Теплотехнический расчет оконного заполнения

1. Расчет сопротивления теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче оконного заполнения R т.ок, м²·°С/Вт, должно быть не менее нормативного сопротивления теплопередаче R т.норм, указанного в табл. 5.1 [1]. Для жилого здания имеем R т.норм = 1,0 м²·°С/Вт.

Конструкция оконных блоков принимается по приложению Г [10] – вариант I. Размеры окна для расчета: Н = 1500 мм, В = 1500 мм, b 1 (h 1) = 40 мм, b 2 (h 2) = 70 мм,

b 3 = 560 мм, b 4 = 20 мм.

Материал коробок и створок принимается по приложению Д [10] – «Aluplast» Ideal 6000,

R т.непр = 0,91 м²·°С/Вт.

Марка стеклопакета принимается по приложению Е [10] – 4-Ar8-И4-Ar8-И4,

R т.св = 1,09 м²·°С/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче рассчитывается по формуле:

 

R т.ок = F ок/(F непр/ R т.непр+ F св/ R т.св),                                      (5.1)

 

где F непр и F св – суммарная площадь непрозрачной и светопрозрачной части окна соответственно, м²;

R т.непр    и R т.св – приведённое сопротивление теплопередаче непрозрачной и светопрозрачной части окна соответственно, м²·°С/Вт.

Расчет сведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1

 

Расчёт приведённого сопротивления теплопередаче окна

 

Часть окна	F, м2	R, м²·°С/Вт	F / R, Вт/°С
Светопрозрачная часть	F св = 2∙ b 3∙(H -2∙ h 1-2∙ h 2) = =2∙0,56∙(1,5-2∙0,04-2∙0,07)=1,4336	R т.св = 1,09	1,315
Непрозрачная часть	F непр = B ∙ H - F св = 1,5∙1,5-1,434 =0,8164	R т.непр = 0,91	0,897
Итого по окну	F ок = 2,25	R т.ок = 1,02	2,212

 

Так как R т.ок > R т.норм (1,02 > 1,0), то данная конструкция окна удовлетворяет требованиям

[1] по сопротивлению теплопередаче.

2. Расчет сопротивления воздухопроницанию.

Сопротивление воздухопроницанию выбранной конструкции окна R в.ок, м²∙ч/кг, должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R в.тр, м²∙ч/кг, определяемого по формуле (5.1) с допустимым отклонением не более +20%:

 

R_н.тр = (Δ р /10)^2/3 / G норм,                                                                                                    (5.2)

 

где Δ р норм = 10 Па;

G норм – нормативная воздухопроницаемость ограждения, кг/(м²∙ч), принимаемая по таблице 8.1 [1] и равная для окон жилых зданий G норм = 10 кг/(м²∙ч);

Δ p – расчетная разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях

ограждения, Па, рассчитываемая по формуле

н ∙  ср

D р = (H - h) g (rн – rв) + 0,5r  ν ² (с н – с п) k i,                                  (5.3) где Н – высота здания от поверхности земли до устья вытяжной шахты, м;

h – высота от поверхности земли до центра рассматриваемого окна, м;

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

rн, rв – плотность наружного и внутреннего воздуха соответственно, определяемая по формуле

 

rв = 353/(273+ t), кг/м³,                                                                                                                   (5.4)

где t – расчетная температура внутреннего воздуха, °С– согласно табл. 2.1, наружного – средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (табл. 2.2);

νср – максимальная из средних скоростей ветра по румбам в январе, м/с, (табл. 2.2),

с н, с п – аэродинамические коэффициенты наветренного и подветренного фасада здания соответственно, принимаемые согласно приложению 4[11];

k i – коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимаемый по приложению Ж [10] в зависимости от типа местности и высоты от поверхности земли до центра рассматриваемого окна h.

Для рассчитываемого жилого здания: t в = 18°С, t х.5 = -24°С, тогда

 

rв = 353/(273+18) = 1,21 кг/м³;

rн = 353/(273–24) = 1,42 кг/м³.

Из приложения 4 [11] принимаем для отдельно стоящих плоских сплошных вертикальных конструкций с н = 0,8 и с п = -0,6.

Расчётную высоту здания, высоту от поверхности земли до центра окна принимаем по разрезу здания.

Расчет сводится в таблицу 5.2.

Сопротивление воздухопроницанию окон, устанавливаемых в данном здании, может составлять от 100 % до 120 % от требуемого, т. е. для каждого окна существует диапазон значений сопротивления воздухопроницанию. Классы устанавливаемых окон по воздухопроницанию выбираются исходя из значений сопротивления воздухопроницанию на границах класса. Данные о сопротивлении воздухопроницанию и классах устанавливаемых окон в рассчитываемом здании сведены в таблице 5.3.

Таблица 5.2

 

Расчёт требуемого сопротивления воздухопроницанию окон

 

Этаж	Н, м	h, м	rн - rв, кг/м3	rн, кг/м3	νср, м/с	сн – сп	k i	Dр, Па	G норм, кг/(м2∙ч)	R в.тр, м2∙ч/кг
1	37,400	2,600	0,21	1,42	3,9	1,4	0,50	72,115	10	0,373
2		5,600					0,518	65,950		0,352
3		8,600					0,608	59,846		0,330
4		11,600					0,682	53,728		0,307
5		14,600					0,742	47,599		0,283
6		17,600					0,802	41,469		0,258
7		20,600					0,858	35,336		0,232
8		23,600					0,895	29,187		0,204
9		26,600					0,933	23,039		0,174
10		29,600					0,970	16,890		0,142
11		32,600					1,008	10,742		0,105

 

Таблица 5.3

 

Сопротивление воздухопроницанию и классы устанавливаемых окон

 

Этаж	Требуемое сопротивление воздухопроницанию R в.тр, м²·ч/кг (при ∆р = 10 Па)	Сопротивление воздухопроницанию окон R в.ок = R в.тр…1,2 R в.тр, м²·ч/кг (при ∆р = 10 Па)	Классы окон по воздухопроницанию
1	0,373	0,373-0,448	В
2	0,352	0,352-0,422	В
3	0,330	0,330-0,396	В
4	0,307	0,307-0,368	В
5	0,283	0,283-0,340	В
6	0,258	0,258-0,310	В
7	0,232	0,232-0,278	В
8	0,204	0,204-0,245	Г
9	0,174	0,174­-0,209	Г
10	0,142	0,142-0,170	Г
11	0,105	0,105-0,126	Г