»

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил и/или классификаторов) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта (документа) с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта (документа) с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт (документ), на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт (документ) отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по СП 50.13330, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 теплозащитный элемент: Отдельный участок конструкции, деталь (в основном прорезающая утеплитель), стык между различными конструкциями, влияющий на потери теплоты через конструкцию.

3.2 удельный геометрический показатель теплозащитного элемента: Средняя площадь, протяженность или количество теплозащитных элементов данного вида, приходящееся на 1 м² ограждающей конструкции.

3.3 целевое сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru , м² ∙ °С/Вт: Приведенное сопротивление теплопередаче, выбранное в качестве цели при проектировании конструкции.

Общие положения

4.1 В соответствии с настоящим сводом правил выполняют и оформляют: расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и их фрагментов, расчет коэффициента теплотехнической однородности и расчет удельных потерь теплоты через теплозащитные элементы.

4.2 Условия эксплуатации ограждающих конструкций для выбора теплотехнических показателей материалов принимают по СП 50.13330.

Внутренние и наружные температуры принимаются либо по проектному заданию, либо внутренняя температура - по ГОСТ 30494, наружная температура - по СП 131.13330.

4.3 Требования к приведенному сопротивлению теплопередаче и минимальной температуре внутренней поверхности ограждающих конструкций здания принимают по СП 50.13330.

Приложение А

Приложение Б

Пример расчета приведенного сопротивления теплопередаче стены жилого дома¹

____________________

¹ В приложениях Б и В приведены примеры расчетов с использованием удельных потерь теплоты по таблицам приложения Г. Пример расчета с использованием температурных полей приведен в приложении Н СП 50.13330.

Приложение В

Пример подбора теплозащитных элементов стены для достижения целевого сопротивления теплопередаче

Приложение Г

Г.4 Углы стен

В настоящем разделе теплозащитный элемент - угол стены, подразумевается, как чисто геометрический, т.е. при его рассмотрении учитывают влияние на удельные потери теплоты только от искажения геометрии стены в зоне угла. На практике, для большинства конструкций стены, угол сопровождается дополнительными связями или конструктивными решениями, также увеличивающими потери теплоты. Эти связи и решения должны рассматриваться как отдельные теплозащитные элементы. Такой подход позволяет значительно сократить число вариантов узлов, необходимых для расчета, и упорядочить понимание явлений теплопереноса в углах стен. Например, тарельчатые анкеры в СФТК рядом с углом устанавливают чаще, но их учитывают отдельно от угла вместе с остальными тарельчатыми анкерами.

Возможны два варианта исполнения угла: выпуклый и вогнутый. Геометрия этих вариантов практически противоположна, а значит и влияние на тепловые потери противоположно, так как угол рассматривают, как чисто геометрический элемент. В связи с этим удельные потери теплоты для выпуклого угла положительные, а для вогнутого угла отрицательные.

Наибольшее влияние на изменение теплопотерь оказывают углы стен в небольших зданиях, например, коттеджах.

Для изрезанных и содержащих значительное число углов зданий влияние углов наоборот снижено, что связано с частичной компенсацией выпуклых углов вогнутыми¹.

______________

¹ Для зданий с прямыми углами выпуклых углов всегда будет на 4 больше, чем вогнутых. Из приведенных в таблицах Г.27, Г.28 значений видно, что выпуклые углы меньше влияют на потери теплоты, чем вогнутые, а значит, при большом количестве углов (для изрезанного фасада здания) их суммарное влияние на потери теплоты может стать отрицательным, т.е. приводить к сокращению потерь. Это противоречит бытовому представлению о том, что чем больше углов, тем больше потери теплоты. Но, на самом деле, оба эти утверждения верны, просто для здания с изрезанным фасадом увеличение потерь теплоты происходит не из-за наличия углов, а из-за увеличения площади поверхности, которое многократно превышает влияние углов.

Для тонкостенных панелей (в том числе сэндвич-панелей) и стен с внутренним утеплением, учет угла, как геометрического элемента, при расчетах не требуется.

Г.8 Узлы кровли

В настоящем разделе рассматривают узлы различных типовых теплотехнических неоднородностей кровли. Для удобства поиска необходимого узла ниже приведен перечень с указанием номеров таблиц.

В разделе представлены следующие группы узлов:

- примыкание кровли к фонарю, плита перекрытия из железобетона (таблица Г.53);

- примыкание кровли к фонарю, плита перекрытия из профилированного листа (таблица Г.54);

- деформационный шов (таблица Г.55);

- узел установки аэратора (флюгарки) (таблица Г.56);

- пропуск электрического кабеля через совмещенное кровельное покрытие (таблица Г.57);

- пропуск пучка труб через совмещенное кровельное покрытие (таблица Г.58);

- прохождение колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 1 (таблица Г.59);

- прохождение колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 2 (таблицы Г.60 - Г.62).

Как показывает анализ, в большинстве случаев выбор основания совмещенного кровельного покрытия (железобетонная плита или профилированный лист) мало влияет на значения удельных потерь теплоты через рассматриваемый узел. Поэтому приведенные ниже данные (за исключением специально выделенных случаев) могут быть распространены на оба варианта основания совмещенного кровельного покрытия.

Прохождение колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 1

Схема узла представлена на рисунке Г.12.

Параметры, влияющие на потери теплоты через узел:

- термическое сопротивление слоя утеплителя на плите перекрытия R_ут, м² ∙ °С/Вт;

- площадь металла сечения колонны плоскостью, проходящей вдоль перекрытия на уровне утеплителя S_к, мм².

Таблица Г.59 - Удельные потери теплоты χ, Вт/°С, за счет прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 1

	S_к, мм²
R_ут, м² ∙ °С/Вт
1,88	0,088	0,152	0,285
3,13	0,085	0,146	0,277
5,0	0,077	0,134	0,256
7,81	0,066	0,117	0,224

0214S10-10598

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru

Рисунок Г.12 - Схема прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие
Вариант 1

Прохождение колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 2

Схема узла представлена на рисунке Г.13.

Параметры, влияющие на потери теплоты через узел:

- термическое сопротивление слоя утеплителя на плите перекрытия R_ут, м² ∙ °С/Вт;

- высота возвышения короба из оцинкованной стали над верхом кровли h_кор, мм;

- площадь металла сечения колонны плоскостью, проходящей вдоль перекрытия на уровне утеплителя, S_к, мм².

0214S10-10598

Рисунок Г.13 - Схема прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие
Вариант 2

Таблица Г.60 - Удельные потери теплоты χ, Вт/°С, за счет прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 2. Возвышение короба h_кор = 300 мм

	S_кор, мм²
R_ут, м² ∙ °С/Вт
1,88	0,575	0,767	1,12	1,73
3,13	0,672	0,855	1,19	1,77
5,0	0,764	0,938	1,25	1,80
7,81	0,852	1,01	1,3	1,81

Таблица Г.61 - Удельные потери теплоты χ, Вт/°С, за счет прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 2. Возвышение короба h_кор = 400 мм

	S_к, мм²
R_ут, м² ∙ °С/Вт
1,88	0,567	0,751	1,09	1,67
3,13	0,66	0,835	1,16	1,71
5,0	0,753	0,92	1,22	1,74
7,81	0,844	0,992	1,27	1,75

Таблица Г.62 - Удельные потери теплоты χ, Вт/°С, за счет прохождения колонны через совмещенное кровельное покрытие. Вариант 2. Возвышение короба h_кор = 500 мм

	S_к, мм²
R_ут, м² ∙ °С/Вт
1,88	0,558	0,733	1,06	1,61
3,13	0,647	0,814	1,12	1,65
5,0	0,741	0,902	1,19	1,68
7,81	0,835	0,972	1,24	1,69

Ключевые слова: тепловая защита зданий, приведенное сопротивление теплопередаче, удельные потери теплоты, теплотехническая однородность, узлы ограждающих конструкций, расчет температурного поля, разбивка на теплозащитные элементы

0214S10-10598

Москва 2015

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Содержание

Введение

СВОД ПРАВИЛ

Дата введения - 2015-04-30

Область применения

Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99^* Строительная климатология»

3 Термины и определения

Общие положения

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции

5.1 Расчет основан на представлении фрагмента теплозащитной оболочки здания в виде набора независимых элементов, каждый из которых влияет на тепловые потери через фрагмент (далее - теплозащитных элементов).

В качестве теплозащитных элементов используют отдельные участки конструкции, детали (как правило, прорезающие утеплитель), стыки между различными конструкциями. Одна и та же конструкция может быть разбита на элементы различными способами. В приложении А приведены типовые разбивки на теплозащитные элементы основных видов стен.

При разбивке на элементы необходимо соблюдать следующие правила:

- совокупность выделенных элементов должна быть достаточной для составления рассматриваемой конструкции, т.е. содержать все узлы конструкции;

- при составлении конструкции элементы не пересекаются;

- элементы влияют на тепловые потери через конструкцию.

5.2 Расчет удельных потерь теплоты через элементы ограждающей конструкции должен содержать следующие части:

- схему или чертеж, позволяющие установить состав и устройство узла содержащего элемент;

- температурное поле узла;

- принятые в расчете температурного поля температуры наружного и внутреннего воздуха, а также геометрические размеры узла, включенного в расчетную область;

- минимальную температуру внутренней поверхности конструкции и поток теплоты через узел, полученные в результате расчетов;

- удельные потери теплоты через элемент, посчитанные по формулам (Е.8), (Е.9) или (Е.11), (Е.12) СП 50.13330.

5.3 Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru

, м² ∙ °С/Вт, следует определять по формуле (5.1). Оформлять расчет приведенного сопротивления теплопередаче следует в соответствии с Е.6 СП 50.13330

0214S10-10598 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru

(5.1)

где l_j, n_k - геометрические характеристики элементов, определяемые для конкретного проекта, описание и правила нахождения приведены в разделе 6;

Ψ_j, χ_k - удельные потери теплоты через элементы, описание и правила нахождения приведены в разделе 6;

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru - осредненное по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания либо выделенной ограждающей конструкции, м² ∙ °С/Вт;

U_i - коэффициент теплопередачи однородной i-й части фрагмента теплозащитной оболочки здания (удельные потери теплоты через плоский элемент i-го вида), Вт/(м² ∙ °С)

(5.2)

a_i - площадь плоского элемента конструкции /-го вида, приходящаяся на 1 м² фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции, м²/м²

(5.3)

где A_i - площадь i-й части фрагмента, м²;

5.4 Осредненное по площади условное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания определяют по формуле

(5.4)

где Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания или выделенной ограждающей конструкции - student2.ru - условное сопротивление теплопередаче однородной части фрагмента теплозащитной оболочки здания i-го вида, м² ∙ °С/Вт, которое определяют экспериментально или расчетом по формуле

(5.5)

где α_в, α_н - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ограждающей конструкции соответственно, Вт/(м² ∙ °С), принимают по таблицам 4 и 6 СП 50.13330;

R_s - термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, м2 ∙ °С/Вт, определяемое для невентилируемых воздушных прослоек по таблице 1, для материальных слоев по формуле

(5.6)

δ_s - толщина слоя, м;

λ_s - теплопроводность материала слоя, Вт/(м ∙ °С), принимаемая по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных ее оценивают по приложению Т СП 50.13330,

5.5 Коэффициент теплотехнической однородности, r, вспомогательная величина, характеризующая эффективность утепления конструкции, определяют по формуле

(5.7)

Таблица 1

Толщина воздушной прослойки, м	Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м² ∙ °С/Вт
горизонтальной при потоке тепла снизу вверх и вертикальной	горизонтальной при потоке тепла сверху вниз
при температуре воздуха в прослойке
положительной	отрицательной	положительной	отрицательной
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,1	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,2 - 0,3	0,15	0,19	0,19	0,24

Примечание - При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличивать не менее чем в 2 раза. При этом термическое сопротивление прослойки не должно превышать:

0,4 м² ∙ °С/Вт - для воздушной прослойки толщиной 0,02 м;

0,45 м² ∙ °С/Вт - для воздушной прослойки толщиной 0,03 м;

0,5 м² ∙ °С/Вт - для воздушной прослойки толщиной 0,05 м.

[СП 50.13330 приложение Е, пункты Е.1, Е.2, таблица Е.1 и приложение Т таблица Т.1]