Приложение D (обязательное). Поправочные коэффициенты для коррекции коэффициента теплопередачи

Приложение D
(обязательное)

Поправочные коэффициенты для коррекции коэффициента теплопередачи

D.1 Общие положения

Коэффициент теплопередачи, полученный с помощью метода, представленного в настоящем стандарте, должен быть скорректирован в случае необходимости ориентировочного расчета с учетом следующих факторов:

- наличия воздушных полостей в изоляции;

- наличия механических крепежных средств, проходящих сквозь изоляционный слой;

- выпадения осадков на опрокинутой кровле.

Примечание - Обратная кровля - это плоская крыша с теплоизоляционным слоем поверх гидроизоляционного рулонного слоя.

Коррекция коэффициента теплопередачи U_c осуществляется путем добавления поправочного члена :

,

(D.1)

задается выражением:

,

(D.2)

где - поправка для воздушных полостей в соответствии с (D.2);

- поправка для механических средств крепления в соответствии c (D.3);

- поправка для крыш с обратной кровлей в соответствии с (D.4).

D.2 Поправка для воздушных полостей

D.2.1 Определения

В настоящем приложении термин "воздушные полости" используется в качестве общего определения для воздушных полостей в изоляции или между изоляцией и смежной конструкцией, которые есть в существующих строительных сооружениях, но не указываются на чертежах. Их можно разделить на две главные категории:

- зазоры между изолирующими плитами, панелями или матами или между изоляцией и конструкционными элементами в направлении теплового потока;

- полости в изоляции или между изоляцией и конструкцией перпендикулярно направлению теплового потока.

D.2.2 Уровни поправки

Воздушные полости увеличивают коэффициент теплопередачи фрагмента конструкции за счет увеличения теплопередачи путем излучения и конвекции: величина этого увеличения зависит от размера, ориентации и положения воздушной полости.

Поправка применяется как дополнение коэффициента теплопередачи и обозначается .

Причинами образования воздушных полостей являются колебания в изоляционном изделии (допуски на размер), отклонения от требуемых размеров во время резки и монтажа, а также допуски на размеры, связанные с процессом строительства и его нарушениями.

Только зазоры, перемыкающие всю толщину изоляции от нагретой до холодной стороны, вызывают увеличение коэффициента теплопередачи (в этом случае коррекция является обоснованной).

Полости являются следствием неплоских поверхностей в пределах здания: изоляция является чрезмерно жесткой, негибкой или несжимаемой, чтобы плотно прилегать к данным поверхностям. Нарушения, например, разливы строительного раствора, которые действуют как прокладки, создающие воздушные полости, или воздушные полости между конструкцией и изоляцией, оказывают такое же влияние.

Если два типа воздушной полости накладываются друг на друга, то имеют место дополнительные тепловые потери вследствие переноса массы. В этом случае требуется применение поправочных коэффициентов большего значения.

Предполагается, что качество строительных работ отвечает стандартам.

Чтобы упростить процедуру введения поправки, в качестве основания для введения поправочного коэффициента используется способ монтажа изоляции. Предлагаются три уровня (см. таблицу D.1).

Таблица D.1 - Поправки для воздушных полостей

Уровень	Описание	, Вт/
0	Воздушные полости в пределах изоляции отсутствуют или, в случае, когда присутствуют только незначительные воздушные полости, не оказывают значимого влияния на коэффициент теплопередачи	0,00
1	Воздушные зазоры образуют мост между нагретой и холодной стороной изоляции, но не вызывают циркуляции воздуха между теплой и холодной сторонами изоляции	0,01
2	Воздушные зазоры образуют мост между нагретой и холодной стороной изоляции, но их объединение с полостями дает в результате свободную циркуляцию воздуха между теплой и холодной сторонами изоляции	0,04

Коррекция регулируется в соответствии с уравнением (D.3):

,

(D.3)

где - термическое сопротивление слоя, содержащего зазоры, согласно 5.1;

- приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента конструкции, без учета линейных и точечных теплопроводных включений, согласно 6.1;

принимают по таблице D.1.

D.2.3 Примеры

В настоящем пункте стандарта рассмотрены характерные примеры уровней поправок.

a) Примеры уровня 0 (применяется поправка  = 0)

- Непрерывные слои теплоизоляции, без какого-либо прерывания изоляционного слоя конструктивными элементами, например, гвоздями или заклепками с большой головкой, стропилами или брусьями, с расположенными в шахматном порядке соединениями между матами или дощатыми настилами в отдельных слоях. Такая теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

- Несколько слоев, когда один слой является непрерывным без каких-либо прерываний теплоизоляционного слоя конструктивными элементами, например, гвоздями или заклепками с большой головкой, стропилами или брусьями. Такой слой накрывает другой слой или слои, сквозь которые проходят конструктивные элементы. Теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

- Единичный слой непрерывной теплоизоляции, имеющий соединения, например, с перекрытием, шпунтом, или уплотненные. Такая теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

- Единичный слой непрерывной теплоизоляции, имеющий соединения встык, когда допуски на размеры по длине, ширине и форме, объединенные с размерной стабильностью, дают в результате зазоры на соединениях шириной меньше 5 мм. Такая теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

- Единичный слой теплоизоляции в конструкции в случае, когда сопротивление теплопередаче теплоизоляции меньше или равно половине общего сопротивления теплопередаче данной конструкции. Теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

b) Примеры уровня 1 (применяется поправка  = 0,01)

- Один слой теплоизоляции прерывается конструктивными элементами, например, гвоздями или заклепками с большой головкой, стропилами или брусьями. Такая теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

- Единичный слой непрерывной теплоизоляции, имеющий соединения встык, в случае, когда допуски на размеры по длине, ширине и прямоугольности, объединенные с размерной стабильностью, дают в результате зазоры на соединениях шириной больше 5 мм. Теплоизоляция плотно прилегает к конструкции без полостей между конструкцией и теплоизоляцией.

c) Примеры уровня 2 (применяется поправка  = 0,04)

- Один или более слоев теплоизоляции неплотно прилегают к теплой стороне сооружения, возникают полости между сооружением и изоляцией, что приводит к перемещению воздуха между теплой и холодной сторонами теплоизоляции.

D.3 Поправка для механических крепежных средств

D.3.1 Общие положения

Влияние механических крепежных средств можно оценить путем расчета согласно нормативным документам, действующим на национальном уровне, например для того, чтобы получить коэффициент удельных потерь теплоты через точечную теплотехническую неоднородность , обусловленную одним средством крепления. Тогда поправка коэффициента теплопроводности задается выражением:

,

(D.4)

где - число крепежных средств в одном квадратном метре.

D.3.2 Приближенный метод расчета

В настоящем пункте приведена примерная процедура для ориентировочного расчета влияния механических крепежных средств.

Если механические крепежные средства проходят сквозь слой изоляции, например, стеновые анкеры между легкими кирпичными перегородками, крепления кровли или крепления в композитных панельных системах, поправка для коэффициента теплопередачи задается следующим выражением:

,

(D.5)

где - заданный коэффициент;

- если крепежное средство полностью проходит сквозь слой изоляции;

- в случае углубленного крепежного средства (см. рисунок D.1);

- удельная теплопроводность крепежного средства, Вт/;

- количество средств крепления, приходящееся на 1 м²;

- площадь поперечного сечения одного средства крепления, м²;

- толщина слоя изоляции, который содержит определенное средство крепления, м;

- длина средства крепления, которое пронизывает слой изоляции, м;

- термическое сопротивление слоя изоляции, сквозь который прошли средства крепления, /Вт;

- приведенное сопротивление теплопередаче плоского фрагмента конструкции без учета линейных и точечных теплопроводных включений согласно 6.1, /Вт.

Примечание - Величина d₁ может быть больше толщины слоя теплоизоляции, если крепежное средство проходит сквозь этот слой под углом. В случае утопленного крепежного средства величина d₁ меньше толщины слоя теплоизоляции, а величина R₁ равна величине d₁, отнесенной к теплопроводности теплоизоляции.

1 - пластмассовый колпачок; 2 - утопленное средство крепления; 3 - изоляция; 4 - настил кровли; d₀ - толщина слоя изоляции, содержащего средство крепления; d₁ - длина средства крепления, которое проникает через слой изоляции

Рисунок D.1 - Утопленное средство крепления кровли крыши

Поправочный коэффициент может не применяться в следующих случаях:

- когда имеются стяжки стен через пустую полость;

- когда удельная теплопроводность средства крепления меньше 1 Вт/.

Процедура введения данного поправочного коэффициента также не применяется, если оба конца металлической части средства крепления непосредственно соприкасаются с металлическими листами.

D.4 Процедура введения поправки для крыш с опрокинутой кровлей

D.4.1 Общие положения

Процедура введения поправки приведена для крыш с опрокинутой кровлей из-за того, что дождевая вода протекает между изоляцией и водонепроницаемой рулонной кровлей. Поправка вводится для отапливаемых зданий. Для расчетов систем охлаждения эта коррекция не осуществляется.

Приведенная здесь процедура применима только к теплоизоляции, изготовленной из прессованного полистирола (XPS).

D.4.2 Поправка из-за действия воды, протекающей между изоляцией и водонепроницаемой рулонной кровлей

Поправка к коэффициенту теплопередачи элемента крыши , Вт/, учитывает дополнительную потерю теплоты вследствие протекания дождевой воды через соединения в изоляционном слое и достижения водонепроницаемого слоя. Поправка определяется следующим образом:

,

(D.6)

где p - средняя скорость выпадения осадков в течение отопительного периода на основе климатологических данных местности (например, метеостанции), либо согласно нормативным документам, действующим на территории страны, мм за сутки;

f - коэффициент дренированности, характеризующий часть воды p, которая достигает водонепроницаемого рулонного покрова;

х - коэффициент увеличения потерь теплоты, вызванной дождевой водой, протекающей на рулонный покров, ;

- сопротивление теплопередаче изоляционного слоя поверх водонепроницаемого покрова, /Вт;

- приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента конструкции до введения поправки, /Вт.

Для единичного слоя изоляции поверх водонепроницаемого рулонного покрова, когда изоляционный слой имеет соединения встык и открытое покрытие, например, гравий, величина (fx) = 0,04.

Примечание - Единичный слой изоляции, имеющий соединения встык и открытое покрытие, считается схемой компоновки, обусловливающей максимально высокое значение поправки .

Нижние пределы значения (fx) могут применяться для конструкций крыш, которые обеспечивают меньший дренаж через изоляцию. Примерами разного расположения соединений являются соединения с перекрытием или шпунтом, или разные типы возведения крыши. В таких случаях, когда влияние принятых мер подтверждается авторитетными источниками, допускается применять значения (fx) менее 0,04.