Одним из обязательных требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) является соответствие санитарно-гигиеническим требованиям по минимальным температурам на внутренних поверхностях ограждающих конструкций.
В настоящее время основной методикой проверки светопрозрачных конструкций (СПК) является их испытание в климатической камере, но данная методика не применима в уже построенных зданиях для проверки установленных по проекту СПК.
ГБУ "ЦЭИИС" за 2015-2018 г. было исследовано более 300 СПК различных типов, установленных по проекту в конкретной реализации (жилые дома, общественные здания, ДОУ) при наличии текущих систем отопления и вентиляции. На основании этих данных разработана методика проверки установленных СПК по минимальным температурам.
При исследовании на каждый основной элемент испытываемой СПК (стеклопакет, профиль створки, профиль коробки и т.п.) устанавливались датчики теплового потока и датчики фиксации температур (Рис. 1).
Рис.1 Схема расстановки датчиков теплового потока и температуры на внутренней поверхности светопрозрачной конструкции.
По данным измерений строились графики изменения ночных температур (для исключения воздействия солнечной радиации), анализировалось воздействие помех, определялись средние значения за период испытаний.
Минимальная температура на внутренней поверхности в точке измерений определялась по формуле:
Данные, полученные при испытаниях с температурным перепадом близким к минимальному нормативному, показали высокую сходимость результатов с расчетным методом. На графиках (рис. 2, 3) показаны данные ночного интервала температур внутреннего воздуха (t'в), температур на внутренней поверхности конструкции (τ'в), температур на наружной поверхности конструкции (t'н) и температур наружного воздуха (τ'н) полученные с термохронов при испытаниях на объекте в период понижения температур близких к минимальным нормативным значениям для города Москвы ( -25°С).
Минимальные температуры фиксировались на нижнем профиле коробки и на нижнем участке стеклопакета, поэтому целесообразно обследовать и рассматривать именно данные участки СПК.
Рис. 2. График температур на нижнем профиле коробки.
Минимальная температура на нижнем профиле коробки без учета погрешности полученная расчетным методом 6,2 °С. Как видно из представленного выше графика реальная температура на термохроне (кривая τ'в) практически соответствует расчетным значениям при нормативном минимальном перепаде в 45°С (температура снаружи-25°С, температура внутри +20°С).
Рис. 3. График температур на нижнем участке стеклопакета.
Минимальная температура на нижнем участке стеклопакета без учета погрешности полученная расчетным методом 8,2°С. Как видно из представленного выше графика реальная температура на термохроне (кривая τ'в) практически соответствует расчетным значениям при нормативном минимальном перепаде в 45°С (температура снаружи-25°С, температура внутри +20°С).
Для дополнительной проверки точности методики разбиваем расчеты на посуточный интервал, и производим расчеты по каждому периоду отдельно. Так же так как реальный перепад температур не достиг нормативного (-25°С на улице, + 20°С внутри помещения) делаем перерасчет на максимально достигнутый перепад температур (– 20°С на улице + 18°С внутри помещения).
Данные по нижнему профилю коробки
|
День |
Перепад температур, °С |
Температура рассчитанная при максимальном перепаде без учета погрешности, °С |
Фактическая температура при максимальном перепаде, °С |
Погрешность фактическая |
Погрешность рассчитанная |
|
1 |
29,4 |
6,6 |
|
1,15 |
1,29 |
|
2 |
25,3 |
7,67 |
|
2,22 |
1,67 |
|
3 |
23,2 |
7,31 |
|
1,86 |
1,91 |
|
4 |
27,5 |
6,29 |
|
0,84 |
1,45 |
|
5 |
29,7 |
6,82 |
|
1,37 |
1,27 |
|
6 |
28,1 |
6,13 |
|
0,68 |
1,4 |
|
7 |
31,6 |
5,77 |
|
0,32 |
1,14 |
|
8 |
37,1 |
5,67 |
5,45 |
0,22 |
0,82 |
|
9 |
35,1 |
5,61 |
|
0,16 |
0,92 |
|
10 |
28,6 |
6,32 |
|
0,87 |
1,36 |
|
Средние значения за весь период |
29,56 |
6,42 |
5,45 |
0,97 |
1,32 |
Рис. 4. График данных по нижнему профилю коробки.
Данные по нижнему участку стеклопакета.
|
День |
Перепад температур, °С |
Температура рассчитанная при максимальном перепаде без учета погрешности, °С |
Фактическая температура при максимальном перепаде, °С |
Погрешность фактическая |
Погрешность рассчитанная |
|
1 |
29,4 |
8,35 |
|
1,48 |
1,29 |
|
2 |
25,3 |
10,95 |
|
4,08 |
1,67 |
|
3 |
23,2 |
9,3 |
|
2,43 |
1,91 |
|
4 |
27,5 |
8,42 |
|
1,55 |
1,45 |
|
5 |
29,7 |
8,8 |
|
1,93 |
1,27 |
|
6 |
28,1 |
7,9 |
|
1,03 |
1,4 |
|
7 |
31,6 |
7,2 |
|
0,33 |
1,14 |
|
8 |
37,1 |
7,09 |
6,87 |
0,22 |
0,82 |
|
9 |
35,1 |
7,59 |
|
0,72 |
0,92 |
|
10 |
28,6 |
8,06 |
|
1,19 |
1,36 |
|
Средние значения за весь период |
29,56 |
8,37 |
6,87 |
1,50 |
1,32 |
Рис. 5. График данных по нижнему участку стеклопакета.
Данные по минимальным температурам на поверхности СПК при максимальном перепаде температур полученные расчетным путем по данной методике с учетом полученной погрешности соответствуют реальным показателям с термохронов зафиксированным при максимальном перепаде. Причем точность данных возрастает при повышении температурного перепада, и так же зависит от наличия резких температурных колебаний (чем более резко идет изменение температур, тем больше возрастает погрешность измерений).
Таким образом, высокая сходимость данных, полученных расчетным методом с реальными данными датчиков измерения температуры, подтверждает корректность расчетной формулы и позволяет разработать методику проверки минимальных температур светопрозрачных конструкций.
Материал подготовил:
Инженер-эксперт Бочков И.В.