Расчетный метод оценки температурного режима узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам (приложение Г к ГОСТ 30971-2002, введ. в действие постановлением Госстроя РФ от 2 сентября 2002 г. N 115)

Приложение Г

(рекомендуемое)

Расчетный метод оценки температурного режима узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам

Метод предназначен для оценки температурного режима узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам и выбора наиболее рационального конструктивного решения монтажных швов с учетом геометрической формы, места расположения и теплопроводности изоляционных материалов, оконных блоков и стеновых конструкций.

Сущность метода заключается в моделировании стационарного процесса теплопередачи через узлы примыканий оконного блока к стеновому проему с использованием соответствующего программного обеспечения.

Г.1 Требования к программному обеспечению

Г.1.1 Программное средство, с помощью которого производят расчет, должно иметь сопровождающую техническую документацию и обеспечивать возможность расчета двухмерного (плоского) или трехмерного (пространственного) температурного поля, тепловых потоков и сопротивления теплопередаче в заданной области ограждающих конструкций при стационарных условиях теплопередачи.

Г.1.2 Ввод исходных данных должен производиться либо в графическом виде (с экрана монитора), либо в виде табличных данных и обеспечивать возможность задания требуемых характеристик материалов и граничных условий рассчитываемой конструкции в заданной области; при этом возможно использование как банка данных, так и задания исходных данных в виде расчетных значений.

Г.1.3 Представление результатов расчета должно обеспечивать возможность визуализации температурного поля, определение температуры в любой точке рассчитываемой области, определение суммарных входящих и выходящих тепловых потоков через заданные поверхности и сопротивления теплопередаче локальных участков конструкций.

Г.1.4 Окончательные результаты расчета должны представляться в документированном виде и включать: расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха, коэффициенты теплообмена поверхностей, распределение температур по заданному сечению рассчитанного узла, информацию по входящим и выходящим тепловым потокам, значения сопротивления теплопередаче локальных участков конструкций.

Г.2 Общие указания

Г.2.1 Оценка температурного режима узлов примыканий оконного блока к стеновым проемам должна производиться для следующих характерных сечений (рисунок Г.1):

- узла сопряжения оконного блока с простенком (горизонтальное сечение);

- узла сопряжения с подоконником (вертикальное сечение);

- узла сопряжения с перемычками оконного проема (вертикальное сечение);

- узла сопряжения порога балконной двери с плитой перекрытия (для балконных дверей).

При использовании программы расчета трехмерных температурных полей оценка температурного режима указанных сечений может проводиться на основе расчета одного пространственного блока, включающего фрагмент наружной стены с заполнением оконного проема.

Г.2.2 Размеры расчетной области рекомендуется принимать:

- для поверхностей, граничащих с наружным и внутренним воздухом, - в соответствии с очертаниями конструктивных элементов ограждений;

- для поверхностей (сечений), ограничивающих расчетную область, - по осям симметрии ограждающих конструкций или на расстоянии не менее четырех толщин конструктивного элемента, попадающего в сечение.

Г.2.3 Граничные условия следует принимать:

- для поверхностей, граничащих с наружным и внутренним воздухом в соответствии с нормами проектирования соответствующих зданий и сооружений и климатическим районом строительства;

- для поверхностей (сечений), ограничивающих расчетную область, тепловой поток и коэффициенты теплоотдачи следует принимать равными нулю.

Г.2.4 Расчет температурного режима узлов примыкания рекомендуется проводить в следующем порядке:

- определяют размеры расчетной области и выбираются характерные сечения;

- составляют расчетные схемы узлов примыкания; при этом сложные конфигурации участков, например криволинейные, заменяются более простыми, если эта конфигурация имеет незначительное влияние в теплотехническом отношении;

- проводят подготовку и ввод в программу исходных данных: геометрических размеров, расчетных коэффициентов теплопроводности, расчетных температур наружного и внутреннего воздуха, расчетных коэффициентов теплоотдачи участков поверхностей;

- осуществляют расчет температурного поля;

- проводят визуализацию результатов расчета; анализируют характер распределения температур в рассматриваемой области, определяют температуру внутренней и наружной поверхностей в отдельных точках; устанавливают минимальную температуру внутренней поверхности; результаты расчета сопоставляют с требованиями настоящего стандарта и других нормативных документов; определяют суммарный тепловой поток, входящий в расчетную область; при необходимости конструктивное решение узла примыкания изменяют и проводят повторные расчеты;

- составляют документированный отчет по результатам расчетов.

Г.3 Основные требования к сопровождающей технической документации

Сопровождающая техническая документация должна содержать:

- область применения программного средства;

- сведения о сертификации программной продукции;

- подробное описание назначения программы и ее функций;

- описание процедуры установки программы на персональном компьютере;

- описание математических моделей, используемых в программе;

- детальное руководство пользователя с примерами реализации;

- координаты службы технической поддержки.

Г.4 Пример расчета

Необходимо провести расчет температурного поля и оценить возможность выпадения конденсата на поверхности узла примыкания оконного блока из клееной древесины по ГОСТ 24700 к простенку однослойной кирпичной стены из полнотелого кирпича на цементно-песчаном растворе (горизонтальное сечение). Наружный гидроизоляционный слой - предварительно сжатая уплотнительная лента, центральный теплоизоляционный слой - пенный утеплитель, внутренний пароизоляционный слой - пароизоляционная лента. Поверхность оконного откоса утеплена термовкладышем из экструдированного пенополистирола толщиной 25 мм. Основные размеры и характеристика материалов оконного блока и наружной стены представлены на рисунке Г.2.

Исходные данные: расчетная температура внутреннего воздуха ; расчетная температура наружного воздуха ; температура "точки росы" ; расчетный коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены ; расчетный коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности оконного блока ; коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены и оконного блока .

Расчетная область узла примыкания принята по осям симметрии оконного блока и простенка наружной стены. Расчетная схема представлена на рисунке Г.2 а, схема задания граничных условий - на рисунке Г.2 б.

Результаты расчета представлены на рисунке Г.3 в виде распределения температур (изотерм) по сечению рассчитываемой области и значений температур внутренней и наружной поверхности в отдельных, наиболее характерных точках.

Анализ результатов расчетов показывает, что минимальная температура внутренней поверхности наблюдается в зоне сопряжения оконной коробки с откосом оконного проема и составляет . Сопоставление минимальной температуры внутренней поверхности с температурой "точки росы" свидетельствует об отсутствии условий выпадения конденсата на поверхности данного узла примыкания (в тоже время температура на внутренней поверхности стекло-пакета в области дистанционной рамки составляет 3,4°С, что обусловит выпадение конденсата в данной области).