Наружные входные двери: деревянные, пластиковые и металлические. Сопротивление теплопередаче заполнений дверей и витрин Сопротивление теплопередаче дверей и ворот

Изменения к Федеральному Закону «О техническом регулировании», которые разрешили реализацию на территории РФ продукции, сертифицированной на соответствие норм и требований иностранных нормативно-правовых актов, существенно облегчили деятельность компаний-импортеров и торговых сетей, но отнюдь не выбор металлических дверей россиянами. Даже с европейскими EN, международными ISO и наиболее часто используемыми в России немецкими DIN стандартами ознакомиться бесплатно довольно трудно, а с нормативно-правовыми актами США (ANSI), Японии (JISC) или Израиля (SII) и Китая (GB/T), откуда поставляется в нашу страну большая доля импортных металлических дверей - просто нереально для подавляющего большинства наших соотечественников.

Если Вы еще не определись с выбором, посмотрите наши предложения

В результате риски купить металлические двери , не отвечающие своими эксплуатационными характеристиками самой концепции защитной стальной двери, очень велики. Тем более, что повсеместно «навешиваемые» на стальные дверные блоки продающими компаниями рекламные ярлыки («элитные», «престижные», «сейфовые», «бронированные» металлические двери) в подавляющем большинстве случаев не соответствуют вкладываемому в эти условные обозначения смыслу. Так, «элитные» металлические двери с визуально неплохой облицовкой деревянными накладками могут иметь сотовое наполнение полотна картоном, что делает их в зимний период эффективным теплообменником, а холл или коридор за входными дверями по температурному режиму - внутренней камерой холодильника. «Бронированные» металлические двери - обшивочный металлический лист полотна толщиной в 0.6-0.8 мм, который вскрывается обыкновенным консервным ножом, а полотна «сейфовых» металлических дверей с неплохим комплектом безумно дорогих замков - выниматься из дверной коробки или вместе с коробкой из проема с помощью монтировки и гвоздодера или выбиваться ногой.

Более высокая вероятность получить входную дверь с хорошими эксплуатационными свойствами - купить металлические двери, сертифицированные на соответствие нормам и требованиям российских стандартов, но нужно знать хотя бы основные нормируемые параметры, определяющие уровень качества и эксплуатационной пригодности металлической двери. Базовым стандартом, определяющим конструктивное исполнение и основные эксплуатационные свойства металлической двери в России, является ГОСТ 31173-2003 «Блоки стальные дверные», а уровень защиты запирающих механизмов - ГОСТ 5089-2003 «Замки и защелки для дверей. Технические условия».

Противопожарные металлические двери по огнестойкости, дымо- и газонепроницаемости, но не защитным свойствам регламентирует ГОСТ Р 53307-2009 «Конструкции строительные. Противопожарные двери и ворота. Метод испытаний на огнестойкость», а пулестойкие и взрывозащитные металлические двери - рядом положений ГОСТ Р 51113-97 «Средства защитные банковские. Требования по устойчивости к взлому и методы испытаний».

Каркасы полотен металлических дверей изготавливаются из сортового проката по ГОСТ 1050-88 «Прокат сортовой калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали», для обшивки используется листовой прокат по ГОСТ 16523-97 «Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения» или ГОСТ 16523-97 «Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества» (для металлических дверей усиленного исполнения или защитных), реже по ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные».

Важно: «Бронированных», «сейфовых» металлических дверей, как и «железных» дверей не существует по определению. Металлические двери для жилых помещений не изготавливаются классов устойчивости к взлому выше V (ГОСТ Р 51113-97) по техническим причинам - усиление прочностных свойств влечет за собой увеличение массы готового дверного блока до величин, не совместимых с установкой в обычных стеновых проемах и эксплуатацией дверей при ручном открывании полотна. Массивные двери больших классов устойчивости к взлому используются в банковских хранилищах и имеют электромеханические приводы управления.

Упрощенные для понимания нормативы ГОСТ 31173-2003.

ГОСТ 31173-2003 классифицирует и нормирует металлические двери по:

устойчивости к взлому, определяемой классом прочностных характеристик и классом защитных свойств запирающих механизмов - металлические двери обычного исполнения с классом прочности М3 и III - IV классом охранных свойств замков по ГОСТ 5089-2003, металлические двери усиленного исполнения с классом прочности М2 и III - IV классом охранных свойств замков, защитные металлические двери с классом прочности М1 и IV классом охранных свойств замков;



Важно: Усиление защитных свойств металлических дверей (устойчивости к взлому) зависит от прочностных свойств дверного блока (при повышении прочностных характеристик от класса М3 к М1 увеличивается устойчивость к взлому металлической двери). Даже двери обычного исполнения не могут иметь замки с охранными свойствами ниже III класса, а уровень охранных свойств возрастает от класса I до класса IV. Класс охранных свойств замка определяется не его конструкцией или торговой маркой, а числом секретов, которое должно быть для замков с: цилиндровым механизмом класса III - 10 тыс., класса IV - 25 тыс.; дисковым цилиндровым механизмом класса III - 200 тыс., класса IV - 300 тыс.; сувальдным механизмом класса III - 50 тыс., класса IV - 100 тысяч.

механическим характеристикам (классам прочности), определяемым величиной статических нагрузок, приложенных в плоскости, в зоне свободного угла, в зоне петель полотна, а также динамических нагрузок, приложенных в направлении открывания полотна и ударных в обоих направлениях открывания полотна.

Важно: Класс прочности М1 имеет лучшие механические характеристики, класс прочности М3 - худшие, но любая реализуемая сегодня металлическая дверь должна иметь механические характеристики не ниже класса прочности М3;

• по теплозащитным свойствам, определяемым приведенным сопротивлением теплопередаче - класс 1 с приведенным сопротивлением теплопередаче не менее 1,0 м2·°С/Вт, класс 2 с приведенным сопротивлением теплопередаче от 0,70 до 0,99 м2·°С/Вт, класс 3 с приведенным сопротивлением теплопередаче 0,40 -0,69 м2·°С/Вт.

  Важно: Лучшие теплозащитные свойства имеют металлические двери 1 класса, худшие - 3 класса, но любые металлические двери не могут иметь приведенное сопротивление теплопередаче ниже порогового значения 3 класса - 0,4 м2.°С/Вт, что соответствует используемому в европейских нормативно-правовых актах коэффициенту теплопередачи Uwert не более 1/0,4 = 2.5 Вт/(м2К). Нужно помнить, что для Москвы с 1.10.2010 года по нормам Городской Программы «Энергосберегающее домостроение в городе Москве на 2010-2014 гг. и на перспективу до 2020 года» приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (окон, балконных и наружных входных дверей) должно быть не менее 0.8 м2.°С/Вт, а по нормам EnEV2009 для наружных дверей нормировано верхнее пороговое значение коэффициента теплопередачи не более 1.3 Вт/(м2К). Поэтому в столице входные с улицы металлические двери должны быть сертифицированы по теплозащитным свойствам на классы 1 или 2;

воздухо- и водопроницаемости, определяемыми показателями объемной воздухонепроницаемости и предела водонепроницаемости - классы 1-3.

Важно: Воздухо- и водопроницаемость металлической двери ухудшается от класса 1 к классу 3, но воздухонепроницаемость любой металлической двери для жилых помещений должна быть не ниже уровня 3 класса и составлять не более 27 м3/(ч·м2);

по звукоизоляции, определяемой индексом изоляции воздушного шума Rw - класс 1 со снижением воздушного шума от 32 дБ, класс 2 со снижением воздушного шума 26-31 дБ, класс 3 со снижением воздушного шума 20-25 дБ.



Важно: Лучшими звукоизоляционными свойствами обладают металлические двери класса 1, худшими - класса3, но индекс изоляции воздушного шума определяется в полосе частот от 100 до 3000 Гц, соответствующей разговорной речи, звонкам телефона или будильника, телевизора со встроенными динамиками, радиоприемника, и не характеризует способность металлической двери блокировать шум автомобилей, самолета и т.д., а также структурный шум, передаваемый через жестко связанную конструкцию дома/здания;

безотказности работы, определяемой числом циклов открывания/закрывания дверного полотна. Эта величина для внутренних металлических дверей должна быть не менее 200 тыс., а наружных входных металлических дверей не менее 500 тысяч.

Важно: Металлическая дверь должна быть сертифицирована на соответствие нормам/требованиям российских нормативно-правовых актов, но с дифференциацией по основным эксплуатационным свойствам и устойчивости к взлому. Если производитель/продающая компания заявляет соответствие металлической двери иностранным нормативно-правовым актам, то должна быть представлена сравнительная информация с аналогичными (или сходными) показателями российских стандартов.

Большего доверия заслуживают металлические двери, на которые предоставлен не только сертификат, но и протоколы испытаний, подтверждающие соответствие эксплуатационных параметров и устойчивости к взлому нормам российских стандартов. В идеале металлическая дверь должна иметь паспорт согласно требований ГОСТ 31173-2003, в котором помимо реквизитов изготовления и особенностей конструкции указываются:

• класс по механическим характеристикам;
• безотказность (циклы открывания);
• воздухопроницаемость при? P0 = 100 Па (значение в м3/(ч.м2) или класс);
• индекс изоляции воздушного шума Rw в дБ;
• приведенное сопротивление теплопередаче в м2.°С/Вт.

В одной из прошлых статей мы обсуждали композитные двери и вскользь затронули блоки с терморазрывом. Теперь посвящаем им отдельную публикацию, так как это довольно интересные изделия, можно сказать - уже отдельная ниша в дверестроении. К сожалению, в этом сегменте не всё однозначно, есть достижения, есть фарс. Сейчас наша задача разобраться в особенностях новой технологии, понять, где заканчиваются технологические «плюшки», и где начинаются маркетинговые игры.

Чтобы понять, как работают терморазделённые двери, и какие из них можно считать таковыми - придётся вникать в детали и даже немного вспомнить школьную физику.

Если Вы еще не определись с выбором, посмотрите наши предложения

1. Это природный процесс стремления к равновесию. Он заключается в обмене/переносе энергии между телами с разной температурой.
2. Что интересно, более нагретые тела отдают энергию более холодным.
3. Естественно, при такой отдаче, более тёплые детали остывают.
4. Вещества и материалы с неодинаковой интенсивностью передают тепло.
5. В определении коэффициента теплопроводности (обозначается в) рассчитывается, сколько тепла пройдёт через образец заданного размера, при заданной температуре за секунду. То есть, в прикладных вопросах важен будет площадь и толщина детали, а также характеристики вещества, из которого она изготовлена. Некоторые показатели для наглядности:
   • алюминий - 202 (Вт/(м*К))
   • сталь- 47
   • вода - 0,6
   • минеральная вата - 0,35
   • воздух - 0,26

Теплопроводность в строительстве и для металлической двери в частности

Все ограждающие строительные конструкции передают тепло. Поэтому в наших широтах теплопотери в жилище есть всегда, и обязательно применяется отопление для их восполнения. Окна и двери, установленные в проёмах, имеют несоизмеримо меньшую толщину, чем стены, вот из-за этого здесь обычно на порядок больше тепловых потерь, чем через стены. Плюс повышенная теплопроводность металлов.

Как выглядят проблемы.

Естественно, больше всего страдают двери, которые установлены на входе в здание. Но не на всех, а только если изнутри и снаружи температура отличается сильно. Например, общая подъездная дверь зимой всегда целиком холодная, нет особых неприятностей со стальными дверями для квартиры , ведь в подъезде теплее, чем на улице. А вот дверные блоки коттеджей работают на границе температур - они нуждаются в особой защите.

Очевидно, что, дабы исключить или уменьшить теплопередачу, нужно искусственно уровнять внутреннюю и «забортную» температуру. По сути, создаётся воздушная большая прослойка. Традиционно тут идут тремя путями:

• Дают двери промёрзнуть, устанавливая второй дверной блок изнутри. Воздух отопления не пробивается к входной двери, и нет резкого перепада температур - нет конденсатов.
• Делают дверь всегда прогретой, то есть возводят снаружи тамбур без отопления. Он выравнивает температуру на внешней поверхности двери, а отопление прогревает внутренние её слои.
• Иногда помогает организация воздушной тепловой завесы, электрического подогрева полотна или тёплого пола возле входной двери.

Конечно, сама стальная дверь должна быть максимальным образом утеплена. Это касается как полостей коробки и полотна, так и откосов. Вдобавок к полостям, на сопротивление теплообмену работают облицовки (чем толще и «пушистее» - тем лучше).

Технология терморазрыва

Извечная мечта разработчика навсегда и бесповоротно победить теплопередачу. Неудобства заключаются в том, что самые тёплые материалы, как правило, самые хрупкие и слабонесущие, из-за того что сопротивление теплопередаче сильно зависит от плотности. Чтобы усилить пористые материалы (в которых находятся газы) их нужно соединять с более прочными слоями - так появляются сэндвичи.

Однако, дверной блок - это самонесущая пространственная конструкция, что не может существовать без каркаса. И тут появляются другие неприятные моменты, которые называются «мостиками холода». Это значит, что, как бы хорошо ни была утеплена входная дверь из стали, есть элементы, проходящие дверь насквозь. Это: стенки коробки, периметр полотна, рёбра жёсткости, замочно-скобяные изделия - и всё это из металла.

В один прекрасный момент производители алюминиевых конструкций нашли решение некоторых актуальных вопросов. Один из самых теплопроводных материалов (алюминиевые сплавы) решили разделить менее теплопроводным материалом. Многокамерный профиль примерно пополам «разрезали» и сделали там полимерную вставку («термомост»). Чтобы несущая способность особо не пострадала, применили новый и довольно дорогой материал - полиамид (часто в комбинации со стекловолокном).

Основной идеей подобных конструктивных решений является повышение изоляционных свойств, уход от создания дополнительных дверных блоков и тамбуров.

Недавно на рынке появились качественные входные двери с термическим разделением, собранные из импортных профилей. Они выполнены по схожей технологии, что и «тёплые» алюминиевые системы. Только несущий профиль создаётся из стального проката. Конечно, тут нет экструзии - всё производится на гибочном оборудовании. Конфигурация профиля очень сложная, для установки термомоста сделаны специальные пазы. Устроено всё таким образом, чтобы полиамидная деталь с Н-образным сечением становилась вдоль линии полотна и соединяла обе половинки профиля. Сборка изделий выполняется давлением (прокатка), соединение металла и полиамида может проклеиваться.

Из таких профилей собирают силовой каркас полотна, стойки и перемычки рамы, а также порог. Естественно, существуют некоторые отличия в конфигурации сечения: ребро жёсткости может представлять собой простой квадрат, а чтобы обеспечить четверть или наплыв полотна на притвор - чуть сложнее. Обшивка силового каркаса производится по традиционной схеме, только с листами металла с обеих сторон. От глазка часто отказываются.

Кстати, есть интересная система, когда полотно на полимерных гарпунах (с эластичными уплотнителями) буквально полностью набирается из профиля с терморазрывом. Его стенки заменяют листы обшивки.

Естественно, появились на рынке и «весёлые» двери, которые нещадно эксплуатируют понятие терморазрыв. В лучшем случае, производится некоторый тюнинг обычной стальной двери.

1. Прежде всего, производители убирают рёбра жёсткости. Сразу возникают проблемы с пространственной жёсткостью полотна, устойчивостью на прогиб, «килечное» вскрытие обшивки и т.п. В качестве выхода - к металлическим листам обшивки иногда прикрепляют недоразвитые рёбра жёсткости. Часть из них фиксируются на наружном листе, другая часть - на внутреннем. Дабы хоть как-то стабилизировать конструкцию, полость заливают пеной, которая одновременно выполняет формообразующую функцию и склеивает оба листа между собой. Есть модели, где в пену вкладывают металлическую сетку/решётку, чтобы злоумышленник не мог вырезать сквозную дыру в полотне.
2. Крайние торцевые грани полотна и коробки даже могут иметь небольшие разделяющие вставки, правда, с неизвестными характеристиками.В общем, вся конструкция мало чем отличается от обычных китайских дверей. Имеем просто тонкую оболочку, только заполненную пеной.

Другой финт - это взять обычную дверь с рёбрами (учитывая хитрый подход к делу - как правило, низкосортную) и вставить в полотно вату и в дополнение - слой, например, пенопласта. После этого изделию присваивается звание «сэндвич с терморазрывом» и оно быстренько продаётся как инновационная модель. По такому принципу все стальные дверные блоки можно записать в эту категорию, ведь утеплитель и декоративная отделка существенно снижают теплопотери.

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 = 20С.

Значения теплотехнических характеристик и коэффициентов t хп(0,92) = -29С (приложение А);

α в = 8,7 Вт/(м 2 ·С) (таблица 8); Δt н = 4С (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 21С 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

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 = 19,8С ;

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.

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.

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

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.