РОССИЙСКОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО СТРОИТЕЛЕЙ

(РНТО СТРОИТЕЛЕЙ)

НОРМЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ

Москва 2006

Содержание

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН РНТО строителей совместно со специалистами других организаций

2 ОДОБРЕН И ВВЕДЕН в действие с 1 января 2006 г. решением Бюро совета РНТО строителей от 28 октября 2005 г.

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Стандарт РНТО строителей разработан в соответствии с требованиями ст. 12 и ст. 17 Федерального закона «О техническом регулировании» для добровольного применения в целях, указанных в ст. 11, в том числе для:

повышения уровня безопасности жизни или здоровья граждан путем поддержания в зданиях заданных параметров микроклимата исходя из санитарно-гигиенических требований;

выполнения требований воздухообмена по снижению до предельно допускаемой концентрации (ПДК) вредных веществ в помещениях;

обеспечения научно-технического прогресса при проектировании и строительстве зданий;

повышения уровня безопасности эксплуатируемых зданий с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

энергосбережения, рационального использования материальных и денежных ресурсов при строительстве и эксплуатации зданий.

Настоящий стандарт разработан Российским научно-техническим обществом строителей совместно со специалистами других организаций.

РНТО строителей - творческое самоуправляемое, некоммерческое формирование, объединяющее на добровольных началах представителей научно-технической интеллигенции, новаторов строительного производства в целях поддержки и стимулирования творческих инициатив в интересах научно-технического прогресса в строительном комплексе Российской Федерации. Президент РНТО строителей Б.А. Фурманов.

Авторский коллектив: д-р техн. наук проф. Г.С. Иванов (руководитель), д-р техн. наук проф. В.Г. Гагарин (РНТО строителей), д-р техн. наук проф. В.И. Прохоров, канд. техн. наук О.Д. Самарин (МГСУ), канд. техн. наук Н.Л. Гаврилов-Кремичев (ССК Информ), канд. техн. наук Г. П. Васильев (ИНСОЛАР-ИНВЕСТ), канд. техн. наук А.В. Спиридонов (АПРОК), канд. техн. наук В.И. Мелихов (ВНИИжелезобетон).

В разработке стандарта приняли участие: д-р техн. наук проф. Г.П. Сахаров (МГСУ), канд. техн. наук Д.Ю. Хромец (АПРОК), инж. В.Б. Лебедьков (ООО «СТРОЙИНТЕЛ), канд. техн. наук В.Г Довжик (ВНИИжелезобетон), канд. техн. наук Т.А. Ухова, канд. техн. наук В.И. Ярмаковский (НИИЖБ).

1. Общие положения

1.1. Настоящий стандарт предназначен для добровольного применения при проектировании ограждающих конструкций новых, капитально ремонтируемых и реконструируемых зданий (жилых, общественных и производственных зданий) с нормируемыми температурой и относительной влажностью внутреннего воздуха.

1.2. Стандарт разработан исходя из требований ст. 12 и ст. 17 Федерального закона «О техническом регулировании», связанных с обеспечением безопасности жизни и сохранением здоровья граждан при их пребывании в жилищах, помещениях учреждений и предприятий профессиональной деятельности, учебных, лечебных, культурно-просветительных и иных комплексах в условиях климатических и техногенных эксплуатационных воздействий, на основе выполнения требований надежности, теплошумозащиты, пожарной, экологической и радиационной безопасности.

1.3. Выбор конструктивных решений ограждающих конструкций зданий следует производить на основе оценки технико-экономической целесообразности их применения, исходя из особенностей природно-климатических и социальных условий территорий застройки, возможностей отечественной базы стройиндустрии, при учете национальных интересов России.

В проектах ограждающих конструкций и зданий должно быть обеспечено максимальное снижение материалоемкости, энергопотребления, трудоемкости и стоимости строительства при заданной рентабельности дополнительных капиталовложений.

1.4. Снижение ресурсопотребления на отопление, вентиляцию, горячее и холодное водоснабжение, электроснабжение зданий должно достигаться за счет применения в проектах комплекса высокорентабельных технических решений и мероприятий, в том числе:

а) использования рациональных объемно-планировочных решений при обеспечении наименьшей площади наружных стен и допустимой по условиям освещенности площади окон и балконных дверей;

б) ограничения до минимально допустимых санитарно-гигиенических требований притока инфильтрующегося холодного воздуха через окна, балконные двери, швы (стыки) в наружных стенах;

в) оптимизации уровня теплозащиты наружных стен, чердаков и подвальных перекрытий исходя из условий обеспечения заданной рентабельности дополнительных капиталовложений на их утепление при учете стоимости сэкономленной тепловой энергии;

г) применения новых конструкций энерго-эффективных окон с повышенным уровнем теплозащиты и минимальной воздухопроницаемостью притворов и фальцев, а также с теплоотражающими пленками и покрытиями, обеспечивающими снижение теплопотерь в зимний период и солнцезащиту летом;

д) применения систем с механической вентиляцией и рекуперацией низкопотенциальной теплоты вентиляционных выбросов с использованием ее на нужды горячего водоснабжения, а также на подогрев приточного воздуха;

е) применения авторегулируемых систем отопления и эффективных нагревательных приборов отопления; поквартирного учета расхода тепловой энергии;

з) утепления вводов горячего водоснабжения, горизонтальных разводок в подвалах и чердаках, а также стояков.

1.5. В целях обеспечения требуемой долговечности и экологической безопасности зданий следует:

а) применять в проектах конструкционные и теплоизоляционные материалы, одновременно отвечающие требованиям теплозащиты, эксплуатационной надежности и экологической безопасности;

б) исключить вероятность накопления парообразной и капельной влаги в материалах ограждающих конструкций при эксплуатации зданий в период неблагоприятных климатических и техногенных воздействий;

в) применять для отделки фасадов зданий морозостойкие отделочные материалы, обеспечивать надежный отвод атмосферных и тальк вод с отмостки и крыш зданий, а также исключать образование наледей на водосливах, карнизах и стенах;

г) предусматривать защиту внутренней и наружной поверхностей стен от воздействия влаги

(производственной и бытовой) и атмосферных осадков (устройством облицовки или штукатурки, окраской водостойкими составами и др.).

1.6. Влажностный режим помещений зданий и сооружений в зимний период в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать согласно табл. 1.

Таблица 1

Зоны влажности территории РФ следует принимать по прил. 1.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства следует устанавливать согласно прил. 2.

1.7. Гидроизоляцию стен от увлажнения грунтовой влагой следует предусматривать (с учетом материала и конструкции стен):

• горизонтальную - в стенах (наружных, внутренних и перегородках) выше отмостки здания или сооружения, а также ниже уровня пола цокольного или подвального этажа;

• вертикальную - подземной части стен с учетом гидрогеологических условий л функционального назначения подвальных помещений.

1.8. Полы на грунте в помещениях с нормируемой температурой внутреннего воздуха, расположенные выше отмостки здания или ниже нее не более чем на 0,5 м, должны быть утеплены в зоне шириной 0,8 м примыкания пола к наружным стенам путем укладки по грунту слоя неорганического влагостойкого утеплителя с уровнем теплозащиты не менее термического сопротивления наружной стены.

1.9. В качестве обязательной эксплуатационной энергетической характеристики вновь проектируемых, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий следует принимать удельные энергозатраты, кВт·ч/(м²·год), отапливаемой площади или, кВт·ч/(м³·год), отапливаемого объема.

1.10. Оценку результативности применяемых в проектах энергосберегающих технических решений и организационно-технических мероприятий следует производить исходя из требований потребителя, как правило, при выполнении условия

η_эф = q₁/q₂ ≥2,

где q₁ - удельные энергозатраты здания-аналога (базисного варианта), кВт·ч/(м²·год);

q₂ - удельные энергозатраты здания для проектируемого варианта, кВт·ч/(м²·год).

1.11. Величина экономии энергоресурсов в проектах вновь строящихся, реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий устанавливается в соответствии с требованиями технического регламента, а при отсутствии таковых задание по экономии тепловой и электрической энергии устанавливается заказчиком в процентном отношении к принятому зданию-аналогу и утверждается в техническом задании на проектирование.

1.12. В целях достижения требуемых показателей ресурсосбережения исполнитель может разработать и осуществить в проекте собственное или любое другое техническое решение или мероприятие как наиболее рациональное в конкретной ситуации при учете местных природно-климатических условий и наличия материально-технических ресурсов. Возможность применения таких решений должна быть подтверждена расчетом, результатами исследований или другим способом.

1.13. В качестве базисного варианта следует принимать здание с минимально допустимым уровнем теплозащиты ограждающих конструкций, требуемым сопротивлением теплопередаче , определяемым по формуле (1), а для реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий - при их фактически существующем уровне теплозащиты .

1.14. При определении эксплуатационной энергетической характеристики реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий для базисного варианта следует принимать кратность воздухообмена К_р, 1/ч, по результатам натурных обследовании.

При отсутствии данных кратность воздухообмена в базисном варианте допускается принимать: для жилых зданий - 1,5 1/ч, для общественных - по п. 6.3 при коэффициенте температурной эффективности устройств утилизации теплоты к_эф = 0.

1.15. Экономическую целесообразность принимаемых в проекте вариантов ограждающих конструкций оценивают в сопоставимых условиях по двум характеристикам:

• величиной чистой прибыли S(m), руб/м², за расчетный период N, лет, от суммарной стоимости ежегодно сберегаемой тепловой энергии Р(т), руб/(м²·год), за вычетом дополнительных затрат ΔС(т), руб/м², при расчетном сроке их окупаемости t(т), лет, по формуле (14.1) прил. 14;

• показателем рентабельности (сроком окупаемости) дополнительных капиталовложений на утепление ограждающей конструкции, определяемой по прил. 13 при учете ставки банковского кредита, но не более обратной величины ставки рефинансирования.

Очередность применения энергосберегающих мероприятий определяется по прил. 15 (табл. 15.2, 15.4 и 15.4а) исходя из минимальной величины расчетного срока окупаемости дополнительных капиталовложений.

2. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

2.1. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_o должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче , определяемого по формуле (1) из условий санитарно-гигиенической безопасности людей, и не более экономически целесообразного сопротивления теплопередаче , определяемого по формуле (14); для светопрозрачных ограждений - по табл. 10. Для неоднородных ограждающих конструкций приведенное сопротивление теплопередаче R_o конструкции определяют согласно пп. 2.6, 2.7.

Требуемое сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий) между помещениями с нормируемой температурой воздуха следует определять при разности расчетных температур воздуха в этих помещениях более 3 °С.

2.2. Требуемое сопротивление теплопередаче, м²·^оС/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), следует определять по формуле

                                                                                                                                            (1)

где п ≤ 1 - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (табл. 2);

t_B - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 30494-96 (ГОСТ 12.1.005-88) и нормам проектирования соответствующих зданий;

t_H - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая равной средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 (t_H ^0,92) по СНиП 23-01-99*;

Δt^H - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 3;

α_B - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4.

Требуемое сопротивление теплопередаче  дверей (кроме балконных) и ворот должно быть не менее  стен зданий и сооружений, определяемого по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92.

Примечание. При определении требуемого сопротивления теплопередаче внутренних ограждающих конструкций в формуле (1) следует принимать n = 1 и вместо t_H - расчетную температуру воздуха более холодного помещения.

2.3. Термическое сопротивление R_k, м²·^оС/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по формуле

                                                                                                   (2)

где δ - толщина слоя, м;

λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимаемый по прил. 3.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

2.4. Сопротивление теплопередаче R_o, м²·^оС/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле

                                                                                (3)

где а_в - то же, что и в формуле (1);

R_k - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²·^оС/Вт, определяемое (однородной) однослойной - по формуле (2), многослойной - в соответствии с пп. 2.5 и 2.6;

а_н - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 5.

Таблица 5

При определении R_k слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

2.5. Термическое сопротивление R_k, м²·^оС/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

R_K = R₁ + R₂ + ... + R_n + R_в.п,                                                                    (4)

где R₁, R_2, ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·^оС/Вт, определяемые по формуле (2);

R_в.п - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по прил. 4.

2.6. Приведенное термическое сопротивление , м²·^оС/Вт, неоднородной ограждающей конструкции (многослойной каменной стены облегченной кладки с теплоизоляционным слоем и т.п.) определяется следующим образом:

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающая конструкция (или часть ее) условно разрезается на участки, из которых одни участки могут быть однородными (однослойными) - из одного материала, а другие неоднородными - из слоев различных материалов, и термическое сопротивление ограждающей конструкции R_a определяется по формуле

                                                                                                                           (5)

где F₁, F_2, ..., F_n - площади отдельных участков конструкции (или части ее), м²;

R₁, R_2, ..., R_n - термические сопротивления тех же участков конструкции, определяемые по формуле (4) для однородных участков и по формуле (5) для неоднородных участков, м²·°С/Вт;

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ограждающая конструкция (или часть ее, принятая для определения R_a) условно разрезается на слои, из которых одни слои могут быть однородными - из одного материала, а другие - неоднородными - из однослойных участков разных материалов. Термическое сопротивление однородных слоев определяют по формуле (4), неоднородных - по формуле (5) и термическое сопротивление ограждающей конструкции R_o как сумму термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев - по формуле (5).

Приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции следует определять по формуле

                                                                                     (6)

Если величина R_a превышает величину R_б более чем на 25 % или ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности), то приведенное термическое сопротивление  такой конструкции следует определять на основании расчета температурного поля следующим образом:

по результатам расчета температурного поля при t_B и t_H определяются средние температуры, °С, внутренней τ_в.ср и наружной τ_н.ср поверхностей ограждающей конструкции и вычисляют величину теплового потока q^расч, Вт/м², по формуле

q^расч = а_B(t_B  - τ_в.ср) = a_Н (τ_н.ср  - t_Н),                                                        (7)

где а_в, t_B, t_H - то же, что и в формуле (1);

а_н - то же, что и в формуле (3);

приведенное термическое сопротивление конструкций определяется по формуле

                                                                                                                                              (8)

2.7. Приведенное сопротивление теплопередаче R_o, м²·^оС/Вт, неоднородных ограждающих конструкций следует определять по формуле

                                                                                             (9)

где t_B, t_H - то же, что и в формуле (1);

q^расч - то же,  что и в формуле (7).

Допускается приведенное сопротивление теплопередаче R_o наружных стен зданий определять по формуле

                                                                                             (10)

где  - сопротивление теплопередаче наружных стен, м²·^оС/Вт, определяемое по формулам (4) и (5) без учета теплопроводных включений;

r ≤ 1 - расчетный коэффициент теплотехнической однородности. Значения коэффициента r приведены в табл. 6.

Таблица 6

Справочные значения , вычисленные при r = 1, в диапазоне t_H = от -10 до - 50 °С, приведены в табл. 7.

Примечание. Условное сопротивление теплопередаче принимают при подборе сечения ограждающей конструкции, а приведенное - при определении количества сберегаемой (теряемой) тепловой энергии.

2.8. Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции по теплопроводному включению (диафрагмы, сквозного шва из раствора, стыка панелей, жестких связей стен облегченной кладки, элементов фахверка и др.) и наружном углу должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной зимней температуре наружного воздуха (согласно п. 2.2).

Примечание. Относительную влажность внутреннего воздуха для определения температуры точки росы в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций жилых и общественных зданий следует принимать:

для зданий жилых, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов - 55 %;

для общественных зданий (кроме вышеуказанных) - 50 %.

Таблица 7

2.9. Температуру внутренней поверхности τ_в, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения) следует определять по формуле

                                                                                 (11а)

Температуру в наружном углу τ_уг следует определять по формуле

                                                                             (11б)

Температуру внутренней поверхности τ′_в, °С, ограждающих конструкций (по теплопроводному включению) необходимо определять на основании расчета температурного поля.

Для теплопроводных включений, приведенных в прил. 5, температуру τ′_в, °С, допускается определять:

для неметаллических теплопроводных включений - по формуле

                                                      (12)

для металлических теплопроводных включений - по формуле

                                                           (13)

В формулах (11,а,б)-(13):

n, а_в, t_B, t_H - то же, что и в формуле (1);

А = 1 для однослойных конструкций;

А = 0,75 при наличии эффективного утеплителя и внутреннего теплопроводного слоя;

 - сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м²·^оС/Вт, соответственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест, определяемые по формуле (3);

η, ξ - коэффициенты, принимаемые по табл. 8 и 9.

2.10. Требуемое сопротивление теплопередаче R_тр заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) следует принимать по табл. 10.

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

2.11. Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) необходимо принимать по прил. 6.

Характеристики энергоэффективных конструкций окон приведены в прил. 12, а методика определения их срока окупаемости - в прил. 13.

2.12. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов в неоднородных ограждающих конструкциях должен быть не более 0,3 Вт/(м·°С); коэффициент теплотехнической однородности ограждающих конструкций г должен быть не менее 0,9 - для однослойных и не менее 0,7 - с теплопроводными включениями.

2.13. Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций с дополнительным слоем теплоизоляции, обладающим термическим сопротивлением ΔR_к, м²·^оС/Вт, следует определять по формуле

                                                                           (14)

где  - для вновь проектируемых зданий, определяемое по формуле (1) или по табл. 7;

R₁ = R_факт - для реставрируемых и капитально ремонтируемых зданий;

 - экономически оптимальный коэффициент повышения уровня теплозащиты утепляемых ограждающих конструкций при наращивании в т раз толщины дополнительного слоя теплоизоляции по отношению к принятому базисному аналогу, определяемый согласно прил. 14 как абсцисса точки минимума срока окупаемости t(m) дополнительных затрат на утепление при dt(m)/dm - 0.

                                                                       (15)

где п = r₁/r₂ - отношение коэффициентов теплотехнической однородности до и после утепления ограждающей конструкции;

В= C_p/(R_oλ_утС_ут) - безразмерный множитель, в котором:

C_p - дополнительные единовременные капиталовложения на утепление зданий сверх стоимости дополнительного слоя теплоизоляции (издержки производства - инструмент и приспособления, крепеж и др.), руб/м²;

 λ_ут - теплопроводность, Вт/(м·°С), материала добавочного слоя утеплителя;

С_ут - цена, руб/м², материала добавочного слоя утеплителя.

Допускается в первом приближении определять экономически целесообразное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по формулам:

условное

                                                                                           (16а)

приведенное

                                                                                          (16б)

где  - единое среднее значение коэффициента;

 - принимаемое по табл. 7 при r = 1;

r - коэффициент теплотехнической однородности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 6.

Методика и пример определения  приведены в прил. 14.

3. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций

3.1. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений R_и должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию , м²·ч·Па/кг, определяемого по формуле

                                                                                                (17)

где Δр - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая в соответствии с п. 3.2;

G^H - нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м²·ч), принимаемая в соответствии с п. 3.3.

3.2. Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций Δр, Па, следует определять по формуле

Δр = 0,55·Н· (γ_н - γ_в) + 0,03·γ_н·ν²,                                                           (18)

где Н - высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

γ_н, γ_в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемый по формуле

                                                                                             (19)

здесь t - температура воздуха: внутреннего (для определения γ_в), наружного (для определения γ_н) - согласно указаниям п. 2.2;

v - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СНиП 23-01-99*; для типовых проектов скорость ветра v следует принимать равной 5 м/с, а в климатических подрайонах 1Б и 1Г - 8 м/с.

3.3. Нормативную воздухопроницаемость G^H, кг/(м²·ч), ограждающих конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 11.

Таблица 11

3.4. Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции R_и, м²·ч·Па/кг, следует определять по формуле

R_и = R_и1 + R_и2 + ... + R_иn ,                                                                         (20)

где R_и1 , R_и2 , ... , R_иn - сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·ч·Па/кг, принимаемые по прил. 9.

Примечание. Сопротивление воздухопроницанию слоев ограждающих конструкций (стен, покрытий), расположенных между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитывается.

3.5. Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий R_и должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию , м²·ч·Па/кг, определяемого по формуле

                                                                                (21)

где G^H - то же, что и в формуле (17);

Δр - то же, что и в формуле (18);

Δр_о = 10 Па - разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию R_и.

3.6. Сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) следует принимать по прил. 10.

4. Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций

4.1. Сопротивление паропроницанию R_п, м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:

а) требуемого сопротивления паропроницанию , м²·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле

                                                                                 (22)

б) требуемого сопротивления паропроницанию , м²·ч·Па/мг (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле

                                                                     (23)

где z_o.п - продолжительность, сут, периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха согласно СНиП 23-01-99*;

е_B - упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха;

R_пн - сопротивление паропроницанию, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью максимального увлажнения, определяемое в соответствии с п. 4.3;

е_Н - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемая согласно СНиП 23-01-99*;

Е_о - упругость водяного пара, Па, в плоскости максимального увлажнения, определяемая при средней температуре наружного воздуха в период с отрицательными среднемесячными температурами;

γ_w - плотность материала увлажняемого слоя, кг/м³, принимаемая равной γ_o по прил. 3;

δ_w - толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая равной 2/3 толщины однородной (однослойной) стены или толщине теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции;

Δw_cp - предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале (приведенного в прил. 3) увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z_o, принимаемого по табл. 12;

Е - упругость водяного пара, Па, в плоскости максимального увлажнения за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле

                                                                   (24)

где E₁, Е₂, Е₃ - упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости максимального увлажнения, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z₁, z₂, z₃ - продолжительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая согласно СНиП 23-01-99* с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5°С;

η - определяется по формуле

                                                                          (25)

где е_но - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемая согласно СНиП 23-01-99*.

Примечания: 1. Упругости E₁, Е₂ и Е₃ для конструкций помещений с агрессивной средой следует принимать с учетом агрессивной среды.

2. При определении упругости Е₃ для летнего периода температуру в плоскости максимального увлажнения во всех случаях следует принимать не ниже средней температуры наружного воздуха летнего периода, упругость водяного пара внутреннего воздуха - не ниже средней упругости водяного пара наружного воздуха за этот период.

3. Плоскость максимального увлажнения определяется следующим образом. По формуле (26) для каждого слоя многослойной конструкции вычисляют значение комплекса , характеризующего температуру в плоскости максимального увлажнения. Для этого в формулу (26) подставляют коэффициенты теплопроводности и паропроницаемости, соответствующие каждому слою конструкции:

                                                                            (26)

где R_о.п. - общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, м²чПа/мг;

t_H - средняя температура наружного воздуха в период с отрицательными среднемесячными температурами.

По полученным значениям комплекса  по табл. 13 определяют значения температуры в плоскости максимального увлажнения для каждого слоя многослойной конструкции. Находят распределение температуры по толщине ограждающей конструкции при средней температуре наружного воздуха периода с отрицательными среднемесячными температурами. Полученные значения t_м.у сравнивают с температурами в слоях конструкции и определяют слой, в котором находится плоскость максимального увлажнения. По значению t_м.у определяют координату x_м.у плоскости максимального увлажнения в этом слое. Если в конструкции отсутствует точка с температурой t_м.у плоскостью максимального увлажнения принимается граница ограждения с температурой, наиболее близкой к t_м.у.

Таблица 12

Таблица 13

4.2. Сопротивление паропроницанию R_п, м²·ч·Па/мг, чердачного перекрытия или части конструкции вентилируемого покрытия, расположенной между внутренней поверхностью покрытия и воздушной прослойкой, в зданиях со скатами кровли шириной до 24 м должно быть не менее требуемого сопротивления паропроницанию , м²·ч·Па/мг, определяемого по формуле

                                                                           (27)

где е_B, е_н.о - то же, что и в формулах (23) и (25).

4.3. Сопротивление паропроницанию R_п, м²·ч·Па/мг, однослойной или отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле

                                                                                                    (28)

где δ - толщина слоя ограждающей конструкции, м;

μ - расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м·ч·Па), принимаемый по прил. 3.

Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции (или ее части) равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев. Сопротивление паропроницанию R_п листовых материалов и тонких слоев пароизоляции следует принимать по прил. 11.

Примечания: 1. Сопротивление паропроницанию замкнутых воздушных прослоек в ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю независимо от расположения и толщины этих прослоек.

2. Сопротивление паропроницанию вентилируемых воздушных прослоек, расположенных у охлаждаемых поверхностей ограждающих конструкций, следует принимать равным

                                                                                          (29)

где d_пр - ширина воздушной прослойки, м;

h_пр - разность высот от входа воздуха в прослойку до ее выхода из нее, м;

 - сопротивление паропроницанию на границе при переходе от утеплителя к воздуху в вентилируемой прослойке, м²·ч·Па/мг.

3. Для обеспечения требуемого сопротивления паропроницанию  ограждающей конструкции следует определять сопротивление паропроницанию R_п конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости максимального увлажнения.

4. В помещениях с влажным или мокрым режимом следует предусматривать пароизоляцию теплоизолирующих уплотнителей сопряжений элементов ограждающих конструкций (мест примыкания заполнений проемов к стенам и т.п.) со стороны помещений; сопротивление паропроницанию в местах таких сопряжений проверяется из условия ограничения накопления влаги в сопряжениях за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха на основании расчета температурного и влажностного полей.

4.4. Для защиты от увлажнения теплоизоляционного слоя (утеплителя) в покрытиях зданий с влажным или мокрым режимом следует предусматривать пароизоляцию (ниже теплоизоляционного слоя), которую следует учитывать при определении сопротивления паропроницанию покрытия в соответствии с п. 4.3.

5. Теплоустойчивость ограждающих конструкций

5.1. В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен с тепловой инерцией менее 4 и покрытий менее 5)  зданий жилых, больничных учреждений (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов, а также производственных зданий, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне или по условиям технологии должны поддерживаться постоянными температура или температура и относительная влажность воздуха, не должна быть более требуемой амплитуды , °С, определяемой по формуле

                                                                          (30)

где t_н - среднемесячная температура наружного воздуха за июль, °С, принимаемая согласно СНиП 23-01-99*.

5.2. Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций  , °С, следует определять по формуле

                                                                                            (31)

где  - расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, °С, определяемая согласно п. 5.3;

v - величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха  в ограждающей конструкции, определяемая согласно п. 5.4.

5.3. Расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха , °C, следует определять по формуле

                                                                     (32)

где  - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, °С, принимаемая согласно СНиП 23-01-99*;

ρ - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по прил. 7;

l_max, l_ср - соответственно максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м², принимаемые согласно СНиП 23-01-99* для наружных стен - как для вертикальных поверхностей западной ориентации и для покрытий - как для горизонтальной поверхности;

a_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, Вт/(м²·°С), определяемый по формуле (36).

5.4. Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции, состоящей из однородных слоев, следует определять по формуле

                            (33)

где е = 2,718 - основание натуральных логарифмов;

D = R₁s₁ + R₂s₂ + ... + R_ns_n - тепловая инерция ограждающей конструкции;

здесь R_1, R₂, ..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²·^оС/Вт, определяемые по формуле (4);

s_1, s₂, ..., s_n - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²·^оС), определяемые по формуле

где λ, γ_о, с_о и w определяются по прил. 3 для расчетных условий эксплуатации.

Примечания: 1. Расчетный коэффициент теплоусвоения воздушных прослоек принимается равным нулю.

2. Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Y_1, Y₂, ..., Y_n-1, Y_n - коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С), определяемые согласно п. 5.5;

α_B - то же, что и в формуле (1);

а_н - то же, что и в формуле (36).

Для многослойной неоднородной ограждающей конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих ребер величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции следует определять в соответствии с ГОСТ 26253-84.

Примечание. Порядок нумерации слоев в формуле (33) принят в направлении от внутренней поверхности к наружной.

5.5. Для определения коэффициентов теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции следует предварительно вычислить тепловую инерцию D каждого слоя. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y, Вт/(м²·°С), с тепловой инерцией D ≥ 1 следует принимать равным расчетному коэффициенту теплоусвоения s материала этого слоя конструкции.

Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y с тепловой инерцией D < 1 следует определять расчетом, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции) следующим образом:

а) для первого слоя - по формуле

                                                                                      (34)

б) для i-го слоя - по формуле

                                                                                       (35)

где R₁ R_i - термические сопротивления соответственно первого и i -го слоев ограждающей конструкции, м²·°С/Вт, определяемые по формуле (3);

s_1, s_i - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала соответственно первого и i-го слоев, Вт/(м²·°С);

а_в - то же, что и в формуле (1);

Y₁ Y_i, Y_i-₁ - коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности соответственно первого, (i-1)-го и 1-го слоев ограждающей конструкции, Вт/(м²·°С).

5.6. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям а_н, Вт/(м²·^оС), следует определять по формуле

                                                                                    (36)

где v - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СНиП 23-01-99*, но не менее 1 м/с.

5.7. В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше для окон и фонарей зданий жилых, больничных учреждений (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов, а также производственных зданий, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне или по условиям технологии должны поддерживаться постоянными температура или температура и относительная влажность воздуха, следует предусматривать солнцезащитные устройства.

Коэффициент теплопропускания солнцезащитного устройства должен быть не более нормативной величины , установленной табл. 14.

Таблица 14

5.8. Коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств следует принимать по прил. 8.

6. Эксплуатационная энергетическая характеристика зданий

6.1. Энергетическую эксплуатационную характеристику зданий, кВт·ч/(м²·год) (либо м³·год), следует определять на основе расчета теплового баланса при учете расходной Q_расх и приходной Q_тп частей за один отопительный период (в годовом цикле эксплуатации) по формуле

q = (Q_расх - Q_тп)·10³/F_от ,                                                                          (37)

где Q_расх = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ - теплопотери зданий теплопроводностью и дополнительные энергозатраты, МВт·ч/год, соответственно на подогрев инфильтрующегося холодного воздуха, горячее водоснабжение, электропотребление инженерных систем, на освещение помещений, а также электробытовыми приборами;

Q_тп - теплопоступления от людей, электробытовых приборов и солнечной радиации через световые проемы;

F_от - отапливаемая площадь здания, м².

6.2. Теплопотери, МВт·ч/год, за счет теплопередачи через ограждающие конструкции оболочки зданий следует определять по формуле

Q₁ = β₁· β₂·М· Σ(п_iF_i/R_i) ·10^-3,                                                                  (38)

где β₁ - коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты через ограждения, для жилых зданий принимается равным 1,13, для общественных - 1,10;

β₂ - коэффициент учета округления тепловой мощности отопительных приборов: для протяженных зданий β₂ = 1,13, для зданий башенного типа β₂ = 1,11;

М = 0,024·(t_в - t_оп)·z_o.п - характеристика отопительного периода, тыс. градусо-часов (здесь t_оп, z_o.п - средняя температура, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01-99*);

n_i - то же, что и в формуле (1);

F_i - площадь, м², и приведенное сопротивление теплопередаче R_i, м²·°С/Вт, ограждающих конструкций оболочки зданий соответственно наружных стен, окон, балконных дверей, перекрытия над неотапливаемым подвалом или техническим подпольем, пола по фунту, чердачного перекрытия или покрытия и др.

6.3. Энергозатраты, МВт·ч/год, на подогрев инфильтрующегося холодного воздуха или воздуха для вентиляции помещений здания следует определять по формулам:

для жилых зданий при естественном воздухообмене

Q₂ = 0,33·M·N·F_жил·k·10^-3,                                                                        (39а)

где 0,33 = ρ·с/3600 = 1,29·1006/3600 - коэффициент (здесь ρ - плотность, с - удельная теплоемкость воздуха);

М - то же, что и в формуле (38);

N = 3 м³/(м²·ч) - минимально допустимый нормативный воздухообмен по СНиП 31-01-2003;

F_жил - жилая площадь здания, м²;

k - коэффициент встречного потока, равный 0,7 - для стыков панелей стен и окон с тройным остеклением; 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами; 1 - для открытых проемов окон и балконных дверей с одинарным остеклением;

для общественных зданий с механической вентиляцией

Q₂ = 0,33·M·V_от·K_р·10^-3,                                                                           (39б)

где V_от - отапливаемый объем здания, м³;

K_р = [(1 - k_эф)·z_p· K_р1 + k·(24 - z_pi)·K_р2]/24 - коэффициент, в котором:

z_p - продолжительность рабочего времени в учреждении, ч (продолжительность работы систем вентиляции и кондиционирования z_pi равна рабочему времени учреждения);

K_р1 - кратность воздухообмена в рабочее время, 1/ч, определяется согласно СНиП 2.08.02-89*; при отсутствии данных принимают равной 1,5;

K_р2 = L₂/V_от - кратность воздухообмена, 1/ч, в нерабочее время, здесь L₂ - неорганизованный инфильтрационный воздухообмен, м³/ч; при отсутствии данных К_р2 = 0,5;

k_эф - безразмерный коэффициент теплотехнической эффективности, принимают согласно проекту, но не более:

0,4-0,5 - для утилизаторов с промежуточным теплоносителем;

0,5-0,55 - для рекуперативных утилизаторов;

0,6-0,85 - для вращающихся регенераторов;

≤ 1 - для теплонасосных установок.

6.4. Энергозатраты на горячее водоснабжение, МВт·ч/год

Q₃ = q^h_u.m ·1,163· 10^-6· Δt· z_о.п· к_сп·к_h                                                                                             (40)

где q^h_u.m - норма расхода горячей воды в средние сутки, л/сут, принимаемая для жилых зданий в 12 этажей не менее 105 л/сут на человека, более 12 этажей - 115 л/сут на человека, для других зданий - по прил. 3 СНиП 2.04.01-85*;

1,163·10^-6 = (4,19/3,6)·10^-6, МВт·ч/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды;

Δt = (60 - t_xол) = 55 - разность температур, °С, нагретой и холодной воды без использования вторичных энергоресурсов (ВЭР) для подогрева воды; Δt = (60 - t_вэр) - при использовании ВЭР;

z_о.п - продолжительность отопительного периода, сут;

к_сп ≤ 1 - коэффициент единовременного спроса горячей воды в течение суток;

к_h1 = 1 - 0,05 - при установке поквартирных водосчетчиков;

к_h2 = 1 - 0,03 - при смесителях с левым расположением крана горячей воды или кранах с регулируемым напором воды.

6.5. Энергопотребление всеми электроприводами инженерных систем здания (механическая вентиляция, кондиционеры, насосы водоснабжения, лифты), МВт·ч/год, следует определять по формуле

Q₄ = ΣN_пp.i · к_сп.i· z_p.i· z_о.п ·10^-3                                                                  (41)

где N_пp.i - максимальная мощность различных электроприводов, кВт, принимаемая по проектным данным;

к_сп ≤ 1 - коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по прил. 15, табл. 15.5;

z_p.i - продолжительность работы каждого потребителя в течение одних суток. При отсутствии данных для насосов водоснабжения и лифтов z_p.i = 24 ч/сут; для систем механической вентиляции и кондиционирования - равна рабочему времени учреждения.

6.6. Электропотребление на освещение помещений и бытовыми приборами (кухонные плиты, стиральные машины, компьютеры, телевизоры, теплые полы и пр.), МВт·ч/год, следует определять аналогично п. 6.5 со своими значениями мощности N_э.i и коэффициентов к_сп.i и z_p.i.

Для жилых зданий при отсутствии проектных характеристик

Q₅ = β₅· q₅ · N_чел· z_о.п /365,                                                                        (42a)

где N_чел - число жителей в здании;

q₅ - удельные затраты электрической энергии, МВт·ч/(чел·год), принимаемые по табл. 15;

β₅ - поправочный коэффициент, учитывающий число квартир в здании, принимаемый по табл. 16.

Для общественных зданий

Q₅ = ΣN_э.i · к_сп.i· z_p.i·z_о.п ·10^-3                                                                     (42б)

где ΣN_э.i - суммарная мощность электропотребления, кВт/(ед.изм.); при отсутствии проектных данных допускается вычислять как n_э.i ·N_кол (здесь n_э.i - удельная нагрузка, кВт/(ед.изм.), принимаемая по прил. 15, табл. 15.6, N_кол - количество рабочих мест, м² полезной площади и др.);

Zp i - рабочее время учреждения, ч; к_сп i - определяют по прил. 15, табл. 15.5.

6.7. Теплопоступления, МВт·ч/год, от людей и электробытовых приборов Q_быт и солнечной радиации Q_рад через светопрозрачные ограждения следует определять как сумму Q_тп = Q_быт + Q_рад, в которой:

Q_быт = 24· q_быт · z_о.п·F_от ·10^-6,                                                                    (43)

где q_быт - бытовые теплопоступления на 1 м² пола отапливаемой площади, принимаемые по расчету, но не менее 10 Вт/м²;

F_от - отапливаемая площадь здания, м².

Таблица 15

Удельное электропотребление q₅ на освещение и бытовые нужды

Таблица 16

Значения поправочного коэффициента β₅

При расчете Q_быт в качестве обязательных составляющих следует учитывать теплопоступления от электрооборудования, численно равные Q₄ + Q₅ согласно пп. 6.5 и 6.6.

6.8. Теплопоступления от солнечной радиации через окна в течение отопительного периода, кВт·ч/год

Q_рад = τ_ок·к_ок·Σ(F_ок.i ·I_i/3600),                                                                  (44)

где τ_ок - коэффициент затенения светового проема окон непрозрачными элементами заполнения, принимаемый по проектным данным;

к_ок - коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон, принимаемый по паспортным данным соответствующих светопропускающих изделий; при отсутствии проектных данных значения τ_ок и к_ок допускается принимать по табл.17 (данные МГСН 2.01-99);

F_ок.i - площадь светопрозрачных ограждений, м²;

I_i - интенсивность солнечной радиации через окна, МДж/м², принимаемая по СНиП 23-01-99* в зависимости от их ориентации по сторонам света.

6.9. В первом приближении величину тепловой нагрузки на систему отопления жилого здания q, Вт/м² отапливаемой площади, следует определять по формуле

                                                                  (45)

где Q₁, Q₂, М, Q_быт - то же, что и в формулах (38), (39) и (43).

Таблица 17

Коэффициенты затенения окон τ_ок и проникновения к_ок солнечной радиации

Пример определения эксплуатационной энергетической характеристики жилого здания и здания школы приведен в прил. 15.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Карта зон влажности

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций