Приложение Д (обязательное). Расчетный метод оценки температурного режима узлов примыкания оконных блоков к стеновым проемам

Приложение Д
(обязательное)

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

Д.1 Сущность метода

Данный 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 герметизирующих 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.

Д.2 Требования к программному обеспечению

Д.2.1 Программное обеспечение, с помощью которого выполняют расчет, должно иметь сопровождающую техническую документацию и обеспечивать возможность расчета двухмерного (плоского) или трехмерного (пространственного) температурного поля, тепловых потоков в заданной области ограждающих конструкций при стационарных условиях теплопередачи.

Д.2.2 Ввод исходных данных должен проводиться либо в графическом виде (с экрана монитора, сканера, графического или конструкторского файла), либо в виде табличных данных и обеспечивать возможность задания требуемых характеристик материалов и граничных условий рассчитываемой конструкции в заданной области. Должны быть предусмотрены как использование банка данных, так и возможность введения исходных данных.

Д.2.3 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.

Д.2.4 Окончательные результаты расчета должны представляться в документированном виде и включать в себя расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха, коэффициенты теплообмена поверхностей, распределение температур по заданному сечению рассчитанного узла.

Д.3 Общие указания

Д.3.1 Оценка температурного режима узлов примыканий оконного блока к стеновым проемам должна проводиться для следующих характерных сечений (см. рисунок Д.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 в себя фрагмент наружной стены с заполнением оконного проема.

Д.3.2 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.

Д.3.3 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, - равными нулю.

Д.3.4 Расчет температурного режима узлов примыкания рекомендуется проводить в следующем порядке:

- определяют размеры расчетной области и выбирают характерные сечения;

- составляют расчетные схемы узлов примыкания, при этом сложные конфигурации участков, например криволинейные, заменяют 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;

- выполняют 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 НД; 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.

Д.4 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 математических моделей, используемых в программе;

- сведения о специалисте, выполнившем расчет, и его квалификации.

Д.5 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 слой - пенный утеплитель, внутренний 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 Д.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 Д.2а), схема задания граничных условий на рисунке Д.2б).

Результаты расчета представлены на рисунке Д.3 в виде распределения температур (изотерм) по сечению рассчитываемой области и значений температур внутренней и наружной поверхностей 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 то же время температура на внутренней поверхности стеклопакета в области дистанционной рамки составляет 3,4°С, что приводит к выпадению конденсата в данной области, но не противоречит требованиям действующих НД).