Външни входни врати: дървени, пластмасови и метални. Устойчивост на топлопредаване на външни врати и порти Топлопроводимост в строителството и в частност за метална врата

Промените във Федералния закон "За техническото регулиране", които позволиха продажбата на територията на Руската федерация на продукти, сертифицирани за съответствие с нормите и изискванията на чуждестранни регулаторни правни актове, значително улесниха дейността на компаниите вносители и търговските вериги, но в никакъв случай изборът на метални врати от руснаците. Дори с най-често използваните в Русия европейски EN, международни ISO и немски DIN стандарти, е доста трудно да се запознаете безплатно и с регулаторните правни актове на САЩ (ANSI), Япония (JISC) или Израел (SII) и Китай (GB / T), откъдето голям дял от вносни метални врати се доставят в нашата страна - това е просто нереалистично за по-голямата част от нашите сънародници.

Ако все още не сте решили, разгледайте нашите предложения

В резултат на това рисковете от закупуване на метални врати, които не отговарят на самата концепция за защитна стоманена врата със своите експлоатационни характеристики са много високи. Освен това рекламните етикети („елитни“, „престижни“, „безопасни“, „блиндирани“ метални врати), навсякъде „окачени“ върху стоманени блокове за врати от продавачи, в по-голямата част от случаите не отговарят на смисъла, вложен в тези конвенции . И така, „елитните“ метални врати с визуално добра облицовка с дървени облицовки могат да имат пълнеж на платното с картон, което ги прави ефективен топлообменник през зимата, а залата или коридора зад входните врати според температурния режим - вътрешна хладилна камера. „Бронирани“ метални врати - обшивка от метален лист с дебелина 0,6-0,8 мм, която се отваря с обикновена отварачка за консерви, а крилата на „безопасни“ метални врати с добър набор от безумно скъпи брави могат да бъдат свален от рамката на вратата или заедно с кутията от отвора с помощта на стойка и щипка за пирони или изхвърлен.

По-голяма вероятност да получите входна врата с добри експлоатационни свойства е да закупите метални врати, сертифицирани за съответствие с нормите и изискванията на руските стандарти, но трябва да знаете поне основните нормализирани параметри, които определят нивото на качество и експлоатационна годност на метална врата. Основният стандарт, който определя дизайна и основните експлоатационни свойства на метална врата в Русия, е GOST 31173-2003 „Стоманени блокове за врати“, а нивото на защита на заключващите механизми е GOST 5089-2003 „Ключи и ключалки за врати. Спецификации".

Огнеупорните метални врати по отношение на огнеустойчивост, димо- и газонепропускливост, но не и защитни свойства, се регулират от GOST R 53307-2009 „Строителни конструкции. Противопожарни врати и порти. Метод за изпитване на огнеустойчивост“, и бронирани и взривоустойчиви метални врати - съгласно редица разпоредби на GOST R 51113-97 „Банково защитно оборудване. Изисквания за устойчивост на взлом и методи за изпитване”.

Рамките на металните крила на вратите са изработени от валцувани продукти в съответствие с GOST 1050-88 „Калибрирани валцувани продукти със специална повърхност от висококачествена въглеродна конструкционна стомана“, ламарина се използва за обшивка в съответствие с GOST 16523-97 „Тънко- листови валцувани продукти от въглеродна стомана с високо качество и обикновено качество с общо предназначение" или GOST 16523-97 "Валцувани плочи, изработени от въглеродна стомана с обикновено качество" (за подсилени метални врати или защитни), по-рядко съгласно GOST 5632-72 " Високолегирани стомани и сплави, устойчиви на корозия, топлоустойчиви и топлоустойчиви".

Важно: "Бронирани", "безопасни" метални врати, както и "железни" врати не съществуват по дефиниция. Металните врати за жилищни помещения не се произвеждат в класове на устойчивост на взлом по-високи от V (GOST R 51113-97) по технически причини - укрепването на якостните свойства води до увеличаване на масата на готовия блок на вратите до стойности, несъвместими с монтажа в обикновен стенни отвори и работа на врати с ръчно отваряне на платното. Масивните врати от големи класове на устойчивост на взлом се използват в банкови трезори и имат електромеханични задвижвания за управление.

Опростено за разбиране на стандартите GOST 31173-2003.

GOST 31173-2003 класифицира и стандартизира металните врати според:

устойчивост на взлом, определена от класа на якостните характеристики и класа на защитните свойства на заключващите механизми - метални врати с конвенционален дизайн с клас на якост M3 и III - IV клас на защитни свойства на брави съгласно GOST 5089-2003, подсилени метални врати с клас на якост М2 и III - IV клас защитни свойства на брави, защитни метални врати с клас на якост М1 и IV клас на защитни свойства на брави;

Важно: Укрепването на защитните свойства на металните врати (устойчивост на взлом) зависи от якостните свойства на блока на вратите (с увеличаване на якостните характеристики от клас M3 до M1, устойчивостта на взлом на метална врата се увеличава). Дори обикновените врати не могат да имат брави със защитни свойства по-ниски от клас III, а нивото на защитни свойства се повишава от клас I до клас IV. Класът на защитните свойства на една брава се определя не от нейния дизайн или търговска марка, а от броя на тайните, които трябва да бъдат за брави с: цилиндров механизъм III клас - 10 хиляди, клас IV - 25 хиляди; дисков цилиндров механизъм от клас III - 200 хиляди, клас IV - 300 хиляди; лостов механизъм клас III - 50 хиляди, клас IV - 100 хиляди.

механични характеристики (класове на якост), определени от величината на статичните натоварвания, приложени в равнината, в зоната на свободния ъгъл, в зоната на пантите на лентата, както и динамичните натоварвания, приложени в посоката на отваряне на лентата и ударни натоварвания в двете посоки на отваряне на лентата.

Важно: Класът на якост M1 има най-добрите механични характеристики, класът на якост M3 - най-лошият, но всяка метална врата, която се продава днес, трябва да има механични характеристики не по-ниски от клас на якост M3;

според топлозащитните свойства, определени от намаленото съпротивление на топлопреминаване - клас 1 с намалено съпротивление на топлопреминаване най-малко 1,0 m2 °C / W, клас 2 с намалено съпротивление на топлопреминаване от 0,70 до 0,99 m2 °C / W, клас 3 с намалено съпротивление на топлопреминаване от 0,40 -0,69 m2 ° C / W.
Важно: Металните врати от клас 1 имат най-добри топлозащитни свойства, най-лошите - клас 3, но всички метални врати не могат да имат намалено съпротивление на топлопреминаване под праговата стойност на клас 3 - 0,4 m2. ° C / W, което съответства спрямо използваното в европейските регулаторни правни актове, коефициентът на топлопреминаване Uwert е не повече от 1/0,4 = 2,5 W/(m2K). Трябва да се помни, че за Москва от 1 октомври 2010 г. според нормите на градската програма „Енергоспестяващо жилищно строителство в град Москва за 2010-2014 г. и за бъдещето до 2020 г. „намалената устойчивост на топлопреминаване на ограждащите конструкции (прозорци, балкони и външни входни врати) трябва да бъде най-малко 0,8 m2. ° С / W, а според стандартите EnEV2009 за външни врати, горната прагова стойност на коефициента на топлопреминаване се нормализира не повече от 1,3 W /(m2K). Следователно в столицата металните врати, влизащи от улицата, трябва да бъдат сертифицирани за топлозащитни свойства за класове 1 или 2;

въздухо- и водопропускливост, определяна от показателите за обемна херметичност и граница на водонепроницаемост - класове 1-3.

Важно: Пропускливостта на въздух и вода на метална врата се влошава от клас 1 до клас 3, но херметичността на всяка метална врата за жилищни помещения трябва да бъде най-малко клас 3 и не повече от 27 m3 / (h m2);

според звукоизолацията, определена от индекса на изолация на въздушния шум Rw - клас 1 с намаление на въздушния шум от 32 dB, клас 2 с намаление на въздушния шум от 26-31 dB, клас 3 с намаление на въздушния шум от 20 -25 dB.

Важно: Металните врати от клас 1 имат най-добри звукоизолационни свойства, клас 3 са най-лоши, но индексът на въздушна звукоизолация се определя в честотната лента от 100 до 3000 Hz, съответстваща на разговорна реч, телефонни или алармени разговори, телевизор с вградена -в високоговорители, радио, и не характеризира способността на метална врата да блокира шума от автомобили, самолети и др., както и структурния шум, предаван през твърдо свързаната конструкция на къщата/сградата;

безотказна работа, определяна от броя цикли на отваряне/затваряне на крилото на вратата. Тази стойност за вътрешни метални врати трябва да бъде най-малко 200 хиляди, а за външни входни метални врати най-малко 500 хиляди.

Важно:Металната врата трябва да бъде сертифицирана за съответствие с нормите / изискванията на руските нормативни правни актове, но с диференциране по отношение на основните експлоатационни свойства и устойчивост на взлом. Ако производителят/търговската компания твърди, че металната врата отговаря на чуждестранни регулаторни правни актове, тогава трябва да се предостави сравнителна информация с подобни (или подобни) показатели на руските стандарти.

Металните врати заслужават повече доверие, за които е предоставен не само сертификат, но и протоколи от изпитвания, потвърждаващи съответствието на експлоатационните параметри и устойчивостта на взлом с нормите на руските стандарти. В идеалния случай металната врата трябва да има паспорт в съответствие с изискванията на GOST 31173-2003, който, в допълнение към производствените детайли и дизайнерските характеристики, показва:

механичен клас;
надеждност (цикли на отваряне);
дишане при P0 = 100 Pa (стойност в m3/(h.m2) или клас);
индекс на изолация на въздушния звук Rw в dB;
намалено съпротивление на топлопреминаване в m2.°C/W.

1.4 Устойчивост на топлопреминаване на външни врати и порти

За външните врати необходимото съпротивление на топлопреминаване R o tr трябва да бъде най-малко 0,6R ref на стените на сгради и конструкции, определено по формули (1) и (2).

0,6R около tr \u003d 0,6 * 0,57 = 0,3 m² ºС / W.

Въз основа на приетите проекти на външни и вътрешни врати, съгласно таблица А.12, се приемат техните термични съпротивления.

Външни дървени врати и порти 0,43 m² ºС/W.

Вътрешни врати единични 0,34 m² ºС/W

1.5 Устойчивост на топлопреминаване на пълнежа за капандури

За избрания вид остъкляване съгласно Приложение А се определя стойността на топлоустойчивостта на топлопреминаване на светлинните отвори.

В същото време съпротивлението на топлопреминаване на пълнежите на външни светлинни отвори R ok трябва да бъде не по-малко от стандартното съпротивление на топлопреминаване

определено съгласно таблица 5.1 и не по-малко от необходимото съпротивление

R= 0,39, определено съгласно таблица 5.6

Съпротивление на топлопреминаване на пълнежите на светлинните отвори, базирано на разликата между изчислените температури на вътрешния t в (таблица A.3) и външния въздух tn и с помощта на таблица A.10 (tn е температурата на най-студените пет -дневен период).

Rt = t in - (- t n) = 18- (-29) = 47 m² ºС / W

R добре = 0,55 -

за троен стъклопакет в дървени двойки подвързии.

Ако съотношението на площта на остъкляването към площта на запълване на светлинния отвор в дървените подвързии е 0,6 - 0,74, посочената стойност на R ok трябва да се увеличи с 10%

R = 0,55 ∙ 1,1 = 0,605 m 2 Cº / W.

1.6 Устойчивост на топлопреминаване на вътрешни стени и прегради

	Изчисляване на топлинното съпротивление на вътрешните стени
			Коеф. топлопроводимост материал λ, W/m² ºС	Забележка
1	Греда бор	0,16	0,18	p=500 kg/m³
2	Име на индикатора			смисъл
3				18
4				23
5				0,89
6	Rt = 1/αv + Rk + 1/αn			0,99

	Изчисляване на термичното съпротивление на вътрешните прегради
	Име на строителния слой		Коеф. топлопроводимост материал λ, W/m² ºС	Забележка
1	Греда бор	0,1	0,18	p=500 kg/m³
2	Име на индикатора			смисъл
3	коефициент пренос на топлина вътре повърхност на ограждащата конструкция αv, W/m² ºС			18
4	коефициент пренос на топлина навън повърхности за зимни условия αн, W/m² ºС			23
5	топлинно съпротивление на ограждащата конструкция Rк, m² ºС/W			0,56
6	съпротивление на топлопреминаване на ограждащата конструкция Rt, m² ºС/W Rt = 1/αv + Rk + 1/αn			0,65

Раздел 13. - тройник на пасаж 1 бр. z = 1,2; - изход 2 бр. z = 0,8; Раздел 14. - изход 1 бр. z = 0,8; - клапан 1 бр. z = 4,5; Коефициентите на локални съпротивления на останалите секции от отоплителната система на жилищна сграда и гараж се определят по подобен начин. 1.4.4. Общи положения за проектиране на гаражна отоплителна система. Система...

Топлинна защита на сгради. SNiP 3.05.01-85* Вътрешни санитарни системи. GOST 30494-96 Жилищни и обществени сгради. Параметри на микроклимата в стаята. GOST 21.205-93 SPDS. Символи на елементите на санитарните системи. 2. Определяне на топлинната мощност на отоплителната система Ограждащите конструкции на сградата са представени от външни стени, таван над последния етаж...

... ; m3; W/m3 ∙ °С. Условието трябва да бъде изпълнено. Стандартната стойност се взема съгласно таблица 4, в зависимост от. Стойността на нормализираната специфична топлинна характеристика за гражданска сграда (туристическа база) . От 0,16< 0,35, следовательно, условие выполняется. 3 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, ...

Дизайнер. Вътрешни санитарно-технически устройства: в 3 ч. - Н 1 Отопление; изд. И. Г. Староверов, Ю. И. Шилер. - М: Стойиздат, 1990 - 344 с. 8. Лаврентьева В. М., Бочарникова О. В. Отопление и вентилация на жилищна сграда: МУ. - Новосибирск: НГАСУ, 2005. - 40 с. 9. Еремкин А. И., Королева Т. И. Топлинен режим на сградите: Учебник. - М.: Издателство ДИА, 2000. - 369 с. ...

Разликата между външната входна врата на къщата (към вила, офис, магазин, производствена сграда) и вътрешната входна врата на апартамента (офис) е в експлоатационни условия.

Външните входни врати на сградата са преграда между улицата и вътрешността на къщата. Такива врати се влияят от слънчева светлина, дъжд, сняг и други валежи, промени в температурата и влажността.

Външни вратиинсталиран на входа на сградата (на изхода на улицата). Това могат да бъдат както врати за достъп на входа на жилищна сграда, така и врати към частна еднофамилна къща или вила; външните врати могат да бъдат и част от входната група на офис сграда, магазин или индустриална или административна сграда. Въпреки факта, че всички тези външни врати имат различни изисквания, всички външни входни врати, наред с здравината, трябва да имат повишена устойчивост на атмосферни влияния (да издържат на влага, слънчева радиация, температурни промени).

Външни дървени врати

Дървото е традиционният материал, използван за направата на врати. Външните врати от масивно дърво се използват за монтаж във вили и частни къщи. Външни дървени врати в съответствие с GOST 24698инсталирани в жилищни сгради и обществени сгради. Външните дървени врати се изработват едностранни и двустранни, с остъклени и масивни панели или рамкови плоскости. Всички дървени външни врати са с повишена влагоустойчивост.

Притежавайки ниска топлопроводимост (коефициентът на топлопроводимост на дървото λ = 0,15—0,25 W/m×K, в зависимост от вида и влажността), дървените врати осигуряват висока намалена устойчивост на топлопреминаване. Дървената входна врата през зимата не замръзва, не е покрита със скреж отвътре и ключалките не замръзват в нея (за разлика от някои метални врати). Тъй като металът е добър проводник, той бързо пренася студа от улицата в къщата, което води до образуване на скреж от вътрешната страна на вратата и рамката и замръзване на ключалките.

Външни входни дървени врати тип DN по GOST 24698монтирани в стандартни врати във външните стени на сградите.

Размери на стандартните врати:

ширина на отваряне - 910, 1010, 1310, 1510, 1550 1910 или 1950 мм
височина на отваряне - 2070 или 2370 мм

Пластмасови входни врати

Пластмасовите (металопластични) външни входни врати се изработват, като правило, остъклени от поливинилхлоридни профили (PVC профил) за блокове за врати според GOST 30673-99. Като остъкляване, едно- или двукамерно залепени прозорци с двоен стъклопакет съгласно GOST 24866със съпротивление на топлопреминаване най-малко 0,32 m² × ° C / W.

Пластмасовите (металопластични) външни врати съчетават достъпна цена и висока производителност. Притежавайки ниска топлопроводимост (0,2-0,3 W / m × K, в зависимост от марката), поливинилхлоридът (PVC) прави възможно производството на топли пластмасови врати (според GOST 30674-99) със съпротивление на топлопреминаване най-малко 0,35 m²×°C/W (за еднокамерен прозорец с двоен стъклопакет) и най-малко 0,49 m²×°C/W (за прозорец с двоен стъклопакет), докато намалената топлина устойчивост на пренос на непрозрачната част на пълнежа на сандвичи от пластмасови блокове за врати не по-ниска от 0,8 m² × ° C / W.

В помещение, което не е оборудвано със студен вестибюл, за премахване на конденз, скреж и лед трябва да се монтира врата с високи топлоизолационни свойства. Дървените и пластмасовите врати са с най-висока топлоизолация, така че металопластичните врати са идеален вариант за външна входна врата на еднофамилна жилищна сграда или офис.

Входни метални врати

При производството на метални врати се използват или екструдирани профили от алуминиеви сплави (алуминиеви врати) или стоманени горещо и студено валцувани листове и пръти в комбинация с огънати стоманени профили (стоманени врати).

По дефиниция металната външна врата ще бъде студена, тъй като и стоманата, и още повече алуминиевите сплави са отлични проводници на топлина (нисковъглеродната стомана има коефициент на топлопроводимост λ около 45 W / m × K, алуминиевите сплави - около 200 W / m × K, тоест стоманата е около 60 пъти по-лоша по отношение на топлоизолацията от дървото или пластмасата, а алуминиевите сплави са с около 3 порядъка по-лоши.) .

А на студена повърхност, по дефиниция, влагата ще кондензира, ако въздухът в контакт с нея има излишна влага за дадена температура (ако температурата на вътрешната повърхност на входната врата падне под точката на оросяване на вътрешния въздух). Използването на декоративни панели върху метална врата без термична пауза ще предотврати замръзване (замръзване), но не и образуването на кондензат.

Решението на проблема със замръзване на метални външни врати е използването на „топли“ профили с термични вложки при производството на външни входни врати (използване на термични прекъсвания от материали с ниска топлопроводимост) или устройство, т.е. монтаж на друга врата (тамбур), която отрязва топлия и влажен въздух на основния интериор от входната врата. За външни метални врати (с лице към улицата) е необходимо оборудването на топлинен вестибюл ( клауза 1.28 от SNiP 2.08.01„Жилищни сгради“).

Алуминиеви входни външни врати

Алуминиеви външни входни врати GOST 23747са направени, като правило, остъклени с помощта на екструдирани профили според GOST 22233от алуминиеви сплави на системата алуминий-магнезий-силиций (Al-Mg-Si) марки 6060 (6063). Като остъкляване се използват едно- или двукамерни залепени прозорци с двоен стъклопакет в съответствие с GOST 24866-99 със съпротивление на топлопреминаване най-малко 0,32 m² × ° C / W.

Алуминиевите сплави не съдържат примеси от тежки метали, не отделят вредни вещества под въздействието на ултравиолетовите лъчи и остават експлоатационни при всякакви климатични условия при температури от −80°С до +100°С. Издръжливостта на алуминиевите конструкции е над 80 години (минимален експлоатационен живот).

Алуминиеви сплави от клас 6060 (6063) се характеризират с доста висока якост:

дизайн устойчивост на опън, компресия и огъване Р= 100 MPa (1000 kgf/cm²)
временна съпротива σ в= 157 MPa (16 kgf/mm²)
точка на добив σ t= 118 MPa (12 kgf/mm²)

Алуминиевите сплави са по-добри от всеки друг материал, използван при производството на врати, запазвайки структурните си свойства при температурни промени. След подходяща повърхностна обработка на алуминиевите продукти те стават устойчиви на корозия, причинена от дъжд, сняг, топлина и смог в големите градове.

Въпреки факта, че алуминиевите сплави, използвани при производството на екструдирани профили на рамката и крилото на външните врати, имат много висок коефициент на топлопроводимост λ около 200 W / m × K, което е с 3 порядъка по-високо от това на дърво и пластмаса, поради конструктивни мерки, използващи термични прекъсвания от материали с ниска топлопроводимост, е възможно значително да се увеличи съпротивлението на топлопреминаване в „топло“ алуминиеви профили с термовложки до 0,55 m²×°C/W.

Външните люлеещи се алуминиеви врати най-често се монтират в търговски и бизнес центрове, магазини, банки и други сгради с голям трафик, където основното изискване е високата надеждност на конструкцията на вратите. При производството на външни входни врати като правило се използват „топли“ профили с термични прекъсвания. Но доста често на практика, за да се спестят пари, във вестибюлни системи, при наличие на термична завеса, се използват и "студени" алуминиеви профили.

Стоманени входни външни врати

Стоманените външни входни врати в съответствие с GOST 31173 имат най-голяма здравина. Обикновено се правят глухи.

Пермска производствена компания "GRAN-Stroy"извършва производство по поръчка и монтаж на външни стоманени метални входни врати в съответствие с GOST 31173. Цената на поръчаните външни стоманени врати зависи от тяхната конфигурация и клас на покритие. Минималната цена на външната стоманена врата е 8500 рубли.

Крилото на външната входна врата е изработено от горещо валцуван стоманен лист в съответствие с GOST 19903 с дебелина от 2 до 3 mm върху рамка от стоманена правоъгълна тръба с напречно сечение от 40 × 20 mm до 50 × 25 mm . Вътрешността е завършена с тониран гладък или фрезован шперплат с дебелина от 4 до 12 мм. Дебелина на крилото на вратата до 65 мм. Между стоманения лист и шперплатния лист има нагревател, който също изпълнява функцията на звукоизолация. Вратите са оборудвани с една или две врезни три- или пет-болтови брави с лостови и (или) цилиндрови механизми от 3-ти или 4-ти клас съгласно GOST 5089. На верандата са монтирани две уплътнителни вериги.

Основните регулаторни изисквания за входните врати са изложени в следните набори от строителни норми и разпоредби (SP и SNiP):

SP 1.13130.2009 „Системи за противопожарна защита. Евакуационни пътища и изходи“;
SP 50.13330.2012 "Термична защита на сгради" (актуализирана версия на SNiP 23-02-2003);
SP 54.13330.2011 "Жилищни сгради с много апартаменти" (актуализирано издание

Необходимото общо съпротивление на топлопреминаване за външни врати (с изключение на балконски врати) трябва да бъде най-малко 0,6
за стените на сгради и конструкции, определени при изчислената зимна температура на външния въздух, равна на средната температура на най-студения петдневен период със сигурност 0,92.

Приемаме действителната обща устойчивост на топлопреминаване на външните врати
=
, след това действителното съпротивление на топлопреминаване на външните врати
, (m 2 С) / W,

, (18)

където t in, t n, n, Δt n, α in е същото като в уравнение (1).

Коефициентът на топлопреминаване на външните врати k dv, W / (m 2 С), се изчислява по уравнението:

Пример 6. Топлотехническо изчисление на външни огради

Първоначални данни.

Сградата е жилищна, t в = 20С .

Стойностите на топлинните характеристики и коефициентите t xp (0,92) = -29С (Приложение А);

α в \u003d 8,7 W / (m 2 С) (таблица 8); Δt n \u003d 4С (таблица 6).

Процедура за изчисление.

Определете действителното съпротивление на топлопреминаване на външната врата
според уравнение (18):

(m 2 С) / W.

Коефициентът на топлопреминаване на външната врата k dv се определя по формулата:

W / (m 2 С).

2 Изчисляване на топлоустойчивостта на външните огради през топлия период

Външните огради се изпитват за устойчивост на топлина в райони със средна месечна температура на въздуха през юли 21°C и повече. Установено е, че колебанията в температурата на външния въздух A t n, С протичат циклично, подчиняват се на закона на синусоидата (Фигура 6) и от своя страна предизвикват колебания в действителната температура на вътрешната повърхност на оградата
, които също протичат хармонично според синусоидния закон (Фигура 7).

Топлоустойчивостта е свойството на оградата да поддържа относително постоянна температура на вътрешната повърхност τ in, С, с колебания на външни топлинни влияния
, С, и осигуряват комфортни условия в помещението. С отдалечаването от външната повърхност амплитудата на температурните колебания в дебелината на оградата, A τ , С, намалява, главно в дебелината на слоя, най-близък до външния въздух. Този слой с дебелина δ rk, m се нарича слой от резки температурни колебания A τ , С.

Фигура 6 - Колебания в топлинните потоци и температурите на повърхността на оградата

Фигура 7 - Затихване на температурните колебания в оградата

Изпитването на топлоустойчивост се извършва за хоризонтални (покриващи) и вертикални (стенни) огради. Първо се задава допустимата (необходимата) амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност
външни огради, като се вземат предвид санитарните и хигиенните изисквания съгласно израза:

, (19)

където t nl е средната месечна външна температура на въздуха за юли (летен месец), С, .

Тези колебания се дължат на колебания в изчислените външни температури.
,С, определено по формулата:

където A t n е максималната амплитуда на дневните колебания на външния въздух през юли, С, ;

ρ е коефициентът на поглъщане на слънчевата радиация от материала на външната повърхност (таблица 14);

I max, I cf - съответно максималните и средните стойности на общата слънчева радиация (директна и дифузна), W / m 3, взети:

а) за външни стени - както за вертикални повърхности със западна ориентация;

б) за покрития - като за хоризонтална повърхност;

α n - коефициент на топлопреминаване на външната повърхност на оградата при летни условия, W / (m 2 С), равен на

където υ е максималната от средните скорости на вятъра за юли, но не по-малко от 1 m/s.

Таблица 14 - Коефициент на поглъщане на слънчева радиация ρ

Материал на външната повърхност на оградата	Коефициент на поглъщане ρ

Защитен слой на валцов покрив от лек чакъл
Глинена червена тухла
силикатна тухла
Облицовка от естествен камък (бяла)
Тъмно сива варова мазилка
Светлосиня циментова мазилка
Циментова мазилка тъмнозелена
Крем циментова мазилка

Големината на действителните флуктуации във вътрешната равнина
,С, ще зависи от свойствата на материала, характеризиращи се със стойностите D, S, R, Y, α n и допринасящи за затихването на амплитудата на температурните колебания в дебелината на оградата А t . Коефициент на затихване определя се по формулата:

където D е топлинната инерция на ограждащата конструкция, определена по формулата ΣD i = ΣR i ·S i ;

e = 2,718 е основата на естествения логаритъм;

S 1 , S 2 , ..., S n - изчислени коефициенти на топлопоглъщане на материала на отделните слоеве на оградата (Приложение А, Таблица А.3) или Таблица 4;

α n е коефициентът на топлопреминаване на външната повърхност на оградата, W / (m 2 С), се определя по формулата (21);

Y 1 , Y 2 ,…, Y n е коефициентът на топлопоглъщане на материала на външната повърхност на отделните слоеве на оградата, определен по формулите (23 ÷ 26).

където δ i е дебелината на отделните слоеве на обвивката на сградата, m;

λ i е коефициентът на топлопроводимост на отделните слоеве на обвивката на сградата, W/(m С) (Приложение А, Таблица А.2).

Коефициентът на топлопоглъщане на външната повърхност Y, W / (m 2 С) на отделен слой зависи от стойността на неговата топлинна инерция и се определя по време на изчислението, като се започне от първия слой от вътрешната повърхност на помещението към външния.

Ако първият слой има D i ≥1, тогава трябва да се вземе коефициентът на топлопоглъщане на външната повърхност на слоя Y 1

Y 1 = S 1 . (23)

Ако първият слой има D i< 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:

за първия слой
; (24)

за втория слой
; (25)

за n-ти слой
, (26)

където R 1, R 2, ..., R n - топлинно съпротивление на 1-ви, 2-ри и n-ти слоеве на оградата, (m 2 С) / W, определено по формулата
;

α в - коефициент на топлопреминаване на вътрешната повърхност на оградата, W / (m 2 С) (таблица 8);

За известни стойности и
определя действителната амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност на обвивката на сградата
,C,

. (27)

Ограждащата конструкция ще отговаря на изискванията за устойчивост на топлина, ако условието е изпълнено

(28)

В този случай ограждащата конструкция осигурява комфортни условия за помещението, като го предпазва от въздействието на външни топлинни колебания. Ако
, тогава ограждащата конструкция не е топлоустойчива, тогава е необходимо да се вземе за външните слоеве (по-близо до външния въздух) материал с висок коефициент на топлопоглъщане S, W / (m 2 С).

Пример 7. Изчисляване на топлинното съпротивление на външна ограда

Първоначални данни.

Ограждаща конструкция, състояща се от три слоя: циментово-пясъчна мазилка с насипна плътност γ 1 = 1800 kg / m 3, дебелина δ 1 = 0,04 m, λ 1 = 0,76 W / (m С); слой изолация от обикновени глинени тухли γ 2 = 1800 kg / m 3, дебелина δ 2 = 0,510 m, λ 2 = 0,76 W / (m С); облицовъчна силикатна тухла γ 3 = 1800 kg / m 3, дебелина δ 3 = 0,125 m, λ 3 = 0,76 W / (m С).

Строителна зона - Пенза.

Очаквана температура на вътрешния въздух t in = 18 С .

Режимът на влажност в помещението е нормален.

Работно състояние а.

Приблизителни стойности на топлинните характеристики и коефициентите във формулите:

t nl \u003d 19,8С;

R 1 = 0,04 / 0,76 = 0,05 (m 2 ° C) / W;

R 2 = 0,51 / 0,7 = 0,73 (m 2 ° C) / W;

R 3 = 0,125 / 0,76 = 0,16 (m 2 ° C) / W;

S 1 \u003d 9,60 W / (m 2 ° C); S 2 \u003d 9,20 W / (m 2 ° C);

S 3 \u003d 9,77 W / (m 2 ° C); (Приложение А, Таблица А.2);

V \u003d 3,9 m / s;

И t n \u003d 18,4 С;

I max \u003d 607 W / m 2,, I cf = 174 W / m 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 \u003d 8,7 W / (m 2 ° C) (таблица 8),

Процедура за изчисление.

1. Определете допустимата амплитуда на колебанията в температурата на вътрешната повърхност
външна ограда според уравнение (19):

2. Изчисляваме изчислената амплитуда на колебанията на външната температура
по формула (20):

където α n се определя от уравнение (21):

W / (m 2 С).

3. В зависимост от топлинната инерция на обвивката на сградата 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):

W / (m 2 ° C).

4. Определяме коефициента на затихване на изчислената амплитуда на трептенията на външния въздух V в дебелината на оградата по формула (22):

5. Изчисляваме действителната амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност на обвивката на сградата
, С.

Ако условието, формула (28), е изпълнено, конструкцията отговаря на изискванията за термична стабилност.

Общата схема на процедурата за проектиране на топлинна защита на сгради, необходима в съответствие със схема 1, е показана на фигура 2.1.

където R req , R min – нормализирана и минимална стойност на устойчивост на топлопреминаване, m 2 × ° C / W;

, – нормативна и изчислена специфична консумация на топлинна енергия за отопление на сгради през отоплителния период, kJ / (m 2 ·°С · ден) или kJ / (m ·°С · ден).

начин "б" начин "а"

Промяна на проекта

НЕ

ДА

където R междун , Rext - устойчивост на пренос на топлина върху вътрешната и външната повърхност на оградата, (m 2 K) / W;

R към- топлинна устойчивост на слоевете на обвивката на сградата, (m 2 × K) / W;

R pr- намалено термично съпротивление на нехомогенна структура (структура с топлопроводими включвания), (m 2 K) / W;

a int, вътрешен - коефициентите на топлопреминаване на вътрешната и външната повърхност на оградата, W / (m 2 K), се вземат, съответно, съгласно табл. 7 и таб. осем ;

г и- дебелина на слоя на ограждащата конструкция, m;

l i- коефициент на топлопроводимост на материала на слоя, W / (m 2 K).

Тъй като топлопроводимостта на материалите до голяма степен зависи от тяхното съдържание на влага, се определят условията за тяхната работа. Съгласно Приложение "Б" на територията на страната се установява зона на влажност, след това съгласно табл. 2 в зависимост от режима на влажност на помещението и зоната на влажност се определят условията на работа на ограждащата конструкция А или Б. Ако не е посочен режимът на влажност на помещението, тогава се допуска приемането му за нормален. След това, съгласно Приложение "D", в зависимост от установените работни условия (A или B), се определя коефициентът на топлопроводимост на материала (виж Приложение "E").

Ако оградата включва конструкции с хетерогенни включвания (подови панели с въздушни междини, големи блокове с топлопроводими включвания и др.), Изчислението на такива конструкции се извършва по специални методи. Тези методи са представени в приложения "M", "N", "P". В курсовия проект такива конструкции са подовите панели на първия етаж и тавана на последния етаж, тяхното намалено топлинно съпротивление се определя, както следва.

А). Чрез равнини, успоредни на топлинния поток, панелът е разделен на хомогенни и нехомогенни секции (фиг. 2.2, а). На парцели с еднакъв състав и размер се приписва същия номер. Общото съпротивление на подовия панел ще бъде равно на средното съпротивление. Поради размерите си секциите имат неравномерно въздействие върху цялостното съпротивление на конструкцията. Следователно топлинното съпротивление на панела се изчислява, като се вземат предвид площите, заети от секции в хоризонталната равнина, по формулата:

където l w.b - коефициент на топлопроводимост на стоманобетон, взет в зависимост от работните условия A или B;

Ра. ж.─ термично съпротивление на затворена въздушна междина, взето съгласно табл. 7 при положителна температура на въздуха в междинния слой, (m 2 ·K)/W.

Но полученото топлинно съпротивление на подовия панел не съвпада с данните от лабораторния експеримент, следователно се извършва втората част от изчислението.

Б). Чрез равнини, перпендикулярни на посоката на топлинния поток, структурата също е разделена на хомогенни и нехомогенни слоеве, които обикновено се означават с главни букви на руската азбука (фиг. 2.2, б). Общото термично съпротивление на панела в този случай:

където - термично съпротивление на слоевете "A", (m 2 K) / W;

РБ- термично съпротивление на слой "B", (m 2 K) / W.

При изчисляване Р Бнеобходимо е да се вземе предвид различната степен на влияние на секциите върху термичното съпротивление на слоя поради техния размер:

Изчисленията могат да бъдат осреднени, както следва: изчисленията и в двата случая не съвпадат с данните от лабораторния експеримент, които са по-близки до стойността R2 .

Изчисляването на подовия панел трябва да се извърши два пъти: за случая, когато топлинният поток е насочен отдолу нагоре (под) и отгоре надолу (под).

Съпротивлението на топлопреминаване на външните врати може да се вземе от табл. 2.3, прозорци и балконски врати - съгласно табл. 2.2 от това ръководство