ISO

100

50

Рис. 23. Влияние количества этажей здания иа тепловые потери 13] (п — количество этажей, тепловые потери)

.ж1

3 4 5 6 7 8

В сблокированных таким образом объектах по отношению к площади отдельных объектов показано на рис. 21, кривая 2. В этом случае достигается еще более значительный эффект, чем при блокировании объектов по горизонтали. Из сравнения кривых 1 и 2 на рис. 21 видно, что самым выгодным решением является блокирование четырех объектов друг за другом (по горизонтали) и друг над другом (по вертикали), чем только блокировка объектов по горизонтали. В первом случае уменьшение площади по отношению к площади отдельных объектов 0,667 (т.е. около 33%), во втором случае — 0,75 (т.е. 25%).

Такие выводы находятся в соответствии с известной истиной, что горизонтальная застройка с точки зрения теплопотерь более выгодна, чем застройка одиночная.

Тепловые потери также зависят от высоты здания (количества этажей). Когда речь идет о площади наружного ограждения, то в этом случае действительна зависимость, показанная на рис. 21 (кривая 1), т.е. площадь наружного ограждения уменьшается с зшеличением количества объемов, расположенных друг над другом. Однако при увеличении высоты здания возрастают теплопотери на нагревание инфильтрующегося воздуха. Суммарные теплопотери имеют разные тенден-цяи изменения в зависимости от высоты здания. Например, для обычных панельных зданий теплопотери от 4-го до 8-го надземного этажа снижаются на 3—4% по сравнению с 1—3 этажами; увеличение числа этажей от 8 до 16 приводит к увеличению тепловых потерь на 10% по сравнению с 1—3 этажами. Подобное изменение теплопотерь в зависимости от количества этажей приводится в работе [13] (рис. 23).

2.5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Теплотехнические свойства строительных конструкщ1Й относятся к факторам, стоящим на первом месте в обеспечении экономии топлива и энергии. Это проявляется, с одной стороны, в изменениях нормативных требований, с другой — в конкретных проектных предложениях, связанных с уменьшением теплопотерь и потребления энергии на отопление.

Нормативные требования к теплотехническим свойствам строительных конструкщ1Й до недавнего времени были связаны с обеспечением температуры на внутренней поверхности конструкции выше температуры точки росы хотя бь1 частичного уменьшения влияния холодного излучения.

С развитием панельного строительства в ЧССР были разработаны методы оценки теплотехнических свойств строительных конструкций с учетом приведенных выше требований. Однако одновременно возникало мнение о необходимости оценивать здания по потреблению энергии на отопление. Это вызывалось тем, что в панельных зданиях, оборудованных центральным отоплением, потребление энергии на отопление почти в 2 раза выше, чем потребление энергии в зданиях с местным отоплением. Одна из возможностей, приводящая к снижению потребления энергии, заключалась в улучшении теплотехнических свойств строительных конструкций. Для подтверждения этой точки зрения на практике особенно благоприятные условия возникли после 1959—1961 гг. В это время обращалось очень мало внимания на качество строительных конструкций. Значительная часть помещений в панельных домах не отвечала гигиеническим требованиям. Последовали очень дорогие ремонтные работы панельных домов: дополнительно усиливались особенно торцовые стены зданий и стены угловых помещений.

Однако гигиенические дефекты бьши не единственным неблагоприятным результатом недостаточных теплотехнических свойств строительных конструкций. Следующим недостатком бьшо и чрезмерное повышение теплопотерь и потребления энергии на отопление. Создалось твердое мнение, что ничто не может помешать требованию оценивать здания с точки зрения потребления энергии на отопление. Однако реализации этого требования восприпятствовало то обстоятельство, что стоимость топлива и энергии бьши относительно низкими и поэтому достаточно широко считалось, что нет необходимости рассматривать проекты зданий с точки зрения потребления энергии на отопление.

Тем не менее бьши разработаны основные положения, которые вошли в распоряжение правительства 1104/62, где помимо других требований, имелось указание о том, чтобы жи-

лые дома обладали такими теплотехническими свойствами, которые обеспечивали бы потребление на отопление 9,3— 9,9 МВТ • ч/г. для квартиры объемом 200 м^. Однако, как показала жизнь, это правительственное распоряжение не имело достаточной силы и не было применено в проектной практике. И только через 16 лет Совет Министров ЧССР в распоряжении № 182/1978 снова подтвердил необходимость потребления энергии на отопление зданий не выше 9,3 МВт • ч/г. для квартиры объемом 200 м^. Этот показатель внесен в редакцию норм ЧСН 73 0540. Однако необходимость отметить, 3 что на основе упоминавшегося распоряжения правительст-ва 1962 г. было повышено внимание к технологии изготовле- ^ ния теплоизоляционных материалов, особенно минеральной ваты и пенополистирола. Тем самым были подготовлены условия для изготовления более качественных наружных ограждений.

Изменение отношения государственных органов в ЧССР и в других странах к теплотехническим свойствам строительных конструкций с учетом энергетических проблем бьшо вызвано всеобщими энергетическими трудностями (табл, 20).

Из табл. 20 видно, что теплоизоляционным свойствам строительных конструкций всегда уделялось наибольшее внимание в скандинавских странах: Швеции, Норвегии и Дании. Разница в значениях коэффициентов теплопередачи отдельных типов строительных конструкций в этих странах по сравнению с остальными странами бьша перед 1973 г. значительно большей. На 2 и особенно на 3 этапе уже не наблюдается такой большой разницы между отдельными странами. Из этого следует, что энергетический кризис в некоторых западных странах, которые не уделяли особого внимания теплотехническим свойствам строительных конструкций, потребовал решительного улучшения теплоизоляционных способностей наружных ограждений.

Улучшением теплотехнических свойств строительных конструкций занимаются многие страны, в том числе и соседние с ЧССР. Например, в проекте новых нормативных требований теплотехнических свойств в Румьшии принимается после 1981 г. коэффициент теплопередачи наружных стен А: = 0,85 Вт/ /(м^ • К) [прежнее значение к = 1,5 Вт/ (м^- К)], а в 1986 г. эта "характеристика снизилась до значения к = 0,70 Вт/ (м^ - К). Для конструкций чердачных перекрытий предполагается уже с 1981 г. коэффициент теплопередачи снизить до значения к = = 0,40 Вт/(м^- К) [51]. Кроме того, устанавливается наибольшее допустимое среднее значение коэффициента теплопередачи наружного ограждения зданий (включая окна). С 1981 г. он принимается не более чем к^^ = 2,3 Вт/ (м^ - К),

а с 1986 г. k^j. = 2,0 Вт/ (м • К),

Т л б л и ц а 20. Среднее значение коэффициента теплопо)едачи к, Вт/(м^- К), в некоторых странах [31]

Этап- 1 — значения к, применявшиеся до 1973 г. (год начала энерге-таческого кризиса); этапы 2 и 3 — значения к, применявшиеся в после-дуюище годы.

Австрийские нормы ONORM (ОНОРМ) 8110 [65] содержат требования для жилых и общественных зданий, в которых даны коэффициенты теплопередачи, приведенные в табл. 21 (для сравнения в ней приведены только данные для районов с температурой наружного воздуха, принимаемой в ЧССР). Указанные в примечаниях к табл. 21 допустимые средние значения коэффициентов теплопередачи наружного ограждения необходимо учитывать, когда площадь окон и дверей составляет более 20% площади наружных стен. Значения коэф-

фициентов теплопередачи в табл. 21 не относятся к случаю, когда остекление тройное или воздухопроницаемость окон очень мала, т.е. когда она не превышает значения 0,18 м^/ /(м-ч-Па^ или 0,5-10-^ м^(м-с-Па" *

Нормы Австрии ONORM 8110 устанавливают также удельные потери теплоты жилых и общественных зданий. В областях с количеством градусодней 3200—3600 (области с расчетной температурой — 150С) удельные теплопотери для индивидуальных домов не должны быть более 58 Вт/м^ , в остальных домах — 41 Вт/м^ через чердачное перекрытие, 36 Вт/м^ через перекрытие над подвалом и 29 Вт/м — через средние перекрытия. Удельные тепловые потери не нужно вычислять, если свойства строительных конструкций соответствуют приводимым требованиям норм и в тех случаях, когда площадь окон и наружных дверей не превышает 20% площади наружных вертикальных стен. Анализ удельных теплопотерь не требуется даже при площади окон 30%, если термическое сопротивление вертикальных конструкций больше на 100%, а для чердачных перекрытий^ на 50% по сравнению со значениями табл. 21. В нормах ONORM есть рекомендация применять более высокие значения термического сопротивления, чем те, которые приведены в табл. 21, именно для достижения зко-номии топлива на отопление.

В ФРГ в 1977 г. было издано предписание [56], которое дополняет основные теплотехнические нормы DIN (ДИН) 4108. Задачей предписания бьшо изменить теплопотери зданий за счет теплопередачи таким образом, чтобы средний коэффициент теплопередачи строительных конструкций (окна, наружные стены, перекрытия последнего этажа и пола первого этажа) не бьши больше (в зависимости от отношения SjV, 1/м), чем приведенные в табл. 22 (S — площадь строительных конструкций, через которые происходят тепловые потери, м^; V — объем здания, м^). Для отдельных строительных конструкций значения коэффициента теплопередачи не должны быть больше, чем приведенные в табл. 23 [64].

Среднее значение коэффициента теплопередачи наружного ограждения, Вт/ (м^ • К) определяется в соответствии с нормами ДИН 4108 по формуле

(25)

где fcj^, кр. /^:(^—-коэффициенты теплопередачи соответственно стен, окон, конструкций перекрытий и пола первого этажа , Вт/(м^- К); Зц/, ^h ^D-- ^(i ~~ площади соответствующих конструкций, ; S ~ суммарная площадь всех конструкций, м^ .

Таблица 21. Коэффициенты теплопередаче к, Вт/ (м^- К), по нормам Австрии ONORM [65]

Среднее значение коэф- 1,871,791,69

tnnneHTa теплопередачи р^,Вт/(м2.К)

П римечание. Значения в скобках — термическое сопротивление

конструкций R м • К/Вт.J

Таблица 22. Наибольшие значения коэффициента теплопередачи ^ Вт/(м^-К), в зависимости от отношения S/F, 1/м [56]

S/V,1!m 0,24 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,0 к^^ ^ 1А0 1,24 1,90 0,99 0,93 0,88 0,95 0,82 0,80 Вт/(м*. К)

Таблица 23. Наибольшие значения коэффициента теплопередачи fc, Вт/(м^ К), для отдельных типов конструкций [64]

Тип конструкции

Коэффициент теплопередачи к, Вт/(м^- К) . _^

От 1,45 до 1,75 0,45

0,80

0,90

Наружные стены, включая окна Перекрытия, отделяющие помещения от внешнего пространства Перекрытия над неотапливаемым подвалом

Перекрытия и стены, смежные с помещениями без отопления, полы на грунте

Если здание должно соответствовать повышенным требованиям к теплоизоляционной способности, то должно быть выполнено условие

где к — определяется по формуле (25), лк^^.^^ принимается по табл. 22.