Величины q и qдоп.i являются удобными для сравнения вклада различных теплопроводных включений. Они характеризуют теплопотери с 1 м2 конструкции, обусловленные соответствующим теплопроводным включением. Поэтому они могут называться удельными теплопотерями по глади конструкции и дополнительными, соответственно. По известным q и qдоп.i вычисляется коэффициент теплотехнической однородности фрагмента конструкции r, который в силу вышеприведенного определения этой характеристики и формул (3) равен:
где Rпр.о — приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции, (м2⋅°C)/Вт; tв, tн — температура внутреннего и наружного воздуха, соответственно, принятая для расчетов, °C; Q — мощность потока теплоты по глади конструкции (через условную конструкцию), Вт; Qдоп.i — дополнительная мощность потока теплоты, обусловленная iм теплопроводным включением, Вт; F — площадь фрагмента ограждающей конструкции, м2. Величины Qдоп.i определяются на основе расчета температурных полей узлов конструкций. Формулу (1) целесообразно привести к виду, в котором используются не мощности потока теплоты, а плотности теплового потока q и qдоп.i:
Сформулированные определения можно уточнять и совершенствовать, например, в отношении уточнения площади, по которой ведется осреднение потока теплоты. Но в рамках данной статьи эти определения являются достаточными. Используемые формулы для расчета приведенного сопротивления теплопередаче конструкций вытекают непосредственно из этих определений. Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции равно:
Важной особенностью понятия «приведенного сопротивления теплопередаче» является то, что оно относится к определенному фрагменту ограждающей конструкции. Если этот фрагмент не указан, то понятие по факту лишено смысла. Однако. обычно из контекста ясно, какой фрагмент имеется в виду. Если же из контекста не видно, какой фрагмент имеется в виду, то термин «приведенное сопротивление теплопередаче стены» следует относить к совокупности всех стен здания. Именно так приходится понимать использование этого термина в СНиП [1] и в др. документах.
Коэффициентом теплотехнической однородности фрагмента ограждающей конструкции называется величина, обратная отношению потока теплоты через рассматриваемый фрагмент конструкции к потоку теплоты через условную ограждающую конструкцию той же площади, что и рассматриваемый фрагмент.
Условным сопротивлением теплопередаче ограждающей конструкции называется приведенное сопротивление теплопередаче условной многослойной ограждающей конструкции, в которой отсутствуют теплопроводные включения, и слои которой расположены перпендикулярно направлению потока теплоты через конструкцию.
Приведенным сопротивлением теплопередаче фрагмента ограждающей конструкции называется физическая величина, численно равная перепаду температуры воздуха по разные стороны ограждающей конструкции, при котором в стационарных условиях теплопередачи осредненная по площади фрагмента плотность потока теплоты через данный фрагмент конструкции равна 1 Вт/м2.
Представляется целесообразным дать определение основной характеристики теплозащиты ограждающих конструкций и вспомогательных характеристик, т.к. имеющиеся определения в нормативных документах [2] приводят к путанице при практических расчетах.
2.1. Методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.
2. Теплозащитные свойства
В настоящей статье, на основании накопленного опыта, рассматриваются и анализируются свойства новых ограждающих конструкций многоэтажных зданий: стен с облицовкой из кирпичной кладки, теплоизоляционных навесных фасадных систем с тонким штукатурным слоем и с вентилируемой воздушной прослойкой. Анализ проводится в основном с точки зрения теплофизики и, прежде всего — теплозащиты. Теплозащита конструкций оценивается в соответствии с требованиями СНиП [1] для условий города Москвы. Статья касается также и методических аспектов проектирования рассматриваемых ограждающих конструкций современных зданий для достижения ими требуемых эксплуатационных свойств.
При проектировании новых ограждающих конструкций их тепло физические свойства, в т.ч. теплозащита, проверяются расчетом не полностью или вообще не проверяются. Негласно считается, что в массовом строительстве достигнут уровень теплозащиты, нормируемый в [1]. Часто звучат призывы провести повышение нормативных требований к теплозащите. В ряде стран это уже осуществлено. При этом почти не происходит изучения опыта эксплуатации зданий с новыми видами ограждающих конструкций. Не рассматривается и экономическая составляющая повышения теплозащиты зданий.
Основной причиной, вызвавшей изменение ограждающих конструкций, стало введение повышенных требований к теплозащите с целью снижения затрат на отопление. Внедрению новых ограждающих конструкций не предшествовали стадии научных исследований и экспериментального строительства, за исключением трехслойных железобетонных панелей для крупнопанельных зданий, которые разрабатывались и были внедрены в советское время. В результате все построенные здания с навесными стенами с повышенным уровнем теплозащиты фактически являются экспериментальными. Результаты этого незапланированного гигантского эксперимента предстоит изучать и осмысливать еще много лет. Научные исследования таких конструкций осуществляются слабо.
Современные стеновые ограждающие конструкции совершенно иные, чем они были 20 лет тому назад. Хорошо зарекомендовавшие себя однослойные панели из легкого бетона, несущие кирпичные стены отошли в прошлое. Практически уничтожена индустрия производства пористых заполнителей. Взамен указанных стен применяют навесные стены различных конструкций для строительства зданий с монолитным каркасом. Для возможности их возведения построены и работают заводы по производству эффективных утеплителей и блоков из ячеистого бетона. Из старых ограждающих конструкций сохранились только трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем для строительства типовых панельных зданий. Но и в этих конструкциях резко увеличена толщина утеплителя.
В статье проанализированы результаты исследований показателей теплозащиты, обозначены проблемы влажностного режима этих конструкций. Также показано, что рассматриваемые конструкции не всегда удовлетворяют требуемым показателям теплозащиты. Использование в конструкциях пористых теплоизоляционных материалов обострило проблемы, связанные с продольной фильтрацией воздуха и влажностным режимом конструкций. Экономический анализ показал отсутствие окупаемости мероприятий по повышению теплозащитных свойств ограждающих конструкций. Необходимо провести в нормативных документах совершенствование методов теплофизической оценки.
Автор: В.Г. ГАГАРИН, зав. лабораторией, проф., д.т.н., Научно-исследовательский институт строительной физики (НИИСФ РААСН)
Опубликовано: 2012 | 1
Теплофизические свойства стеновых ограждающих конструкций
Сантехника. Отопление. Кондиционирование. Энергосбережение.
Архив С.О.К. | 2012 | 1 | Теплофизические свойства стеновых ограждающих конструкций
Комментариев нет:
Отправить комментарий