Исследуем зависимость тепло технической однородности на ружных ограждений от геометриче ских характеристик здания для райо нов РФ, существенно отличающихся по климатическим условиям от Мо сквы. В качестве исходных данных возьмем параметры наружного кли мата, соответствующие Воркуте и Краснодару как представителям соответственно наиболее северных и наиболее южных населенных пун ктов Европейской территории Рос сии. Расчеты проведем для 22 ти повых проектов общественных зда ний различного назначения и разме ров, имеющих не более трех этажей, с отапливаемым объемом Vот от 1800 до 21000 м3. При этом в каждом зда нии выбираем наиболее неблагопри ятную в теплотехническом отноше нии наружную стену. Геометрические параметры стен и зданий в целом – размеры, площадь, объем, наличие и протяженность точечных и линей ных элементов – принимаем по стро ительным чертежам. Конечной це лью исследования в данном случае является установление зависимости коэффициента теплотехнической од нородности стены r или параметров соответствующей корреляции от гра дусосуток отопительного периода (ГСОП) в районе строительства. Методика расчета, учитывающая наличие точечных и линейных тепло технических неоднородностей в кон струкции и реализующая современ ные подходы к выбору теплозащиты наружных ограждений и их теплотех ническому расчету [1–3], приведена в Приложении Е СП 50.13330.2012 «Актуализированная редакция СНиП 23022003 «Тепловая защита зда ний»» (далее – СП 50). Как отмечали в своих публикациях многие авторы в нашей стране и за рубежом [2–7], подобные подходы значительно рас ширяют возможности по разработке энергосберегающих и одновремен но экономически эффективных огра ждающих конструкций. Вначале рассмотрим вычисления для условий Воркуты. Для примера в таблице 1 приведены результаты для одного из использованных зда ний [8]. В качестве выходного параметра здесь рассматривались значения ко эффициента r, которые затем сопо ставлялись с основными характе ристиками зданий для обнаружения взаимосвязи между ними. Роль неза висимых переменных при этом игращие поля корреляции, изображенные на рисунках 1 и 2, и обозначены ли нии трендов. Таким образом, легко видеть, что, как и для условий Москвы, между r и Ккомп наблюдается хорошо выражен ная корреляция с коэффициентом 0.62. В то же время о параметре Vот этого сказать нельзя. После этого была также исследо вана взаимосвязь r и коэффициента сплюснутости Ксп. Результаты рас четов в виде поля корреляции пред ставлены на рисунке 3. Заметно, что и здесь никакой зна чимой взаимосвязи, как и в случае с Vот, не обнаруживается. Рассмо трим теперь еще один климатиче ский район – г. Краснодар. Конструк тивные и геометрические характери стики зданий при этом не меняются, поэтому для объекта, представлен ного в таблице 1, в новых условиях можно привести только последнюю часть, содержащую параметры, ко торые будут отличаться от ранее рас считанных (таблица 2). На рисунке 4 изображена зависи мость r от Vот и линия тренда для ука занных условий. Следовательно, и здесь, как и во всех предыдущих вариантах, между r и Ккомп опять наблюдается выраженная корреляция примерно с таким же ко эффициентом 0.62, что говорит о со хранении статистической устойчивости выявленной зависимости во всех рай онах строительства. При этом по срав нению с Москвой и Краснодаром в ус ловиях Воркуты уровень Ккомп влияет на r наиболее сильно. Поэтому можно сделать вывод, что значение приведен ного сопротивления теплопередаче Ro пр, которое принимается в соответствии с СП 50 по уровню ГСОП, существенно определяет характер изменения тепло технической однородности ограждений общественных зданий в случае варьи рования конструктивных параметров зданий. Говоря более конкретно, в бо лее северных районах Ro пр оказывает ся выше, а соответствующий ему ко эффициент теплопередачи К = 1/Rпр – меньше. Это значит, что при одной и той же суммарной тепловой прово димости точечных и линейных элемен тов ΔK, которая зависит прежде всегоют Vот и коэффициент компактности Ккомп, равный отношению суммарной площади наружных ограждений ΣАi к величине Vот. Так же, как и в рабо те [8], были построены соответствуюот геометрии здания и поэтому прак тически не меняется в других климати ческих условиях, требуемая тепловая проводимость по глади стены Uтр = К – ΔK будет также уменьшаться (см. та блицу 1). А вслед за ней будет падать и r, так что при прочих равных условиях его величина с ростом ГСОП будет за висеть от всех остальных параметров сильнее. Что же касается зависимости r от Vот и от коэффициента сплюснуто сти Ксп, они имеют вид, аналогичный представленному на рисунках 2 и 3 для условий Воркуты, т. е. и здесь четко выраженного тренда не наблюдается. Если провести аналогичные вы числения для района Новосибирска, то, помимо указанных заключений, можно сформулировать количествен ные соотношения для r. В самом де ле, из рисунков 1 и 4 и соответству Таблица 2. Теплотехнические характеристики зданияпредставителя (Краснодар) Параметр Ед. изм. Значение ΔK (сумма по кол. 6 таблицы 1) Вт/ (м2∙К) 0.1212 Rпр (по СП 50 для Краснодара) м2·К/Вт 2.4 К = 1/Rпр Вт/ (м2∙К) 0.417 Uтр = К – ΔK Вт/ (м2∙К) 0.295 r = Uтр/К – 0.709 ющих данных для остальных исполь зованных городов следует линейная корреляция в следующем виде: r = АКкомп + В, (1) где значения коэффициентов А и В показаны в таблице 3. Зависимость А (сплошная ли ния) и В (пунктир) от ГСОП показана на рисунке 5. Анализируя полученные графики и осуществляя в первом приближе нии линеаризацию, что вполне допу стимо с учетом имеющегося разбро са точек на рисунках 1 и 4, находим окончательно: ( комп ) 1000 ГСОП K 67 . 2 1 018 . 0 08 . 0 1 r + ⎟⎠ ⎞ ⎜⎝ = − ⎛ + . (2) Таким образом, подтверждается сделанный ранее авторами в работе [8] вывод, что определяющим геоме трическим параметром, существен но сказывающимся на теплотехни ческой неоднородности наружных ограждений здания и на эффектив ности использования теплоизоляци онного материала, служит именно коэффициент компактности. В то же время, климатические характеристи ки также влияют на эти показатели, в более суровом климате теплотех ническая однородность, как правило, ухудшается.
Литература:
1. В. Г. Гагарин, В. В. Козлов. Требова ния к теплозащите и энергетической эф фективности в проекте актуализированно го СНиП «Тепловая защита зданий» // Жи лищное строительство. 2011. № 8. с. 2–6.
2. В. Г. Гагарин, В. В. Козлов. О требова ниях к теплозащите и энергетической эф фективности в проекте актуализированной редакции СНиП «Тепловая защита зданий» // Вестник МГСУ. 2011. № 7. с. 59–66.
3. В. Г. Гагарин, К. А. Дмитриев. Учет теплотехнических неоднородностей при оценке теплозащиты ограждающих конструкций в России и европейских стра нах. // Строительные материалы. 2013. № 6. С. 14–16.
4. О. Д. Самарин. Обоснование сниже ния теплозащиты ограждений с исполь зованием актуализированной редакции СНиП 23–02–2003. // Жилищное строи тельство. 2014.№ 3. С. 46–48.
5. Robert Dylewski, Janusz Adamczyk. Economic and ecological indicators for thermal insulating building investments. // Energy and Buildings. 2012. No. 54. P. 88–95.
6. Vilune Lapinskiene, Sabina Paulauskaite, Violeta Motuziene. The analysis of the efficiency of passive energy saving measures in office buildings. Papers of the 8th International Conference «Environmental Engineering ». Vilnius. 2011. P. 769–775.
7. W. Feist. Das Niedrigenergeihaus. 4. Auflage. – Heidelberg: C. F. Müller Verlag. – 1997. – 144 p.
8. О. Д. Самарин, Е. О. Насонова. Иссле дование зависимости теплотехнической од нородности наружных ограждений от геоме трических характеристик зданий. // Строи тельные материалы. 2016. № 1–2. С. 19–22.
Исследуем зависимость теплотехнической однородности наружных ограждений от геометрических характеристик здания для районов РФ, существенно отличающихся по климатическим условиям от Москвы. В качестве исходных данных возьмем параметры наружного климата, соответствующие Воркуте и Краснодару как представителям соответственно наиболее северных и наиболее южных населенных пунктов Европейской территории России. Расчеты проведем для 22 типовых проектов общественных зданий различного назначения и размеров, имеющих не более трех этажей, с отапливаемым объемом Vот от 1800 до 21000 м3. При этом в каждом здании выбираем наиболее неблагоприятную в теплотехническом отношении наружную стену. Геометрические параметры стен и зданий в целом – размеры, площадь, объем, наличие и протяженность точечных и линейных элементов – принимаем по строительным чертежам. Конечной целью исследования в данном случае является установление зависимости коэффициента теплотехнической однородности стены r или параметров соответствующей корреляции от градусосуток отопительного периода (ГСОП) в районе строительства.
