Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56733-2020 "Здания и сооружения. Расчет удельных потерь теплоты через неоднородности ограждающей конструкции" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2020 г. N 1187-ст)

Buildings and constructions. Determination of the specific heat losses through inhomogeneity of the enclosing structure

ОКС 91.080.01

Дата введения - 1 апреля 2021 г.
Взамен ГОСТ Р 56733-2015

ГАРАНТ:

Настоящий ГОСТ включен в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений с 1 июня 2021 г.

Предисловие

1 Разработан федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН)

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2020 г. N 1187-ст

4 Взамен ГОСТ Р 56733-2015

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на несветопрозрачные ограждающие конструкции зданий и сооружений, и устанавливает метод расчета удельных потерь теплоты.

2 Нормативные ссылки

СП 50.13330.2012 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий" (с изменением N 1)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1.1 удельные потери теплоты через линейную теплотехническую неоднородность: Дополнительные потери теплоты через линейную теплотехническую неоднородность, отнесенные к единице длины и 1 °С.

3.1.2 удельные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность: Дополнительные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность, отнесенные к 1 °С.

3.1.3 температурное поле: Распределение температуры по объему исследуемого фрагмента ограждающей конструкции.

3.1.4 дополнительные потери теплоты через узел: Разность между потерями теплоты через узел, содержащий исследуемую теплотехническую неоднородность и не содержащий ее.

3.2 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

Q ^L - потери теплоты через расчетную область с линейной теплотехнической неоднородностью, Вт/м;

Q ^K - потери теплоты через расчетную область с точечной теплотехнической неоднородностью, Вт;

t - температура, °С;

- коэффициент теплоотдачи поверхности конструкции, ;

- температура поверхности осредненная по площади поверхности узла ограждающей конструкции, °С;

- удельные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность, Вт/°С;

- удельные потери теплоты через линейную теплотехническую неоднородность, ;

4 Общие положения

4.1 Сущность метода заключается в расчете потока теплоты через узел, содержащий исследуемую теплотехническую неоднородность, и через аналогичный узел, ее не содержащий. Разность полученных потоков теплоты (дополнительные потери), , отнесенная к температурному перепаду, принятому в расчетах, называется удельными потерями теплоты через линейную теплотехническую неоднородность и определяется по формуле

,

(1)

где - дополнительные потери теплоты через линейную теплотехническую неоднородность, приходящиеся на 1 пог. м., Вт/м;

t _в, t _н - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, °С.

Удельные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность , Вт/°С, определяют по формуле

,

(2)

где - дополнительные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность, Вт;

t _в, t _н - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха, °С.

4.2 Для достоверности результатов необходимо соблюдать максимально точное соответствие между размерами и характеристиками деталей исследуемой конструкции и расчетной модели.

4.3 Если в конструкцию не входят слои, характеристики которых зависят от температуры или градиента температуры, то расчеты допускается проводить при любом перепаде температуры.

5 Средства расчета

5.1 Расчеты температурного поля проводятся путем численного решения стационарного трехмерного уравнения теплопереноса:

,

(3)

где х ₁, х ₂, х ₃ - координаты, м;

, , - расчетные коэффициенты теплопроводности по соответствующим направлениям, , в точке (х ₁, х ₂, х ₃).

Или, в соответствующих случаях, упрощенного варианта данного уравнения. Например, двухмерного или осесимметричного варианта.

Также допускает проводить расчет нестационарного уравнения при стационарных граничных условиях, принимая в качестве результата устоявшееся решение вдали от начального возмущения.

5.2 На границах расчетного участка, являющихся внешними границами конструкции, принимаются граничные условия третьего рода, описывающие теплообмен между конструкцией и окружающей средой:

,

(4)

где , - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции соответственно, .

5.3 На границах расчетного участка разрезающих конструкцию принимаются граничные условия второго рода, с потоком теплоты равным нулю.

6 Выбор расчетного участка и подготовка расчетов

6.1 Расчетный участок должен полностью содержать теплотехническую неоднородность и часть окружающей конструкции. Границы участка, разрезающие конструкцию, проводятся по плоскостям симметрии.

6.2 В случае, если теплотехническая неоднородность уединенная и плоскости симметрии отсутствуют или значительно удалены, допускается проводить границу не по плоскостям симметрии, а по однородной части конструкции вдали от неоднородности. Если отсутствуют дополнительные данные, то расстояние от теплотехнической неоднородности до границы расчетного участка должно быть не менее характерного размера неоднородности.

6.3 При расчете удельных потерь теплоты должны использоваться расчетные теплопроводности материалов узла, соответствующие условиям эксплуатации.

6.4 Расчет удельных потерь теплоты описанным методом можно проводить только для конструкций, тепловая инерция D, которых в однородном состоянии менее 8,5. Тепловая инерция определяется согласно 6.5 СП 50.13330.2012. Для ограждающих конструкций, у которых в однородной части D > 8,5, необходимы специализированные способы нахождения удельных потерь теплоты.

7 Обработка результатов расчетов

7.1 Первичным результатом для расчета удельных потерь теплоты является температурное поле исследуемого узла. По температурному полю определяют потоки теплоты из теплой среды в конструкцию и из конструкции в холодную среду. При достаточной точности расчета эти потоки должны быть близки и любой из них можно принять за поток теплоты через конструкцию. Разница между этими потоками должна быть меньше предполагаемой погрешности конечного результата.

7.2 Поток теплоты через внутреннюю поверхность узла определяется по формуле

.

(5)

Поток теплоты через наружную поверхность узла определяется по формуле

,

(6)

где , - осредненные по площади температуры внутренней и наружной поверхностей узла ограждающей конструкции соответственно, °С;

S _в, S _н - площади внутренней и наружной поверхностей узла ограждающей конструкции, м ².

Поток теплоты может определяться как вручную по средней температуре поверхности, так и программой по расчету температурного поля.

Удельные потери теплоты определяют по формулам (1), (2).

7.3 В случае определения дополнительного потока теплоты через узел как разности между двумя результатами расчета температурного поля: для узла содержащего теплотехническую неоднородность и для узла ее не содержащего, для повышения точности следует в обоих расчетах определять поток теплоты по одной и той же стороне конструкции.

7.4 Точность расчета удельных потерь теплоты должна быть такой, чтобы погрешность расчета удельного потока теплоты при расчете приведенного сопротивления теплопередаче или , была меньше 0,001 . Погрешность , вычисляется при расчете температурного поля.