Требуемое
общее сопротивление теплопередаче
для наружных дверей (кроме балконных)
должно быть не менее значения 0,6
для
стен зданий и сооружений, определяемого
при расчетной зимней температуре
наружного воздуха, равной средней
температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 .
Принимаем
фактическое общее сопротивление
теплопередаче наружных дверей
=
,
тогда
фактическое сопротивление теплопередаче
наружных дверей
,
(м 2 ·С)/Вт,
, (18)
где t в, t н, n, Δt н, α в – то же, что и в уравнении (1).
Коэффициент теплопередачи наружных дверей k дв, Вт/(м 2 ·С), вычисляют по уравнению:
.
Пример 6. Теплотехнический расчет наружных ограждений
Исходные данные.
Здание жилое, t в = 20С.
Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов t хп(0,92) = -29С (приложение А);
α в = 8,7 Вт/(м 2 ·С) (таблица 8); Δt н = 4С (таблица 6).
Порядок расчета.
Определяем
фактическое сопротивление теплопередаче
наружной двери
по уравнению (18):
(м 2 ·С)/Вт.
Коэффициент теплопередачи наружной двери k дв определяем по формуле:
Вт/(м 2 ·С).
2 Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период
Проверка
наружных ограждений на теплоустойчивость
осуществляется в районах со среднемесячной
температурой воздуха в июле 21С
и выше. Установлено, что колебания
температуры наружного воздуха А t н,
С,
происходят циклически, подчиняются
закону синусоиды (рисунок 6) и вызывают,
в свою очередь, колебания фактической
температуры на внутренней поверхности
ограждения
,
которые также протекают гармонически
по закону синусоиды (рисунок 7).
Теплоустойчивость
– это свойство ограждения сохранять
относительное постоянство температуры
на внутренней поверхности τ в,
С,
при колебаниях внешних тепловых
воздействий
,
С,
и
обеспечивать комфортные условия в
помещении. По мере удаления от наружной
поверхности амплитуда колебаний
температуры в толще ограждения, А τ ,
С,
уменьшается, главным образом, в толще
слоя, ближайшего к наружному воздуху.
Этот слой толщиной δ рк,
м, называется слоем резких колебаний
температуры А τ ,
С.
Рисунок 6 – Колебания тепловых потоков и температур на поверхности ограждения
Рисунок 7 – Затухание температурных колебаний в ограждении
Проверку
на теплоустойчивость осуществляют для
горизонтальных (покрытия) и вертикальных
(стены) ограждений. Вначале устанавливают
допустимую (требуемую) амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности
наружных ограждений с учётом
санитарно-гигиенических требований по
выражению:
, (19)
где t нл − среднемесячная температура наружного воздуха за июль (летний месяц), С, .
Эти
колебания происходят вследствие
колебаний расчетных температур наружного
воздуха
,С,
определяемых по формуле:
где А t н − максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воздуха за июль, С, ;
ρ − коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности (таблица 14);
I max , I ср − соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м 3 , принимаемые:
а) для наружных стен − как для вертикальных поверхностей западной ориентации ;
б) для покрытий − как для горизонтальной поверхности ;
α н − коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения при летних условиях, Вт/(м 2 ·С), равный
где υ − максимальная из средних скоростей ветра за июль, но не менее 1 м/с .
Таблица 14 – Коэффициент поглощения солнечной радиации ρ
|
Материал наружной поверхности ограждения |
Коэффициент поглощения ρ |
|
Защитный слой рулонной кровли из светлого гравия | |
|
Кирпич глиняный красный | |
|
Кирпич силикатный | |
|
Облицовка природным камнем (белым) | |
|
Штукатурка известковая темно-серая | |
|
Штукатурка цементная светло-голубая | |
|
Штукатурка цементная темно-зеленая | |
|
Штукатурка цементная кремовая |
Величина
фактических колебаний на внутренней
плоскости
,С,
будет зависеть от свойств материала,
характеризуемых значениями D,
S,
R,
Y,
α н
и способствующих затуханию амплитуды
колебаний температуры в толще ограждения
А t .
Коэффициент
затухания
определяют по формуле:
где D − тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая по формуле ΣD i = ΣR i ·S i ;
e = 2,718 − основание натурального логарифма;
S 1 , S 2 , …, S n − расчётные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждения (приложение А, таблица А.3) или таблица 4;
α н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/(м 2 ·С), определяется по формуле (21);
Y 1 , Y 2 ,…, Y n − коэффициент теплоусвоения материала наружной поверхности отдельных слоев ограждения, определяемый по формулам (23 ÷ 26).
,
где δ i – толщина отдельных слоев ограждающей конструкции, м;
λ i – коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м·С) (приложение А, таблица А.2).
Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности Y, Вт/(м 2 ·С), отдельного слоя зависит от значения его тепловой инерции и определяется при расчёте, начиная с первого слоя от внутренней поверхности помещения – к наружной.
Если первый слой имеет D i ≥1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y 1 следует принимать
Y 1 = S 1 . (23)
Если первый слой имеет D i < 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:
для
первого слоя 
; (24)
для
второго слоя 
; (25)
для
n-го
слоя 
, (26)
где
R 1 ,
R 2 ,…,
R n
– термическое
сопротивления 1, 2 и n-го
слоев ограждения, (м 2 ·С)/Вт,
определяемое по формуле
;
α в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м 2 ·С) (таблица 8);
По
известным значениям
и
определяют фактическую амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности ограждающей конструкции
,C,
. (27)
Ограждающая конструкция будет отвечать требованиям теплоустойчивости, если выполняется условие
(28)
В
этом случае ограждающая конструкция
обеспечивает комфортные условия
помещения, защищая от воздействия
внешних колебаний теплоты. Если
,
то
ограждающая конструкция является
нетеплоустойчивой, тогда необходимо
принять для наружных слоев (ближе к
наружному воздуху) материал с большим
коэффициентом теплоусвоения S,
Вт/(м 2 ·С).
Пример 7. Расчет теплоустойчивости наружного ограждения
Исходные данные.
Ограждающая конструкция, состоящая из трех слоев: штукатурки из цементно-песчаного раствора с объемной массой γ 1 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 1 = 0,04 м, λ 1 = 0,76 Вт/(м·С); слоя утеплителя из глиняного обыкновенного кирпича γ 2 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 2 = 0,510 м, λ 2 = 0,76 Вт/(м·С); облицовочного силикатного кирпича γ 3 = 1800 кг/м 3 , толщиной δ 3 = 0,125 м, λ 3 = 0,76 Вт/(м·С).
Район строительства – г. Пенза.
Расчетная температура внутреннего воздуха t в = 18 С.
Влажностный режим помещения – нормальный.
Условие эксплуатации – А.
Расчетные значения теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах:
t нл = 19,8С ;
R 1 = 0,04/0,76 = 0,05 (м 2 ·°С)/Вт;
R 2 = 0,51/0,7 = 0,73 (м 2 ·°С)/Вт;
R 3 = 0,125/0,76 = 0,16 (м 2 ·°С)/Вт;
S 1 = 9,60 Вт/(м 2 ·°С); S 2 = 9,20 Вт/(м 2 ·°С);
S 3 = 9,77 Вт/(м 2 ·°С); (приложение А, таблица А.2);
V = 3,9 м/с ;
А t н = 18,4 С ;
I max = 607 Вт/м 2 , , I ср = 174 Вт/м 2 ;
ρ= 0,6 (таблица 14);
D = R i · S i = 0,05·9,6+0,73·9,20+0,16·9,77 = 8,75;
α в = 8,7 Вт/(м 2 ·°С) (таблица 8),
Порядок расчета.
1. Определяем
допустимую амплитуду колебаний
температуры внутренней поверхности
наружного
ограждения по уравнению (19):
2. Вычисляем
расчетную амплитуду колебаний температуры
наружного воздуха
по формуле
(20):
где α н определяем по уравнению (21):
Вт/(м 2 ·С).
3. В зависимости от тепловой инерции ограждающей конструкции D i = R i ·S i = 0,05 · 9,6 = 0,48 <1, находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности для каждого слоя по формулам (24 – 26):
Вт/(м 2 ·°С).
Вт/(м 2 ·°С).
Вт/(м 2 ·°С).
4. Определяем коэффициент затухания расчетной амплитуды колебания наружного воздуха V в толще ограждения по формуле (22):
5.
Вычисляем фактическую амплитуду
колебаний температуры внутренней
поверхности ограждающей конструкции
,
С.
Если выполняется условие, формула (28), конструкция отвечает требованиям теплоустойчивости.
1.4 Сопротивление теплопередаче наружных дверей и ворот
Для наружных дверей требуемое сопротивление теплопередаче R о тр должно быть не менее 0,6R о тр стен зданий и сооружений, определяемого по формулам (1) и (2).
0,6R о тр =0,6*0,57=0,3 м²·ºС/Вт.
На основании принятых конструкций наружных и внутренних дверей по таблице А.12 принимаются их термические сопротивления.
Наружные деревянные двери и ворота двойные 0,43 м²·ºС/Вт.
Внутренние двери одинарные 0,34 м²·ºС/Вт
1.5 Сопротивление теплопередаче заполнений световых проёмов
Для выбранного типа остекления по приложению А , определяется значение термического сопротивления теплопередаче световых проемов.
При этом сопротивление теплопередачи заполнений наружных световых проемов R ок должно быть не менее нормативного сопротивления теплопередаче
определяемого по таблице 5.1, и не менее требуемого сопротивления
R= 0,39, определяемого по таблице 5.6
Сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов, исходя из разности расчетных температур внутреннего t в (таблица А.3) и наружного воздуха t н и используя таблицу А.10 (t н – температура наиболее холодной пятидневки).
Rт= t в -(- t н)=18-(-29)=47 м²·ºС/Вт
R ок = 0,55 -
для тройного остекления в деревянных раздельно-спаренных переплетах.
При отношении площади остекления к площади заполнения светового проема в деревянных переплетах, равном 0,6 – 0,74 указанное значение R ок следует увеличить на 10%
R=0,55∙1,1=0,605 м 2 Сº/Вт.
1.6 Сопротивление теплопередаче внутренних стен и перегородок
| Расчет термического сопротивления внутренних стен | ||||
| Коэф. теплопроводности материала λ, Вт/м²·ºС | Примечание | |||
| 1 | Брус сосна | 0,16 | 0,18 | p=500 кг/м³ |
| 2 | Наименование показателя | Значение | ||
| 3 | 18 | |||
| 4 | 23 | |||
| 5 | 0,89 | |||
| 6 | Rt = 1/αв + Rк + 1/αн | 0,99 | ||
| Расчет термического сопротивления внутренних перегородок | ||||
| Наименование слоя конструкции | Коэф. теплопроводности материала λ, Вт/м²·ºС | Примечание | ||
| 1 | Брус сосна | 0,1 | 0,18 | p=500 кг/м³ |
| 2 | Наименование показателя | Значение | ||
| 3 | коэф. теплоотдачи внутр. поверхности ограждающей конструкции αв, Вт/м²·ºС | 18 | ||
| 4 | коэф. теплоотдачи наруж. поверхности для зимних условий αн, Вт/м²·ºС | 23 | ||
| 5 | термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк, м²·ºС/Вт | 0,56 | ||
| 6 | сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rt, м²·ºС/Вт Rt = 1/αв + Rк + 1/αн | 0,65 | ||
Участок 13. - тройник на проход 1 шт. z = 1,2; - отвод 2 шт. z = 0,8; Участок 14. - отвод 1 шт. z = 0,8; - вентиль 1 шт. z = 4,5; Коэффициенты местных сопротивлений остальных участков системы отопления жилого дома и гаража определены аналогично. 1.4.4. Общие положения конструирования системы отопления гаража. Система...
Тепловая защита зданий. СНиП 3.05.01-85* Внутренние санитарно-технические системы. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата помещения. ГОСТ 21.205-93 СПДС. Условные обозначения элементов санитарно-технических систем. 2. Определение тепловой мощности системы отопления Ограждающие конструкции здания представлены наружными стенами, перекрытием над верхним этажом...
... ; м3 ; Вт/м3 ∙ °С. Должно выполнятся условие. Нормативное значение берётся по таблице 4 в зависимости от. Значение нормируемой удельной тепловой характеристики для гражданского здания (туристическая база) . Так как 0,16 < 0,35, следовательно, условие выполняется. 3 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, ...
Проектировщика. Внутренние санитарно – технические устройства: в 3 ч. – Ч 1 Отопление; под ред. И. Г. Староверова, Ю. И. Шиллера. – М: Стойиздат, 1990 – 344с. 8. Лаврентьева В. М., Бочарникова О. В. Отопление и вентиляция жилого здания: МУ. – Новосибирск: НГАСУ, 2005. – 40с. 9. Еремкин А. И., Королева Т. И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2000. – 369с. ...
Теплоизоляция (теплозащита)
Теплоизоляция - одна из основных функций окна, которая обеспечивает комфортные условия внутри помещения.
Тепловые потери помещения определяются двумя факторами:
- Трансмиссионными потерями , которые складываются из потоков тепла, которое помещение отдает через стены, окна, двери, потолок и пол.
- Вентиляционными потерями , под которыми понимается количество тепла, необходимое для нагрева до температуры помещения холодного воздуха, проникающего через негерметичности окна и в результате вентиляции.
В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче R o (м²· °C/Вт) , величина, обратная коэффициенту теплопроводности k , который принят в нормах DIN.
Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k , тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.
К сожалению, простой пересчет k в R o (k=1/R o) не вполне корректен из-за различия методик измерений в России и других странах. Однако, если продукция сертифицирована, то производитель обязан представить заказчику именно показатель сопротивления теплопередаче.
Основными факторами влияющими на значение приведенного сопротивления теплопередаче окна являются:
- размер окна (в т.ч. отношение площади остекления к площади оконного блока);
- поперечное сечение рамы и створки;
- материал оконного блока;
- тип остекления (в т.ч. ширина дистанционной рамки стеклопакета, наличие селективного стекла и специального газа в стеклопакете);
- количество и местоположение уплотнителей в системе рама/створка.
От значения показателей R o зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.
Плохие теплозащитные свойства окон неизбежно приводят к появлению холодного излучения в зоне окон и возможности появления конденсата на самих окнах или в зоне их примыкания к другим конструкциям. Причем это может происходить не только, в следствие, низкого сопротивления теплопередачи конструкции окна, но также и плохого уплотнения стыков рамы и створки.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника", который является переизданием СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" с изменениями, утвержденными и введенными в действие с 1 июля 1989 г. постановлением Госстроя СССР от 12 декабря 1985 г. 241, изменением 3, введенным в действие с 1 сентября 1995 г. постановлением Минстроя России от 11 августа 1995 г. 18-81 и изменением 4, утвержденным постановлением Госстроя России от 19 января 1998 г. 18-8 и введенным в действие 1 марта 1998 г.
В соответствии с этим документом, при проектировании приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей R o следует принимать не менее требуемых значений, R o тр (см. таблицу 1).
Таблица 1. Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей
| Здания и сооружения | Градусо-сутки отопительного периода, °C сут | Приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей не менее R отр , м²· °C/Вт |
|---|---|---|
| Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80 |
| Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажностным или мокрым режимом | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 |
| Производственные с сухим и нормальным режимом | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 |
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 |
| Примечание:
1. Промежуточные значения R отр следует определять интерполяцией 2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажностным или мокрым режимом, с избытками явного тепла от 23 Вт/м 3 , а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажностным или мокрым режимом следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий. 3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее, чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий. 4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице. |
||
Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле:
ГСОП = (t в - t от.пер.) · z от.пер.
где
t в
- расчетная температура внутреннего воздуха, °C (согласно ГОСТ 12.1.005-88
и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений);
t от.пер.
- средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C; °C;
z от.пер.
- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°C, Сут (по СНиП 2.01.01-82
"Строительная климатология и геофизика").
По СНиП 2.08.01-89* при расчете ограждающих конструкций жилых зданий следует принимать: температуру внутреннего воздуха 18 °C в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (определяемой согласно СНиП 2.01.01-82) выше -31°C и 20°C при -31°C и ниже; относительную влажность воздуха равной 55 %.
Таблица 2. Температура наружного воздуха (выборочно, полностью см. СНиП 2.01.01-82)
| Город | Температура наружного воздуха, °С | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Наиболее холодной пятидневки | Период со средней суточной температурой воздуха ≤8°С |
||||
| 0,98 | 0,92 | Продолжительность, сут. | Средняя температура, °С | ||
|
Владивосток |
|||||
|
Волгоград |
|||||
|
Красноярск |
|||||
|
Краснодар |
|||||
|
Мурманск |
|||||
|
Новгород |
|||||
|
Новосибирск |
|||||
|
Оренбург |
|||||
|
Ростов-на-Дону |
|||||
|
Санкт-Петербург |
|||||
|
Ставрополь |
|||||
|
Хабаровск |
|||||
|
Челябинск |
|||||
Для облегчения работы проектировщиков в СНиП II-3-79* , в приложении приведена также справочная таблица, содержащая приведенные сопротивления теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей для различных конструкций. Пользоваться этими данными необходимо в том случае, если значения R отсутствуют в стандартах или технических условиях на конструкции. (см. примечание к табл. 3)
Таблица 3. Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей (справочное)
| Заполнение светового проема | Приведенное сопротивление теплопередаче R о, м² ·°С/Вт | ||
|---|---|---|---|
| в деревянных или ПВХ переплетах | в алюминиевых переплетах | ||
|
1. Двойное остекление в спаренных переплетах |
|||
|
2. Двойное остекление в раздельных переплетах |
0,34* |
||
|
3. Блоки стеклянные пустотные (с шириной швов 6 мм) размером, мм:
|
0,31 (без переплета) |
||
|
4. Профильное стекло коробчатого сечения |
0,31 (без переплета) |
||
|
5. Двойное из органического стекла для зенитных фонарей |
|||
|
6. Тройное из органического стекла для зенитных фонарей |
|||
|
7. Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах |
|||
|
8. Однокамерный стеклопакет из стекла: Обычного |
|||
|
9. Двухкамерный стеклопакет из стекла: Обычного (с межстекольным расстоянием 6 мм) Обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм) С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием |
|||
|
10. Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: Обычного С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием С твердым селективным покрытием и заполненным аргоном |
|||
|
11. Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла: Обычного С твердым селективным покрытием С мягким селективным покрытием С твердым селективным покрытием и заполненным аргоном |
|||
| 12. Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах | |||
|
13. Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах |
|||
|
14. Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах |
|||
|
*
В стальных переплетах Примечания:
|
|||
Кроме общероссийских нормативных документов существуют еще и местные, в которых определенные требования для данного региона могут быть ужесточены.
Например, согласно Московским городским строительным нормам МГСН 2.01-94 "Энергоснабжение в зданиях. Нормативы по теплозащите, тепловодоэлектроснабжению.", приведенное сопротивление теплопередаче (R o) должно быть не менее 0,55 м²·°C/Вт для окон и балконных дверей (допускается 0,48 м²·°C/Вт в случае применения стеклопакетов с теплоотражающими покрытиями).
В этом же документе содержатся и другие уточнения. Для улучшения теплозащиты заполнений светопроемов в холодный и переходный периоды года без увеличения числа слоев остекления следует предусматривать применение стекол с селективным покрытием, размещая их с теплой стороны. Все притворы рам окон и балконных дверей должны содержать уплотнительные прокладки из силиконовых материалов или морозостойкой резины.
Говоря о теплоизоляции необходимо помнить, что летом окна должны выполнять противоположную зимним условиям функцию: защищать помещение от проникновения солнечного тепла в более прохладное помещение.
Следует также принимать во внимание, что жалюзи, ставни и т.п. работают как временные теплозащитные устройства и существенно уменьшают теплопередачу через окна.
Таблица 4. Коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств
(СНиП II-3-79*, приложение 8)
|
Солнцезащитные устройства |
Коэффициент теплопропускания |
|---|---|
|
А. Наружные
|
0,15 |
|
Примечание:
1. Коэффициенты теплопропускания даны дробью: до черты - для солнцезащитных устройств с пластинами под углом 45°, после черты - под углом 90° к плоскости проема. 2. Коэффициенты теплопропускания межстекольных солнцезащитных устройств с проветриваемым межстекольным пространством следует принимать в 2 раза меньше. |
|
Отличие между наружной входной дверью в дом (в коттедж, офис, магазин, производственный корпус) и внутренней входной дверью в квартиру (в офис) - в условиях эксплуатации.
Наружные входные двери в здание являются барьером между улицей и внутренним помещением дома. На такие двери воздействуют солнечные лучи, дождь, снег и другие атмосферные осадки, перепады температуры и влажности.
Наружные двери устанавливаются на входе в здание (на выходе на улицу). Это могут быть как подъездные двери на входе в многоквартирный жилой дом, так и двери в частный одноквартирный дом или коттедж; наружные двери могут быть и частью входной группы в офисное здание, в магазин или в производственый или административно-бытовой корпус. Несмотря на то, что ко всем этим наружным дверям предъявляются различные требования, все наружные входные двери наряду с прочностью, должны обладать повышенной атмосферостойкостью (противостоять сырости, солнечной радиации, перепадам температур).
Деревянные наружные входные двери
Древесина является традиционным материалом, применяемым для изготовления дверей. Для установки в коттеджи и частные дома используются деревянные наружные входные двери из массива. Деревянные наружные двери по ГОСТ 24698 устанавливают в многоквартирные жилые дома и общественные здания. Наружные деревянные двери изготовляются одно- и двупольными, с остекленными и глухими щитовыми или рамочными полотнами. Все деревянные наружные входные двери имеют повышенную влагостойкость.
Обладая низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности дерева λ = 0,15—0,25 Вт/м×К в зависимости от породы и влажности), деревянные двери обеспечивают высокое приведенное сопротивление теплопередаче. Деревянная входная дверь в зимнее время не промерзает, не покрывается изнутри инеем и в ней не замерзают замки (в отличии от некоторых металлических дверей). Так как металл является хорошим проводником, он быстро проводит холод с улицы в дом, что приводит к образованию инея на внутренней стороне двери и коробки и промерзанию замков.
Наружные входные деревянные двери типа ДН по ГОСТ 24698 устанавливаются в стандартные дверные проемы в наружных стенах зданий.
Размеры стандартных дверных проемов:
- ширина проема - 910, 1010, 1310, 1510, 1550 1910 или 1950 мм
- высота проема - 2070 или 2370 мм
Пластиковые входные наружные двери
Пластиковые (металлопластиковые) наружные входные двери изготавливаются, как правило, остекленными из поливинилхлоридных профилей (ПВХ-профиль) для дверных блоков по ГОСТ 30673-99 . В качестве остекления используются одно- или двухкамерные клееные стеклопакеты по ГОСТ 24866 с сопротивлением теплопередаче не менее 0,32 м²×°С/Вт.
Пластиковые (металлопластиковые) наружные входные двери сочетают в себе доступную цену и высокие эксплуатационные характеристики. Обладая малой теплопроводностью (0,2—0,3 Вт/м×К в зависимости от марки), поливинилхлорид (ПВХ) позволяет изготавливать теплые пластиковые двери (по ГОСТ 30674-99) с сопротивлением теплопередаче не менее 0,35 м²×°С/Вт (для однокамерного стеклопакета) и не менее 0,49 м²×°С/Вт (для двухкамерного стеклопакета), при этом приведенное сопротивление теплопередаче непрозрачной части заполнения дверных блоков из пластиковых сэндвичей не ниже 0,8 м²×°С/Вт.
В помещение, не оборудованное холодным тамбуром, для устранения выпадения конденсата, инея и наледи, следует устанавливать дверь с высокими теплоизолирующими свойствами. Самыми высокими показателями по теплоизоляции обладают деревянные и пластиковые двери, поэтому металлопластиковые двери являются идеальным вариантом для наружной входной двери в одноквартирный жилой дом или в офис.
Металлические входные наружные двери
В производстве металлических дверей используют либо прессованные профили из алюминиевых сплавов (алюминиевые двери), либо стальной горячекатаный и холоднокатаный листовой и сортовой прокат в сочетании с гнутыми стальными профилями (стальные двери).
Металлическая наружная дверь по определению будет холодной, поскольку как сталь, и тем более алюминиевые сплавы, замечательно проводят тепло (низкоуглеродистая сталь имеет коэффициент теплопроводности λ около 45 Вт/м×К, алюминиевые сплавы - около 200 Вт/м×К, то есть сталь приблизительно в 60 раз хуже по теплоизоляции, чем дерево или пластик, а алюминиевые сплавы - примерно на 3 порядка хуже.).
А на холодной поверхности, по определению, будет конденсироваться влага, если воздух, с ней контактирующий, имеет избыточную для данной температуры влажность (если температура внутренней поверхности входной двери опустится ниже точки росы воздуха внутреннего помещения). Использование декоративных панелей на металлической двери без терморазрыва, исключит обмерзание (выпадение инея), но не образование конденсата.
Решение проблемы промерзания металлических наружных дверей - применение в производстве наружных входных дверей «теплых» профилей с термовставками (использование терморазрывов из материалов, обладающих низкой теплопроводностью) или устройство , то есть установка еще одной двери (тамбурной), отсекающей теплый и влажный воздух основного внутреннего помещения от входной наружной двери. Для наружных металлических дверей (выходящих на улицу), оборудование теплового тамбура - обязательное условие (п. 1.28 СНиП 2.08.01 «Жилые здания»).
Алюминиевые входные наружные двери
Алюминиевые наружные входные двери по ГОСТ 23747 изготавливаются, как правило, остекленными с использованием прессованных профилей по ГОСТ 22233 из алюминиевых сплавов системы алюминий-магний-кремний (Al-Mg-Si) марок 6060 (6063). В качестве остекления используются одно- или двухкамерные клееные стеклопакеты по ГОСТ 24866-99 с сопротивлением теплопередаче не менее 0,32 м²×°С/Вт.
Алюминиевые сплавы не содержат примесей тяжелых металлов, не выделяет вредных веществ под воздействием ультрафиолетовых лучей и сохраняют работоспособность в любых климатических условиях при перепадах температур от − 80°С и до + 100°С. Долговечность алюминиевых конструкций составляет свыше 80 лет (минимальный срок службы).
Алюминиевые сплавы марок 6060 (6063) характеризуются достаточно высокой прочностью:
- расчетное сопротивление на растяжение, сжатие и изгиб R = 100 МПа (1000 кгс/см²)
- временное сопротивление σ в = 157 МПа (16 кгс/мм²)
- предел текучести σ т = 118 МПа (12 кгс/мм²)
Алюминиевые сплавы лучше, чем любой другой материал, используемый при изготовлении дверей, сохраняет свои структурные свойства при перепадах температур. После соответствующей обработки поверхности алюминиевых изделий, они становятся устойчивыми к коррозии, вызываемой дождями, снегом, жарой и смогом крупных городов.
Несмотря на то, что алюминиевые сплавы, используемые при изготовлении прессованных профилей коробки и полотна наружных дверей имеют очень высокий коэффициент теплопроводности λ около 200 Вт/м×К, что на 3 порядка выше, чем у дерева и пластика, за счет конструктивных мер с использованием терморазрывов из материалов, обладающих низкой теплопроводностью, удается существенно повысить сопротивление теплопередачи в «теплых» алюминиевых профилях с термовставками до 0,55 м²×°С/Вт.
Распашные алюминиевые наружные двери чаще всего устанавливают в торговых и бизнес центрах, магазинах, банках и других зданиях с большой проходимостью, где главным требованием является высокая надежность конструкции двери. При изготовлении входных наружных дверей используются, как правило, «теплые» профили с термовставками. Но довольно часто на практике, в целях экономии средств, в тамбурных системах при наличии тепловой завесы используются и «холодные» алюминиевые профили.
Стальные входные наружные двери
Стальные наружные входные двери по ГОСТ 31173 обладают наибольшей прочностью. Они, как правило, изготавливаются глухими.
Пермская производственная компания «ГРАН-Строй» осуществляет изготовление на заказ и установку наружных стальных металлических входных дверей по ГОСТ 31173 . Стоимость заказываемых наружных стальных дверей зависит от их комплектации и класса отделки. Минимальная цена стальной наружной двери 8500 рублей.
Полотно наружной входной двери выполнено из стального горячекатаного листа по ГОСТ 19903 толщиной от 2 до 3 мм на каркасе из стальной прямоугольной трубы сечением от 40×20 мм до 50×25 мм. Изнутри предусмотрена отделка тонированной гладкой или фрезерованной фанерой толщиной от 4 до 12 мм. Толщина полотна двери до 65 мм. Между стальным листом и листом фанеры располагается утеплитель, выполняющий также функцию шумоизоляции. Двери комплектуются одним или двумя врезными трех- или пятиригельным замками с сувальдными и(или) цилиндровыми механизмами 3-го или 4-го класса по ГОСТ 5089 . В притворе устанавливается два контура уплотнения.
Основные нормативные требования к входным дверям изложены в следующих сводах строительных норм и правил (СП и СНиП):
- СП 1.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы» ;
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003);
- СП 54.13330.2011 «Жилые здания многоквартирные» (актуализированная редакция
По таблице А11 определяем термическое сопротивление наружных и внутренних дверей: R нд =0,21 (м 2 0 С)/Вт, следовательно принимаем двойные наружные двери;R вд1 =0,34 (м 2 0 С)/Вт,R вд2 =0,27 (м 2 0 С)/Вт.
Затем по формуле (6) определяем коэффициент теплообмена наружных и внутренних дверей:
Вт/м 2 о С
Вт/м 2 о С
2 Расчёт тепловых потерь
Потери теплоты условно разделяются на основные и добавочные.
Тепловые потери через внутренние ограждающие конструкции между помещениями рассчитываются, если перепад температур по обе стороны >3 0 С.
Основные теплопотери помещений, Вт, определяются по формуле:
где F – расчётная площадь ограждения, м 2 .
Потери теплоты, по формуле (9), округляем до 10 Вт. Температура t в угловых помещений берётся на 2 0 С выше нормативной. Теплопотери подсчитываем для наружных стен (НС) и внутренних стен (ВС), перегородок (Пр), перекрытия над подвалом (ПЛ), окон тройных (ТО), наружных дверей двойных (ДД), внутренних дверей (ДВ), чердачных перекрытий (ПТ).
При расчёте тепловых потерь через полы над подвалом за температуру наружного воздуха t н принимается температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.
К добавочным теплопотерям относятся теплопотери, зависящие от ориентации помещений по отношению к сторонам света, от обдувания ветром, от конструкции наружных дверей и т. д.
Добавка на ориентацию ограждающих конструкций по сторонам света принимается в размере 10% от основных теплопотерь, если ограждение обращено на восток (В), север (С), северо-восток (СВ) и северо-запад (СЗ) и 5% – если на запад (З) и юго-восток (ЮВ). Добавка на подогрев врывающегося через наружные двери холодного воздуха при высоте здания Н, м, принимаем 0,27Н от основных теплопотерь наружной стены.
Теплозатраты на нагревание приточного вентиляционного воздуха, Вт, определяются по формуле:
где L п – расход приточного воздуха, м 3 /ч, для жилых комнат принимаем 3м 3 /ч на 1м 2 площади жилых помещений и кухни;
н – плотность наружного воздуха, равная 1,43 кг/м 3 ;
c – удельная теплоёмкость, равная 1 кДж/(кг 0 С).
Бытовые тепловыделения дополняют теплоотдачу отопительных приборов и рассчитываются по формуле:
,
(11)
где F п – площадь пола отапливаемого помещения, м 2 .
Общие (полные) теплопотери здания Q пол определяются как сумма потерь тепла всеми помещениями, включая лестничные клетки.
Затем вычисляем удельную тепловую характеристику здания, Вт/(м 3 0 С), по формуле:
,
(13)
где
– коэффициент, учитывающий влияние
местных климатических условий (для
Беларуси
);
V зд – объём здания, принятый по наружному обмеру, м 3 .
Помещение 101 – кухня; t в =17+2 0 С.
Рассчитываем теплопотери через наружную стену с ориентацией на северо-запад (С):
площадь наружной стены F= 12,3 м 2 ;
перепад температуры t= 41 0 C;
коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, n=1;
коэффициент теплообмена с учётом оконных проёмов k =1,5Вт/(м 2 0 С).
Основные теплопотери помещений, Вт, определяются по формуле (9):
Добавочные теплопотери на ориентацию составляют 10% от Q осн и равны:
Вт
Теплозатраты на нагревание приточного вентиляционного воздуха, Вт, определяются по формуле (10):
Бытовые тепловыделения определили по формуле (11):
Теплозатраты на нагревание приточного вентиляционного воздуха Q вен и бытовые тепловыделения Q быт остаются прежними.
Для тройного остекления: F=1,99 м 2 , t=44 0 С, n=1, коэффициент теплообмена K=1.82Вт/м 2 0 С, из этого следует, что основные теплопотери окна Q осн =175 Вт, а добавочные Q доб =15,9 Вт. Теплопотери наружной стены (В) Q осн =474,4 Вт, а добавочные Q доб =47,7Вт.Теплопотери пола составляют: Q пл. =149 Вт.
Суммируем полученные значения Q i и находим общие потери тепла для этого помещения: Q=1710 Вт. Аналогично находим теплопотери для других помещений. Результаты расчета заносим в таблицу 2.1.
|
Таблица 2.1 - Ведомость расчёта теплопотерь |
|||||||||||||||
|
№ помещения и его назначение |
Поверхность ограждения |
Разность температур tв – tн |
Поправочный коэффициент n |
Коэффициент теплопередачи k Вт/м С |
Основные теплопотери Qосн , Вт |
Добавочные теплопотери, Вт |
Теплопот. на фильт-ю Qвен , Вт |
Быт-е тепловыд-я Qбыт , Вт |
Общие теплопотери Qпот=Qосн+Qдоб+Qвен-Qбыт |
||||||
|
Обозначение |
Ориентация |
Размер a , м |
Размер b ,м |
Площадь,м2 |
На ориентацию | ||||||||||
Продолжение таблицы 2.1
Продолжение таблицы 2.1
Продолжение таблицы 2.1
|
ΣQ ПОЛ= 11960 |
|||||||||||||||
После проведения расчёта необходимо вычислить удельную тепловую характеристику здания:
,
где α-коэффициент, учитывающий влияние местных климатических условий (для Беларуси - α≈1,06);
V зд – объём здания, принятый по наружному обмеру, м 3
Получившуюся удельную тепловую характеристику сравниваем по формуле:
,
где H- высота рассчитываемого здания.
При отклонении расчётного значения тепловой характеристики по сравнению с нормативным более чем на 20% необходимо выяснить причины этого отклонения.
,
Так
как
<
то принимаем что наши расчёты верны.