0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет теплопотерь пвх окон

Расчет теплопотерь через окна

Расчет теплопотерь помещения и требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций при раздельном учете лучистого и конвективного теплообмена

Проведенные исследования показывают, что традиционные расчеты теплопотерь помещения и требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций без раздельного учета лучистого и конвективного теплообмена в помещениях, содержащиеся в существующих нормативных и методических документах, приводят к достаточно значительным расхождениям в расчетах.

В проектной практике довольно часто встречается задача по определению теплопотерь помещения и расчета требуемого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций, в котором одна или несколько поверхностей имеют существенно различные температуры. К таким поверхностям можно отнести угловые помещения с двумя наружными стенами, помещения верхнего этажа с двумя наружными стенами и покрытием, помещения плавательного бассейна и помещения с обогреваемым полом, в которых температура поверхности воды или поверхности пола существенно отличается от температуры внутренних поверхностей наружных ограждений.

Тепловой поток на внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции следует рассчитывать по формуле [1, 2], учитывающей конвективную и лучистую составляющие этого теплового потока:

(1)

где a к – коэффициент конвективного теплообмена между внутренней поверхностью наружной ограждающей конструкции и воздухом помещения, Вт/м 2 •°С;

a л – коэффициент лучистого теплообмена между внутренней поверхностью наружной ограждающей конструкции и окружающими поверхностями, Вт/м 2 •°С;

tв, tвп – соответственно температуры внутреннего воздуха и внутренней поверхности наружной ограждающей конструкции, °С;

tокр – температура окружающих поверхностей, °С, вычисляется по формуле:

(2)

где ti, Fi – соответственно температуры, °С, и площади, м 2 , окружающих поверхностей.

Формулу (1) перепишем следующим образом:

(3)

Рассматривая правую часть формулы (3), можно сделать следующие выводы:

1. Если tусл > tв, то теплопотери помещения будут превышать значение, рассчитанное согласно СНиП II-33-75* «Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха», без раздельного учета лучистой и конвективной составляющих теплообмена на внутренней поверхности наружных ограждений.

2. Если tусл 2 •°С/Вт; Rокн – приведенное сопротивление теплопередаче окна, м 2 •°С/Вт; q1ст – тепловой поток через наружную стену при раздельном учете лучистого и конвективного теплообмена, Вт; q1окн – тепловой поток через окно при раздельном учете лучистого и конвективного теплообмена, Вт; q2ст – тепловой поток через наружную стену без раздельного учета лучистого и конвективного теплообмена, Вт; q2окн – тепловой поток через окно без раздельного учета лучистого и конвективного теплообмена, Вт.

Далее рассмотрим влияние раздельного учета лучистого и конвективного теплообмена при расчете сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций.

Рассматривалось три типа помещений с системой воздушного отопления, имеющих соответственно одно, два и три наружных ограждения: рядовое – с одной наружной стеной, угловое – с двумя наружными стенами, верхнее угловое – с двумя наружными стенами и покрытием; в каждом из помещений имелось окно (рис. 1).

Схема исследуемого помещения

В процессе расчета варьировались температура наружного воздуха tн от –15 до –25 °С; геометрические параметры помещения: отношение ширины к высоте В/Н – от 1 до 2,5, отношение длины к высоте L/Н – от 1 до 2,5; относительная площадь остекления наружной стены fост. = Fок / BH – от 0,3 до 0,7 (Fок – площадь окна); приведенный относительный коэффициент излучения между окном и светонепроницаемыми ограждениями e ок пр / e ок пр1 = 0,84; e ок пр2 = 0,28.

При анализе полученных результатов выявлено, что соотношения геометрических размеров В/Н и L/Н практически не влияют на исследуемые параметры, поэтому при дальнейшем рассмотрении они не учитываются.

При tв = 18 °С и ∆tн = 6 °С температура внутренней поверхности наружного ограждения составляет t ст =12 °С, температура внутренней поверхности покрытия при tв = 18 °С и ∆tн = 4 °С – t пот = 14 °С. Расчетные значения t отличаются от нормативных и в большой степени зависят от типа помещения: в помещении с одним наружным ограждением t ст = 10–10,5 °С, с двумя – t ст = 9,2–9,6 °С, в помещении с двумя наружными стенами и покрытием t ст = 8,7–9,0 °С, t пот = 10,4–11,2 °С.

Естественно, что теплопотери помещения, рассчитанные с учетом конвективной и лучистой составляющих теплообмена, оказались меньше теплопотерь, определенных по СНиП 2.04.05-91*. При увеличении перепада между tв и tвп возросла конвективная составляющая теплообмена, однако лучистая составляющая существенно уменьшилась. Это объясняется тем, что температуры внутренних ограждений не равны температуре воздуха (для различных типов помещения tокр = 12,5 – 15,5 °С) и, кроме того, для помещений с несколькими наружными ограждениями в расчет включались их внутренние поверхности. На рис. 2 показано распределение температуры поверхностей помещений, рассчитанное в соответствии с нормами и при раздельном учете лучистого и конвективного теплообмена, учитывающего разности температур четвертых степеней [3]. Стрелками обозначено направление лучистых потоков. Как видно из рисунка, в реальных условиях происходит перераспределение этих потоков и поверхность потолка может даже отдавать лучистое тепло в помещение.

Распределение температуры поверхностей в помещении, рассчитанное:
а – по СНиП 2.04.05–91*; б – по формулам [2] при В/Н = 1,0; L/Н = 1,5; fост = 0,7; e ок пр = 0,84

Расчетом установлено, что при уменьшении e ок пр с 0,84 до 0,28 температура внутренней поверхности окна снижается на 2–3 °С из-за резкого уменьшения (на 55–60 %) лучистого теплообмена с другими поверхностями помещения, которое не компенсируется увеличением (на 20–30 %) конвективного теплообмена. Вследствие этого снижаются и теплопотери помещения.

В помещениях с наружными ограждающими конструкциями, рассчитанными по СНиП 23-02-2003 (где коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности принят постоянным), не обеспечивается нормативный санитарно-гигиенический перепад между температурами воздуха и внутренней поверхности наружной стены. Превышение расчетного перепада над нормативным составляет для рядового помещения 25–30 %, углового – 40–45 %, верхнего углового – 50–55 %.

В заключение отметим, что особенно важно раздельно учитывать лучистый и конвективный теплообмен в помещении при определении нагрузки на систему кондиционирования воздуха. Если расчет проводится без такого учета, то полученное значение нагрузки на систему кондиционирования может превышать требуемое в 2–2,5 раза. Рекомендуется производить расчеты в соответствии с рекомендациями АВОК Р НП «АВОК» 5.1-2008 по программе, которая учитывает раздельно лучистый и конвективный теплообмен в помещении.

Литература

1. Богословский В. Н. Строительная теплотехника. – М. : Высшая школа, 1982.

2. Табунщиков Ю. А. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. – М. : АВОК-ПРЕСС, 2002.

3. Табунщиков Ю. А., Климовицкий М. С. Расчет теплового режима помещения при раздельном учете конвективной и лучистой составляющих теплообмена / Сборник трудов НИИСФ «Тепловой режим и долговечность зданий», 1987.

Руководство по расчету теплопотребления эксплуатируемых жилых зданий

Расчёт теплопотерь через окна

В практике строительства жилых и общественных зданий применяется одинарное, двойное и тройное остекление в деревянных, пластмассовых и металлических переплетах, спаренное или раздельное [1].

Требуемое термическое общее сопротивление теплопередачи для световых проёмов определяют по табл. 1.5 в зависимости от величины ГСОП.

Затем по табл. 2.2 в соответствии с конструкцией окна определяют значение фактического приведённого сопротивления . Выбираем наибольшее из значений и .

Таблица 2.2 – Фактическое приведённое сопротивление окон, балконных дверей и фонарей [5]

Расчёт теплопотерь через окна

В практике строительства жилых и общественных зданий применяется одинарное, двойное и тройное остекление в деревянных, пластмассовых и металлических переплетах, спаренное или раздельное [1].

Требуемое термическое общее сопротивление теплопередачи для световых проёмов определяют по табл. 1.5 в зависимости от величины ГСОП.

Читать еще:  Расчет тепловой схемы геоэс

Затем по табл. 2.2 в соответствии с конструкцией окна определяют значение фактического приведённого сопротивления . Выбираем наибольшее из значений и .

Таблица 2.2 – Фактическое приведённое сопротивление окон, балконных дверей и фонарей [5]

Пример 2.4.

– район строительства – г. Липецк;

– расчётная температура внутреннего воздуха °С;

°С; = 202 сут.; = -3,4 °С; n = 1;

– окна с двойным остеклением в спаренных переплетах из ПВХ.

Порядок расчёта.

1. По формуле (1.4) определяем ГСОП:

°С·сут.

2. По табл. 1.5 интерполированием определяем для окон
(м 2 ∙ºС)/Вт.

3. По табл. 2.2 = 0,4 (м 2 ∙ºС)/Вт.

4. Т.к. > (0,47>0,4), то для дальнейших расчётов используем (м 2 ∙ºС)/Вт.

5. Площадь окна м 2 .

6. Определяем теплопотери через окно по формуле (2.1):

Вт.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Расчеты теплопотерь. Расчет теплопотерь пвх окон Холодные места на стенах

Счета за отопление и горячую волу составляют весомую часть расколов на жилите и в определенной степени отражают уровень потребления тепловой энергии. В прошлом энергия была дешевой. Теперь ее цена увеличилась и в обозримом будущем вряд ли уменьшится. Но можно сократить расходы па отопление и горячую волу. Это делается с помощью термомолернизяцин. Она уменьшит утечку тепла через конструкции дома и повысит эффективность работы систем отопления и горячего водоснабжения. Конечно, термомодернизация потребует немалых финансовых затрат, но если ее правильно сделать, то затраты будут возмещены за счет сэкономленных на отоплении средств.

Куда уходит тепло?

Рассмотрим основные причины высокого уровня потребления тепловой энергии в частных домах. Тепло уходит:

☰ через вентиляцию. В современных домах традиционных конструкций таким образом уходит 30-40 % тепла;
☰ окна и двери. Обычно на них приходится до 25 % общих теплопотеръ дома.
☰ В некоторых домах величину окон определяют, руководствуясь не рациональными нормами естественного освещения, а архитектурной модой, пришедшей к нам из стран с более теплым климатом;
☰ наружные стены. Через конструкцию стен уходит 15-20% тепла. Строительные нормы прошлых лет не требовали от конструкции стен высокой теплоизоляционной способности, к тому лее и без того часто нарушались;
☰ крышу. Через нее уходит до 15% тепла;
☰ пол на грунте. Распространенное решение в домах без подвала, при недостаточной теплоизоляции может привести к потерям 5-10% тепла;
☰ мостики холода, или термические мостики. Служат причиной потери около 5 % тепла.

Утепление наружных стен

Оно состоит в создании дополнительного слоя теплоизоляции на внешней или внутренней стороне наружной стены дома. При этом теплопотери уменьшаются, а температура внутренней поверхности степы увеличивается, что делает проживание в доме комфортнее и устраняет причину повышения влажности и образования плесени. После дополнительного утепления теплоизоляционные свойства стены улучшаются в три-четыре раза.

Утепление снаружи гораздо удобнее и эффективнее, поэтому его применяют в подавляющем большинстве случаев. Оно обеспечивает:

☰ равномерность теплоизоляции на всей поверхности наружной стены;
☰ увеличение теплостатичности стены, то есть последняя становится аккумулятором тепла. Днем от солнечного света она нагревается, а ночью, остывая, отдает тепло в помещение;
☰ устранение неровности стены и создание нового, более эстетичного фасада дома;
☰ выполнение работ без неудобств для жильцов.

Утепление дома изнутри применяется только в исключительных случаях, например в домах с богато украшенными фасадами или когда утепляются лишь некоторые помещения.

Утепление перекрытий и крыш

Перекрытия на неотопляемом чердаке утепляют, укладывая слой из плит, матов или сыпучих материалов. Если чердак планируется использовать, то над утеплителем укладывают слой досок или цементную стяжку. Уложить дополнительный слой теплоизоляции на чердаке, куда легко добраться, на самом деле просто и недорого.

Более сложной является ситуация с так называемой вентилируемой совмещенной кровлей, где над перекрытием последнего этажа находится пространство в несколько десятков сантиметров, к которому нет непосредственного доступа. Тогда в это пространство вдувают специальный утеплитель, чтобы, затвердев, он образовал на перекрытии толстый теплоизоляционный слой.

Утеплить совмещенную кровлю (такую обычно устраивают над мансардными этажами) можно, уложив на нее дополнительный слой теплоизоляции и выполнив новое кровельное покрытие. Перекрытия над подвалами легче всего утеплить, приклеив или подвесив теплоизоляцию при помощи анкеров и стальной сетки. Слой теплоизоляции можно оставить открытым или закрыть алюминиевой фольгой, обоями, штукатуркой и пр.

Уменьшение теплопотерь через окна

Существует несколько способов уменьшения теплопотерь через оконную «столярку».

Вот САМЫЕ ПРОСТЫЕ из них:
☰ уменьшить окна;
☰ приметить ставни и жалюзи;
☰ поменять окна.

Самым радикальным способом уменьшения теплопотерь является последний. Вместо старых ставят окна с более высокими теплоизоляционными свойствами. Рынок предлагает различные типы энергосберегающих окоп: деревянные, пластиковые, алюминиевые, с двух- и трехкамерными стеклопакетами, со специальным иизкоэмисси-оппым стеклом. Поменять окна обойдется недешево, но за новыми проще ухаживать (пластиковые окна не нужно красить), их высокая плотность препятствует проникновению пыли, улучшается звуко-и теплоизоляция.

В некоторых домах слишком много окон, значительно больше, чем необходимо для естественного освещения помещений. Поэтому можно уменьшить их площадь, заполнив часть проемов стеновым материалом.

Самые низкие температуры снаружи дома отмсчаются обычно ночью, когда дневного света нет. Следовательно, теплопоте-ри можно уменьшить, применив ставни или жалюзи.

Система отопления и горячего водоснабжения

Если теплоснабжение дома осуществляется при помощи котельнои, которой пользуются 10-15 лет, то она требует термомодернизации. Самым большим недостатком старых котлов является их низкая производительность. Кроме того, такие устройства, отопляемые углем, выделяют много продуктов сгорания. Поэтому их целесообразно заменять современными газовыми или жидкотопливными котлами: у них больше производительность, и они меньше загрязняют воздух.

Модернизировать можно и саму теплосеть в доме. Аля этого устраивают теплоизоляцию на трубах отопления и горячей воды, которые проходят через неотопляемые помещения. Кроме того, на всех радиаторах ставят терморегулирующие вентили. Это позволяет устанавливать необходимую температуру и не отапливать нежилые помещения. Можно также устроить воздушное отопление или «теплый пол». Модернизация сети горячей воды — это замена протекающих трубопроводов и теплоизоляция новых, оптимизация работы системы, готовящей горячую воду, и включение в нее циркуляционного насоса.

Чтобы уменьшить теплопотери через эту систему, можно уста» ювить рекуператор — устройство, позволяющее использовать тепло выходящего из дома воздуха. Кроме того, можно применить подогрев приточного воздуха. Простейшими устройствами, уменьшающими теплопотери через плотные современные окна, являются вентиляционные карманы, подающие воздух в помещения.

Нетрадиционные источники энергии

Аля отопления дома можно использовать энергию возобновляемых источников. Например тепло от сжигания дров, отходов древесины (опилок) и соломы. Аля этого применяют специальные котлы. Стоимость отопления таким способом существенно ниже, чем системами, работающими на традиционных видах топлива.

Чтобы использовать для отопления солнечное тепло, применяют солнечные коллекторы, располагаемые на крыше или па стене дома. Аля максимальной эффективности их работы коллекторы нужно разместить на южном скате крыши с уклоном около 45°. В наших климатическиx условиях коллекторы обычно сочетаются с еще одним источником тепла, например, конвекционным газовым котлом или котлом на твердом топливе.

Читать еще:  Современные решения для реконструкции старых систем отопления

Для отопления и горячего водоснабжения можно применять тепловые насосы, использующие тепло земли или подземных вод. Однако для своей работы они требуют электроэнергии. Себестоимость тепла, произведенного тепловыми насосами, низкая, а вот стоимость насоса и системы отопления довольно высокая. Годовая потребность в тепле для индивидуальных домов составляет 120-160 кВт-ч/м2. Несложно посчитать, что для отопления жилища площадью 200 м2 е течение года потребуется 24000-32 000кВт.ч. Применив ряд технических мероприятий, эту величину можно сократить почти в два раза.

Насколько двойной стеклопакет эффективнее одинарного? Имеет ли смысл установка K и i-стекол? Играет ли роль толщина воздушной прослойки и заполнение аргоном? И какая между всем этим разница?

Все ответы в одной простой таблице.

Для удобства сравнения за базовый уровень был взят обычный однокамерный стеклопакет с четырехмиллиметровыми стеклами и межстекольным расстоянием в 16 мм. Также в таблицу добавлены сравнительные значения шумоизоляции стеклопакетов и разница в стоимости.

Теплопотери дома – куда реально уходит тепло. Расчет теплопотерь пвх окон Снижение теплопотерь через окна

Насколько двойной стеклопакет эффективнее одинарного? Имеет ли смысл установка K и i-стекол? Играет ли роль толщина воздушной прослойки и заполнение аргоном? И какая между всем этим разница?

Все ответы в одной простой таблице.

Для удобства сравнения за базовый уровень был взят обычный однокамерный стеклопакет с четырехмиллиметровыми стеклами и межстекольным расстоянием в 16 мм. Также в таблицу добавлены сравнительные значения шумоизоляции стеклопакетов и разница в стоимости.

Сравнительная таблица эффективности стеклопакетов

Пояснения и условные обозначения:
В графе «формула стеклопакета» указана толщина в миллиметрах его «составляющих», где 4-миллиметровые стекла отделяют друг от друга воздушные прослойки (камеры), заполненные обычным воздухом или аргоном (где указана литера «а»).

К-стекло – энергосберегающее низкоэмиссионное стекло, отличающееся от обычного специальным прозрачным покрытием из оксидов металлов InSnO2. Данное покрытие отражает тепловое длинноволновое излучение обратно в помещение. Если величина излучательной способности простого стекла составляет 0,84, то у К-стекла обычно около 0,2. Это значит, что К-стекло возвращает в помещение примерно 70% теплового излучения, которое на него попадает. Одновременно К-стекло способно защитить помещение от нагрева в жаркую солнечную погоду, также отражая большую часть тепловых волн.

Существует еще более эффективное низкоэмиссионное i-стекло (их нет в таблице). Оно примерно в полтора раза эффективнее К-стекла и имеет величину излучательной способности до 0,04.

В статье использована информация ЧП «ОТ-информ».

Как показывает практика, очень большая доля тепла из дома улетучивается через окна. Поскольку во многих домах установлены пластиковые окна, которые практически сводят к нулю сквозняки и выхолаживание помещений за счет притока холодного воздуха, то это имеет преимущество перед обычными окнами. И все же пластиковые окна способны терять тепло от 20 до 40% от общих теплопотерь дома, разберемся в причинах этого и как предотвратить потери тепла через окна.

Теплопотери через стеклопакет

Способны очень хорошо удерживать тепло и этот показатель тем выше, чем толще стеклопакет. Как показывает практика, для не столь важно из скольких камер состоит ваш стеклопакет. Две, или три камеры, или одна — не столь важно. Утечка тепла происходит через всю площадь стекла. Это излучение лежит в инфракрасной области спектра.

Современные технологи справляются с этой задачей следующим образом: изобретены так называемые энергосберегающие стеклопакеты. Они отличаются от обычных тем, что на его стекло нанесен особый слой низкоэмиссионного напыления. Благодаря этому слою тепло отражается обратно в помещение. Благодаря такому стеклопакету удается на 50% предотвратить утечку тепла через окно. При этом стекло совершенно не теряет своей прозрачности и эстетического вида. При этом солнечная радиация тоже не проникает сквозь такое стекло, что очень хорошо для регионов с жарким климатом.

Двухкамерный стеклопакет обеспечит вам необходимую толщину окна для лучшего сбережения тепла. И вместе с тем необходимо помнить, что такой стеклопакет заметно тяжелее обычного, что может привести к провисанию створок со временем. Помимо всего прочего замечено, что от уличного шума такой стеклопакет может начать издавать звуки низкой частоты. Это связано с тем, что между стеклами может возникать стоячая звуковая волна, которая может способствовать возникновению резонанса и появлению характерного дребезга.

В некоторых стеклопакетах вместо воздуха закачан нейтральный газ. Однако, через два-три года от этого преимущества не остается следа, так как этот газ улетучивается и замещается обычным воздухом.

Еще одним неприятным моментом бывает промерзание зимой окон, а также появление наледи на стеклопакете. Чаще всего это показатель того, что герметик окон пришел в негодность. Это случается по причине его разрушения. Для того, чтобы пенный герметик не разрушался, его необходимо при монтаже покрыть влагоизолирующей мастикой.

Проверьте также плотность прилегания защитной уплотнительной резины окна. Для того, чтобы резина сохраняла свои изолирующие функции, необходимо как минимум дважды смазывать её специальной смазкой из набора для ухода за пластиковыми окнами. Вы удивитесь, сколько грязи может скапливаться на резине за полгода, когда наконец решитесь её помыть моющим средством. Если этого не делать, то резина потрескается и потеряет свою эластичность. Силиконовая смазка поможет продлить срок службы уплотнительной резины пластиковых окон. Если все же резина потеряла свои качества и не способна выполнять свои функции — замените её.

Вы здесь: Главная >> Утепление дома своими руками >> Как правильно утеплить дом своими руками: технология утепления дома >> Как уходит тепло через окна?

Как уходит тепло через окна?

В этой статье перечислим, что влияет на потери тепла через окна . И перечислим мы это для того, чтобы, утепляя окна своими руками, делать это с пониманием, что и для чего делаем.

Факторы, влияющие на теплопотери через окна

Итак, вот что влияет на потери тепла через окна:

  • размер окон и их количество (площадь светового проёма);
  • материал оконного блока;
  • тип остекления;
  • месторасположение;
  • уплотнение.

Теперь разберём «по косточкам» каждый фактор отдельно, узнаем, каким он должен быть оптимальным.

Какой должна быть площадь окон?

Очевидно, что чем больше площадь оконного проёма, тем больше тепла через него может покинуть комнату . Но совсем без окон нельзя… Площадь окон должна обосновываться расчетом: почему выбрали именно такую ширину и высоту окна?

Отсюда вопрос: какая площадь окон оптимальна в жилых домах?

Если обратиться к ГОСТ’ам, то получим чёткий ответ:

Площадь оконного проёма должна обеспечивать коэффициент естественной освещённости (КЕО), значение которого зависит от района строительства, характера местности, ориентации по сторонам света, назначения помещения, типа оконных переплётов.

Считается, что света поступает в помещение достаточно, если площадь всех стеклянных поверхностей в сумме составляет 10…12% от общей площади комнаты (рассчитанной по полу). По физиологическим показаниям считается, что оптимальное условие освещения достигается при ширине окон, равной 55% от ширины комнаты. Для котельных площадь светового проёма 0.33 м2 на 1 м3 объёма помещения.

Для отдельных помещений (например, котельных) имеются свои требования, о которых нужно узнавать в соответствующих нормативных документах.

Как снизить теплопотери при большой площади остекления?

Теплопотери через стёкла могут быть значительны, отчего и расходы на отопление большими.

Для уменьшения теплопотерь через окна на стёкла наносят специальные покрытия с односторонним пропусканием коротко- и длинноволнового излучения (длинноволновая часть спектра – это инфракрасные лучи, исходящие от отопительных приборов, они задерживаются, а коротковолновая часть — ультрафиолетовые лучи — пропускается). В результате зимой солнечный свет в помещение проходит, а тепло из помещения не уходит:

Читать еще:  Выкладываем печь своими руками

А летом наоборот:

Почему многослойное остекление эффективней?

Опыт показывает, что увеличение толщины воздушной прослойки между стёклами в двойном оконном переплёте, не приводит к увеличению тепловой эффективности всего окна. Эффективней сделать несколько прослоек, увеличивая количество стёкол.

«Классическая» двойная рама малоэффективна. А наибольшего эффекта можно достигнуть тройным остеклением. То есть, двухкамерный стеклопакет по всем параметрам (теплоизоляция, звукоизоляция) эффективней однокамерного.

(Камеры здесь – это промежутки между стёклами; два стекла – один промежуток, однокамерный стеклопакет; три стекла – два промежутка, две камеры… и т. д.)

Оптимальной толщиной воздушной прослойки между стёклами считается 16 мм.

Когда вам предлагают стеклопакеты, и нужно выбрать из нескольких видов, например, из таких (числа над стеклопакетами — это толщины стёкол и пространств между ними):

То оптимальные второй и третий.

Ну, опять же, нужно иметь в виду уплотнение стёкол. В современных стеклопакетах не только увеличено число камер, но и в пространстве между стёклами откачан воздух, вместо него закачан какой-нибудь инертный газ, и камеры герметичны.

Месторасположение окон и потери тепла через них

Оконное стекло почти полностью прозрачно для солнечного тепла, но не прозрачно для «чёрных» источников излучения (с температурой ниже 230 градусов).

Намного больше тепла проходит через стекло снаружи, чем может пройти изнутри. Такая односторонняя проводимость может приводить к тому, что зимой отопление помещений с солнечной стороны может не потребовать значительных трат. Летом же получаем, наоборот, перегрев комнат, отчего возникает необходимость в охлаждении помещений.

Наименьшее поступление света бывает с северной, северо-восточной и северо-западной сторон.

Вывод: учитывать расположение окон и их влияние на климат в доме нужно на стадии проектирования дома. В противном случае остаётся лишь «бороться» с помощью жалюзей, плёнок на стёклах, реставрации старых рам или замены их на новые, утепления откосов и прочих мероприятий, о которых в следующих статьях.

Выбор теплоизоляции, вариантов утепления стен, перекрытий и других огрождающих конструкций для большинства заказчиков-застройщиков задача сложная. Слишком много противоречивых проблем требуется решить одновременно. Данная страничка поможет Вам во всем этом разобраться.

В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», сопротивление теплопередаче определяется по одному из двух альтернативных подходов:

предписывающему (нормативные требования предьявляются к отдельным элементам теплозащиты здания: наружным стенам, полам над не отапливаемым пространствами, покрытиям и чердачным перекрытиям, окнам, входным дверям и т.п.)

потребительскому (сопротивление теплопередачи ограждения может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного).

Санитарно-гигиенические требования должны выполняться всегда.

К ним относятся

Требование, что бы перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности огрождающих конструкций не превышали допустимых значений. Максимальные допустимые значения перепада для наружной стены 4°С, для покрытия и чердачного перекрытия 3°С и для перекрытия над подвалами и подпольями 2°С.

Требование, что бы температура на внутренней поверхности ограждения была выше температуры точки росы.

Для Москвы и ее области требуемое теплотехническое сопротивление стены по потребительскому подходу составляет 1,97 °С·м. кв./Вт, а по предписывающему подходу:

для дома постоянного проживания 3,13 °С·м. кв./ Вт,

для административных и других общественных зданий в т.ч. зданий сезонного проживания 2,55 °С·м. кв./ Вт.

Таблица толщин и термических сопротивление материалов для условий Москвы и ее области.

Наименование материала стены

Толщина стены и соответствующее ей термическое сопротивление

Необходимая толщина по потребительскому подходу (R=1,97 °С·м. кв./ Вт) и по предписывающему подходу (R=3,13 °С·м. кв./ Вт)

Полнотелый сплошной глиняный кирпич (плотность 1600 кг/м. куб)

510 мм (кладка в два кирпича), R=0,73 °С·м. кв./Вт

Расчет теплопотерь пвх окон

Расчет теплопотерь через окна

Термическое сопротивление воздушной прослойки

В данном случае мы имеем дело с трехслойной плоской стенкой. Два слоя стекла имеют толщину 1,5 мм. Ввиду весьма малой толщины стекол их термическим сопротивлением пренебрегаем, а учитываем только воздушную прослойку, толщина которой =0,08 м. Ради облегчения расчета сложный процесс конвективного теплообмена в воздушной прослойке заменяется на элементарное явление теплопроводности, вводя при этом понятие эквивалентного коэффициента теплопроводности экв.

Если разделить экв на коэффициент теплопроводности воздуха , то получим безразмерную величину =экв/, которая характеризует собой влияние конвекции и называется коэффициентом конвекции.

где в-коэффициент объемного расширения воздуха

t — перепад температур t=tвн.п — tнар.п

=0,08 м — толщина воздушной прослойки

g=9,81 м/с 2 — ускорение свободного падения

Допустим, что температура наружной поверхности окна tнар.п= — 20,938 0 С, а температура внутренней поверхности окна tвн.п=4,115 0 С, тогда средняя температура воздушной прослойки.

При этой температуре физические свойства воздуха:

коэффициент теплопроводности воздуха =2,373•10 -2 Вт/(м 0 •С)

коэффициент кинематической вязкости воздуха =12,57•10 -6 м 2 /с

Число Прандтля Pr=0,7112

Произведение критерия Грасгофа на число Прандтля равно:

Эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушной прослойки

экв=6,89•2,373•10 -2 =0,163 Вт/(м 0 •С)

Термическое сопротивление воздушной прослойки

Rпр=0,08/0,163=0,49 (м 2 • 0 С)/Вт

Термическое сопротивление у внутренней поверхности окна

Внутри здания всегда наблюдается естественная циркуляция воздуха. Известно, что конвективный коэффициент теплоотдачи при естественной циркуляции воздуха:

Найдем эти критерии при температуре воздуха в помещении tвн=25 0 С и высоте окна l=3 м.

где в-коэффициент объемного расширения воздуха

t — перепад температур t=tвн — tвн.п

l=3 м — высота окна

При температуре tвн=25 0 С коэффициент кинематической вязкости воздуха

Ускорение силы тяжести g=9,81 м/с 2

Критерий Прандтля при tвн=25 0 С равен Pr=0,7036

Произведение критерия Грасгофа на число Прандтля равно:

При (Gr•Pr)10 9 имеем турбулентный режим

Определим конвективный коэффициент теплоотдачи при естественной

где l — высота окна.

Коэффициент теплопроводности воздуха при tвн=25 0 С =2,566•10 -2 Вт/(м 2 • 0 С)

Термическое сопротивление на внутренней поверхности стенки

Термическое сопротивление на наружной поверхности здания

где к.нар — конвективный коэффициент теплоотдачи

л — коэффициент теплоотдачи излучением

Пусть температура наружной поверхности стены tнар.ст= — 20.938 0 С

где W — скорость ветра, W=15 м/с

L — высота окна, L=3 м

Физические свойства воздуха при tнар= — 22 0 С:

коэффициент кинематической вязкости воздуха =11,704•10 -6 м 2 /с

коэффициент теплопроводности воздуха =2,264•10 -2 Вт/(м 2 •С)

Число Прандтля Pr=0,7174

При Re > 5×10 5 критерий Нуссельта можно определить по формуле:

где С=5,7 Вт/(м2•К4) — коэффициент излучения абсолютно — черного тела =0,937 — степень черноты гладкого стекла

Проверка наружной и внутренней поверхности окна

Общее термическое сопротивление

R=0,252+0,49+0,021=0,763 (м 2 •С)/Вт

Температура наружной поверхности стенки

t — расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,5 0 С, следовательно дальнейших приближений делать не надо.

t — расхождение в заданной и полученной температуре не превышает 0,5 0 С, следовательно дальнейшие приближения делать не надо.

Общие теплопотери для цеха

где Fок — поверхность окон цеха; Fок=90 м 2

t — перепад температур; t=25 — (-22)=47 0 С

R — общее термическое сопротивление; R=1,138 (м 2 •С)/Вт

Общие теплопотери через окна цеха составляют Qок=4,6 кВт

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×