EA008576B1

EA008576B1 - Здание с утепляющей оболочкой

Info

Publication number: EA008576B1
Application number: EA200600508A
Authority: EA
Inventors: Леонид Николаевич Данилевский; Владимир Митрофанович Пилипенко; Владимир Анатольевич Потерщук
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-06-29
Also published as: EA200600508A1

Abstract

Здание с утепляющей оболочкой, содержащее несущие стены и наружную систему утепления, которая выполняется таким образом, что сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций каждого помещения обеспечивает равный уровень теплопотерь, отнесенных к площади помещения, и соответствует условию, когда сумма величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий выбранного помещения, деленная на величину площади помещения, равна сумме величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий эталонного помещения, деленной на величину площади эталонного помещения.

Description

Изобретение относится к системам утепления зданий и может быть использовано для снижения уровня теплопотерь через оболочку здания при новом строительстве и тепловой модернизации зданий.

Известна утепленная оболочка здания с использованием теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях (СНБ 2.04.01-97, Строительная теплотехника).

Известна утепленная оболочка здания с использованием теплоизоляционных плит «Пеноплэкс» (Пеноплэкс. Теплоизоляционные плиты. ОАО ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, г. Москва, 2004 г.). Оболочка содержит несущие стены зданий, слой утеплителя Пеноплэкс и наружный защитно-декоративный слой из кирпича 120 мм или известково-цементной штукатурки.

Наиболее близким к изобретению является здание, содержащее утепленную оболочку, предлагаемую в ПЗ-2000 к СНиП 3.03.01-87. Оболочка содержит несущие стены зданий и наружную систему утепления, в том числе лёгкую штукатурную систему утепления;

тяжёлую штукатурную систему утепления;

вентилируемую систему утепления;

систему утепления на основе монолитных утеплителей;

систему утепления на основе комплексных материалов.

Общим недостатком для указанных оболочек здания являются неодинаковые теплопотери помещений здания в зависимости от их расположения.

Предлагаемое изобретение направлено на выравнивание теплопотерь помещений независимо от их расположения в различных частях здания по его высоте и длине и, как следствие, на оптимизацию энергетических и экономических показателей строительства или реконструкции зданий.

Поставленная задача решается тем, что в здании, содержащем утепляющую оболочку, теплоизоляция выполняется таким образом, что сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций каждого помещения обеспечивает равный уровень теплопотерь, отнесенных к площади помещения, и соответствует условию, когда сумма величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий выбранного помещения, деленная на величину площади помещения, равна сумме величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий эталонного помещения, деленная на величину площади эталонного помещения.

Данное условие равенства суммарных теплопотерь каждого рассматриваемого и эталонного помещений выражается равенством отношений (1), из которого и определяется сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций каждого помещения:

=- - “ -·_ - — (I) где К,,. К₈₁₀ - приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²град/Вт;

Б,, и - площадь наружных стен выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²;

8_О|_: и §_ок0 - площадь окон в выбранном помещении здания и эталонном помещении соответственно, м²;

8_р и 8_ро - площадь выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²;

8_рег и 8_Рего - площадь перекрытия для верхнего этажа здания (или покрытия над подвалом для первого этажа здания) выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²;

ΔΤ - разность температур помещения и наружного воздуха, °С;

АТрег - разность температур помещения первого этажа и подвала (или воздуха над перекрытием верхнего этажа), °С;

К_рег и Крего - приведенное сопротивление теплопередаче перекрытия для верхнего этажа здания (или покрытия над подвалом для первого этажа здания) выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²град/Вт;

Я_ок и К_ок0 - приведенное сопротивление теплопередаче перекрытия для окон выбранного помещения здания и эталонного помещения соответственно, м²град/Вт.

Использование в здании неоднородной системы утепления (теплоизоляции) в зависимости от расположения стены таким образом, что сопротивление теплопередаче наружных ограждений помещений выбирается из соотношения (1), обеспечивает выравнивание удельных (нормируемых к площади помещений) теплопотерь по помещениям здания независимо от их расположения.

Чертежи, прилагаемые к данному описанию, содержат следующую информацию.

На фиг. 1 приведена схема наружной оболочки здания с выделенными фрагментами ограждений, относящихся: «А» - к эталонному помещению и «В» - к угловому помещению верхнего этажа, для которого выполняется расчет.

На фиг. 2 представлен фрагмент «В» здания, относящийся к помещению, для которого выполняется расчет. Цифрами обозначены:

- 1 008576

- пол помещения площадью 8_Р;

- перекрытие верхнего этажа с характеристиками К_рег, §_рег;

и 4 - наружные стены с суммарной площадью 8₈₁ и сопротивлением теплопередаче к,,:

- окно с характеристиками 8_ок Кок·

На фиг. 3 представлен фрагмент «А» здания, относящийся к эталонному помещению. Цифрами обозначены:

- пол помещения площадью 8_р0;

- наружная стена с площадью 8_?,_ю и сопротивлением теплопередаче Кю;

- окно с характеристиками 8_око,К₀ко·

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций помещения определяется следующим образом:

выбирают помещение, которое считают в дальнейшем эталонным, например, в середине фасада здания и задают для него значение сопротивления теплопередаче К₈₁₀, К_рег0, К_ок0;

из проектной документации определяют значения площади наружных ограждающих конструкций эталонного помещения, например, в середине фасада δ₈₁₀, 8_рего и 8_ок0 и общую площадь наружных ограждающих конструкций рассматриваемого помещения δ₈₁, 8_рег и 8_ок;

из проектной документации определяют значения площади горизонтальных перекрытий эталонного помещения 8_р0 и рассматриваемого помещения 8_Р;

для средней за отопительный сезон температуры наружного воздуха и нормативной температуры в помещениях здания и подвале (над перекрытием верхнего этажа) задают значения ΔΤ и ДТ_рег;

по известным величинам для эталонного помещения рассчитывают численное значение правой части выражения (1)

Ή К НО 4 ^ρει-ΰ^ Тре^регО 4 Т!К.₀ко $р<>0 определяют сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций помещения из соотношения (1), подбирая соответствующие значения К,,. К_рег, К_ок.

Пример.

Расчет значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций различных помещений многоэтажного здания.

В качестве эталонного взято помещение того же здания, находящегося в середине фасада. Результаты расчетов сведены в табл. 1.

Таблица!

Результаты расчета значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций помещений многоэтажного здания

Наименование помещения	м²	8^ м²	5* м²	Зр м²	ДТ град	ΔΤρ« град	Км		К,!	м²	м²	8ои> «²			КаК1
Середина фасада	6,5	0	2,25	18	20	-	2	-	0,6	6,5	0	2,25	2	0	0,6
Торцевое помещение	18.1		2,25	15	20	-	4,6		1,2	6,5	0	2,25	2	0	0,6
Угловая комната верхнего этажа	18,1	15	2,25	15	20	20	6,7	12	1,2	6,5	0	2,25	2	0	0,6
Угловая комната первого этажа	18,1	15	2,25	15	20	16	6,6	10	1,2	6,5	0	2,25	2	0	0,6

где к,,. К_рег, К_ок, К₈₁₀, К_рег0, К_ок измеряются в м²град/Вт.

С учетом рассчитанных значений сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций проектируется здание.

Для ограждающих конструкций эталонного помещения здания выбирают стандартные окна, выпускаемые промышлеиными предприятиями Беларуси и имеющими следующую конструкцию:

деревянный оконный блок, изготовленный из профиля толщиной 78 мм; двухкамерный стеклопакет.

Сопротивление теплопередаче таких окон равно 0,6 м²град/Вт.

Окна с сопротивлением теплопередаче 1,2 м²град/Вт изготавливаются, например, из профиля, конструкция которого позволяет использовать двухкамерный стеклопакет с заполнением пространства между стеклами аргоном и с теплоотражающим покрытием на внутренних поверхностях стекол.

Стены здания могут иметь следующую структуру:

несущая стена здания, например, из кирпича толщиной 75 см;

наружная система утепления, например, лёгкая штукатурная с пенополистиролом в качестве утеплителя.

-2008576

Общее сопротивление теплопередаче такой системы равно

Л = 1/а_1П + 1/а_т1 + 0,75/ε* + ά/ε_αί, (2) где ос_т = 8,7 Вт/м²град и а_ои1 = 23 Вт/м²град - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхности стены;

е_к и е_и1 - коэффициенты теплопроводности кирпича и утеплителя соответственно, причем е_к = 0,76 Вт/м-град, е_и1 = 0,05 Вт/м-град (для пенополистирола);

ά - толщина слоя утепления.

Тогда для значений сопротивления теплоотдаче, приведенных в таблице, мы получим различные значения б, которые определяются из выражения (2). Эти данные приведены в табл. 2.

Таблица 2 Значения толщины слоя утеплителя для различных помещений здания

Наименование помещения	м²град/Вт	м
Середина фасада (эталонное помещение)	2	0,04
Торцевое помещение	4,6	0,17
Угловая комната верхнего этажа	6,7	0,28
Угловая комната первого этажа	6,6	0,27
Перекрытие над верхним этажом	12	0,57
Перекрытие над подвалом	10	0,47

Так как в приведенном выражении (2) изменяемыми величинами могут быть также коэффициенты теплопроводности кирпича и утеплителя е_к и е_и1, которые зависят от типа применяемых материалов, то при определенном значении е_к = 0,76 Вт/м-град, используя утеплитель с меньшим коэффициентом теплопроводности, можно уменьшить толщину стен в некоторых частях здания, как это показано в табл. 3, приведенной ниже.

Таблица 3 Значения толщины слоя утеплителя для различных помещений здания

Наименование помещения	м²град/Вт	Ом	6«, Вт/м град (материал)
Середина фасада (эталонное помещение)	2	0,04	0,05 (пенополистирол)
Торцевое помещение	4,6	0,14	0,04 (пенополиуретан)
Угловая комната верхнего этажа	6,7	0,22	0,04 (пенополиуретан)
У гловая комната первого этажа	6,6	0,22	0,04 (пенополиуретан)
Перекрытие над верхним этажом	12	0,57	0,05 (пенополистирол)
Перекрытие над подвалом	10	0,47	0,05 (пенополистирол)

Сравнивая данные табл. 2 и 3, видим, что толщина слоя утеплителя типа пенополиуретан, который использован для торцевых помещений и угловых комнат верхнего и нижнего этажей (табл. 3), меньше, чем при использовании пенополистирола (табл. 2).

Следует отметить, что использование более эффективного утеплителя по всей оболочке здания может быть нецелесообразно по экономическим соображениям, т.к., например, пенополиуретан стоит гораздо дороже пенополистирола.

Claims

Здание с утепляющей оболочкой, содержащей несущие стены и наружную систему утепления, в том числе лёгкую штукатурную систему утепления, тяжёлую штукатурную систему утепления, вентилируемую систему утепления, систему утепления на основе монолитных утеплителей, систему утепления на основе комплексных материалов, отличающееся тем, что система утепления выполняется таким образом, что сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций каждого помещения обеспечивает равный уровень теплопотерь, отнесенных к площади помещения, и соответствует условию, когда сумма величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий выбранного помещения, деленная на величину площади помещения, равна сумме величин, определяющих уровни теплопотерь на общей площади наружных стен, окон и горизонтальных перекрытий эталонного помещения, деленной на величину площади эталонного помещения.