Фрагмент документа "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТАНОВКЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОКОН В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ВНОВЬ СТРОЯЩИХСЯ И РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ".
4. Анализ теплотехнических качеств узлов сопряжений
окон с наружными стенами
В соответствии с экспериментальными и расчетными исследованиями
эксплуатационных свойств узлов сопряжений окон со стенами различных
конструкций определено, что наиболее низкие теплозащитные качества
имеют узлы сопряжений окон с узкой коробкой (60-78 мм) с однослойными
стенами.
Основная причина отмеченного явления - повышенный сток тепла
через неутепленные оконные откосы в обход оконной коробки. При
расположении окна в однослойных стенах оконный блок оказывается в зоне
отрицательных температур и потери тепла идут не только вдоль оконной
коробки, но и в толщу стены с низкими температурами.
В узлах сопряжений оконных блоков с узкой коробкой в конструкциях
наружных трехслойных стен с эффективным утеплителем, также как в
утепленных снаружи стенах при совмещении с утеплителем коробки,
указанного выше явления не происходит.
Теплотехнические характеристики узлов сопряжений окон <*> с узкой
коробкой (60-78 мм) со стенами различной конструкции приведены в
таблице N 3.
--------------------------------
<*> Окна с профилями из ПВХ.
Как видно в табл. 3, температуры в углу примыкания оконной
коробки к откосам выше точки росы и обеспечивают благоприятный
температурный режим в слоистых стенах с эффективным утеплителем, при
наружной теплоизоляции и в однослойных стенах при следующих условиях:
- при размещении утепляющего вкладыша толщиной 40-60 мм между
коробкой и четвертью;
- при расположении утеплителя под коробкой по периметру оконного
откоса в штрабе глубиной от 60 мм на ширину коробки;
- при утеплении откоса утеплителем толщиной от 20 мм общей
шириной 150-200 мм;
- при совместном утеплении зазора между коробкой и четвертью и
оконного откоса.
Наиболее эффективен с точки зрения температуры в однослойных
стенах последний вариант. Температура в углу коробки и откоса 13,7
град.C, а коэффициент теплотехнической однородности r = 0,95.
То есть теплопотери в варианте 9 (последний вариант) по сравнению
с обычным размещением окна без дополнительного утепления откоса при
четверти 120 мм уменьшают теплопотери через откос с 29 до 5%.
Таблица 3
ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЗЛОВ
СОПРЯЖЕНИЙ ОКОННЫХ БЛОКОВ СО СТЕНАМИ
РАЗЛИЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ <*>
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|N | Конструкция |Утеплитель,| Расположение | Решение откоса и |Температура |Коэффициент |
|п/п| стены |м | коробки при ее| четверти |внутренней |теплотехнической|
| | | | толщине <*> | |поверхности |однородности |
| | | | "дельта" = | |в углу |<*>, r |
| | | | к | |примыкания | |
| | | | 0,06-0,078 | |оконной | |
| | | | | |коробки к | |
| | | | | |откосу при | |
| | | | | |t = -28 град.С| |
| | | | | | н | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|1. | Кирпичная |Пено- | Коробка в | Откос без |14,9 град.C |0,8 |
| | слоистая |полистирол | уровне | утепления, между | | |
| | кладка с | | утеплителя, за| коробкой и откосом| | |
| | гибкими | | четвертью | утеплитель | | |
| | связями | | | толщиной 30 мм | | |
| | | | | "дельта" = 20-30 | | |
| | | | | ч | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|2. | Стена из |Минвата | Вплотную к | Откос без |13,2 град.C | |
| | мелкоштучных|типа | утеплителю | утепления, между | | |
| | материалов, |"Роквул" | | коробкой и откосом| | |
| | с фасадным | | | утеплитель | | |
| | утеплением | | | толщиной 30 мм | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|3. | Однослойная | | Коробка | Откос без |6,37 град.C |0,71 |
| | стена из | | примыкает к | утепления, между | | |
| | мелкоштучных| | четверти | коробкой и откосом| | |
| | материалов | | | утеплитель | | |
| | (кирпичная) | | | "дельта" = 30 мм | | |
| | | | | и четверть | | |
| | | | | "дельта" = 0,12 м| | |
| | | | | ч | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|4. | Однослойная | - | Коробка | Четверть |7,54 град.C |0,76 |
| | стена из | | примыкает к | "дельта" = 0,25 м,| | |
| | мелкоштучных| | четверти | откос без | | |
| | материалов | | | утеплителя, между | | |
| | (кирпичная) | | | откосом и коробкой| | |
| | | | | утеплитель | | |
| | | | | "дельта" = 20-30 | | |
| | | | | ч | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|5. | Однослойная | - | Теплоизоляция | Четверть |10,9 град.C |0,79 |
| | стена из | | в штрабе по | "дельта" = 0,12 м,| | |
| | мелкоштучных| | периметру окна| утеплитель | | |
| | материалов | | | заглублен на | | |
| | (кирпичная) | | | глубину 60-70 мм | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|6. | Однослойная | - | Коробка | Четверть из |8 град.C |0,75 |
| | стена из | | примыкает к | утеплителя | | |
| | мелкоштучных| | четверти | "дельта" = 0,12 м,| | |
| | материалов | | | откос без | | |
| | (кирпичная) | | | утеплителя | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|7. | Однослойная | - | Со смещением | За четвертью |11,5 град.C |0,88 |
| | стена из | | оконного блока| "дельта" = 0,12 м,| | |
| | мелкоштучных| | и утеплением | утеплитель | | |
| | материалов | | между | толщиной 70 мм | | |
| | (кирпичная) | | четвертью и | | | |
| | | | коробкой | | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|8. | Однослойная | | С утеплением | Четверть |13,1 град.C |0,89 |
| | стена из | | оконного | "дельта" = 0,12 м.| | |
| | мелкоштучных| | откоса со | Откос утеплен | | |
| | материалов | | стороны | | | |
| | (кирпичная) | | помещения | | | |
|---|-------------|-----------|---------------|-------------------|---------------|----------------|
|9. | Однослойная | - | Со смещением | Утеплитель между |13,7 град.C |0,95 |
| | стена из | | окна внутрь и | четвертью и | | |
| | мелкоштучных| | утепление | коробкой. | | |
| | материалов | | зазора между | Откос утеплен | | |
| | (кирпичная) | | окном и | | | |
| | | | стеной, | | | |
| | | | утепление | | | |
| | | | откоса | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------
<*> В расчетах учитывается влияние только оконных откосов.
Сделан сравнительный расчет влияния на тепловую эффективность
стены из мелкоштучных материалов толщиной 0,51 м и узлов ее сопряжения
с оконной коробкой и примыкающих к ней откосов.
Расчеты сделаны в соответствии с [14]. Их результаты представлены
в таблице 4.
Таблица 4
-------------------------------------------------------
|Глубина |Ширина |Коэффициент |Теплопотери,|
|размещения|коробки, м |теплотехнической|% |
|оконного | |однородности | |
|блока, м | | | |
|----------|------------|----------------|------------|
|0,12 |0,06-0,078 |0,815 |18,5 |
| |------------|----------------|------------|
| |0,12-0,134 |0,83 |17,0 |
|----------|------------|----------------|------------|
|0,25 |0,06-0,078 |0,825 |17,5 |
| |------------|----------------|------------|
| |0,12-0,134 |0,85 |15,0 |
-------------------------------------------------------
Примечание. Для расчета выбран условный фрагмент стены 3,6 x 3 м
с оконным проемом 1,5 x 1,5 м.
Данные расчета температурных полей однослойных неутепленных и
утепленных (снаружи, фасадных вентилируемых) стен с расположением окна
с деревянной узкой (60-78 мм) коробкой в проеме при различной глубине
(различное расстояние от наружной и внутренней поверхности стены).
В количественном отношении распределение температур в углу
коробки и откоса и теплопотерь по откосам по перемычке из железобетона
в однослойных стенах из мелкоштучных материалов дано в табл. 5 и на
рис. 4.1-4.2 (не приводятся).
Из рис. 4.1, 4.5 (не приводятся) и табл. 5 следует, что
углубление оконного блока в сторону помещения повышает температуру в
углу коробки и откоса на 2 град.C, но очень незначительно изменяет
суммарные теплопотери по откосам.
По-другому сказывается расположение окна в проеме стены с
фасадным утеплением (см. табл. 5 и рис. 4.3 и 4.4 - не приводятся).
Так, приближение коробки окна вплотную к утеплителю повышает
температуру в углу коробки и откоса по перемычке с 7,5 до 13,5 град.C,
снижая суммарные теплопотери на откосе с 48,6 Вт до 13,9 Вт.
Рис. 4.1. Распределение температур на внутренней
поверхности откоса в узле сопряжения оконного блока
с однослойной (кирпичной) стеной при ширине четверти
120 мм (верхняя часть окна)
----------------------------------------------------------------------
Не приводится.
Рис. 4.2. Распределение температур на внутренней
поверхности откоса в узле сопряжения оконного блока
с однослойной (кирпичной) стеной при ширине
четверти 250 мм
----------------------------------------------------------------------
Не приводится.
Рис. 4.3. Распределение температур на внутренней
поверхности откоса в узле сопряжения оконного блока
со стеной и примыканием его к железобетонной четверти
(фасад с вентилируемым воздушным зазором)
----------------------------------------------------------------------
Не приводится.
Рис. 4.4. Распределение температур на внутренней
поверхности откоса в узле сопряжения оконного блока
со стеной и примыканием его к утеплителю (фасад
с вентилируемым воздушным зазором)
----------------------------------------------------------------------
Не приводится.
Таблица 5
-------------------------------------------------------------------------
|Вид наружного |Ширина |Тепловые потоки по откосам, |Температура|
|ограждения |четверти, |Q |в углу |
| |м | вт |примыкания |
| | |----------------------------|коробки |
| | |входящий|выходящий|суммарный|окна к |
| | |Qград. |Qград. |Qград. |откосу, |
| | | вх | вых | сум |град.C |
|-------------------|----------|--------|---------|---------|-----------|
|Однослойное, из |0,12 |27,3 |15,65 |42,9 | 2,9 |
|мелкоштучных | | | | | |
|материалов (кирпич)| | | | | |
|-------------------|----------|--------|---------|---------|-----------|
| -"- |0,25 |19 |23 |42 | 4,9 |
|-------------------|----------|--------|---------|---------|-----------|
|Однослойное, с |0,1 |18,7 |30,0 |48,7 | 7,5 |
|наружным утеплением| | | | | |
|и вентилируемым | | | | | |
|фасадом, кирпичная | | | | | |
|кладка "дельта" = | | | | | |
|0,51 м плюс слой | | | | | |
|минваты "Роквул", | | | | | |
|плюс прослойка и | | | | | |
|экран | | | | | |
|-------------------|----------|--------|---------|---------|-----------|
| -"- |Коробка | 7,8 | 6,12 |13,9 |13,5 |
| |вплотную к| | | | |
| |утеплителю| | | | |
-------------------------------------------------------------------------
Кроме приведенных выше, выполнялись расчеты следующих узлов
конструкций:
- однослойных стен из мелкоштучных материалов (ячеистого бетона
"гамма" = 450 кг/куб. м, "ламбда" = 0,166 Вт/м град.C);
о кладки
- однослойных стен из монолитного бетона толщиной 180-200 мм,
утепленных снаружи;
- однослойных стен из керамзитобетона толщиной 320-400 мм,
утепленных снаружи.
Ширина оконной коробки из ПВХ 60 и 121 мм, деревянных с толщиной
коробки 68 и 134 мм.
Оконные откосы утеплены снаружи пеноутеплителем, а с внутренней -
пенополистиролом толщиной 15 мм, шириной 150-250 мм.
При узкой коробке зазор между четвертью и коробкой заполняется
пеноутеплителем толщиной 30-60 мм.
Ширина четверти принималась 120 и 250 мм в однослойных стенах.
Рассчитанные конструкции узлов размещения оконных блоков в
проемах стен представлены на рисунках, указанных в графе 1 табл. 6, а
результаты расчетов температурных полей даны в табл. 6, в графе 8.
Таблица 6
---------------------------------------------------------------------------------------------
|N |Расположение|Тип окна |Тип стены, |Ширина, мм |Толщина |Минимальная |
|рисунка|узла | |"гамма" , |-----------------|основной|температура в |
| | | | о |Четверти |Вкладыш|стены, |углу коробки |
| | | |кг/куб. м | |(ПСБ-С)|мм |откоса, град.C |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.10 |Нижняя часть|ПВХ, узкая|Однослойная из |200 |150 |600 |10,4 |
| |окна |коробка |ячеистого | | | | |
| | |(60 мм) |бетона, 450 | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.13 |Нижняя часть|ПВХ, узкая|Однослойная из |100 |150 |600 | 9,8 |
| |окна |коробка |ячеистого | | | | |
| | |(60 мм) |бетона, 450 | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.43 |Нижняя часть|Деревянная|Однослойная из |100 |150 |600 | 9,5 |
| |окна |узкая |ячеистого | | | | |
| | |(68 мм) |бетона, 450 | | | | |
| | |коробка | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.40 |Нижняя часть|Деревянная|Однослойная из |200 |150 |600 |10 |
| |окна |узкая |ячеистого | | | | |
| | |(68 мм) |бетона, 450 | | | | |
| | |коробка | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.11 |Верхняя |ПВХ, узкая|Однослойная |200 |150 |600 |15,5 |
| |часть окна |коробка |стена ячеистого| | | | |
| | | |бетона, 700 | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.14 |Верхняя |ПВХ, узкая|Однослойная |100 |250/150|600 | 15 |
| |часть окна |коробка |стена ячеистого| | | | ---- |
| | | |бетона, 700 | | | | 14,5 |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.41 |Верхняя |Деревянная|Однослойная из |200 |150 |600 |15,7 |
| |часть окна |узкая |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, 700 | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.44 |Верхняя |Деревянная|Однослойная из |100 |250 |600 |14,7 |
| |часть окна |узкая |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, 700 | | | | |
| | |(68 мм) | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.26 |Верхняя |Широкая |Однослойная из |200 |150 |600 |15,9 |
| |часть окна |ПВХ- |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, 700 | | | | |
| | |(121 мм) | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.29 |Верхняя |Широкая |Однослойная из |100 |150 |600 |15,3 |
| |часть окна |ПВХ- |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, 700 | | | | |
| | |(121 мм) | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.25 |Нижняя часть|Широкая |Однослойная из |200 |150 |600 |12,4 |
| |окна |ПВХ- |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, | | | | |
| | |(121 мм) |"гамма" = 450 | | | | |
| | | | о | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.28 |Нижняя часть|Широкая |Однослойная из |100 |150 |600 |12 |
| |окна |ПВХ- |ячеистого | | | | |
| | |коробка |бетона, | | | | |
| | |(121 мм) |"гамма" = 450 | | | | |
| | | | о | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.35 |Верхняя |Деревянная|Однослойная | - | |340 |16 |
| |часть окна |узкая |стена из | | | |"дельта" =|
| | |коробка |керамзитобетона| | | | утепл. |
| | |(68 мм) |"гамма" = 1000| | | |100 м; |
| | | | о | | | |16,7 |
| | | |с наружным | | | |"дельта" = 150 |
| | | |утеплением | | | | у |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.8 |Верхняя |ПВХ, узкая|Вентилируемый | - | - |180 |17,3 |
| |часть окна |коробка |фасад | | | | |
| | |(60 мм) | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.22 |Нижняя часть|Широкая |Вентилируемый | - | - |180 |15,1 |
| |окна |(121 мм) |фасад | | | | |
| | |ПВХ- | | | | | |
| | |коробка | | | | | |
|-------|------------|----------|---------------|---------|-------|--------|----------------|
|6.23 |Верхняя |Широкая |Вентилируемый | - | - |180 |17,3 |
| |часть окна |(121 мм) |фасад | | | | |
| | |ПВХ- | | | | | |
| | |коробка | | | | | |
---------------------------------------------------------------------------------------------
Выводы:
В наиболее опасной, с технической точки зрения, однослойной стене
при узкой коробке (ПВХ и деревянной) и глубине (расстояние от наружной
поверхности) 100 мм минимальная температура в углу коробки и откоса
составляет 9,5-9,8 град.C в нижней части окна, при ширине вкладыша из
пенополистирола 150 мм (толщина стены из ячеистого бетона 600 мм).
Эта температура выше точки росы 9,3 град.C, при t = 20 град.C и
в
"фи" = 50% нормируемых для общественных зданий, но ниже точки росы при
в
t = 20 град.C и "фи" = 55% нормируемых для жилых зданий.
в
Увеличение ширины вкладыша со 150 до 250 мм увеличивает
температуру в углу коробки и откоса на 0,5 град.C.
Увеличение глубины расположения окна со 100 до 200 мм (расстояние
от наружной поверхности до окна) увеличивает температуру в углу на
0,5-0,6 град.C.
Если сравнить эти данные с приведенными выше для более узкой
кирпичной стены (по перемычке), то эффект изменения температуры
(повышения) в углу при заглублении окна увеличивается при более тонкой
стене с более низкими теплозащитными качествами.
В верхней части окна температуры во всех случаях и вариантах
значительно выше, чем в нижней, и всегда значительно выше минимально
допустимых для жилых зданий.
Температуры в углу окна с деревянной коробкой практически равны с
коробкой из ПВХ-профилей.
В углу температура откоса широкой коробки по сравнению с узкой
выше на 2,2 град.C, что показывает эффективность широкой коробки по
сравнению с узкой.
В стенах с наружным утеплением и вентилируемыми фасадами при
предложенных решениях температуры в углу коробки и откоса существенно
выше допустимых теплотехническими нормами.
|
Фрагмент документа "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСТАНОВКЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ОКОН В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ВНОВЬ СТРОЯЩИХСЯ И РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ".