Opis:

A. S. Gorszkow, Cand. technika Sci., dyrektor Centrum Naukowo-Edukacyjnego „Monitorowanie i rehabilitacja systemów naturalnych” Federalnej Państwowej Autonomicznej Instytucji Edukacyjnej Szkolnictwa Wyższego „Państwowy Uniwersytet Politechniczny w Petersburgu”

P. P. Rymkiewicz, Cand. fizyczna-mata. Sci., profesor Wydziału Fizyki Federalnej Państwowej Instytucji Edukacyjnej Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „Wojskowa Akademia Kosmiczna im. A. F. Mozhaisky ”

N. I. Vatin, lekarz tech. Sci., profesor, dyrektor Instytutu Inżynierii Lądowej Federalnej Państwowej Autonomicznej Instytucji Edukacyjnej Wyższej Szkoły „St. Petersburg State Polytechnic University”

W wielu przypadkach * jednostkowe zużycie energii cieplnej w starych budynkach z wielkiej płyty i nowoczesnych domach o konstrukcji szkieletowej monolitycznej z dwuwarstwowymi ścianami z betonu komórkowego i cegły licowej praktycznie nie różni się. Jedną z przyczyn tego zjawiska jest to, że konstrukcje ścian dwuwarstwowych są często przeceniane pod względem ich parametrów termoizolacyjnych. W związku z tym przeprowadzono obliczenia zmniejszonej odporności na przenikanie ciepła dwuwarstwowej konstrukcji ściany, które wykazały, że jej właściwości cieplne nie tylko spełniają wymagane, ale także minimalne dopuszczalne wymagania prawne. Na etapie projektowania tego konstruktywne rozwiązanie zwykle współczynnik jednorodności ciepłowniczej wynosi 0,9, co w wielu przypadkach jest zawyżone. Ponadto projektanci stosują nieuzasadnione wartości przewodności cieplnej betonu komórkowego.

Obecnie w praktyce projektowania i budowy budynków z monolityczną ramą żelbetową i podparciem ścian zewnętrznych piętro po piętrze na monolitycznych lub prefabrykowanych monolitycznych stropach żelbetowych, jedna z najczęstszych opcji wypełniania zewnętrznego ciepła- powłoka ekranująca to konstruktywne rozwiązanie ścienne składające się z dwóch warstw (rys. 1):
- wewnętrzną warstwę nienośną z bloczków z betonu komórkowego o grubości 300–400 mm, w zależności od regionu budowy i jego parametrów klimatycznych;
- zewnętrzna warstwa licowa cegieł licowych o grubości jednej lub dwóch cegieł.

Opis konstrukcji balustrady ściennej

W rozważanym rozwiązaniu konstrukcyjnym wewnętrzna warstwa obudowy ściennej pełni funkcję izolacji termicznej, zewnętrzna - funkcję ochrony przed zewnętrznymi wpływami klimatycznymi, zapewnia wymaganą trwałość elewacji i kształtuje wygląd architektoniczny budynku. Uważa się, że to rozwiązanie konstrukcyjne spełnia wymagania ochrony termicznej dla większości regionów Federacji Rosyjskiej.
W Petersburgu tradycyjnym rozwiązaniem jest ogrodzenie ścienne, w którym grubość warstwy betonu komórkowego wynosi 375 mm (rys. 1a).

Wymogi regulacyjne

W SNiP 23-02-2003 „Ochrona cieplna budynków” (dalej - SNiP 23-02) ustalono trzy wskaźniki ochrony termicznej budynków:
a) poszczególne elementy przegród zewnętrznych;
b) sanitarno-higieniczne, w tym różnica temperatur pomiędzy temperaturą powietrza wewnętrznego i na powierzchni konstrukcji otaczających a temperaturą na powierzchni wewnętrznej jest wyższa niż temperatura punktu rosy;
c) jednostkowe zużycie energii cieplnej do ogrzania budynku, co pozwala na zróżnicowanie wartości właściwości termoizolacyjnych różne rodzaje zamykanie konstrukcji budynków z uwzględnieniem rozwiązań przestrzennych budynku oraz dobór systemów utrzymania mikroklimatu w celu osiągnięcia znormalizowanej wartości tego wskaźnika.

Zmniejszona odporność na przenoszenie ciepła r r 0 otaczające struktury należy przyjmować nie mniej niż wartości znormalizowane 1 r req, określana przez 2 w zależności od stopniodni okresu grzewczego (dalej GSOP) terenu budowy.

GSOP dla budynków mieszkalnych znajdujących się na terenie Petersburga wynosi 3 4 796 ° C dni, a znormalizowana wartość obniżonej odporności na przenikanie ciepła dla zewnętrznych ścian budynków mieszkalnych wynosi 4,08 m 2 ° C / W. Jednocześnie 5 spadek wartości znormalizowanej obniżonego oporu przejmowania ciepła dla ścian mieszkalnych i budynki publiczne o 37% przy spełnieniu wymagań SNIP 23-02 (klauzula 5.1).

Zatem w odniesieniu do rozpatrywanego przypadku minimalna dopuszczalna wartość obniżonego oporu przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych budynków mieszkalnych projektowanych na terenie Petersburga nie powinna być mniejsza niż 6 r min = 1,94 m 2 ° C/W.

Cel i cele badania

Zmniejszona odporność na przenoszenie ciepła r r 0 dla ścian zewnętrznych należy obliczyć dla elewacji budynku lub dla jednej kondygnacji pośredniej, uwzględniając spadki otworów bez uwzględnienia ich wypełnień 7. Rozważ w konkretny przykład jak ten wymóg jest spełniony w praktyce.

W tym celu obliczymy zmniejszoną odporność na przenikanie ciepła ścian zewnętrznych stropu pośredniego typowego wielomieszkaniowego budynku mieszkalnego ze strukturalnym schematem monolitycznego szkieletu i dwuwarstwowymi ścianami zewnętrznymi (ryc. 1) i porównamy uzyskane wartość ze znormalizowanym r req i dozwolone minimum r min wartości obniżonej odporności na przenikanie ciepła ścian zewnętrznych budynku mieszkalnego.

Dane wyjściowe do obliczeń ciepłowniczych

Teren budowy - Petersburg.
Przeznaczenie budynku jest mieszkalne.
Temperatura projektowa: powietrze w pomieszczeniu T h = 20 ° C; powietrze na zewnątrz T n = –26 ° С.
Strefa mokra jest wilgotna.
Reżim wilgotności pomieszczeń budynku jest normalny.
Warunki pracy konstrukcji otaczających - „B”.

Charakterystyka cieplna materiałów użytych w składzie ogrodzeń ściennych:
– zaprawa cementowo-piaskowaγ około = 1800 kg / m3, λ B = 0,93 W / (m ° C);
– murarstwo ze zwykłej cegły glinianej na zaprawie cementowo-piaskowej γ o = 1800 kg / m 3, λ B = 0,80 W / (m ° C);
- mur z niezbrojonych bloczków ściennych z autoklawizowanego betonu komórkowego o gęstości γ o = 400 kg / m 3, λ B = 0,14 W / (m ° C).

Warunki graniczne:
Obliczony współczynnik przenikania ciepła:
- wewnętrzna powierzchnia ściany α int = 8,7 W / (m 2 ° C);
- bloki okienne α int = 8 W / (m 2 ° С);
- zewnętrzna powierzchnia ścian, okien α ext = 23 W / (m 2 ° С).

Schematy projektowe fragmentów ścian zewnętrznych pokazano na ryc. 2.

Wyniki obliczeń

Zmniejszona odporność na przenikanie ciepła rozważanych fragmentów przegród termoizolacyjnych budynku jest obliczana na podstawie obliczeń pól temperatury. Istota metody polega na modelowaniu stacjonarnego procesu przenikania ciepła przez przegrodę budowlaną za pomocą programów komputerowych 8. Metoda ma na celu ocenę reżimu temperaturowego i obliczenie zmniejszonej odporności na przenikanie ciepła przegród budowlanych lub ich fragmentów, z uwzględnieniem kształtu geometrycznego, położenia i właściwości warstw konstrukcyjnych i termoizolacyjnych, temperatury otoczenia oraz współczynników przenikania ciepła powierzchnie.

Wartość zmniejszonego oporu na przenikanie ciepła środkowego stropu pośredniegor r 0 określa się na podstawie obliczenia zmniejszonej wytrzymałości kilku przekrojów (fragmentów) r r 0, i, uwzględniając straty ciepła przez końce płyt stropowych, spadki otworów okiennych i drzwi balkonowych (patrz tabela), w szczególności następujące fragmenty:
- puste ściany bez otworów, wymiary: w wysokości - wysokość podłogi h= 3,0 m, szerokość - 1,2 m (ryc. 2a);
- ściany z otworami okiennymi, wymiary: wysokość - wysokość podłogi h= 3,0 m, w szerokości - odległość między osiami otworów okiennych (rys. 2b);
- ściany z drzwiami balkonowymi o wymiarach: wysokość - wysokość podłogi h= 3,0 m, w szerokości - odległość między osiami ścian (ryc. 2c).

Zmniejszona odporność na przenikanie ciepła ścian zewnętrznych środkowego piętra budynku mieszkalnego r r 0, biorąc pod uwagę powierzchnie odcinków ścian wzdłuż elewacji budynku, obliczone za pomocą wzoru (1) (patrz Wzory obliczeniowe), wynosi 1,81 m 2 ° C / W.

Obliczanie warunkowej (bez uwzględnienia wpływu wtrąceń przewodzących ciepło na jednorodność cieplną ścian) odporności na przenoszenie ciepła r 0 rozważanego rozwiązania konstrukcyjnego (wzór (2), wzory obliczeniowe), otrzymujemy 2,99 m 2 ° C / W.

Stąd współczynnik jednorodności ciepłownictwa r, rozpatrywany na przykładzie ściany zewnętrznej typowego stropu pośredniego, z uwzględnieniem spadków otworów bez uwzględnienia ich wypełnień, będzie równy 0,61 (wzór (3), Wzory projektowe).

Co wpływa na współczynnik niejednorodności ciepłownictwa?

W przypadku podobnego rozwiązania projektowego uzyskano jeszcze niższą obliczoną wartość współczynnika jednorodności ciepłowniczej r = 0,48.

Różnice we współczynnikach jednorodności ciepłownictwa mogą wynikać z różnic w rozwiązaniach konstrukcyjnych zastosowanych w projekcie, składu ilościowego i jakościowego wtrąceń przewodzących ciepło. Również niejednorodność ciepłownicza konstrukcji ściany zależy od jakości instalacji.

W szczególności należy zauważyć, że zgodnie z wynikami strzelania 15 termogramów, odporność na przenikanie ciepła dwuwarstwowej ściany zewnętrznej mierzona w warunkach naturalnych wynosiła 1,3-1,5 m 2 ° C/W (przy warunkowej odporności na przenikanie ciepła muru r 0 = 3,92 m 2 ° C/W). Okazuje się, że rzeczywisty współczynnik jednorodności ciepłowniczej może być nawet mniejszy niż wartość obliczona i być zgodny z r= (1,3 ÷ 1,5) / 3,92 = 0,33 ÷ 0,38.

Zła jakość konstrukcji jest wymieniana jako jedna z możliwych przyczyn ujawnionej rozbieżności w budowa bloki o nieregularnym kształcie. Rzeczywiście, obecność pęknięć, pęknięć, dziur i innych wad w produktach może prowadzić do nadmiernych wydatków moździerz, który działa jako dodatkowe włączenie przewodzące ciepło, które nie jest uwzględniane w obliczeniach.

Należy zauważyć, że rzeczywista wilgotność wyrobów z betonu komórkowego w początkowym okresie eksploatacji może znacznie przekroczyć obliczoną. W związku z tym przewodność cieplna wyrobów z betonu komórkowego może okazać się wyższa w porównaniu z obliczonymi wartościami przyjętymi w projekcie, ponieważ przewodność cieplna materiału zależy od wilgotności masy.

Na podstawie uzyskanych obliczeń sformułujemy następujące wnioski:

Zmniejszona odporność na przenoszenie ciepła r r 0 dwuwarstwowej konstrukcji ściennej składającej się z wewnętrznej warstwy samonośnej z niezbrojonych bloczków z betonu komórkowego o gęstości D400 i zewnętrznej warstwy licowej z cegieł ceramicznych o grubości 120 mm, obliczonej na podstawie obliczeń temperatury pól dla typowej pośredniej kondygnacji budynku mieszkalnego, wynosi 1,81 m 2°C/W.
Konstrukcja rozpatrywanej obudowy ściennej (rys. 1) nie spełnia wymagań regulacyjnych dotyczących ochrony termicznej ( r req = 3,08 m 2 ° C / W).
Konstrukcja obudowy ściennej (rys. 1) nie spełnia minimalnych dopuszczalnych wymagań ochrony termicznej ( r min = 1,94 m 2 ° C/W).
Współczynnik jednorodności cieplnej r konstrukcja ściany zewnętrznej murowanej z bloczków gazobetonowych o gęstości D400 z licową warstwą cegieł licowych nie przekracza 0,61.
Rzeczywista wartość współczynnika jednorodności ciepłowniczej rozważanego rozwiązania konstrukcyjnego, biorąc pod uwagę jakość dostarczanych do obiektu wyrobów oraz jakość ich instalacji, może okazać się znacznie niższa od wartości obliczonej.
Aby zapewnić wymogi regulacyjne do poziomu ochrony termicznej ścian zewnętrznych budynków w ramach obudowy ściennej (rys. 1), albo zwiększyć grubość bloczków z betonu komórkowego w ramach dwuwarstwowej konstrukcji ściany, albo zastosować pośrednią warstwę termoizolacyjną materiały o szacunkowej przewodności cieplnej nie większej niż 0,05 W / m ° C. Warstwę izolacji termicznej należy ułożyć pomiędzy gazobetonem a warstwami czołowymi (elewacyjnymi).
We wszystkich przypadkach dla skuteczne usuwanie wilgoć ze składu ściany, między warstwą izolacji termicznej a cegłą licową należy zapewnić szczelinę wentylowaną, której przekrój efektywny (grubość) należy określić obliczeniowo.

Literatura

Krivoshein A.D., Fedorov S.V. Na pytanie o obliczenie zmniejszonej odporności na przenoszenie ciepła Inzhenerno-stroitelnyj zhurnal. 2010. Nr 8.
Krivoshein AD, Fedorov SV Instrukcja obsługi pakietu oprogramowania TEMPER do obliczania pól temperaturowych przegród budowlanych. Omsk: SibADI, 1997.
Sokolov N.A., Gorshkov A.S. Przewodność cieplna materiałów i produktów budowlanych: poziom harmonizacji rosyjskich i europejskich norm budowlanych // Materiały budowlane, sprzęt, technologie XXI wieku. 2014. nr 6 (185).
Gagarin V.G. Zagadnienia termofizyczne nowoczesnych konstrukcji ścian otaczających budynki wielopiętrowe// Akademia. Architektura i budownictwo. 2009. Nr 5.
Nemova D.V., Spiridonova T.I., Kurazhova V.G. Nieznane właściwości znanego materiału // Budowa unikalnych budynków i konstrukcji. 2012. Nr 1.

* Dane dotyczące wartości rzeczywistego zużycia energii budynków mieszkalnych w różnych latach budowy zostały zebrane i przeanalizowane przez autorów artykułu. - Około. wyd..

1 Zgodnie z wymaganiami SNiP 23-02 (s. 5.3).

2 Według SNiP 23-02, tabela 4.

3 Zgodnie z wymaganiami RMD 23-16-2012 „Petersburg. Zalecenia dotyczące świadczenia efektywności energetycznej budynki mieszkalne i użyteczności publicznej ”, tabela 3.

4 Tamże, Tabela 9.

5 Zgodnie z wymaganiami SNiP 23-02, punkt 5.13.

6 Patrz SNiP 23-02, wzór (8).

7 Zgodnie z wymaganiami SNIP 23-02, p. 5.6.

8 W naszym przypadku obliczenia wykonano przy użyciu pakiet oprogramowania TEMPERATUJE 3D.

Wspomniane już w punkcie 2.1.7 współczynnik jednorodności termicznej r jest oceną wpływu różnych przypadków naruszenia jednowymiarowości strumienia ciepła przez ogrodzenie zewnętrzne. Mogą to być regularne połączenia wewnętrzne, które przyciągają warstwę izolacyjną i warstwę elewacyjną do wewnętrznej warstwy konstrukcyjnej; wsporniki podtrzymujące zawiasowe systemy fasadowe, a także przylegające do siebie konstrukcje. Dla obliczeń ciepłowniczych r jest bardzo wygodna funkcja, ponieważ od razu pokazuje ułamek, który jest oporem przenoszenia ciepła rzeczywistej konstrukcji w stosunku do warunkowego oporu przenoszenia ciepła konstrukcji bez wtrąceń przewodzących ciepło i przyczółków.

Wartości współczynnika jednorodności termicznej uzyskuje się ze szczegółowego bezpośredniego obliczenia złożonej struktury trójwymiarowej za pomocą jednej z metod numerycznych, na przykład metody różnic skończonych. Widać zatem wyraźnie, że dokładność zastosowania współczynnika jednorodności termotechniki zależy od tego, na ile wykonane obliczenia odzwierciedlają obliczony przypadek.

Zakres wartości współczynnika jednorodności ciepłowniczej mieści się w bardzo szerokim zakresie: 1 – 0,5, a nawet niższym. Oczywiście architekci i projektanci dążą do projektowania kopert budynków z wysokim r, ale w niektórych przypadkach jest to prawie niemożliwe. Tak znaczny zakres r wskazuje, że przy obliczaniu strat ciepła, ciepłownik musi być bardzo odpowiedzialny w ocenie odporności na przenikanie ciepła ogrodzeń, ponieważ przeszacowanie wartości współczynnika jednorodności cieplnej może prowadzić do niedoszacowania rzeczywistego ciepła. strata, a niedoszacowanie - do niepotrzebnych kosztów ocieplenia budynku.

Obliczanie współczynnika jednorodności termicznej otaczających konstrukcji według wartości tabelarycznych

1. Obliczenie współczynnika jednorodności termicznej r wg wzoru (2.7)
Tabela B.1
Tabela do wyznaczania współczynnika ki
0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,5 2 2 1,02 1,01 1,01 1,01 1 1 1 1 5 1,16 1,11 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 10 1,33 1,25 1,15 1,1 1,08 1,06 1,04 1,03 30 1,63 1,47 1,27 1,18 1,14 1,11 1,07 1,05 10 - 40 2,65 2,2 1,77 1,6 1,55 - - - 2 1,02 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1 5 1,12 1,08 1,05 1,04 1,03 1,03 1,02 1,01 10 1,18 1,13 1,07 1,05 1,04 1,04 1,03 1,02 30 1,21 1,16 1,1 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 2 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1,01 1,01 1,01 5 1,28 1,21 1,13 1,09 1,07 1,06 1,04 1,03 10 1,42 1,34 1,22 1,14 1,11 1,09 1,07 1,05 30 1,62 1,49 1,3 1,19 1,14 1,12 1,09 1,06 2 1,06 1,04 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 5 1,25 1,2 1,14 1,1 1,08 1,07 1,05 1,03 10 1,53 1,42 1,25 1,16 1,12 1,11 1,08 1,05 30 1,85 1,65 1,38 1,24 1,18 1,15 1,11 1,08 2 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 1 1 5 1,12 1,10 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 10 1,2 1,16 1,1 1,07 1,06 1,05 1,03 1,02 30 1,28 1,22 1,14 1,09 1,07 1,06 1,04 1,03 5 1,32 1,25 1,17 1,13 1,1 1,08 1,06 1,04 10 1,54 1,42 1,27 1,19 1,14 1,12 1,09 1,06 30 1,79 1,61 1,38 1,26 1,19 1,16 1,12 1,08 2 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 5 1,36 1,28 1,18 1,14 1,11 1,09 1,07 1,05 10 1,64 1,51 1,33 1,23 1,18 1,15 1,11 1,08 30 2,05 1,82 1,5 1,33 1,25 1,21 1,16 1,11
Obwód wymiany ciepła λm / λ Współczynnik ki przy α / δ
i
II
III w c / δ 0,25
0,5
0,75
IV w c / δ 0,25
0,5
0,75

Tabela B.2
Tabela do wyznaczania współczynnika ψ
0,25 0,5 1 2 5 10 20 50 150 0,024 0,041 0,066 0,093 0,121 0,137 0,147 0,155 0,19 - - - 0,09 0,231 0,43 0,665 1,254 2,491 0,25 0,016 0,02 0,023 0,026 0,028 0,029 0,03 0,03 0,031 0,5 0,036 0,054 0,072 0,083 0,096 0,102 0,107 0,109 0,11 0,75 0,044 0,066 0,095 0,122 0,146 0,161 0,168 0,178 0,194 0,25 0,015 0,02 0,024 0,026 0,029 0,031 0,033 0,039 0,048 0,5 0,037 0,056 0,076 0,09 0,103 0,12 0,128 0,136 0,15 0,75 0,041 0,067 0,01 0,13 0,16 0,176 0,188 0,205 0,22
Obwód wymiany ciepła Wartości współczynnika ψ przy αλt / δisol λisol
i
IIb
III w c / δ
IV w c / δ

Notatka. Oznaczenia i schematy przyjmuje się zgodnie z załącznikiem. 5 * SNiP II-3-79 * (wyd. 1998)

Przykład obliczenia
Wyznacz zmniejszoną odporność na przenikanie ciepła płyty z efektywną izolacją (styropian) i stalowej okładziny budynku użyteczności publicznej.
A. Dane bazowe
Wymiary panelu 6 × 2 m. Konstrukcyjne i termiczne właściwości techniczne panelu:
grubość okładziny stalowej 0,001 m, współczynnik przewodzenia ciepła λ=58 W/(m°C), grubość izolacji styropianem 0,2 m, współczynnik przewodzenia ciepła 0,04 W/(m°C).
Zawijanie materiału arkuszowego wzdłuż wysuniętych boków panelu prowadzi do powstania wtrącenia przewodzącego ciepło typu IIb (Załącznik 5 * SNiP II-3-79 * (red. 1998)), o szerokości a = 0,002 m.
B. Procedura obliczeniowa
Oporności na przenoszenie ciepła z dala od wtrąceń Rocon i przez przewodzące ciepło wtrącenia Ro ′:
Rocon = 1 / 8,7 + 2 (0,001 / 58) + 0,2 / 0,04 + 1/23 = 5,16 m2 ° C / W;
Ro′ = 1 / 8,7 + (2 0,001 + 0,2) / 58 + 1/23 = 0,162 m2 ° C.
Wartość bezwymiarowego parametru wtrącenia przewodzącego ciepło dla tabeli. B.2
aλt / δisolλisol = 0002 58 / (0,2 0,04) = 14,5
Według tabeli. B.2 przez interpolację wyznaczamy wartość ψ
ψ = 0,43 + [(0,665 - 0,665) · 4,5] / 10 = 0,536
Współczynnik ki wg wzoru (2.8)
ki = 1 + 0,536 = 52,94
Współczynnik równomierności termicznej płyty wg wzoru (2.7)
r = 1 / (0,002 6 52,94) = 0,593
Zmniejszona odporność na przenoszenie ciepła zgodnie ze wzorem (2.6)
Ror = 0,593 5,16 = 3,06 m2 ° C / W.
2. Obliczenie współczynnika jednorodności termicznej r wg wzoru (2.9)
Tabela B.3
Tabela określania współczynnika wpływu fi

Rodzaj włączenia przewodzącego ciepło 10 20 Rcm / Rkcon: 1 lub więcej - 0,07 0,12 0,9 - 0,14 0,17 0,8 0,01 0,17 0,19 0,7 0,02 0,24 0,26 0,6 0,03 0,31 0,34 0,5 0,04 0,38 0,41 0,4 0,05 0,45 0,48 0,3 0,06 0,52 0,55 Stoki okienne 20 mmδF ′ / δw ′: 0,2 0,67 0,3 0,62 0,4 0,55 0,5 0,48 0,6 0,41 0,7 0,35 0,8 0,28 Pogrubienie wewnętrznej warstwy żelbetowej Ry / Rkcon: 0,9 - 0,8 - 0,7 - 0,6 - 0,5 - Opaski elastyczne o średnicy, mm: 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 -

Współczynnik wpływu fi
Stawy	bez łączenia ogrodzeń wewnętrznych	z przylegającymi płotami wewnętrznymi
		bez żeber	z żebrami, mm


-
0,1
0,13
0,2
0,27
0,33
0,39
0,45
bez żeber		z grubymi żebrami
		10 mm

0,45		0,58
0,41		0,54
0,35		0,47
0,29		0,41
0,23		0,34
0,17		0,28
0,11		0,21


0,02		-
0,12		-
0,28		-
0,51		-
0,78		-

0,05		-
0,1		-
0,16		-
0,21		-
0,25		-
0,33		-
0,43		-
0,54		-
0,67		-

Uwagi:
1. Tabela pokazuje Rkcon, Rcm, Ry - opory cieplne, odpowiednio, m2 · ° C / W, panele na zewnątrz wtrącenia przewodzącego ciepło, złącze, pogrubienie wewnętrznej warstwy żelbetowej, określone wzorem (2.2); δF ′ i δw ′ - odległości, m, od osi podłużnej ramy okiennej do jej krawędzi i do wewnętrznej powierzchni szyby.
2. Wartości pośrednie należy określić przez interpolację.

Przykład obliczenia
Wyznacz zmniejszoną odporność na przenikanie ciepła Ror jednomodułowego trójwarstwowego panel żelbetowy na elastycznych połączeniach z otworem okiennym wielkopłytowego budynku mieszkalnego serii III.
A. Dane bazowe
Panel o grubości 300 mm zawiera zewnętrzne i wewnętrzne warstwy żelbetowe, które są ze sobą połączone dwoma zawieszkami (w ścianach), zastrzałem znajdującym się w dolnej strefie parapetu oraz przekładkami: 10 - na stykach poziomych i 2 - w obszar nachylenia okna (ryc. B .one).
Ryż. B.1. Trójwarstwowa konstrukcja panelu z elastycznymi wiązaniami
1 - przekładki; 2 - pętla; 3 - wisiorki; 4 - zgrubienia betonu (δ = 75 mm wewnętrznej warstwy żelbetowej); 5 - klamra
Stół B.4 przedstawia parametry projektowe panelu.
W obszarze zawieszeń i zawiasów wewnętrzna warstwa betonu posiada zgrubienia zastępujące część warstwy izolacyjnej.
Tabela B.4
B. Procedura obliczeniowa
W konstrukcji ogrodzenia znajdują się wtrącenia przewodzące ciepło: spoiny poziome i pionowe, skosy okienne, pogrubienie wewnętrznej warstwy żelbetowej oraz połączenia elastyczne (zawieszenia, zastrzały, zastrzały).
Aby określić współczynnik wpływu poszczególnych wtrąceń przewodzących ciepło, wstępnie obliczymy opór cieplny poszczególnych przekrojów płyty ze wzoru (2.2):
w strefie pogrubienia wewnętrznej warstwy żelbetowej
Ry = 0,175 / 2,04 + 0,06 / 0,042 + 0,065 / 2,04 = 1,546 m2 ° C / W;
wzdłuż złącza poziomego
Rjng = 0,1 / 2,04 + 0,135 / 0,047 + 0,065 / 2,04 = 2,95 m2 ° C / W;
wzdłuż fugi pionowej
Rjnv = 0,175/2,04 + 0,06 / 0,047 + 0,065/2,04 = 1,394 m2 °C/W;
odporność termiczna płyty z dala od wtrąceń przewodzących ciepło
Rkcon = 0,1/2,04 + 0,135 / 0,042 + 0,065/2,04 = 3,295 m2 °C/W.
Warunkowa odporność na przenoszenie ciepła z dala od wtrąceń przewodzących ciepło
Rocon = 1 / 8,7 + 3,295 + 1/23 = 3,453 m2 ° C / W.
Ponieważ panel ma pionową oś symetrii, to wyznaczenie kolejnych wartości przeprowadza się dla połowy panelu:
Określ obszar połowy panelu bez uwzględniania otworu okiennego
Ao = 0,5 * (2,8 * 2,7 - 1,48 * 1,51) = 2,66 m2.
Grubość płyty δw = 0,3 m.
Określmy obszar stref wpływu Ai oraz współczynnik fi dla każdego połączenia przewodzącego ciepło panelu:
do złącza poziomego
Rjng / Rkcon = 2,95 / 3,295 = 0,895
Według tabeli. B.3 fi = 0,1. Obszar strefy wpływów według wzoru (2.10)
Ai = 0,3 * 2 * 1,25 = 0,75 m2;
do łączenia pionowego
Rjnv / Rkcon = 1,394 / 3,295 = 0,423
Według tabeli. B.3 fi = 0,375. Obszar strefy wpływów według wzoru (2.10)
Ai = 0,3 2,8 = 0,84 m2.
dla spadków okien przy δF ′ = 0,065 m i δw ′ = 0,18 m, zgodnie z tabelą. B.3 fi = 0,374. Obszar strefy wpływu połowy otworu okiennego z uwzględnieniem odcinków narożnych określa wzór (2.11)
Ai = 0,5 * = 1,069 m2;
dla zgrubień betonu wewnętrznej warstwy żelbetowej w strefie podwieszenia i pętli przy Ry ′ / Rkcon = 1,546 / 3,295 = 0,469, wg tabeli. B.3 fi = 0,78. Całkowity obszar strefy wpływu zgrubień zawiesiny i pętli określa wzór (2.12)
Ai = (0,6 + 2,0 0,3) (0,47 + 0,1) + (0,2 + 0,3 + 0,1) (0,42 + 0,3 + 0,075) = 1,161 m2;
do zawieszenia (średnica pręta 8 mm) zgodnie z tabelą. D.3 fi = 0,16, obszar wezwania wpływu według wzoru (2.12)
Ai = (0,13 + 0,3 + 0,14) (0,4 + 2 · 0,3) = 0,57 m2;
dla usztywnienia (średnica pręta 8 mm) zgodnie z tabelą. B.3 fi = 0,16, zgodnie ze wzorem (2.12)
Ai = (0,13 + 0,3) (0,22 + 0,3 + 0,09) = 0,227 m2.
na podkładki (średnica pręta 4 mm) wg tabeli. B.3 fi = 0,05.
Przy określaniu całkowitej powierzchni strefy wpływu pięciu rozpórek należy wziąć pod uwagę, że szerokość strefy wpływu od strony złącza jest ograniczona krawędzią panelu i wynosi 0,09 m. Zgodnie z do wzoru (2.13):
Ai = 5 (0,3 + 0,3) (0,3 + 0,09) = 1,17 m2.
Obliczamy r ze wzoru (2.9)
r = 1 / (1 + (0,84 0,375 + 0,75 0,1 + 1,069 0,374 + 1,161 0,78 + 0,57 0,16 + 0,227 0,16 + 1,17 0,05)) = 0,71
Zmniejszona odporność na przenoszenie ciepła płyty jest określona wzorem (2.6)
Ror = 0,71 3,453 = 2,45 m2 ° C / W.

Bez wyjątku wszystkie ściany i powłoki (oraz inne rodzaje otaczających konstrukcji budynków i konstrukcji) nie mogą być nazywane izotermicznymi. Innymi słowy, rozkład pola temperatury na przekroju prostopadłym do przepływu ciepła w konstrukcji nie jest wartością stałą, ze względu na obecność wszelkiego rodzaju wtrąceń przewodzących ciepło (tzw. „mostki zimne”) , które prawie zawsze są obecne w takiej czy innej formie w konstrukcji ogrodzenia. Jako wtrącenia przewodzące ciepło mogą działać pręty zbrojeniowe stalowe lub kompozytowe w wiązaniu muru licowego z konstrukcjami wsporczymi, zaprawa cementowo-piaskowa lub klej w murze, zaciski materiałów termoizolacyjnych, narożniki i przyczółki stropów i powłok. W związku z tym przyjmuje się taką koncepcję, jak zmniejszony opór przenikania ciepła obudowy R req, który jest wartością równą uśrednionej charakterystyce termicznej zespolonej (niejednorodnej w składzie) konstrukcji, w której przepływ ciepła przy stałym tryb czasu nie wydaje się być jednowymiarowy wzdłuż prostopadłego odcinka konstrukcji.

Zatem Rreq jest równe oporowi przenoszenia ciepła przez jednowarstwową osłonę o tej samej powierzchni jednostkowej, która przepuszcza taki sam strumień ciepła jak w rzeczywistej konstrukcji przy tym samym gradiencie temperatury między wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnią osłony. Jeśli odrzucimy wpływ powyższych wtrąceń przewodzących ciepło lub, jak już powiedzieliśmy, „mostków zimnych” w konstrukcji ogrodzenia, wówczas jego właściwości osłony termicznej są dogodnie reprezentowane przy użyciu koncepcji warunkowej odporności na przenoszenie ciepła. Po zdefiniowaniu takich pojęć jak opór warunkowy i zmniejszony możemy wprowadzić definicję współczynnika jednorodności cieplnej r który jest stosunkiem zmniejszonego oporu przenoszenia ciepła do konwencjonalnego oporu przenoszenia ciepła. Zatem, r zależy od właściwości materiałów i grubości warstw tworzących strukturę otaczającą, a także od obecności samych wtrąceń przewodzących ciepło. Wartość liczbowa współczynnika r ocenia, na ile efektywnie wykorzystuje się właściwości termoizolacyjne izolacji w przegródce budynku i jaki wpływ na to ma obecność wtrąceń termoizolacyjnych. Na podstawie decyzji o budowie ogrodzenia wartość współczynnika jednorodności cieplnej waha się od 0,5 do 0,98. Jeśli jest równy 1, oznacza to, że w rzeczywistości nie ma wtrąceń przewodzących ciepło, a wydajność warstwy materiału termoizolacyjnego jest zmaksymalizowana.

Wyznaczanie współczynnika jednorodności ciepłowniczej konstrukcji otaczających.

Wartość współczynnika r konieczne jest określenie za pomocą dość żmudnych obliczeń metodą pól temperatury lub poprzez pomiar przewodności cieplnej na podstawie eksperymentu. W szczególności współczynnik jednorodności ciepłownictwa - r można również obliczyć zgodnie z instrukcjami zawartymi w SP 23-101-2004 „Projektowanie ochrony cieplnej budynków”. W praktyce wystarczy przyjąć wartość współczynnika. Jeżeli przy współczynniku jednorodności termicznej przyjętym zgodnie z dokumentami regulacyjnymi konstrukcja ogrodzenia nadal nie jest zgodna z obowiązującymi normami, współczynnik można zwiększyć, potwierdzając jego zastosowane wartości za pomocą obliczeń.

W przypadku braku możliwości spełnienia wymagań w obliczonej konstrukcji ogrodzenia dokumenty normatywne zastosowane do współczynnika jednorodności termicznej, zastosowanie takiego projektu podlega rewizji. Tutaj możliwe są różne opcje, takie jak wymiana rodzajów i rodzajów materiałów użytych w samym ogrodzeniu, zmniejszenie grubości spoin w murze, zastąpienie łączącego zbrojenia stalowego kompozytem, zmiana wielkości bloczków murowanych.

Uwzględnienie współczynnika przy obliczaniu sprzęgieł.

Jeśli przy budowie ogrodzeń używa się muru z betonu komórkowego, keramzytu i bloczków styropianowych, należy wziąć pod uwagę szwy cementowo-piaskowe lub klejowe w murze. Wynika to przede wszystkim z faktu, że w przypadku murowania w SP 23-10-2004 w projektowaniu termicznym ogrodzeń przy określaniu obniżonej wartości odporności na przenikanie ciepła należy wziąć pod uwagę wartości przewodności cieplnej materiałów obecność szwów. W SP 23-101-2004 w załączniku D dla materiałów takich jak gazobeton, keramzyt, styrobeton itp. przedstawia charakterystykę cieplną materiałów stałych (stałych). Wynika to z faktu, że w rzeczywistości szwy w murze mają znacznie wyższą przewodność cieplną niż sam materiał murarski. Dla prawidłowego zabudowania konstrukcji z wykorzystaniem ww. materiałów konieczne jest również wprowadzenie współczynnika jednorodności termicznej.

Rysunek H.1 - Schematy wtrąceń przewodzących ciepło w konstrukcjach otaczających

H.1 OBLICZANIE WSPÓŁCZYNNIKA JEDNORODNOŚCI CIEPLNEJ WZORU (12)

NINIEJSZY KODEKS ZASAD

Tabela H.1 - Wyznaczanie współczynnika

			Współczynnik przy (Rysunek H.1)






























Uwaga - Oznaczenia przyjmuje się zgodnie z Rysunkiem H.1.

Przykład obliczenia

Określ zmniejszoną odporność na przenoszenie ciepła płyty z efektywną izolacją (styropian) i okładziną stalową budynku przemysłowego.

Wstępne dane

Rozmiar panelu 6x2 m. Charakterystyka konstrukcyjna i cieplna panelu:

grubość okładziny stalowej 0,001 m, współczynnik przewodzenia ciepła;

grubość izolacji styropianowej 0,2 m, współczynnik przewodzenia ciepła.

Zawinięcie materiału arkusza wzdłuż wysuniętych boków panelu prowadzi do powstania wtrącenia przewodzącego ciepło typu IIb (rysunek H.1) o szerokości = 0,002 m.

Procedura obliczeniowa

Odporność na przenoszenie ciepła z dala od inkluzji i przez inkluzję przewodzącą ciepło:

Wartość bezwymiarowego parametru wtrącenia przewodzącego ciepło wg tablicy H.2

0,002 58 / (0,2 0,04) = 14,5.

Tabela H.2 - Wyznaczanie współczynnika

# G0 Schemat podłączenia przewodzącego ciepło wg rysunku H.1		Wartości współczynnika przy (zgodnie z rysunkiem H.1

Zgodnie z tabelą H.2 przez interpolację określamy wartość

0,43+[(0,665-0,43)4,5]/10=0,536.

Współczynnik, zgodnie ze wzorem (13)

Współczynnik równomierności termicznej płyty według wzoru (12)

Zmniejszona odporność na przejmowanie ciepła zgodnie ze wzorem (11)

H.2 OBLICZANIE WSPÓŁCZYNNIKA JEDNORODNOŚCI CIEPLNEJ WZORU (14)

NINIEJSZY KODEKS ZASAD

Przykład obliczenia

Wyznacz obniżoną odporność na przenikanie ciepła jednomodułowej trójwarstwowej płyty żelbetowej z elastycznymi połączeniami z otworem okiennym wielkopłytowego budynku mieszkalnego serii III-133.

Wstępne dane

Panel o grubości 300 mm zawiera zewnętrzne i wewnętrzne warstwy żelbetowe, które są ze sobą połączone dwoma zawieszkami (w ścianach), zastrzałem znajdującym się w dolnej strefie parapetu oraz przekładkami: 10 - na stykach poziomych i 2 - w obszarze pochylenia okna (rysunek H. 2).

1 - przekładki; 2 - pętla; 3 - wisiorki;

4 - zgrubienia betonu (= 75 mm wewnętrznej warstwy żelbetowej); 5 - klamra

Rysunek H.2 - Budowa trójwarstwowego panelu z elastycznymi wiązaniami

# M12293 0 1200037434 4120950664 4294967273 80 2997211231 403162211 2325910542 403162211 2520 Tabela Н.4 # S pokazuje obliczone parametry panelu.

W obszarze zawieszeń i zawiasów wewnętrzna warstwa betonu posiada zgrubienia zastępujące część warstwy izolacyjnej.

Procedura obliczeniowa

W konstrukcji ogrodzenia znajdują się wtrącenia przewodzące ciepło: spoiny poziome i pionowe, skosy okienne, pogrubienie wewnętrznej warstwy żelbetowej oraz połączenia elastyczne (zawieszenia, zastrzały, zastrzały).

W celu określenia współczynnika wpływu poszczególnych wtrąceń przewodzących ciepło wstępnie obliczymy opory cieplne poszczególnych przekrojów płyty ze wzoru (7):

w strefie pogrubienia wewnętrznej warstwy żelbetowej

wzdłuż złącza poziomego

wzdłuż fugi pionowej

odporność termiczna płyty z dala od wtrąceń przewodzących ciepło

Warunkowa odporność na przenoszenie ciepła z dala od wtrąceń przewodzących ciepło

Ponieważ panel ma pionową oś symetrii, wyznaczenie kolejnych wartości przeprowadza się dla połowy panelu.

Określ obszar połowy panelu bez uwzględniania otworu okiennego

Grubość panelu = 0,3m.

Określmy obszar stref wpływu i współczynnik dla każdego połączenia przewodzącego ciepło panelu:

do złącza poziomego

2,95/3,295=0,895.

Zgodnie z tabelą H.3 = 0,1. Obszar strefy wpływów według wzoru (15)

do łączenia pionowego

Tabela H.3 - Wyznaczanie współczynnika wpływu

# G0 Rodzaj połączenia przewodzącego ciepło	Czynnik wpływu
	Bez przylegania do wewnętrznych ogrodzeń	Przylega do ogrodzeń wewnętrznych
		Bez żeber	Z żebrami, mm










Stoki okienne	Bez żeber	Z żebrami, mm: