Рекомендации по расчету светопрозрачных конструкций зданий с учетом светотехнических, теплотехнических, звукоизоляционных качеств и технико-экономических показателей

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ, ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ, ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ КАЧЕСТВ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Рекомендовано к изданию решением Научно-технического совета НИИСФ Госстроя СССР.

Рекомендации по расчету светопрозрачных конструкций зданий с учетом светотехнических, теплотехнических, звукоизоляционных качеств и технико-экономических показателей/НИИСФ. — М.: Стройиздат. 1986 — 87 с.

Рассмотрен комплексный метод расчета светопрозрачных конструкций на основе теплотехнических, светотехнических, аэродинамических и звукоизоляционных требований, предъявляемых к окнам, фонарям и микроклимату зданий; дан инженерный метод расчета количества слоев остекления и площади световых проемов.

Содержат технико-экономическое обоснование выбора светопрозрачной конструкции для конкретного типа здания и района строительства.

Для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций. Табл. 19, ил. 12.

ВВЕДЕНИЕ

В современных зданиях светопрозрачные ограждения оказывают существенное влияние на формирование микроклимата помещений. Поэтому при их расчете необходимо исходить из санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к микроклимату помещений и конструкциям.

Совершенствование и разработка новых методов расчета светопрозрачных конструкций имеют большое народнохозяйственное значение, так как теплопотери через окна и фонари в некоторых случаях достигают 80% общих теплопотерь зданий, а их срок службы значительно меньше срока службы здания в целом.

Задача Рекомендаций — дать методы расчета и выбора светопрозрачных конструкций, с тем чтобы с наименьшими энергетическими и материальными затратами обеспечить заданный микроклимат в рабочей зоне помещения.

Рекомендации разработаны НИИСФ Госстроя СССР (д-р техн. наук В.А. Дроздов, кандидаты техн. наук В.К. Савин, Г.П. Бондаренко, инж. В.Н. Дворцов, при участии инженеров А.И. Демина, — разд. 6 и Н.С. Давыдовой — разд. 3). Замечания и предложения просьба направлять по адресу: Москва, Локомотивный пр., 21.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на проектирование окон и зенитных фонарей вновь строящихся и реконструируемых зданий.

1.2. Материалы Рекомендаций позволяют при проектировании определять оптимальные размеры световых проемов окон и фонарей с учетом их свето- и теплотехнических характеристик, параметров звукоизоляции и экономических показателей.

1.3. Выбор светопрозрачных ограждений следует производить с учетом обеспечения требований санитарно-гигиенических, светотехнических, теплотехнических, акустических и прочностных норм, экономичности и долговечности.

1.4. При проектировании окон и фонарей следует руководствоваться главами СНиП по проектированию производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, общественных, жилых зданий, зданий управлений, а также указаниями глав СНиП по строительной теплотехнике, естественному и искусственному освещению, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха, строительной климатологии и геофизике, защите от шума и указаниями настоящих Рекомендаций.

1.5 Светопрозрачные ограждения должны:

обеспечивать нормируемое значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) в помещении;

ограничивать инфильтрацию наружного воздуха в помещение и способствовать обеспечению нормируемого значения температуры, влажности и скорости движения воздуха в помещении;

быть удобными и безопасными в эксплуатации;

защищать помещения от вредного действия солнечной радиации;

обеспечивать художественную выразительность интерьеров;

быть экономически эффективными;

иметь долговечность не менее 20 лет.

1.6 При проектировании окон и фонарей за расчетную зимнюю температуру наружного воздуха следует принимать:

среднюю температуру наиболее холодной пятидневки при определении максимальных теплопотерь и расчете температурных полей светопрозрачных ограждений;

среднюю температуру для холодного периода при определении теплопотерь за отопительный период.

1.7. При проектировании окон и фонарей должны предусматриваться возможности их индустриального изготовления, удобства производства работ при монтаже, очистке остекления и замене стекол, окраске переплетов и уходе за приборами открывания.

2. КОНСТРУКЦИИ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ И ВНУТРЕННЕМУ МИКРОКЛИМАТУ ПОМЕЩЕНИЙ

2.1. Конструкции окон подразделяются на переплетные и беспереплетные. К переплетным относятся окна с деревянными, стальными, алюминиевыми и комбинированными (деревоалюминиевыми, металлопластмассовыми) переплетами, остекленные листовым стеклом или стеклопакетами. К беспереплетным относятся окна из профильного стекла и пустотелых стеклянных блоков.

В зависимости от назначения зданий, архитектурно-планировочных, объемно-пространственных и конструктивных решений окна могут заполнять отдельные или ленточные световые проемы в стенах, а также изготавливаться в виде больших остекленных поверхностей — витражей.

2.2. Единая номенклатура окон для всех видов зданий (прил. 1) предусматривает следующие ряды координационно-модульных размеров, м:

для окон с деревянными переплетами:

по ширине — 0,6; 0,75; 0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1;

по высоте — 0,9; 1,2; 1,35; 1,5; 1,8; 2,1.

Окна с координационно-модульными размерами по ширине 0,6 и 0,75 м предусмотрены в качестве доборных при заполнении оконных проемов в сочетании с балконными дверями в жилых зданиях, с размерами 1,35 м — для заполнения оконных проемов в жилых и общественных зданиях, а с размерами 2,7 м — для заполнения оконных проемов в общественных зданиях;

для окон со стальными переплетами:

по ширине — 1,8; 2,4; 3; 4,8; 6;

по высоте — 0,6; 1,2; 1,8; 2,4.

Для зданий со стенами из панелей типа «сэндвич» приняты окна с размерами по ширине 2 м и высоте — 0,6; 1,2; 1,8 и 2,4 м;

для окон с алюминиевыми переплетами:

по ширине — 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,4; 3; 4,8;

по высоте — 0,6; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1; 2,4.

Изделия с координационно-модульными размерами 1,5 x 1,8, 1,5 x 2,1 и 1,8 x 1,8 м без импостов и фрамуг предназначаются для ограниченного применения в общественных зданиях.

2.3. Окна с деревянными переплетами применяют в жилых, общественных и производственных зданиях промышленных предприятий.

В жилых и общественных зданиях применяют типовые конструкции окон с двойным или тройным остеклением, которые могут быть решены со спаренными или раздельными деревянными переплетами (ГОСТ 11214-78). На рис. 1 и 2 приведена номенклатура окон для жилых и общественных зданий.

Рис. 1. Типы и габаритные размеры окон и балконных дверей серий С и Р жилых зданий

Рис. 2. Типы и габаритные размеры окон и балконных дверей серии С и Р общественных зданий

Деревянные окна производственных зданий и зданий сельскохозяйственных предприятий рекомендуется применять в помещениях с сухим и нормальным влажностным режимом (ГОСТ 12506-81). Они подразделяются на глухие и открывающиеся наружу или внутрь помещения. Открывающиеся окна выполнены с одинарными или спаренными переплетами, а глухие — только с одинарными. Глухие окна и окна с наружным открыванием предназначены для применения в одноэтажных производственных зданиях, а окна с внутренним открыванием — в одно- и многоэтажных производственных зданиях и зданиях сельскохозяйственных предприятий.

2.4. Окна с переплетами из спаренных прямоугольных стальных труб (серия 1.436.2-15) применяют в зданиях промышленных предприятий с нормальным температурно-влажностным режимом. Номенклатура окон включает изделия с глухими и открывающимися переплетами. Заполнение оконных переплетов может быть выполнено одинарным листовым стеклом или стеклопакетами.

2.5. Окна с переплетами из одинарных прямоугольных стальных труб (серия 1.436.2-17) предназначены для применения в отапливаемых производственных и вспомогательных зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом. Номенклатура окон включает изделия с глухими и открывающимися, одинарными и раздельными переплетами. В раздельных переплетах (серия 1.436-2) наружная и внутренняя рамы соединены между собой стальными полосами. Остекление переплетов выполняется листовым оконным стеклом или стеклопакетами.

2.6. Окна стальные из гнутых тонкостенных профилей с механизмами открывания (серия 1.436.3-16) предназначены для применения в отапливаемых производственных зданиях. Заполнение оконных переплетов может быть выполнено одинарным листовым стеклом, стеклопакетами и двойным раздельным листовым стеклом.

2.7. Окна стальные с заполнением профильным стеклом коробчатого и швеллерного типов (серии 1.436-5 и 1.436-8) применяют в зданиях с сухим и нормальным влажностным режимом помещений. Профильное стекло применяют для заполнения глухих участков светопроемов. Оно обладает светорассеивающими свойствами и не обеспечивает сквозную видимость через остекление. Для обеспечения зрительной связи с наружной средой и для естественной вентиляции глухие конструкции применяют в сочетании с открывающимися переплетными окнами. При устройстве одинарного остекления используют швеллерное профильное стекло, для двойного — коробчатое или швеллерное, размещенное в два ряда. Заполнение световых проемов осуществляется в один или несколько ярусов. Одноярусное заполнение коробчатым профильным стеклом применяется при высоте проема не более 4,2 м.

2.8. Окна с алюминиевыми переплетами применяют в общественных и промышленных зданиях в помещениях с нормальным и влажностным режимом эксплуатации (серия 1.436-10). Они могут быть выполнены с одинарным, двойным или спаренными переплетами. Заполнение проемов по высоте может быть выполнено в один или несколько ярусов. Заполнение переплетов выполняется из листового стекла и стеклопакетов. При пакетном остеклении для переплетов используют алюминиевые профили с термовкладышами.

2.9. Заполнение оконных проемов в стенах зданий промышленных предприятий швеллерным и коробчатым профильным стеклом в деревянной обвязке (серия 2.436-10) отличается от серий 1.436-5 и 1.436-8 отсутствием «мостиков холода» по сечению обвязки.

2.10. Фонари классифицируются по следующим признакам: назначению (световые, светоаэрационные и аэрационные), расположению (продольное, поперечное, панельное), конструктивной схеме (надстройки, складки, совмещенные с покрытием своды, купола), направлению света (односторонний, трапециевидный, М-образный, пилообразный, сводчатый, треугольный). бо́льших

2.11. Светоаэрационные фонари с одним или двумя ярусами переплетов (серии 1.464-11 и 1.464-13) предназначены для освещения и вентиляции промышленных зданий. В таких прямоугольных фонарях-надстройках с верхнеподвесными открывающимися переплетами остекление выполняется с двух сторон, а переплеты устанавливаются в один или два яруса. В зданиях с пролетами 12 и 18 м применяют фонари шириной 6 м, при пролетах — шириной 12 м.

2.12. Световые (зенитные) фонари из легких металлических конструкций (серия 1.464.2-17) предназначены для освещения производственных зданий. В качестве светопропускающих элементов применяют двухслойные стеклопакеты и профильное стекло, имеющие угол наклона остекления по отношению к кровле 12°.

Зенитные фонари из стеклопакетов применяются для заполнения световых проемов 3 x 3 м, а из профильного стекла — 1,5 x 6, 1,5 x 3 и 1,5 x 1,5 м.

2.13. Зенитные фонари с применением куполов (серия 1.464-1) предназначены для освещения производственных зданий, в которых размещают производства, относимые по пожарной опасности к категориям Г и Д. В качестве светопропускающих элементов применяют двухслойные купола, выполненные из органического стекла. Размеры световых проемов составляют 1,2 x 1,4 м.

2.14. При проектировании светопрозрачных ограждений производственных зданий нормируемые значения температуры, влажности и скорости движения воздуха для различных периодов года (допустимые значения — табл. 1, оптимальные значения — табл. 2) в помещениях следует принимать в соответствии с требованием санитарно-гигиенических норм с учетом особенностей технологии производства.

Таблица 1

Примечание. Характеристику производственных помещений по категориям выполняемых в них работ в зависимости от затраты энергии следует принимать в соответствии с ведомственными нормативными документами, утвержденными в установленном порядке, исходя из категории работ, выполняемых 50% работающих и более в соответствующем помещении. Тяжесть работ в зависимости от затраты энергии необходимо определять по санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.

Таблица 2

2.15. Расчетные параметры внутреннего воздуха устанавливаются для рабочей зоны помещений. Рабочая зона в производственных помещениях определяется в соответствии с указаниями санитарно-гигиенических норм и СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Рабочей зоной в помещениях производственных предприятий считается пространство высотой 2 м над уровнем пола. Рабочая зона по ширине ограничивается расстоянием от рабочих мест до окон и наружных стен. Параметры воздуха в производственных помещениях вне рабочей зоны не нормируются.

2.16. При проектировании светопрозрачных ограждений во вспомогательных помещениях производственных зданий, а также помещениях жилых и общественных зданий необходимо принимать значения расчетной температуры, влажности и скорости движения воздуха в соответствии с нормами метеорологических условий в обслуживаемой зоне этих помещений (см. табл. 1 и 2) и требованиями соответствующих глав СНиП по проектированию этих зданий.

2.17. Размеры световых проемов окон и фонарей в помещениях с постоянным пребыванием людей следует принимать в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию естественного и искусственного освещения.

2.18. Нормируемое значение уровня естественной освещенности (КЕО) в помещениях должно приниматься в зависимости от задач зрительной работы, производимой в них.

2.19. При проектировании верхнего или верхнебокового естественного освещения в помещениях общественных зданий и производственных зданий, в которых выполняются работы I — VI разрядов, необходимо обеспечить требуемую равномерность его, ограничить слепящее действие прямого солнечного света и создать оптимальное соотношение яркостей на рабочих местах и в помещении.

2.20. При эксплуатации светопрозрачных ограждений температура внутренних поверхностей переплетов окон и фонарей, а также стыковых соединений должна быть выше 0 °C.

2.21. На внутренних поверхностях остекления окон и фонарей с вертикальным остеклением в зимний период года допускается выпадение конденсата. Конденсация влаги на внутренних поверхностях зенитных фонарей не допускается.

2.22. Для устранения образования инея и наледи на внутренней поверхности остекления сопротивление теплопередаче окон и фонарей с вертикальным остеклением должно быть не менее допустимых значений сопротивления теплопередаче Rод, приведенных в табл. 3 и определенных из условия обеспечения средней температуры на внутренней поверхности светопрозрачных ограждений более 0 °C.

Таблица 3

0,37

\tau_{\text{в}}>\tau_{\text{в доп}}

2.23. Для ограничения интенсивности лучистого теплообмена между телом человека и ограждениями в зимний период года температура внутренних поверхностей светопрозрачных ограждений должна быть не менее допустимых значений . Допустимая температура внутренней поверхности остекления определяется согласно п. 3.11 настоящих Рекомендаций с учетом расположения рабочей или обслуживаемой зоны от светопрозрачной конструкции и допустимых потерь тепла с поверхности тела человека, которые должны быть не более 70 — 90 Вт/м2.

2.24. Светопрозрачные ограждения должны быть достаточно герметичными и ограничивать инфильтрацию наружного воздуха в помещение. Воздухопроницаемость светопрозрачных ограждений не должна превышать значений, указанных в главе СНиП по строительной теплотехнике (табл. 4).

Таблица 4

2.25. Подоконные части стен должны защищаться от увлажнения конденсатом.

2.26. Конструкции окон и фонарей должны обладать достаточной прочностью и жесткостью, необходимыми для восприятия эксплуатационных и транспортно-монтажных нагрузок. Расчетная величина нагрузок для светопрозрачных ограждений должна определяться в соответствии с указаниями главы СНиП по нагрузкам и воздействиям.

2.27. Светопрозрачные ограждения должны быть наиболее рациональны по конструктивному решению, удобны в эксплуатации и экономически эффективны.

2.28. Приведенные затраты на монтаж и эксплуатацию светопрозрачных ограждений должны быть минимальными. Экономически оптимальная конструкция светопрозрачного ограждения должна обеспечивать сокращение расхода энергетических ресурсов и металла, снижение затрат труда при монтаже.

2.29 Окна и фонари должны иметь высокий коэффициент светопропускания.

2.30. Для защиты помещений от перегрева и слепимости следует предусматривать солнцезащиту световых проемов окон и фонарей при строительстве промышленных предприятий в III и IV климатических районах, общественных зданий — в IV климатическом районе и жилых — в III и IV климатических районах.

3. СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Количество слоев остекления, размеры и расположение световых проемов окон и фонарей определяются требованиями к естественному освещению и теплозащите помещений, а также геометрическими параметрами здания. Нормированные значения коэффициента естественной освещенности eн зависят от характера выполняемых зрительных работ в помещениях и светоклиматических особенностей места расположения здания и составляют от 0,1 до 3,5% при боковом освещении, от 0,5 до 10% при верхнем освещении <*>.

-------------------------------- <*> См. табл. 1 и 2 главы СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение».

3.2. Боковое естественное освещение проектируют в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, одноэтажных жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных и производственных зданиях при отношении глубины помещений к высоте окон над условной рабочей поверхностью, не превышающем 8.

3.3. Верхнее естественное освещение применяют преимущественно в производственных одноэтажных многопролетных зданиях (три пролета и более) промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также одноэтажных общественных зданиях большой площади.

3.4. Необходимую площадь световых проемов для обеспечения нормируемого значения КЕО ориентировочно определяют по формулам: при боковом освещении

100 \frac{S_{\text{о}}}{S_{\text{п}}} = \frac{e_{\text{н}}\eta_{\text{о}}k_{\text{з}}}{\tau_{\text{о}}r_{1}} k_{\text{зд}} ; (1)

при верхнем освещении

100 \frac{S_{\text{ф}}}{S_{\text{п}}} = \frac{e_{\text{н}}\eta_{\text{ф}}k_{\text{з}}}{\tau_{\text{о}}r_{2}k_{\text{ф}}} , (2)

где Sо, Sф, Sп — площадь соответственно световых проемов окон, фонарей и пола помещения, м2;

\eta_{\text{о}} eн \eta_{\text{ф}} — нормированное значение КЕО при боковом или верхнем освещении, %;

, — световая характеристика соответственно окна, фонаря;

r1 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя земли, прилегающего к зданию;

r2 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

kз — коэффициент запаса;

kзд — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящим зданием;

\tau_{\text{о}} kф — коэффициент, учитывающий тип фонаря;

• общий коэффициент светопропускания.

3.5 Общий коэффициент светопропускания вычисляют по формуле

\tau_{\text{о}} = \tau_{1}\tau_{2}\tau_{3}\tau_{4}\tau_{5} , (3)

\tau_{1}

\tau_{2} где — коэффициент светопропускания, зависящий от количества слоев остекления и сопротивления теплопередаче Rо и определяемый по табл. 28 главы СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное освещение»;

\tau_{3} — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема; \tau_{3} = 1

\tau_{4} — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях при верхнем освещении (при боковом освещении );

\tau_{5} — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах;

• коэффициен \tau_{1} т, \tau_{2} уч \tau_{3} итывающий потери света в защитной сетке, \tau_{4} устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9.

Коэффициенты , и определяются по табл. 28 и коэффициент — по табл. 29 СНиП II-4-79.

3.6. Нормированное значение КЕО для зданий, расположенных в III поясе светового климата СССР, приведено в табл. 1 и 2 СНиП II-4-79. Для зданий I, II, IV и V поясов светового климата eн определяют по формуле

e_{\text{н}}^{I,II,IV,V} = e_{\text{н}}^{III}mc , (4)

где m — коэффициент светового климата;

c — коэффициент солнечности климата. \eta_{\text{ф}} \eta_{\text{о}}

3.7. Значения коэффициентов m, c, r1, r2, kф, kз, kзд, , определяются в соответствии с главой СНиП по проектированию естественного и искусственного освещения.

3.8. Для уточнения параметров световых проемов и определения зон и участков помещения, имеющих недостаточное по нормам естественное освещение, выполняется проверочный расчет.

3.9. При проверочном расчете КЕО в точках характерного разреза помещения определяется в соответствии с главой СНиП II-4-79: при боковом освещении по формуле

e_{\text{р}}^{\text{б}} = (\epsilon_{\text{б}}q + \epsilon_{\text{зд}}R)r_{1} \frac{\tau_{\text{о}}}{k_{\text{з}}} , (5)

при верхнем освещении по формуле

e_{\text{р}}^{\text{б}} = [\epsilon_{\text{в}} + \epsilon_{\text{ср}}(r_{2}k_{\text{ф}} - 1)] \frac{\tau_{\text{о}}}{k_{\text{з}}} , (6)

\epsilon_{\text{в}} \epsilon_{\text{б}}

где , — геометрический КЕО в расчетной точке соответственно при боковом и верхнем освещении, учитывающий прямой свет неба;

q — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО;

\epsilon_{\text{зд}} R — коэффициент, учитывающий неравномерную яркость противостоящего здания;

\epsilon_{\text{ср}} — геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от противостоящих зданий;

• среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении. R_{\text{о}}^{\text{тр}} \overline{R_{\text{о}}}

3.10. Количество с \overline{R_{\text{о}}} \leq 0,17\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} лоев остекления выбирается по среднему з \overline{R_{\text{о}}} начению сопротивления теплопередаче , которое \overline{R_{\text{о}}} должно быть не менее допустимых значений Rод определенного из ус \overline{R_{\text{о}}} \leq 0,15\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ловия обеспечения теплового комфорта в \overline{R_{\text{о}}} помещениях по санитарно-гигиеническим условия \overline{R_{\text{о}}} м, но во всех случаях не менее требуемого сопротивления теплопередаче согласно указаниям табл. 9 главы СНиП II-3-79 и п. 2.12 настоящих Рекомендаций.

Для окон, имеющих , принимаем однослойное остекление; при от 0,18 до 0,39 м2·°C/ \overline{R_{\text{о}}} Вт — двухслойное, при от 0,4 до 0,52 м2·°C/Вт — трехслойное. Для зенитных фонарей при принимаем \overline{R_{\text{о}}} однослойное остекление, при от 0,16 до 0,34 м2·°C/Вт — двухслойное, при от 0,35 до 0,47 м2·°C/Вт — трехслойное. В табл. 5 приведены ориентировочные средние значения сопротивления теплопередаче окон при различном количестве слоев остекления и разной ширине воздушной прослойки и в табл. 6 — светопропускающего заполнения зенитных фонарей.

Таблица 5

Таблица 6

0,31

\overline{R_{\text{о}}}

Более точные значения определяются согласно п. 3.12. Примечание. Указания п. 3.10 не относятся к светопрозрачным ограждениям, под которыми установлены нагревательные приборы, организована тепловая защита внутренней поверхности остекления струями воздуха или обогрев токопроводящими пленками.

\tau_{\text{в}.\text{доп}}

3.11 Допустимое сопротивление теплопередаче окна Rод, при положительных значениях вычисляется по формуле

R_{\text{о}}^{\text{д}} = \frac{t_{\text{в}} - t_{\text{н}}}{t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}.\text{доп}}} R_{\text{в}} , (7)

где Rв — среднее термическое сопротивление у внутренней поверхности остекления. Допустимые температуры на внутренних поверхностях окон определяются по формуле

\tau_{\text{в}.\text{доп}} = 14 - \frac{3,5}{\phi_{\text{ч} - \text{ок}}} , (8)

\phi_{\text{ч} - \text{ок}} где — коэффициент облученности с поверхности тела человека на поверхность окна, определяемый с помощью графика на рис. 3, или по формуле

\phi_{\text{ч} - \text{ок}} = \frac{1}{2\pi} (\frac{B}{\sqrt{1 - B^{2}}} arcsin \frac{C}{\sqrt{1 + B^{2}C^{2}}} + \frac{C}{\sqrt{1 + C^{2}}} arcsin \frac{B}{\sqrt{1 + B^{2} + C^{2}}}) , (9)

B = \frac{b}{l}

C = \frac{c}{l} где — отношение ширины окна к расстоянию до рабочей зоны;

• отношение высоты окна к расстоянию до рабочей зоны.

Рис. 3. Графики для определения коэффициента облученности с поверхности тела человека на поверхность окна или нагревательного прибора

\tau_{\text{в}.\text{доп}}

Допустимое сопротивление теплопередаче окна при отрицательных значениях принимается по табл. 3 настоящих Рекомендаций. Для зенитных фонарей допустимое сопротивление теплопередаче определяется по формуле

R_{\text{о}}^{\text{д}} = \frac{t_{\text{в}} - t_{\text{н}}}{t_{\text{пф}} - \tau_{\text{р}}} \overline{R_{\text{в}}} , (10)

\tau_{\text{р}} где tпф — температура в подфонарном пространстве;

• температура точки росы внутреннего воздуха;

Rв — среднее термическое сопротивление у внутренней поверхности зенитного фонаря. Температуру воздуха в подфонарном пространстве следует определять, руководствуясь отраслевыми нормативными документами или данными натурных исследований. При отсутствии этих данных температура в подфонарном пространстве определяется по формуле

t_{\text{пф}} = t_{\text{в}} + \Delta t(H - 2) , (11)

\Delta t

где — температурный градиент по высоте помещения (для производств с технологическими тепловыделениями до 23 Вт/(м2·°C) принимается от 0,2 до 0,5 °C/м);

H — высота помещения, м. \phi_{\text{в}} Температура точки росы внутреннего воздуха определяется по табл. 7 в зависимости от относительной влажности , % и температуры в рабочей зоне помещения.

Таблица 7

18,2

\phi_{\text{в}} Относительная влажность в помещении , %, определяется по табл. 8 в зависимости от температуры наружного воздуха, влаговыделений и кратности воздухообмена (tв = 18 °C).

Таблица 8

Влаговыделения в помещении определяются расчетом, а также по отраслевым нормам или данным натурных наблюдений.

Кратность воздухообмена в помещении определяется по главе СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

3.12 Среднее значение сопротивления теплопередаче окон определяется по формуле

\overline{R_{\text{о}}} = \overline{R_{\text{в}}} + \sum \overline{R_{\text{в}.\text{п}}} + \sum \overline{R} + \overline{R_{\text{н}}} , (12)

\overline{R_{\text{н}}} \overline{R_{\text{в}}}

\overline{R_{\text{в}.\text{п}}} где , — средние значения сопротивления теплоотдачи соответственно у внутренней и наружной поверхности остекления;

\overline{R} — среднее термическое сопротивление воздушной прослойки;

• среднее термическое сопротивление слоя остекления. Среднее значение сопротивления теплоотдачи у внутренней поверхности остекления определяется по формуле

\overline{R_{\text{в}}} = \frac{1}{\overline{\alpha_{\text{к}}} + \overline{\alpha_{\text{л}}}} (13)

\overline{\alpha_{\text{к}}} где — средний коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый по формулам:

(14)

\overline{\alpha_{\text{л}}}

• средний коэффициент теплоотдачи излучением, определяемый по формуле

\overline{\alpha_{\text{л}}} = \frac{5[(\frac{273 + t_{\text{в}}}{100})^{4} - (\frac{273 + \tau_{\text{в}}}{100})4]}{t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}}} . (15)

Среднее термическое сопротивление воздушной прослойки находится по формуле

\overline{R^{\text{в}.\text{п}}} = \frac{1}{\overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{к}}} + \overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}}}} , (16)

\overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{к}}} где — средний коэффициент теплоотдачи конвекцией в воздушной прослойке, определяемый по формулам:

(17)

\overline{t_{2}} \overline{t_{1}}

где , — средние температуры на поверхностях остекления в воздушной прослойке, °C;

\overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}}} hв.п — ширина воздушной прослойки, м;

• средний коэффициент теплоотдачи излучением в воздушной прослойке, определяемый по формуле

\overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}}} = \frac{5[(\frac{273 + \overline{t_{1}}}{100})^{4} - (\frac{273 + \overline{t_{2}}}{100})4]}{\overline{t_{1}} - \overline{t_{2}}} . (18)

Термическое сопротивление слоя остекления находится по формуле

\overline{R} = \frac{\delta}{\lambda} , (19)

\delta

\lambda = 0,8\text{Вт}/(\text{м } \cdot °C) где — толщина стекла, мм;

• коэффициент теплопроводности стекла. \overline{R_{\text{н}}} = 0,043\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт}

Среднее сопротивление теплоотдачи у внутренней поверхности согласно главе СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» принимают равным: .

3.13 Средние температуры на поверхностях трехслойного остекления окон определяют по формулам:

(20)

\overline{R_{3}} = \overline{R_{2\text{в}.\text{п}}} = 0 \overline{R_{2}} = \overline{R_{3}} = R_{1\text{в}.\text{п}} = \overline{R_{2\text{в}.\text{п}}} = 0 Для однослойного окна принимают , а для двухслойного — (рис. 4).

Рис. 4. Схема теплопередачи через трехслойное окно

3.14. Комфортность тепловой обстановки в рабочей (обслуживаемой) зоне помещений зависит от скорости движения воздуха. Расчетная скорость струи воздуха Uр, обусловленная действием ниспадающего потока и инфильтрацией воздуха через окна, не должна превышать нормативных значений Uн, приведенных в табл. 1 и 2.

3.15. Максимальное значение скорости струи воздуха, обусловленное действием свободной конвекции (рис. 5), рассчитывается по формуле

, (21)

где uо — средняя по площади скорость в начальном сечении струи; bо — ширина струи в начальном сечении.

Рис. 5. Схема проникания ниспадающего потока и наружного воздуха в рабочую зону помещения

Средняя по площади скорость в начальном сечении струи находится по формуле

u_{\text{о}} = 0,061(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{12}H^{12} , (22)

где H — высота окна. Ширина струи в начальном сечении определяется по формуле

b_{\text{о}} = 0,071(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{- _{6}^{1}}H^{12} . (23)

Расчетная скорость, учитывающая инфильтрацию воздуха через окна, равна:

u_{\text{р}} = cu_{m}^{\text{ст}} , (24)

где c — коэффициент, зависящий от воздухопроницаемости окон, определяемый по формуле

c = 3,7/B1/2. (25)

\tau_{1}

3.16. Так как коэффициент светопропускания зависит от сопротивления теплопередаче Rо, окончательный выбор количества слоев остекления и площади светопрозрачных ограждений определяется методом последовательных приближений.

В качестве первого приближения принимаем количество слоев остекления и сопротивление теплопередаче согласно п. 3.10.

Определяем общий коэффициент светопропускания заполнения по формуле (3).

Находим размеры светового проема по формуле (1) и выполняем пров \phi_{\text{ч} - \text{ок}} ерочный расчет КЕО в соответствии со СНиП II-4-79.

Для полученных размеров светового проема определяем коэффициент с помощью графика (см \tau_{\text{в}.\text{доп}} . рис. 3) или по формуле (9). \tau_{\text{в}.\text{доп}}

Вычисляем допускаемую температуру на внутренней поверхности окна по формуле (8), если имеет положительные значения, или по табл. 5, если значение отрицательное.

Находим допустимое сопротивление теплопередаче окна по формуле (7).

Согласно у \tau_{\text{в}} казаниям п. 3.12, вычисляем сред \tau_{\text{в}.\text{доп}} нее значение сопротивления теплопередаче окна R'о и сравниваем полученное значение R'о с принятым Rод.

Вычисляем по формуле (20) и сравниваем с .

Находим расчетное значение скорости ниспадающего потока воздуха \overline{R_{\text{о}}}\prime>R_{\text{о}}^{\text{д}} Uр \tau\prime_{\text{в}}>\tau_{\text{в}.\text{доп}} вблизи окна по формуле (24) и сравниваем полученное значение с нормируемой величиной Uн.

Если после первого приближения удовлетворяются все три условия: , и Uр < Uн, принятая площадь окна и количество слоев остекления позволяют создать требуемый микроклимат на рабочих местах. В случае, когда указанные выше условия теплового комфорта не выполняются, необходимо увеличить количество слоев остекления и выполнить расчет снова.

317. Для выбора наиболее рациональной конструкции окна или фонаря, изготовляемого по типовым решениям или индивидуальным проектам, необходимо провести теплотехнические расчеты по определению температурных полей, приведенного сопротивления теплопередаче, теплопотерь с учетом фильтрации воздуха.

3.18. При расчете светопрозрачных конструкций необходимо учитывать, что они имеют участки с различными теплозащитными качествами: средней зоны остекления, в которой температурный перепад в воздушной прослойке между поверхностями остекления не изменяется; краевых зон остекления — участков их примыкания к переплетам; переплетов и участков их примыкания к наружным стенам.

С целью предотвращения образования на остеклении и переплетах инея и наледи и выявления участков конструкции температурных полей по локальным характеристикам теплообмена.

Конструкция окна считается выбранной правильно, если температуры на внутренней поверхности остекления и переплета будут выше 0 °C. Конструкция зенитного фонаря выбрана правильно, если температуры на внутренних поверхностях средней зоны остекления в зимнее время будут выше точки росы, а в краевых зонах и на переплетах — выше 0 °C.

3.19. Локальные значения температуры на различных поверхностях остекления средней зоны (рис. 6) определяются по формулам:

Рис. 6. К расчету локальных значений температуры на различных поверхностях остекления

(26)

где Rо — локальные значения сопротивления теплопередаче конструкции в сечении X (см. рис. 4), определяемые по формуле

R_{\text{о}} = R_{\text{в}} + \sum R_{\text{в}.\text{п}} + \sum R + R_{\text{н}} . (27)

Локальные значения термических сопротивлений R и Rв, равные их средним величинам, определяются по формулам (13) и (19). R_{\text{в}}\prime\prime_{.\text{п}} R_{\text{в}}\prime_{.\text{п}} Локальное значение термического сопротивления воздушной прослойки следует рассматривать как сумму двух термических сопротивлений пограничных слоев и (см. рис. 6) и определять по формуле

R_{\text{в}.\text{п}} = \frac{t_{1} - t_{2}}{\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}}(t_{1} - t_{m}) + \alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}}(t_{m} - t_{2}) + \alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}}(t_{1} - t_{2})} , (28)

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} где — локальный коэффициент конвективной теплоотдачи у теплой поверхности остекления прослойки t1, определяемый по формуле

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,5(t_{1} - t_{m})^{0,3}/x^{0,1} , (29)

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} где — локальный коэффициент теплоотдачи у холодной поверхности остекления прослойки t2, определяемый по формуле

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,5(t_{m} - t_{2})^{0,3}/(H_{\text{о}} - x)^{0,1} , (30)

\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}}

где — локальный коэффициент теплоотдачи излучением, определяемый по формуле (18); tm — температура в ядре воздушной прослойки, определяемая по формуле

t_{m} = \overline{t_{1}} - (t_{1} - t_{2})[0,83 - 0,6(\frac{x}{H_{\text{ок}}})] . (31)

3.20. При определении температурных полей в средней зоне остекления следует применять следующую схему расчета, основанную на методе последовательных приближений:

по формуле (19) определяют термические сопротивления отдельных слоев остекления;

по главе СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» принимают в качестве первого приближения средние значения Rв, Rн и Rв.п. По формуле (12) находят среднее значение Rо;

определяют средние значения температур на различных поверхностях остекления по формулам (20);

среднюю зону остекления разбивают по высоте окна на ряд сечений x1, x1, ..., xn и по формуле (31) определяют для них температуры в ядре воздушной прослойки;

определяют локальные коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучением по формулам (18), (29), (30);

находят локальные термические сопротивления Rв.п по формуле (19);

по формуле (13) определяют термическое сопротивление у внутренней поверхности остекления;

по формуле (27) определяют локальные значения сопротивления теплопередаче;

по формулам (26) находят новые уточненные значения температур на различных поверхностях остекления;

повторяют расчет и уточняют tm, Rн и Rв.п до тех пор, пока в двух последних приближениях эти значения будут отличаться одно от другого не более чем на 10%.

3.21. Температурные поля переплетов, краевых зон остекления участков примыкания переплетов к наружным стенам окон и фонарей рекомендуется рассчитывать на ЭВМ, пользуясь «Руководством по использованию ЭВМ с системой команд М-20 программы расчета двухмерных стационарных полей ограждающих конструкций зданий (в сб.: Строительная теплотехника. М., НИИСФ, 1976). Перенос тепла в воздушной прослойке рекомендуется рассматривать так же, как и в твердых телах. При этом эквивалентный коэффициент теплопроводности находится из выражения»

\lambda_{\text{экв}} = \delta/R_{\text{в}.\text{п}} .

3.22 Среднее приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачных ограждений определяется по формуле

\overline{R_{\text{о}}^{\text{пр}}} = \frac{F}{\frac{F_{\text{ср}}}{\overline{R_{\text{о}}^{\text{ср}}}} + \frac{F_{\text{кр}}}{\overline{R_{\text{о}}^{\text{кр}}}} + \frac{F_{\text{пер}}}{\overline{R_{\text{о}}^{\text{пер}}}}} , (32)

R_{\text{о}}^{\text{ср}}

R_{\text{о}}^{\text{кр}} где — среднее сопротивление теплопередаче средней зоны;

R_{\text{о}}^{\text{пер}} — среднее сопротивление теплопередаче краевых зон;

• среднее сопротивление теплопередаче переплета; F — площадь конструкции, определяемая по формуле

F = Fср + Fкр + Fпер. (33)

Среднее сопротивление теплопередаче средней зоны окон находится по формуле (19). Среднее сопротивление теплопередаче краевых зон и переплета конструкций окон определяется из выражений:

\overline{R_{\text{о}}^{\text{кр}}} = \frac{t_{\text{в}} - t_{\text{н}}}{t_{\text{в}} - \overline{\tau_{\text{кр}}^{\text{в}}}} \overline{R_{\text{в}}} ; (34)

\overline{R_{\text{о}}^{\text{пер}}} = \frac{t_{\text{в}} - t_{\text{н}}}{t_{\text{в}} - \overline{\tau_{\text{в}}^{\text{пер}}}} \overline{R_{\text{в}}} , (35)

\overline{\tau_{\text{в}}^{\text{пер}}} \overline{\tau_{\text{в}}^{\text{кр}}}

где , — средние \overline{R_{\text{о}}^{\text{кр}}} те \overline{R_{\text{о}}^{\text{пер}}} мпературы соответственно на внутренних поверхностях краевых зон и переплета.

При определении и зенитных фонарей в формулах (34) и (35) вместо температуры tв следует подставить температуру tпф.

3.23 Потери тепла через светопрозрачные конструкции рассчитываются по формуле

Q = Qо + Qд, (36)

где Qо — основные потери тепла, обусловленные разностью температур наружного и внутреннего воздуха;

Qд — дополнительные теплопотери на нагревание наружного воздуха, поступающего в помещение за счет инфильтрации через конструкции.

3.24 Основные потери тепла через окна рассчитываются по формуле

Q_{\text{о}} = \frac{F}{\overline{R_{\text{о}}^{\text{пр}}}} (t_{\text{в}} - t_{\text{н}}) , (37)

где F — площадь окна или фонаря.

3.25. Дополнительные потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего при инфильтрации через светопрозрачные ограждения, следует определять по формуле

Qд = ₀,28GоF(tв — tн), (38)

где Gо — количество воздуха, кг, проходящего за 1 ч через 1 м2 площади окна или фонаря.

3.26. Количество воздуха Gо, поступающего в помещение, не должно превышать нормативных величин, указанных в табл. 4, и определяется по формуле

G_{\text{о}} = j\Delta p , (39)

\Delta p где j — коэффициент воздухопроницаемости, кг/(м2·ч·Па);

• разность давлений воздуха у наружной и внутренней поверхностей наружных ограждающих конструкций зданий, Па.

3.27 Коэффициент воздухопроницаемости определяется по формуле

j = B/\Delta p^{13} , (40)

где B — коэффициент, определяемый по прил. 10 к главе СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» (табл. 9).

Таблица 9

Примечания: 1. Значение коэффициента B заполнений световых проемов с металлическими переплетами следует принимать с коэффициентом 1,1.

2. Значение коэффициента B балконных дверей следует принимать с коэффициентом 0,8.

3. Значение коэффициента B заполнений проемов светоаэрационных П-образных фонарей без уплотнения притворов следует принимать с коэффициентом 0,1.

4. Значение коэффициента B заполнений окон без открывающихся створок (без притворов, с уплотненными фальцами) следует принимать равным 4,6 м2·ч·Па2/3/кг (независимо от количества и материала переплетов и видов остекления), зенитных фонарей (с уплотненными сопряжениями элементов) — 2,3 м2·ч·Па2/3/кг.

3.28. Разность давлений воздуха между наружной и внутренней поверхностями ограждающих конструкций определяют для первого этажа здания с наветренной стороны и вычисляют по формуле

\Delta p = 5,4L(\gamma_{\text{н}} - \gamma_{\text{в}}) + 0,29\gamma_{\text{н}}v^{2} , (41)

\gamma_{\text{н}} гд \gamma_{\text{в}} е L — высота здания, м; , — объемные веса соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3, определяемые по формуле

\gamma = \frac{353}{273 + t_{\text{в}(\text{н})}} ;

v — скорость ветра за январь, равная максимальной из средних скоростей по румбам, повторяемость которых составляет 16% и более, определяемая по главе СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».

4. РАСЧЕТ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ УСТАНОВКЕ ПОД НИМИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

\tau_{\text{в}.\text{доп}}

4.1. Нагревательные приборы под окнами следует устанавливать в тех случаях, когда в рабочей или обслуживаемой зоне помещения скорость ниспадающего потока превышает допустимые значения или средняя температура на внутренней поверхности остекления больше 0 °C, но меньше допустимых значений .

4.2. Выбор вида нагревательных приборов, а также параметров теплоносителя и температуры на поверхности приборов следует производить в соответствии с главой СНиП по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования.

4.3. Расчет окон при установке под ними нагревательных приборов производят в такой же последовательности, как и без нагревательных приборов.

4.4. Количество слоев остекления окон при установке нагревательных приборов принимается в зависимости от требуемого значения сопротивления теплопередаче, определяемого по п. 3.10.

4.5. При установке под окнами нагревательных приборов ниспадающий конвективный поток подавляется восходящей теплой струей воздуха от нагревателя, а допустимая температура на внутренней поверхности остекления определяется по формуле

\tau_{\text{в}.\text{доп}} = 14 - \frac{3,5}{\phi_{\text{ч} - \text{ок}}} + \frac{\phi_{\text{ч} - \text{ок}}}{\phi_{\text{ч} - \text{пр}}} (23,2 - 1,3t_{\text{о}}) , (42)

\phi_{\text{ч} - \text{пр}} где tо — температура поверхности нагревательного прибора;

• коэффициент облученности между поверхностью тела человека и поверхностью нагревательного прибора.

4.6. Расчет окон при устройстве под ними нагревательных приборов включает выбор мощности приборов, определение места встречи теплой восходящей и хол Q_{\text{ок}}^{\text{к}} одной Q_{\text{н}}>Q_{\text{ок}}^{\text{к}} ниспадающей струй воздуха, определение средней температуры на внутренней поверхности остекления в зоне действия теплой струи и средней температуры на оси теплой струи, определение теплопотерь и отопительного эффекта, показывающего увеличение теплопотерь при применении нагревательных приборов.

4.7. Количество конвективного тепла, выделяемого нагревательным прибором Qн, должно быть не менее количества тепла, теряемого окном путем конвекции т.е. . Количество конвективного тепла, отдаваемого нагревательным прибором, определяется по формуле

Q_{\text{н}}^{\text{к}} = \alpha_{\text{н}}(t_{\text{о}} - t_{\text{в}})F_{\text{н}} ,

\alpha_{\text{н}} = 1,68(t_{\text{о}} - t_{\text{в}})^{13}

где — средний коэффициент теплоотдачи нагревательного прибора конвекцией;

Fн — площадь нагревательного прибора. Конвективные теплопотери через окна определяются по формуле

Q_{\text{ок}}^{\text{к}} = \alpha_{\text{к}}(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})F ,

\alpha_{\text{к}} = 1,68(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{13}

где — средний коэффициент теплоотдачи окна конвекцией. \phi_{\text{ч} - \text{пр}} \phi_{\text{ч} - \text{ок}}

4.8. Если при применении нагревательного прибора выполняется условие п. 4.7 настоящих Рекомендаций, необходимо вычислить коэффициенты облученности и и выполнить теплотехнический расчет для определения средней температуры на внутренней поверхности окна в зоне действия теплой гравитационной струи.

Расчет следует производить в такой последовательности: находим эквивалентный диаметр dэ для выбранного нагревательного прибора по табл. 10.

Высота, ширина

определяем место встречи теплой и холодной струй по формуле

x_{\text{в}}^{\text{т}} = 0,2d_{\text{э}}(\frac{J_{\text{в}}}{t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}}})1,2(\frac{J}{J_{\text{в}}})1,25n ,

J = t_{\text{о}} - \tau_{\text{в}} J_{\text{в}} = t_{\text{о}} - t_{\text{в}} n = 8(\frac{J_{\text{в}}}{J})10

где ; ; \tau_{\text{в}}

Значение определяется по формуле (20); вычисляем число Грасгофа Grо:

Gr_{\text{о}} = \frac{g\beta(t_{\text{о}} - t_{\text{в}})d_{\text{э}}^{3}}{\nu^{2}}

\beta

где — коэффициент линейного расширения;

\nu g — ускорение свободного падения;

• кинематическая вязкость воздуха; определяем среднее число Нуссельта:

\overline{Nu_{0}} = 0,33Gr_{0}^{13}(\overline{x_{\text{в}}^{0,73}} - 0,27)\overline{x^{- 1}} ,

\overline{x_{\text{в}}} = \frac{x_{\text{в}}^{\text{т}}}{d_{\text{э}}}

где ; находим средний коэффициент теплоотдачи гравитационной струи по формуле

\overline{\alpha_{\text{к}}} = \frac{\overline{Nu_{0}}\lambda}{d_{\text{э}}} ; (43)

(t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}} средний температурный напор вычисляем по формуле

(t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}} = \frac{0,64J}{\overline{x_{\text{в}}}} + \frac{1,4J_{\text{в}}}{\overline{x_{\text{в}}}} (\frac{J}{J_{\text{в}}})^{n}(\overline{x_{\text{в}}^{0,2}} - 1) ;

определяем среднюю температуру на оси гравитационной струи по формуле

\overline{t_{m}} = (t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}} + \tau_{\text{в}} ;

определяем вновь температуру на внутренней поверхности окна в зоне действия гравитационной струи:

\tau\prime_{\text{в}} = \overline{t_{m}} - \frac{\overline{t_{m}} - t_{\text{н}}}{\overline{\alpha_{\text{в}}}R_{\text{о}}} ,

\overline{\alpha_{\text{в}}} = \overline{\alpha} + \overline{\alpha_{\text{л}}} R_{\text{о}}\prime = R_{\text{о}} - (R_{\text{в}} - \frac{1}{\overline{\alpha_{\text{в}}}})

где ; ; для дальнейших расчетов принимаем среднюю температуру внутренней поверхности остекления

\tau\prime_{\text{в}}\prime = \frac{\tau_{\text{в}} + \tau\prime_{\text{в}}}{2} ;

\tau\prime_{\text{в}}\prime \tau_{\text{в}}

далее расчет повторяем, подставляя вместо значение ; в результате третьего приближения получаем новое значение температуры на внутренней поверхности остекления

\tau\prime_{\text{в}}\prime\prime = \frac{\tau\prime_{\text{в}} + \tau\prime_{\text{в}}\prime}{2} ;

\tau_{\text{в}} \tau_{\text{в}}

для окончательного выбора в зоне действия теплой гравитационной струи необходимо выполнить \text{Э}_{\text{н}} = \frac{Q_{\text{т}} + Q_{\text{х}}}{Q_{\text{ок}}} 3 — 5 приближений, при этом температура в последнем приближении должна отличаться от предыдущей не более чем на 0,01 °C.

4.9. Для выявления отопительного эффекта нагревательных приборов, полученного из выражения необходимо определить полные (конвективные и лучистые) теплопотери при действии холодной Qх и теплой Qт струй и сопоставить их с теплопотерями окна без устройства нагревательного прибора по формулам:

Q_{\text{ок}} = \overline{\alpha_{\text{в}}}(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})F_{\text{ок}} ;

Q_{\text{х}} = \overline{\alpha_{\text{в}}}(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})F_{\text{х}} ,

\overline{\alpha_{\text{в}}} = 8,7\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C)

где — средний коэффициент теплоотдачи; Fх — площадь ниспадающего потока;

Q_{\text{т}} = \overline{\alpha_{\text{к}}}(t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}}F_{\text{ст}} + \overline{\alpha_{\text{л}}}(t_{\text{в}} - \tau\prime_{\text{в}}\prime)F_{\text{ст}} ,

\overline{\alpha_{\text{к}}}

\overline{a_{\text{л}}} где — коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый по формуле (43);

• коэффициент теплоотдачи излучением, определяемый по формуле

\alpha_{\text{л}} = \frac{5[(\frac{273 + t_{\text{в}}}{100})^{4} - (\frac{273 + \overline{\tau_{\text{в}}}}{100})4]}{t_{\text{в}} - \overline{\tau_{\text{в}}}} ,

\tau_{\text{в}}

где — средняя температура на внутренней поверхности остекления в зоне действия теплой струи, определяемая по формуле (20);

Fст — площадь теплой струи.

4.10. Теплотехнический расчет окон при устройстве под ними нагревательных приборов рекомендуется выполнять с помощью ЭВМ.

4.11. Программа SWBOND по алгоритму (см. пп. 4.7 — 4.9) методом последовательных приближений осуществляет расчет теплотехнических характеристик окон при установке под ними нагревательных приборов. Программа состоит из трех модулей. Основная программа осуществляет ввод исходных данных и вызов подпрограммы SWBOHD. Подпрограмма SWBOHD методом последовательных приближений реализует вычисление и печать теплотехнических характеристик. Вспомогательная подпрограмма SWZAG осуществляет печать заголовка таблицы. Программа написана на алгоритмическом языке ФОРТРАН-IV. Ввод исходных данных осуществляется с перфокарт. Объем оперативной памяти для программы составляет 29 килобайт.

4.12 Необходимые для расчета исходные данные вводятся в такой последовательности:

1. Переменные № 1, № 2, № 3, № 4, № 5 вводятся с одной перфокарты по формату I5:

№ 1 — количество значений эффективных диаметров нагревательных приборов;

№ 2 — количество значений температур, принимаемых для нагревательного прибора;

№ 3 — количество значений высоты окон;

№ 4 — количество значений температур воздуха внутри помещения;

№ 5 — количество перфокарт, с каждой из которых вводится пара величин — сопротивление теплопередаче оконного проема и температура наружного воздуха <*>.

<*> Значения переменных IR (номер канала ввода с перфокарт) и IW (номер канала вывода на печать) задаются операторами присвоения (строки 3 и 4 программы). IR = 5, IW = 6 для ЭВМ М-4030; IR = 1, IW = 3 для ЭВМ серии ES.

Описанные ниже (в пп. 2 — 6) одномерные массивы исходной информации вводятся по формату F 10.0, на каждой перфокарте перфорируются по восемь чисел.

2. DPR — значения эффективных диаметров нагревательных приборов. Количество элементов массива равно № 1.

3. FN — значения площадей нагревательных приборов, м2. Количество элементов массива равно № 1.

4. TPR — значения температур нагревательного прибора, °C. Количество элементов массива равно № 2. Данный набор значений температур один и тот же для каждого из принимаемых в расчет нагревательных приборов.

5. HOKHO — значения высоты окон, м. Количество элементов массива равно № 3.

6. TB — значения температур воздуха внутри помещения, °C. Количество элементов массива равно № 4.

7. ALB — значение коэффициента теплоотдачи внутреннего воздуха, Вт/(м2·°C);

ALUCH — значение коэффициента теплоотдачи излучением воздушной прослойки, Вт/(м2·°C);

ALAM — значение коэффициента теплоотдачи излучением воздушной прослойки, Вт/(м2·°C);

ALAM — значение коэффициента теплопроводности воздуха, Вт/(м2·°C). Эти три величины вводятся с одной перфокарты по формату F 10.0.

8. RO — значение сопротивления теплопередаче оконного проема, м2·°C/Вт;

TH — значение температуры наружного воздуха, °C.

Обе величины вводятся с одной перфокарты по формату F 10.0.

4.13. Печать исходных данных сопровождается комментарием и указанием размерности исходных величин в системе СИ.

4.14. С помощью программы были рассчитаны окна с одно-, двух- и трехслойным остеклением с установкой под ними нагревательных приборов. Были рассмотрены здания, расположенные в различных климатических зонах с расчетными температурами наружного воздуха минус 15, 20, 30 и 40 °C.

Высоты световых проемов менялись от 0,6 до 4,8 м. Для выявления оптимального варианта применения нагревательных приборов в расчете использованы три вида нагревательных приборов, отличающихся геометрическими параметрами (d и F). Температуры на поверхности нагревательных приборов были приняты равными 95, 110, 130 и 150 °C.

Результаты расчета приведены в прил. 4.

4.15. В зенитных фонарях для обогрева подфонарного пространства с целью устранения конденсата и таяния снега рекомендуется применять трубчатые нагреватели, располагаемые вдоль нижнего периметра фонаря. В этом случае температура на внутренней поверхности остекления будет выше точки росы.

4.16. Необходимое количество дополнительного тепла для устранения образования конденсата с внутренней поверхности зенитного фонаря определяют по формуле

Qдоп = qдопFф, (44)

где qдоп — удельный расход дополнительного тепла на 1 м2 поверхности светопропускающего заполнения, определяемый по графикам, приведенным на рис. 7 и 8; Fф — площадь светового проема фонаря, м2.

Рис. 7. Определение расхода дополнительного тепла в зенитном фонаре с однослойным светопропускающим заполнением

Рис. 8. Определение расхода дополнительного тепла в зенитном фонаре с двуслойным светопропускающим заполнением

4.17 Требуемую поверхность и диаметр трубчатых нагревателей находят по формулам:

S_{\text{о}} = \frac{Q_{\text{доп}}}{(\overline{\alpha_{\text{н}}} + \overline{\alpha_{\text{л}}})(t_{\text{о}} - t_{\text{п}}\prime_{\text{ф}})} ; (45)

d_{0} = \frac{S_{\text{о}}}{\pi l} , (46)

\overline{\alpha_{\text{н}}} \overline{\alpha_{\text{л}}}

t_{\text{п}}\prime_{\text{ф}} где , — средние значения коэффициентов теплоотдачи соответственно конвекцией и излучением;

• температура воздуха в подфонарном пространстве с учетом дополнительного обогрева, определяемая по формуле:

t_{\text{п}}\prime_{\text{ф}} = t_{\text{в}} + \Delta t(L - 2) + 0,33 \sqrt{q_{\text{доп}}} ,

где l — общая длина нагревательных приборов. Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле

\overline{\alpha_{\text{л}}} = \frac{5[(\frac{273 + t_{\text{о}}}{100})^{4} - (\frac{273 + t_{\text{в}}}{100})4]}{t_{\text{о}} - t_{\text{в}}} (47)

4.18. Примеры теплотехнического расчета зенитного фонаря приведены в прил. 5.

5. РАСЧЕТ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЕ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОСТЕКЛЕНИЯ СТРУЯМИ ВОЗДУХА

5.1. Эффективным способом борьбы с ниспадающими холодными токами воздуха у окон и выпадением конденсата на внутренних поверхностях остекления являются струи воздуха. При подаче воздуха из плоской щели вдоль внутренней поверхности окна (полуограниченная струя) можно поддерживать заранее заданные температуры на поверхности остекления.

5.2. Для борьбы с холодными токами воздуха у окон большой высоты (более 3 м) организуется полуограниченная изотермическая (tв = tо) струя, направленная навстречу ниспадающему потоку воздуха (рис. 9).

Рис. 9. Схема движения воздуха у окна при взаимодействии ниспадающего потока и восходящей полуограниченной струи

У внутренней поверхности остекления образуются три области:

ниспадающего конвективного потока, протяженность которого равна H — xо.п, где xо.п — точка отрыва ниспадающего конвективного потока от остекления;

течения полуограниченной турбулентной струи. Протяженность этой струи следует считать от x = 0 до x = xо.с, где xо.с — точка отрыва струи от остекления;

вихревая протяженность xо.п — xо.с В месте встречи xв конвективного потока и полуограниченной струи образуется новая струя, ось которой в зависимости от количества, движения и теплосодержания струй должна быть направлена перпендикулярно или под некоторым углом вверх к остеклению.

5.3. Теплотехнический расчет окон при защите рабочей или обслуживаемой зоны помещения от проникания холодных токов воздуха состоит в определении оптимальных значений скорости Uо и ширины bо в начальном сечении (x = 0) струи, места встречи струй xв и теплопотерь. Расчет ведется в такой последовательности:

выбирают расчетную температуру наружного воздуха в соответствии с главой СНиП по строительной климатологии и геофизике для данного района строительства;

определяют сопротивление теплопередаче по формуле (12) или по табл. 5 в области ниспадающего конвективного потока; находят температурный напор между воздухом внутри помещения и температурой на внутренней поверхности остекления в области ниспадающего конвективного потока по формуле

t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}} = R_{\text{в}}(t_{\text{в}} - t_{\text{н}})/\overline{R_{\text{о}}} ; (48)

определяют место встречи полуограниченной струи с ниспадающим конвективным потоком по формуле

x_{\text{в}} = 1,2(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{- _{3}^{1}}[(1 + 1,67(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{13}H)^{12} - 1] ; (49)

определяют оптимальное значение скорости по формуле

u_{\text{о}} = 0,155(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{13}x_{\text{в}}^{12}/b_{\text{о}}^{12} , (50)

предварительно выбрав ширину щели сопла; определяют место отрыва струи от остекления по формуле

x_{\text{о}.\text{с}} = 27u_{\text{о}}^{2}b_{\text{о}}/(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{23} ; (51)

находят средний коэффициент конвективной теплоотдачи в зоне действия струи по формуле

\overline{\alpha_{\text{с}}^{\text{к}}} = 172(u_{\text{о}}b_{\text{о}})^{0,87}x_{\text{о}.\text{с}}^{- 1}[0,12(x_{\text{о}.\text{с}}/b_{\text{о}})^{0,5} + 1] ; (52)

находят коэффициент теплоотдачи излучением

\alpha_{\text{л}} = \frac{5}{t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}}} [(\frac{t_{\text{в}} + 273}{100})^{4} - (\frac{\tau_{\text{в}} + 273}{100})4] ; (53)

определяют средний температурный напор в области полуограниченной струи

(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{с}} = \frac{\overline{R_{\text{с}}}(t_{\text{в}} - t_{\text{н}})}{\overline{R_{\text{о}}} - \overline{R_{\text{в}}} - \overline{R_{\text{с}}}} , (54)

\overline{R_{\text{с}}} = 1/(\overline{\alpha_{\text{с}}^{\text{к}}} + \alpha_{\text{л}})

где ; (55) определяют теплопотери в зоне действия полуограниченной струи

Q_{\text{с}} = (\overline{\alpha_{\text{с}}^{\text{к}}} + \alpha_{\text{л}})(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{с}}x_{\text{о}.\text{с}}S , (56)

где S — ширина окна; находят координату отрыва конвективной струи от стекла

x_{\text{о}.\text{к}} = 58u_{\text{о}}^{2}b/(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{23} ; (57)

определяют средний температурный напор в вихревой области

(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{в}.\text{о}} = (t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})/2 + (t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{с}}/2 ;

определяют средние коэффициенты теплоотдачи конвекцией в вихревой области по формулам:

\overline{\alpha_{\text{о}.\text{с}}^{\text{к}}} = 0,9(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{в о}}^{13}(u_{\text{о}}b_{\text{о}})^{- 0,13}[1 + 27,8(u_{\text{о}}b_{\text{о}})^{0,83}] ; (58)

\overline{\alpha_{\text{о}.\text{к}}^{\text{к}}} = 32,2(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})_{\text{в}.\text{о}}^{13}(u_{\text{о}}b_{\text{о}})^{0,7}[1 + 0,013(u_{\text{о}}b_{\text{о}})^{- 0,7}] ; (59)

Находим теплопотери в вихревой области

$Q_{\text{в}.\text{о}} = [(\overline{\alpha_{\text{о}.\text{с}}^{\text{к}}} + \alpha_{\text{л}})(x_{\text{в}} — x_{\text{о}.\text{с}}) + (\overline{\alpha_{\text{о}.\text{к}}^{\text{к}}} + \alpha_{\text{л}})(x_{\text{о}.\text{к}} — x_{\text{в}})](t_{\text{в}} — \tau_{\text{в}})_{\text{с}}S$ ; (60)

определяют теплопотери в зоне действия ниспадающего конвективного потока

Q_{\text{к}} = (\overline{\alpha_{\text{к}}} + \alpha_{\text{л}})(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})(H_{\text{ок}} - x_{\text{о}.\text{п}})S , (61)

\overline{\alpha_{\text{к}}} = 1,68(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})^{13}

где — средний коэффициент теплоотдачи;

Hок — высота окна; общие теплопотери окна равны:

Q = Qс + Qв.о + Qк.

5.4. Пример теплотехнического расчета окна при защите рабочей зоны от проникания ниспадающего потока приведен в прил. 5. \tau_{\text{в}.\text{доп}} (\tau_{\text{в}}>\tau_{\text{р}})

5.5. С помощью неизотермической (горячей) полуограниченной струи можно бороться не только с ниспадающими конвективными потоками у окон, но и не допускать выпадения конденсата на внутренней поверхности остекления или повысить температуру ее выше .

5.6. Применение неизотермических полуограниченных струй дает возможность уменьшить количество слоев остекления до минимально необходимой величины (одного слоя) и одновременно решить вопрос отопления и вентиляции помещения. Тепловые потери через окна при организации струйной защиты возрастают, и вопрос о применении такого и \tau_{\text{в}} нженерного ме \tau_{\text{р}} ропри \tau_{\text{в}.\text{доп}} ятия окончательно может быть решен после технико-экономических расчетов различных вариантов и их сопоставления по приведенным затратам.

5.7. Для того чтобы можно было повышать температуру до нужной величины в любой точке остекления, необходимо сдуть конвективную струю с наименьшими энергетическими затратами (в этом случае встреча струй должна состояться на расстоянии x = xв = Hок) и дальше повышать температуру tо в начальном сечении струи до тех пор, пока будет равна или

5.8 При борьбе с выпадением конденсата на внутренней поверхности остекления расчет ведется в такой последовательности:

выбирают температуру наружного воздуха в соответствии с главой СНиП по строительной климатологии и геофизике;

определяют по табл. 8 в зависимости от tн, влаговыделений и \phi_{\text{в}} кратности воздухообмена относительную вла \tau_{\text{р}} жность внутри помещения;

находят по табл. 7 в зависимости от относительной влажности и температуры tв температуру точки росы ; выбирают ширину щели сопла bо и определяют оптимальную скорость в начальном сечении струи по формуле

u_{\text{о}} = 0,155(t_{\text{в}} - \tau_{\text{р}})^{13}H^{12}/b_{\text{о}}^{12} ; (62)

определяют место отрыва струи от стенки по формуле (51); \tau_{\text{в}} = \tau_{\text{р}} (t_{m} - \tau_{\text{в}}) находят методом последовательных приближений разность температур между температурой на оси струи на расстоянии xо.с и температурой по формуле

(t_{m} - \tau_{\text{в}})\alpha_{\text{л}} + 1,56(t_{m} - \tau_{\text{в}})^{43}(u_{\text{о}})b_{\text{о}}^{- 0,13} = \frac{\tau_{\text{в}} - t_{\text{н}}}{\sum \overline{R} + \overline{R_{\text{в}.\text{п}}} + \overline{R_{\text{н}}}} ,

\alpha_{\text{л}}

где — коэффициент теплоотдачи излучением, определяемый по формуле (53) вычисляют температуру tо в начальном сечении струи

t_{\text{о}} = \tau_{\text{в}} + 0,28(t_{m} - \tau_{\text{в}})x_{\text{о}.\text{с}}^{12}/b_{\text{о}}^{12} ; (64)

находят средние коэффициенты конвективн (t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}} ой теплоотдачи по формулам (52) и (57); определяют средний температурный напор :

(t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}} = 7,2(t_{\text{о}} - \tau_{\text{в}})b_{\text{о}}^{12}/x_{\text{о}.\text{с}}^{12} ; (65)

определяют теплопотери через окно

Q = [(\overline{\alpha_{\text{с}}^{\text{л}}} + \overline{\alpha_{\text{л}}})(t_{m} - \tau_{\text{в}})_{\text{ср}}x_{\text{о}.\text{с}} + (\overline{\alpha_{\text{о}.\text{с}}^{\text{к}}} + \overline{\alpha_{\text{л}}})(x_{\text{в}} - x_{\text{о}.\text{с}})(t_{\text{в}} - \tau_{\text{в}})]S . (66)

5.9. Пример теплотехнического расчета окна при борьбе с выпадением конденсата на внутренней поверхности остекления приведен в прил. 6.

6. РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ОКОН

R_{\text{ср}}^{\text{тр}} = L_{\text{нар}} - L_{\text{доп}} + \Delta L

6.1 Требуемая средняя звукоизоляция окон жилых и общественных зданий определяется по формуле ,

где Lнар — средний уровень звука снаружи здания;

\Delta L Lдоп — допустимый уровень звука в помещении, принимаемый в соответствии с табл. 11;

• поправка к значению требуемой средней звукоизоляции окон, принимается в соответствии с п. 6.2.

Таблица 11

55

\Delta L

6.2. По \Delta L = 0 правка к значению требуемой средней звукоизоляции окон зависит от отношения площади остекления к поверхности стены и принимает следующие значения, дБ, при остеклении:

100% — \Delta L = - 1 ;

80% — \Delta L = - 3 ;

50% — \Delta L = - 5 ;

30% — . R_{\text{ср}}^{\text{о}} = 10,5lgh + 19,3

6.3 Средняя звукоизоляция окна с однослойным глухим остеклением определяется по формуле ,

где h — толщина стекла, мм. R_{\text{ср}}^{\text{дв}} = R_{\text{ср}}^{\text{о}} + \Delta R_{\text{ср}}

Сред R_{\text{ср}}^{\text{о}} няя звукоизоляция окна с двухслойным глухим остеклением определяется по формуле ,

\Delta R_{\text{ср}} где — средняя звукоизоляция однослойного ограждения с массой на единицу поверхности, равной массе двойного ограждения;

• дополнительная величина звукоизоляции за счет воздушной прослойки, определяемая по графику (рис. 10).

\Delta R_{\text{ср}} Рис. 10. График для определения дополнительной величины звукоизоляции за счет воздушной прослойки

В табл. 12 приведены средние значения звукоизоляции окон различной конструкции.

Таблица 12

<*> Зависит от качества уплотнения притворов.

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1. Оценку технико-экономической эффективности светопрозрачных ограждающих конструкций следует производить по приведенным затратам с учетом обеспечения теплового, светового, воздушного комфорта рабочих или обслуживаемых зон помещений. При технико-экономической оценке светопрозрачных конструкций должны удовлетворяться требования пп. 2.17 — 2.30.

7.2. Основным критерием экономической эффективности являются минимальные приведенные затраты.

7.3 Приведенные затраты вычисляются по формуле

П = EнК + Э, (67)

где К — капитальные затраты;

Э — эксплуатационные затраты;

Eн — нормативный коэффициент эффективности, равный 0,12.

7.4. Расчет технико-экономической эффективности фонарей следует выполнять в соответствии с указаниями «Руководства по применению прямоугольных светоаэрационных и зенитных фонарей в производственных зданиях» (М., Стройиздат, 1981).

7.5. Расчет экономической эффективности окон при обеспечении нормируемой освещенности естественным светом следует производить без учета технико-экономических показателей наружных стен, а размеры световых проемов и количество слоев остекления следует определять согласно разд. 3 настоящих Рекомендаций. Технико-экономические характеристики окон жилых зданий приведены в прил. 7.

7.6. Расчет технико-экономической эффективности окон для помещений с применением совмещенного освещения производится для наружных вертикальных ограждений в целом с целью определения оптимального соотношения площади световых проемов и глухой части ограждения.

7.7. При определении приведенных затрат рассматривается характерный фрагмент вертикального ограждения длиной 1 м и высотой H, м, при этом отношение площадей светового проема Fок и ограждения F будет равно отношению их высот, т.е.

\frac{F_{\text{ок}}}{F} = \frac{H_{\text{ок}}}{H} .

7.8. Капитальные (единовременные) затраты учитывают затраты на устройство световых проемов Кок, глухих участков стен Кст, санитарно-технических систем Ксант и устройств, обеспечивающих тепловой комфорт в рабочей зоне Кн, и определяются по формуле

\text{С}_{\rho} где Сигл — стоимость 1 м3 теплоизолирующего слоя конструкции глухой части стен;

• стоимость 1 м2 наружных слоев конструкции глухой части стен;

Сок — стоимость 1 м2 конструкции окна;

\lambda_{\text{и}} b — удельная стоимость устройства санитарно-технической системы;

• коэффициент теплопроводности теплоизолирующего слоя конструкции глухой части стены;

\rho_{\text{гл}} Rогл, Rо.ок — сопротивление теплопередаче соответственно конструкции стены, окна;

• термическое сопротивление наружных слоев конструкций стен;

Сн — стоимость конструкции дополнительных устройств, обеспечивающих тепловой комфорт; n — число конструкций окон, обеспечивающих сопротивление теплопередаче, равное 1, определяемое из выражения:

n = \frac{1}{R_{\text{о ок}}} ;

S_{\text{н}}\prime

t_{\text{в}}^{\text{з}} — t_{\text{н}}^{\text{з}} площадь поверхности дополнительного устройства длиной 1 м;

, — расчетные температуры соответственно внутреннего и наружного воздуха в зимний период;

\psi qпр — избыточные производственные тепловыделения в рабочей зоне;

• коэффициент, учитывающий долю избыточных тепловыделений, проходящих через наружные стены со светопроемами;

B — глубина помещений. q_{\text{пр}} \frac{B}{2}

Для помещений с боковым односторонним естественным освещением в формуле (68) принимается qпрB, для помещений с боковым двусторонним естественным освещением — .

7.9. При определении капитальных затрат на устройство световых проемов вводится стоимость условной конструкции окна nСок, имеющей \text{С}_{\text{игл}}\lambda_{\text{и}}(R_{\text{о}.\text{гл}} - \rho_{\text{гл}}) сопротивление тепл \text{С}_{\rho} опередаче Rо.ок, равное 1.

7.10. При вычислении капитальных затрат на устройство глухих участков стен рассматривается раздельно стоимость слоя теплоизоляции и наружных слоев конструкций стен.

7.11 Эксплуатационные (годовые) затраты определяются по формуле

Э = Эгл + Эок + Эсант + Ээ.о + Эн, (69)

где Эгл — годовые эксплуатационные затраты по глухой части ограждения;

Эок — то же, окна;

Эсант — годовые эксплуатационные затраты на санитарно-технические системы;

Ээ.о — то же, на систему искусственного освещения;

Эн — то же, на дополнительные устройства, обеспечивающие тепловой комфорт в помещении.

7.12. В состав годовых эксплуатационных затрат по глухой части и окнам входят реновационные отчисления Ргл, Рок, определяемые по формуле

\text{Р } = \frac{E}{(1 + E)^{T_{\text{с}}} - 1} , (70)

где Tс — срок службы конструкций. Для глухой части стен Tс = 50 лет, окон Tс = 25 лет;

E = 0,1 — нормативный коэффициент приведения. Эксплуатационные затраты на глухую часть ограждения и окна определяются из выражений:

Эгл = РглКгл; (71)

Эок = РокКок. (72)

7.13. Эксплуатационные затраты на санитарно-технические системы включают реновационные отчисления Рсант (при Tс = 10 лет), стоимость тепловой и электрической энергии в зимний период в системе отопления и электрической энергии в системе вентиляции в летний и зимний периоды и определяются по формуле

(73)

L_{\text{з}} = \frac{BHm_{i}[q_{\text{пр}}\psi - 1,3 \frac{(t_{\text{в}}^{\text{з}} - t_{\text{н}}^{\text{з}})}{BH} (\frac{H_{\text{ок}}}{R_{\text{о ок}}} + \frac{H - H_{\text{ок}}}{R_{\text{о ок}}})]}{\gamma c(t_{\text{в}}^{\text{з}} - t_{\text{н}}^{\text{зв}})} ,

L_{\text{л}} = \frac{BHm_{i}[q_{\text{пр}}\psi + \frac{Q_{\text{ср}}^{\text{в}}\tau_{\text{с}}k_{1}k_{2}h_{\text{ок}}}{BH} - \frac{t_{\text{в}}^{\text{л}} - t_{\text{н}}^{\text{лв}}}{BH} (\frac{H_{\text{ок}}}{R_{\text{о ок}}} + \frac{H - H_{\text{ок}}}{R_{\text{огл}}})]}{\gamma c(t_{\text{з}}^{\text{в}} - t_{\text{пр}})} ,

где Ст.э, Сэ.э — соответственно стоимость тепловой (1 Гкал) и электрической (1 кВт·ч) энергии;

Zот — продолжительность отопительного периода;

d — число часов работы производства в сутки;

f — коэффициент, учитывающий количество нерабочих дней в году;

t_{\text{н}}^{\text{з}.\text{в}} tн t_{\text{н}}^{\text{л}.\text{в}} .от.п — средняя температура наружного воздуха в отопительный период;

, — расчетная температура наружного воздуха для проектирования системы вентиляции соответственно в зимнее и летнее время;

Lз, Lл — необходимый воздухообмен соответственно в зимний и летний периоды;

Q_{\text{ср}}^{\text{в}} mi — коэффициент, учитывающий долю тепла, влияющую на температуру рабочей зоны помещения;

• среднее значение интенсивности суммарной солнечной радиации за вентиляционный период на вертикальную поверхность, усредненное по различным направлениям с учетом действительной облачности;

K1, K2 — коэффициенты, учитывающие снижение поступления тепла от солнечной радиации в помещение соответственно за счет затенения остекления переплетами и загрязнения остекления;

\gamma tпр — температура приточного воздуха;

• плотность воздуха;

c — теплоемкость воздуха;

\tau_{\text{с}} Nп.в, Nв.в — удельный расход воздуха соответственно на приточную и вытяжную вентиляцию;

• интегральный коэффициент пропускания солнечной радиации светопрозрачным заполнением окна, являющийся функцией Rок. \epsilon

7.14. Эксплуатационные затраты на системы электрического освещения, учитывающие стоимость электрической энергии, продолжительность ее использования Z при заданном уровне нормируемой искусственной освещенности Eиск и известном распределении наружной естественной освещенности , определяемые по формуле

\text{Э}_{\text{э}.\text{о}} = c_{\text{э}.\text{э}}fm\prime[Z \int_{t_{1}}^{t_{2}} E_{\text{иск}}dt - (Z\prime \int_{t_{3}}^{t_{4}} E_{\text{иск}}dt + Z\prime\prime \int_{t_{03}}^{t_{3}} e_{\text{с}}\prime_{\text{р}}\epsilon dt + Z\prime\prime \int_{t_{4}}^{t_{04}} e_{\text{с}}\prime_{\text{р}}\epsilon dt)] \frac{L}{H} , (74)

где t1, t2 — время соответственно начала и окончания рабочего режима;

t3 — вечернее критическое время;

t4 — утреннее критическое время;

t₀₃, t04 — соответственно время начала темноты вечером и время конца темноты утром;

L — глубина воздействия естественного освещения;

m' — обобщенная характеристика источника искусственного освещения.

7.15 Глубина воздействия естественного освещения L определяется для однослойного заполнения:

для сплошной облачности

\tau_{\text{о}}(\frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}}} - \frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}})r_{1}q - l_{\text{н}} = 0 , (75)

H_{\text{г}}\prime_{\text{л}}

где — расстояние точки от окна;

Hр — уровень условной рабочей поверхности;

l1 — высота подоконной части;

при безоблачном небе: освещение рассеянным светом безоблачного неба при отсутствии СЗУ

\tau_{\text{о}}(\frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}}} - \frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}})r_{1}\beta_{\text{б}} - l_{\text{н}} = 0 , (76)

\beta_{\text{б}}

где — коэффициент относительной яркости неба, видимого через светопроем, определяемый по табл. 13; при наличии СЗУ

\tau_{\text{о}}(\frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}}} - \frac{l_{1}}{\sqrt{l_{1}^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}})r_{1} - l_{\text{н}} = 0 . (77)

Таблица 13

7.16. Коэффициент q, учитывающий неравномерную яркость облачного неба МКО, для большей части территории страны с неустойчивым снеговым покровом определяется по формуле

q = \frac{3}{7} (1 + 2 \frac{\frac{H + H_{\text{г}}\prime_{\text{л}}}{2} - H_{\text{р}}}{\sqrt{L^{2} + (\frac{H + H_{\text{г}}\prime_{\text{л}}}{2} - H_{\text{р}})^{2})}}) . (78)

7.17. Коэффициент r1, учитывающий свет, отраженный от внутренних поверхностей помещения и поверхности участка земли, примыкающего к зданию, вычисляется по формуле

r_{1} = 1,283(\frac{L}{B})^{3} + 1,012 . (79)

\rho_{\text{ср}}

При этом отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна равно от 2,5 до 4, отношение длины помещения к его глубине — 2 и более, средневзвешенный коэффициент отражения потолка, пола и стен — 0,4.

7.18. Средний коэффициент естественной освещенности в зоне действия окна с различным количеством слоев остекления (на расстоянии L) вычисляется по формулам: для сплошной облачности:

l_{\text{с}}\prime_{\text{р}} = \frac{\tau_{\text{о}}r_{1}q}{2L} [H_{\text{ок}} + \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}} - \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}] ; (80)

для безоблачного неба: при отсутствии СЗУ

e_{\text{с}}\prime_{\text{р}} = \frac{\tau_{\text{о}}r_{1}\beta_{\text{б}}}{2L} [H_{\text{ок}} + \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}} - \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}] ; (81)

при наличии СЗУ

e_{\text{с}}\prime_{\text{р}} = \frac{\tau_{\text{о}}r_{1}}{2L} [H_{\text{ок}} + \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}})^{2}} - \sqrt{L^{2} + (H_{\text{г}}\prime_{\text{л}} - H_{\text{р}} + H_{\text{ок}})^{2}}] . (82)

\epsilon

7.19. Наружная естественная освещенность , являющаяся функцией времени, принимается в формуле (74) равной горизонтальной освещенности при сплошной облачности. В условиях безоблачного неба при отсутствии СЗУ она равна освещенности на вертикальной поверхности, создаваемой рассеянным светом безоблачного неба, при наличии СЗУ — суммарной освещенности на вертикальной поверхности, создаваемой рассеянным светом неба, прямым светом солнца и светом, отраженным от земной поверхности.

7.20. Эксплуатационные затраты на дополнительные устройства, обеспечивающие тепловой комфорт в помещении, учитывающие реновационные отчисления (при Tс = 8 лет) и стоимость тепловой энергии, определяются по формуле

\text{Э}_{\text{н}} = \text{Р}_{\text{н}}\text{К}_{\text{н}} + c_{\text{т}.\text{э}}10^{- 6}Z_{\text{от}}fd1,45(t_{\text{н}} - t)^{43}S_{\text{н}}\prime/H , (83)

где tн — температура на поверхности нагревательных приборов.

7.21. Оптимальное соотношение площадей светопроемов и глухих частей стен, а также оптимальное сопротивление теплопередаче конструкции стены и количество слоев остекления, соответствующее минимальным приведенным затратам, находятся по уравнениям:

\frac{d\text{П}}{dR_{\text{о ок}}} = 0; \frac{d\text{П}}{dR_{\text{о гл}}} = 0; \frac{d\text{П}}{dH_{\text{ок}}} = 0 . (84)

Для нахождения минимума приведенных затрат продифференцируем уравнение по Hок. Приравнивая к нулю производную, приходим к уравнению

G_{1}(\frac{1}{R_{\text{о ок}}} - \frac{1}{R_{\text{огл}}})_{+ R_{\text{о ок}}}{_{G_{2} - 0,74G_{3} + 0,795D_{2}G_{1}}}_{- G_{4} + 0,96G_{3} - 0,825D_{2}C_{1} = 0} , (85)

G_{1} = A_{1} - 1,3B_{4}m_{i}(t_{\text{в}}^{\text{з}} - t_{\text{н}.\text{от}.\text{п}}) - 1,3B_{5} \frac{m_{i}Z_{\text{от}}(t_{\text{в}}^{\text{з}} - t_{\text{н}}^{\text{з}})}{\gamma C(t_{\text{в}}^{\text{з}} - t_{\text{в}}^{\text{зв}})} где:

,

G_{3} = B_{5}B_{6}K_{1}K_{2}Q_{\text{ср}}^{\text{в}} G2 = (Eн — 0,00855)nСок;

G_{4} = (E_{\text{н}} + 0,0066)[C_{\text{и}}\lambda_{\text{и}}(R_{\text{огл}} - \rho_{\text{гл}}) + C_{\rho}] ;

D_{2} = 0,5B_{7} \sum_{j = 1}^{N} Z_{j}[\int_{t_{03j}}^{t_{3j}} \epsilon dt + \int_{t_{4j}}^{t_{04j}} \epsilon dt] ;

; e_{\text{ср}}^{t_{04j}}\epsilon(t) = E_{\text{иск}}

D_{2} = 0,5B_{7} \sum_{j = 1}^{N} Z_{j} \int_{t_{03j}}^{t_{04j}} edt если существуют корни уравнения ,

; e_{\text{ср}}\epsilon(t) = E_{\text{иск}}

при отсутствии корней уравнения ;

B3 = (Ст.э + 30Сэ.э)10-6Zот;

B4 = Ст.э10-6Zотfd;

B_{6} = \frac{(365 - Z_{\text{от}})m_{i}}{\gamma C(t_{\text{в}}^{\text{л}} - t_{\text{н}}^{\text{н}.\text{в}})} B₅ = ₀,7Сэ.э(Nп.в + Nв.в)fd;

;

R_{\text{огл}} = \sqrt{\frac{G_{1}}{G_{5}}} B7 = Сэ.эfm';

.

Коэффициент C1 определяется: для сплошной облачности

C_{1} = \int_{0}^{L} \frac{d(r_{1}qe_{\text{б}})}{dH_{\text{ок}}} dl ;

для безоблачного неба:

а) при отсутствии СЗУ

C_{1} = \int_{0}^{L} \frac{d(r_{1}e_{\text{б}})}{dH_{\text{ок}}} dl ;

б) при наличии СЗУ

C_{1} = \int_{0}^{L} \frac{d(r_{1}e_{\text{б}})}{dH_{\text{ок}}} dl ;

7.22. Технико-экономические расчеты окон в помещениях с применением совмещенного освещения рекомендуется выполнять с помощью ЭВМ.

7.23 Программа SWSBD по алгоритму, описанному в пп. 7.1 — 7.21, позволяет:

определить оптимальное соотношение площадей ленточного светового проема и глухой части конструкции ограждения;

осуществить выбор нагревательного прибора с наименьшим отопительным эффектом с целью создания требуемых комфортных условий в рабочей зоне помещения для световых проемов с различным количеством слоев остекления;

определить минимальные приведенные затраты в годовом исчислении.

Программа написана на языке ФОРТРАН-IV. Ввод исходных данных осуществляется с перфокарт. Объем требуемой оперативной памяти для программы составляет 52 Кб. Время счета одного варианта равно приблизительно 5 мин.

Необходимые для расчета исходные данные вводятся с перфокарт в такой последовательности.

1. Переменные IL, IL1, IL2, N1, N2 с одной перфокарты по формату T5:

IL — количество рассчитываемых вариантов:

IL1 для помещений с односторонним освещением равно 1, с двусторонним — 2;

IL2 равно 0, если требуется выдать на печать ход промежуточных вычислений; равно 1 при печати только результатов вычислений;

N1 — количество значений температур, принимаемых для поверхности нагревательного прибора;

N2 — количество различных типов нагревательных приборов.

Описанные ниже (пп. 2 — 6) одномерные массивы вводятся по формату F5.3, F6.1. На каждой перфокарте перфорируется по восемь чисел.

2. TPR — значение температур на поверхности нагревательного прибора, °C. Количество элементов массива N1. Данный набор значений температур один и тот же для каждого из принимаемых в расчет нагревательных приборов.

3. DPR — значения эффективных диаметров нагревательных приборов, м. Количество элементов массива равно N2.

4. DDFH — значения площадей нагревательных приборов, м2. Количество элементов массива равно N2.

5. HNG — значения высот нагревательных приборов, м. Количество элементов массива равно N2.

6. CHG — значения стоимостей нагревательных приборов, руб. Количество элементов массива равно N2.

7. ALB — значения коэффициента теплоотдачи внутреннего воздуха, Вт/(м2·°C);

ALUCH — значение коэффициента теплоотдачи излучением воздушной прослойки, Вт/(м2·°C);

ALAM — значение коэффициента теплопроводности воздуха, Вт/м·°C;

BKOMF — ширина оконного проема, м.

Эти три величины вводятся с одной перфокарты по формату F10.0.

Восемь переменных CUG, ALU, ZH, RGG, RTR, AK1, AK2, ROZ вводятся с одной перфокарты по формату F8.3:

CUG — стоимость в «деле» 1 м3 теплоизоляции, руб.;

ALU — коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м·°C);

HZ — высота помещения, м;

RGG — сопротивление облицовочных слоев ограждения с учетом теплоотдачи внутренней и наружной поверхности для зимнего периода, м2·°C/Вт;

RTR — требуемое сопротивление теплопередаче ограждения согласно п. 2.2 СНиП II-3-79*, м2·°C/Вт;

AK1 — значение коэффициента, учитывающего снижение поступления тепла от солнечной радиации при затенении светового проема, отн. ед.;

AK2 — значение коэффициента, учитывающего снижение поступления тепла от солнечной радиации вследствие загрязнения светового проема, отн. ед.;

ROZ — сопротивление теплопередаче светового проема с одинарным остеклением, Вт/м2·°C.

9. Значение переменных J1, JN, IN вводятся с одной перфокарты по формату I10:

J1 — значение количества вариантов остекления светового проема (одинарное, двойное, тройное). Наибольшее значение 3;

JN — число световых сезонов;

IN — число временных шагов в течение суток (при шаге, равном 1 ч, — IN = 24).

10. ROO — массив значений сопротивления теплопередаче светового проема с различным количеством слоев остекления, Вт/(м2·°C). Количество значений — J1. Вводится с одной перфокарты по формату F8.3.

11. AN — массив значений, получаемых по формуле (см. п. 7.8), безразмерная величина. Количество значений элементов массива — J1.

12. COK — массив значений стоимости в «деле» 1 м2 конструкции светового проема, руб. Количество значений — J1. Вводится с одной перфокарты по формату F8.3.

13. E — двумерный массив значений функции наружной естественной освещенности для средних суток в каждом световом сезоне, лк. Количество значений IN x JN. Вводится по 15 чисел с одной перфокарты по формату F5.0.

14. ZJ — массив значений количества суток в каждом световом сезоне. Наибольшее количество элементов массива равно JN. Вводится с одной перфокарты по формату F5.0.

15. IZJ — одномерный массив размерностью JN. Для каждого светового сезона элементов массива равен 0, если учитывается прямое попадание солнечной радиации в световой проем, 1 — если нет попадания. Вводится с одной перфокарты по формату I2.

16. Значения переменных, перечисленных в данном пункте, вводятся с одной перфокарты по формату F8.3:

DT — значение временного шага, ч;

E1 — нормированное значение КЕО при совмещенном освещении, отн ед.;

EIS — нормированное значение искусственной освещенности, лк.

17. Значения переменных, перечисленных в данном пункте, вводятся с одной перфокарты по формату F8.3:

TBZ — расчетная температура внутреннего воздуха в зимний период, °C;

TNZ — расчетная температура наружного воздуха в зимний период, °C;

TNL — расчетная температура наружного воздуха в летний период, °C;

TBL — расчетная температура внутреннего воздуха в летний период, °C;

TNLV — расчетная температура внутреннего воздуха в летний период, определяемая при проектировании системы вентиляции, °C;

TNZV — расчетная температура наружного воздуха в зимний период, определяемая при проектировании системы вентиляции, °C;

TOP — средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °C;

ZOT — количество суток в отопительном периоде, сут;

F — коэффициент, учитывающий количество нерабочих дней за год (безразмерная величина);

D — продолжительность работы предприятий в течение суток, ч.

18. Значения переменных, перечисленных в данном пункте, вводятся с одной перфокарты по формату F8.3:

VQS — среднее значение интенсивности суммарной солнечной радиации за вентиляционный период на вертикальную поверхность, усредненное по различным направлениям с учетом действительной облачности, Вт/м2;

TBP — производственные избыточные тепловыделения, Вт/м3;

B — ширина помещения, м;

HGL — высота подоконной части ограждения, м;

HR — уровень условной рабочей поверхности, м;

VPN — удельный расход воздуха при устройстве приточной вентиляции, кВт·ч/м3;

VVN — удельный расход воздуха при устройстве вытяжной вентиляции, кВт·ч/м3;

RMI — коэффициент, учитывающий долю тепла, попадающего в рабочую зону помещения и влияющую на температуру внутреннего воздуха, отн. ед.;

GC — объемная теплоемкость воздуха, Вт/(м3·°C).

19. Значения переменных, перечисленных в данном пункте, вводятся с одной перфокарты по формату F8.3:

EN — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, отн. ед.;

BST — удельная стоимость устройства сантехнической системы, руб/Вт;

CTE — стоимость 1 Гкал тепла, руб.;

CEE — стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, руб.;

CRO — стоимость 1 м2 облицовочных слоев глухой части ограждения, руб.

Перфорация значений величин, описанных в пп. 1, 7 — 9, 16 — 19, на перфокарте осуществляется в соответствии с последовательностью их описания в каждом из перечисленных выше пунктов.

7.24. Пример технико-экономического расчета окон промышленного здания с совмещенным освещением приведен в прил. 8.

Приложение 1

ЕДИНАЯ НОМЕНКЛАТУРА ОКОН ДЛЯ ВСЕХ ВИДОВ ЗДАНИЙ

- глухие переплеты (неоткрывающиеся)

- створки или фрамуги (открывающиеся части переплета)

- окна жилых зданий

- окна общественных и промышленных зданий, решенных в конструкции серии ИИ-04

- окна промышленных зданий

• окна сельскохозяйственных зданий

Д — окна деревянные

С — окна стальные А — окна алюминиевые

Приложение 2

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОКОН ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА tн = -26 °C (МОСКВА)

e_{\text{н}}^{III} = 1,5\%

Помещение имеет размеры в плане 30 x 16 м и высоту 6,4 м. В помещении выполняются зрительные работы, относящиеся к IV разряду согласно главе СНиП по проектированию естественного и искусственного освещения. Нормируемое значение КЕО . Температура внутреннего воздуха t = 20 °C. Требуется определить размеры световых проемов, количество слоев остекления и выбрать конструкцию окна при расположении рабочих мест на расстоянии 6 и 1 м от окна.

Расчет для случая расположения рабочих мест на расстоянии 6 м и более от окна

\overline{R_{\text{о}}^{1}} = 0,32\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт}

В качестве первого приближения принимаем заполнение световых проемов двухслойным остеклением. По табл. 7 среднее значение сопротивления теплопередаче при ширине воздушной прослойки, равной 20 мм, составляет . Определяем общий коэффициент светопропускания окна по формуле (3):

\tau = 0,84^{2} \cdot 0,8 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 1 = 0,56 .

Определяем приближенно размеры светового проема по формуле (1) без учета затенения окон противостоящим зданием (kзд = 1)

\frac{S_{\text{о}}}{S_{\text{п}}} = \frac{0,01 \cdot 1,5 \cdot 14,5 \cdot 1,3}{0,56 \cdot 1,9} 1 = 0,263 ;

Sо = 126 м₂. Принимаем ленточное окно высотой 4,2 и длиной 30 м. e_{\text{н}}^{III} e_{\text{р}}^{\text{б}} = 1,35\%

Выполняем проверочный расчет КЕО по \phi_{\text{ч} - \text{ок}} методу, изложенному в СНиП II-4-79. Расче c = \infty тное зна c = \frac{c}{6} = \infty чение КЕО и на 10% отличается от , что допускается по нормам.

Вычисляем коэффицие \phi\prime нт облученност C = \infty и B = \frac{b}{e} = \frac{0,6}{6} = 0,1 по \phi\prime\prime рис. 1. Для ле C = \infty нто B = \frac{3,6}{6} = 0,6 чного окна принимаем , тогда .

\phi\prime = 0,026 На \phi\prime\prime = 0,14 хо \phi_{\text{ч} - \text{ок}} = 2\phi\prime + 2\phi\prime\prime = 2 \cdot 0,026 + 2 \cdot 0,14 = 0,33 дим по рис. 11 для значений и и для значений и . ; ;

\phi Рис. 11. К расчету коэффициента облученности

Определяем допускаемую температуру на внутренней поверхности окна по формуле (8):

\tau_{\text{в}.\text{доп}} = 14 - \frac{3,5}{0,33} = 3,4°C .

Вычисляем допустимое сопротивление теплопередаче окна по формуле (7):

R_{\text{о}}^{\text{д}} = \frac{20 + 35}{20 - 3,4} 0,114 = 0,309\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ,

где tн = -25 °C — расчетная температура наружного воздуха в зимний период для условий Москвы.

Находим среднее значение сопротивления теплопередаче по формуле (12).

Предварительно вычисляем: \overline{R_{\text{в}}} среднее значение сопротивления теплопередачи у внутренней поверхности окна по формулам (13) и (15):

\overline{\alpha_{\text{к}}} = 1,68(20 - 4)^{13} = 4,20\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\tau\prime_{\text{в}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,32 \cdot 8,72} = 4°C ;

\overline{\alpha_{\text{л}}} = 5 \frac{(2,93^{4} - 2,77^{4})}{16} = 4,63\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{R_{\text{в}}} = \frac{1}{4,2 + 4,63} = 0,113\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

среднее термическое сопротивление воздушной прослойки по формулам (16) — (20):

\overline{R_{1}} = \frac{0,004}{0,8} = 0,005\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{t_{1}} = 20 - \frac{20 + 35}{0,32} (0,113 + 0,005) = 20 - 16,6 = 3,4°C ;

\overline{R_{\text{в}}}\prime_{.\text{п}} = 0,14\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт}

• сопротивление теплопередаче воздушной прослойки шириной 20 мм;

\overline{t_{2}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,32} (0,113 + 0,005 + 0,14) = - 16,3°C ;

\overline{\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{к}}} = 0,48(\frac{3,4 + 16,3}{0,02})^{0,25} = 2,69\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{\alpha}\prime_{\text{в п}}^{\text{л}} = 5 \frac{(2,76^{4} - 2,59^{4})}{19,7} = 3,31\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{R_{\text{в}.\text{п}}} = \frac{1}{2,69 + 3,31} = 0,167\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{н}}} = 0,043\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт}

\overline{R_{\text{о}}} = 0,113 + 0,167 + 2 \cdot 0,005 + 0,043 = 0,333\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} — среднее значение сопротивления теплоотдачи у наружной поверхности окна;

. Полученное значение среднего сопротивления теплопередачи окна превышает допускаемое по санитарно-гигиеническим нормам.

\tau_{\text{в}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,333} 0,113 = 4,7°C ;

\tau_{\text{в}}>\tau_{\text{в}.\text{доп}}

. Для расчета достаточно одного приближения.

Вычисляем скорость ниспадающего потока воздуха вблизи окна uр с учетом инфильтрации воздуха по формулам (21) — (25). По табл. 11 принимаем B = 1,2 м2·ч·Па2/3/кг.

C = 3,7 \sqrt{1,2} = 2,58 ;

bо = 0,011(20 — 4,7)-1/6 4,21/2 = 0,014 м;

uо = 0,061(20 — 4,7)1/2 4,21/2 = 0,489 м/с;

u_{m}^{\text{ст}} = 3,33 \cdot 0,489(\frac{0,014}{6}) = 0,08\text{м}/\text{с} ;

uр = 2,58·0,08 = 0,20 м/с.

uр < uн — условие п. 3.14 выполняется.

Выбираем конструкцию окна индивидуального решения с пакетным остеклением в деревянном переплете с алюминиевым штапиком, расположенным с внутренней стороны. Ширина воздушной прослойки стеклопакета в такой конструкции составляет: hв.п = 18 мм. Для выбранной конструкции производим расчет температурных полей.

Расчет температурных полей для средней зоны остекления: определяем термические сопротивления отдельных слоев остекления по формуле (19):

\overline{R_{1,2}} = \frac{0,004}{0,81} = 0,0049\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{в}}} = 0,114\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} в \overline{R_{\text{н}}} = 0,043\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ка \overline{R_{\text{в}.\text{п}}} = 0,16\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} честве первого \overline{R_{\text{о}}} приближения принимаем: ; ; и определяем по формуле (12):

\overline{R_{\text{о}}} = 0,114 + 0,0098 + 0,16 + 0,043 = 0,327\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

определяем средние значения температуры на различных поверхностях остекления по формулам (20):

\tau_{\text{в}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,327} 0,114 = 4,3°C ;

\overline{t_{1}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,327} (0,114 + 0,0049) = 3,6°C ;

\overline{t_{2}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,327} (0,114 + 0,0049 + 0,16) = - 18,4°C ;

\overline{\tau_{\text{к}}} = 20 - \frac{20 + 25}{0,327} (0,114 + 2 \cdot 0,0049 + 0,16) = - 19,1°C ;

разбираем среднюю зону остекления на четыре сечения (по высоте): x1 = 100 мм; x2 = 1000 мм; x3 = 3000 мм; x4 = 4000 мм; определяем температуры в ядре воздушной прослойки для этих сечений по формуле (31):

t_{m}^{100} = 3,6 - (3,6 + 18,4)[0,83 - 0,6(\frac{0,1}{4,2})] = - 14,4°C ;

t_{m}^{1000} = 3,6 - (3,6 + 18,4)[0,83 - 0,6(\frac{1}{4,2})] = - 11,6°C ;

t_{m}^{3000} = 3,6 - (3,6 + 18,4)[0,83 - 0,6(\frac{3}{4,2})] = - 5,2°C ;

t_{m}^{4000} = 3,6 - (3,6 + 18,4)[0,83 - 0,6(\frac{4}{4,2})] = - 2,1°C ;

определяем локальные коэффициенты теплоотдачи конвекцией при x = 100 мм:

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 14,4)^{0,3}/0,1^{0,1} = 4,31\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(t_{1} - t_{m})^{0,3}/(H - x)^{0,1} = 1,3(3,6 + 14,4)^{0,3}/4,1^{0,1} = 2,96\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

при x = 1000 мм:

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 11,6)^{0,3}/1^{0,1} = 3,22\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 11,6)^{0,3}/3,2^{0,1} = 2,87\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

при x = 3000 мм:

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 5,2)^{0,3}/3^{0,1} = 2,39\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 5,2)^{0,3}/1,2^{0,1} = 2,63\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

при x = 4000 мм:

\alpha_{1\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 2,1)^{0,3}/4^{0,1} = 2,02\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\alpha_{2\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 1,3(3,6 + 2,1)^{0,3}/0,2^{0,1} = 2,73\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

определяем локальные коэффициенты теплоотдачи излучением:

\alpha_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}} = 5 \frac{[(\frac{273 + 3,6}{100})^{4} - (\frac{273 + 18,4}{100})4]}{3,6 + 18,4} = 3,77\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

находим локальные термические сопротивления по формуле (28):

R_{\text{в}.\text{п}}^{3000} = \frac{3,6 + 18,4}{2,39(3,6 + 5,2) + 2,63(- 5,2 + 18,4) + 3,77(3,6 + 18,4)} = 0,159\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

R_{\text{в}.\text{п}}^{4000} = \frac{3,6 + 18,4}{2,02(3,6 + 2,1) + 2,73(- 2,1 + 18,4) + 3,77(3,6 + 18,4)} = 0,158\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

определяем термическое сопротивление у внутренней поверхности остекления, предварительно вычислив коэффициенты лучистой и конвективной теплоотдачи по формулам (14) и (15):

\overline{\alpha_{\text{к}}} = 1,68(20 - 4,3)^{13} = 4,21\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{R_{\text{в}}} = \frac{1}{4,65 + 4,21} = 0,113\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

вычисляем локальные значения сопротивления теплопередаче:

R_{\text{о}}^{100} = 0,113 + 0,128 + 0,0098 + 0,043 = 0,294\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

R_{\text{о}}^{1000} = 0,113 + 0,145 + 0,0098 + 0,043 = 0,311\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

R_{\text{о}}^{3000} = 0,113 + 0,159 + 0,0098 + 0,043 = 0,325\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

R_{\text{о}}^{4000} = 0,113 + 0,158 + 0,0098 + 0,043 = 0,324\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{t_{2}} \overline{t_{1}} \tau_{\text{н}} \tau_{\text{в}} находим новые уточненные значения , , , которые приведены в таблице.

Повторять расчет нет необходимости, так как принятые в первом приближении значения Rв = 0,114 м2·°C/Вт и Rв.п = 0,16 м2·°C/Вт отличаются от второго приближения не более чем на 15%; определяем с помощью ЭВМ (рис. 12) температурные поля переплетов, краевых зон остекления и участков примыкания к переплетам.

Рис. 12. Изотермическое температурное поле (а) и распределение темпе- та (б)

Расчет потерь тепла через окно:

определяем основные поте \tau_{\text{в}}^{\text{кр}} ри \tau_{\text{в}}^{\text{пер}} тепла Qо, вычислив предварительно приведенное сопротивление теплопередаче окна по формуле (32). Находим Fср, Fкр, Fпер, , по рис. 12:

F_{\text{п}}\prime_{\text{ер}} = 0,02 \cdot 2 = 0,04\text{м}^{2};F_{\text{п}}\prime\prime_{\text{ер}} = 0,015 \cdot 2 = 0,03\text{м}^{2};F_{\text{кр}} = 0,04\text{м}^{2} ;

Fср = 4,2 — 2Fкр — Fпер = 4,05 м2;

\tau_{\text{в}}^{\text{кр}} = 1,3°C;\tau\prime_{\text{в}}^{\text{пер}} = 2,5°C;\tau\prime_{\text{в}}\prime^{\text{пер}} = 13°C .

Определяем среднее значение сопротивления теплопередаче краевой зоны остекления и переплета по формулам:

\overline{R_{\text{о}}^{\text{кр}}} = \frac{20 + 25}{8,72(20 - 1,3)} = 0,275\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{о}}}\prime^{\text{пер}} = \frac{20 + 25}{8,72(20 - 2,5)} = 0,296\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{о}}}\prime\prime^{\text{пер}} = \frac{20 + 25}{8,72(20 - 1,3)} = 0,74\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{о}}^{\text{пр}}} = \frac{4,05 + 0,04 \cdot 2 + 0,07}{\frac{4,05}{0,326} + \frac{0,08}{0,275} + \frac{0,04}{0,296} + \frac{0,03}{0,74}} = 0,326\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

Вычисляем основные теплопотери через окно:

Q_{\text{о}} = \frac{4,2}{0,326} (20 + 25) = 579,8\text{Вт} ;

определяем дополнительные потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего при инфильтрации через окно. \Delta p Находим количество воздуха, поступающего в помещение, по формуле (39), предварительно вычислив разность давления :

\Delta p = 5,4 \cdot 6,4[(\frac{353}{273 + 25} - \frac{353}{273 + 20})] + 0,29(\frac{353}{273 - 25})4,1^{2} = 14,47\text{Па} ;

Gо = 1,2·14,472/3 = 7,13 кг/(м2·ч).

Дополнительные потери тепла Qд равны:

Qд = 0,28·7,13·4,2(20 + 25) = 377,3 Вт.

Суммарные потери тепла составляют:

Q = 579,8 + 377,3 = 957,1 Вт.

Расчет для случая расположения рабочих мест на расстоянии 1 м и более от окна

\tau = 0,56 \overline{R_{\text{о}}} = 0,32\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт}

1. Повторяем действия выполненного выше расчета. При этом принимаем , и Hок = 4,2 м.

B = \frac{0,6}{1} = 0,6 2. Находим по ри \phi\prime с. B = \frac{3,6}{1} = 3,6 11 и 3 коэффици \phi\prime\prime ент облученности при расположении рабочих мест на расстоянии 1 м от окна:

\phi_{\text{ч} - \text{ок}} = 2 \cdot 0,14 + 2 \cdot 0,225 = 0,73 для вычисления ; для вычисления .

.

3. Вычисляем допускаемую температуру на внутренней поверхности остекления по формуле (8):

\tau_{\text{в}.\text{доп}} = 14 - \frac{3,5}{0,73} = 9,2°C .

\tau<\tau_{\text{в}.\text{доп}}

При этом имеем .

4. Определяем допускаемое сопротивление теплопередаче по формуле (7):

R_{\text{о}}^{\text{д}} = \frac{20 + 25}{20 - 9,2} 0,113 = 0,471\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} ;

\overline{R_{\text{о}}}<R_{\text{о}}^{\text{д}} .

5. Вычисляем скорость потока воздуха вблизи окна по формуле (21):

c = 2,58; bо = 0,014 м; uо = 0,489 м/с;

u_{m}^{\text{ст}} = 3,33 \cdot 0,489(\frac{0,014}{1})^{12} = 0,19\text{м}/\text{с} ;

uр = 2,58·0,19 = 0,49 м/с;

uр > uн.

Таким образом, установлено, что требования строительных и санитарных норм не выполняются, т.е.

\tau_{\text{в}}<\tau_{\text{в}.\text{доп}};\overline{R_{\text{о}}}<R_{\text{о}}^{\text{д}};u_{\text{р}}>0,3\text{м}/\text{с} .

В этом случае необходимо устанавливать под окном нагревательные приборы. По таблицам теплотехнических характеристик окон при установке под ними нагревательных приборов, приведенным в прил. 4, выбираем параметры нагревательного прибора и температуру на его поверхности, позволяющие обеспечить санитарно-гигиенические требования при наименьшем отопительном эффекте. R_{\text{о}}^{\text{пр}} = 0,245\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} \tau_{\text{в}}^{\text{т}} = 14,1°C x_{\text{в}}^{\text{т}} = 2,24\text{м} При высоте окна, равной 4,2 м, наименьший отопительный эффект (Э = 1,21) получен при установке под окном нагревательного прибора с поверхностью нагрева Fн = 0,57 м2, диаметром dэ = 0,18 м и температурой tо = 150 °C. Длина нагревательного прибора равна 1 м. Конвективный тепловой поток от нагревателя составляет 481,3 Вт. Теплопотери окна без устройства нагревательного прибора 677,4 Вт, полные (конвективные и лучистые) теплопотери окна от действия теплой и холодной струй равны 82,19 Вт. Место встречи теплой и холодной струй находится на расстоянии , средняя температура на внутренней поверхности окна в зоне действия теплой струи . Приведенное сопротивление теплопередаче окна .

Приложение 3

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЗЕНИТНЫХ ФОНАРЕЙ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА tн = -18 °C (ТАШКЕНТ)

e_{\text{н}}^{III} = 4\% Требуется определить суммарную площадь светопроемов зенитных фонарей размером 3 x 6 м, количество слоев остекления и теплопотери через фонари, установленные в покрытии одноэтажного здания высотой L = 16 м и размерами в плане 156 x 108 м. В помещении выполняются зрительные работы, относящиеся к IV разряду по СНиП II-4-79. Нормируемое значение коэффициента естественной освещенности . Температура внутреннего воздуха t = 18 °C.

Теплотехнический расчет зенитных фонарей

Определяем температуру в подфонарном пространстве по формуле (11):

tпф = 18 + 0,2(16 — 2) = 20,8 °C.

По данным натурных исследований температурный градиент в помещениях с незначительными технологическими тепловыделениями составляет 0,2 °C/м. \phi_{\text{в}} = 30% \phi_{\text{в}} = 16%

Нахо \phi_{\text{в}} = 30% дим относительную влажность внутреннего воздуха в рабочей зоне \tau_{\text{р}} = 2,7°C по табл. 8, учитывая, что в рассматриваемом помещении влаговыделения незначительны и кратность воздухообмена составляет 1 об/ч. Относительная влажность . Для дальнейших расчетов принимаем влажность воздуха в подфонарном пространстве (минимально допустимая величина влажности по санитарным нормам — см. табл. 2).

Для и tпф = 20,8 °C определяем по табл. 7 температуру точки росы . По формулам (14) и (15) определяем средние коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучением:

\alpha_{\text{к}} = 2,2(20,8 - 2,7)^{13} = 5,77\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{\alpha_{\text{л}}} = \frac{5[(\frac{273 + 18}{100})^{4} - (\frac{273 + 27}{100})4]}{18 - 2,7} = 4,55\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) .

Определяем значение термического сопротивления у внутренней поверхности остекления по формуле (13):

\overline{R_{\text{в}}} = \frac{1}{5,77 + 4,55} = 0,097\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

Находим допускаемое значение сопротивления теплопередаче по формуле (10):

R_{\text{о}}^{\text{д}} = \frac{18 + 18}{20,8 - 2,7} 0,097 = 0,193\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

\tau_{\text{в}}

По табл. 6 выбираем заполнение светопроемов двухслойн \overline{R} ыми стеклопакетами R \delta = 4\text{мм} о = 0,3 м2·°C/Вт (первое приближение) и производим расчет по определению и уточнению Rо. Определяем по формуле (19) термическое сопротивление при толщине стекла :

\overline{R_{1}} = \overline{R_{2}} = \frac{0,004}{0,8} = 0,005\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

Находим среднее термическое сопротивление воздушной прослойки по формуле

Rв.п = Rо — Rв — 2R1 — Rн = 0,3 — 0,097 -

• 2·0,005 — 0,043 = 0,15 м2·°C/Вт.

Вычисляем средние значения температуры на поверхностях остекления по формуле (20):

\tau\prime_{\text{в}} = 20,8 - \frac{20,8 + 18}{0,3} 0,097 = 8,3°C ;

\overline{t_{1}\prime} = 20,8 - \frac{20,8 + 18}{0,3} (0,097 + 0,005) = 7,6°C ;

\overline{t_{2}\prime} = 20,8 - \frac{20,8 + 18}{0,3} (0,097 + 0,005 + 0,15) = - 11,8°C .

\overline{\alpha}\prime_{\text{л}} \overline{\alpha}\prime_{\text{к}} По формулам (14) и (15) определяем вновь и :

\overline{\alpha}\prime_{\text{к}} = 2,2(20,8 - 8,3)^{13} = 5,1\text{Вт}/(\text{Т})\text{м}^{2} \cdot °C ;

\overline{\alpha}\prime_{\text{л}} = \frac{5[(\frac{273 + 18}{100})^{4} - (\frac{273 + 8,3}{100})4]}{18 - 8,3} = 4,69\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) .

\overline{R_{\text{в}}}\prime По формуле (13) определяем :

\overline{R_{\text{в}}}\prime = \frac{1}{5,1 + 4,69} = 0,102\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

\overline{\alpha}\prime_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}} \overline{\alpha}\prime_{\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} Определяем среднее термическое сопротивление воздушной прослойки шириной 15 мм, предварительно вычислив коэффициенты и по формулам (17) и (18):

\overline{\alpha}\prime_{\text{в}.\text{п}}^{\text{к}} = 0,65(\frac{7,6 + 11,8}{0,015})^{0,25} = 3,89\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) ;

\overline{\alpha}\prime_{\text{в}.\text{п}}^{\text{л}} = \frac{5[(\frac{273 + 7,6}{100})^{4} - (\frac{273 + 11,8}{100})4]}{7,6 + 11,8} = 40,7\text{Вт}/(\text{м}^{2} \cdot °C) .

\overline{R_{\text{в}.\text{п}}} определяем по формуле (16):

\overline{R_{\text{в}.\text{п}}} = \frac{1}{3,89 + 4,07} = 0,126\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

Вычисляем среднее значение сопротивления теплопередаче фонаря по формуле (12):

\overline{R_{\text{о}}}\prime = 0,102 + 2 \cdot 0,005 + 0,126 + 0,043 = 0,281\text{м}^{2} \cdot °C/\text{Вт} .

\tau\prime_{\text{в}}\prime Находим уточненное значение по формуле (20):

\tau\prime_{\text{в}}\prime = 20,8 - \frac{20,8 + 18}{0,281} 0,102 = 6,7°C .

\tau\prime_{\text{в}}\prime>\tau_{\text{р}} \overline{R_{\text{о}}}\prime>R_{\text{о}}^{\text{д}}

Таким образом, и , т.е. 0,281 > 0,193 и 6,7 > 2,7. Выполняются требования строительных и санитарных норм, и для расчета достаточно одного приближения. Согласно п. 2.12 настоящих Рекомендаций, выбираем зенитный фонарь серии 1.464-10 размером 3 x 6 м с заполнением стеклопакетами. Площадь светового проема при этом равна 14,4 м2.

Светотехнический расчет зенитных фонарей

1. Определяем общий коэффициент светопропускания зенитного фонаря по формуле (3):

\tau_{\text{о}} = 0,8 \cdot 0,9 \cdot 0,9 \cdot 0,65 \cdot 0,9 = 0,38 ,

\tau_{5} = 0,9 \tau_{4} = 0,65 \tau_{3} = 0,9 \tau_{2} = 0,9 \tau_{1} = 0,8

где ; ; ; ; .

2. Вычисляем нормированное значение КЕО для зданий, расположенных в Ташкенте (V световой пояс), по формуле (4):

e_{\text{н}}^{V} = 4 \cdot 0,8 \cdot 0,75 = 2,4 ,

где m = 0,8; c = 0,75 (принимаем по табл. 4 и 5 СНиП \eta_{\text{ф}} II-4-79).

3. Находим световую характеристику светового проема в плоскости покрытия по табл. 32 СНиП II-4-79, предварительно определив индекс помещения i и отношение площади выходного отверстия S2 к сумме площадей входного отверстия и боковой поверхности проема Sб:

i = \frac{l_{\text{п}}b}{H(l_{\text{п}} + b)} ,

где lп — длина помещения вдоль оси пролетов;

b — ширина помещения; H — высота помещения над условной рабочей поверхностью.

i = \frac{10,8 \cdot 156}{18,4(108 + 156)} = 3,45 ;

\frac{S_{2}}{S_{1} + S_{\text{б}}} = \frac{14,4}{14,4 + 16,5} = 0,47;\eta_{\text{ф}} = 1,64 .

4. По табл. 3 СНиП II-4-79 принимаем коэффициент запаса k = 1,8.

5. Находим коэффициент r2, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения, по табл. 33 СНиП II-4-79.

\rho_{\text{ср}} = \frac{\rho_{1}S_{1} + \rho_{2}S_{2} + \rho_{3}S_{3}}{S_{1} + S_{2} + S_{3}} = \frac{0,6 \cdot 16860 + 0,4 \cdot 10120 + 0,2 \cdot 16860}{16860 + 10120 + 16860} = 0,4 ;

\frac{H_{\text{ф}}}{l_{1}} = \frac{19,2}{36} = 0,53;r_{2} = 1,1 .

6. Определяем коэффициент kф, учитывающий тип фонаря, по табл. 34 СНиП II-4-79:

kф = 1,1.

7. Определяем необходимую площадь световых проемов по формуле (2):

100 \frac{S_{\text{ф}}}{S_{\text{п}}} = \frac{2,4 \cdot 1,64 \cdot 1,8}{0,38 \cdot 1,1 \cdot 1,1} = 15,39 ;

S_{\text{ф}} = \frac{15,39 \cdot 156 \cdot 108}{100} = 2592,9\text{м}^{2} ;

N_{\text{ф}} = \frac{2592,9}{14,4} = 180\text{шт}.

Определение теплопотерь через светопроемы в покрытии

Теплопотери через зенитные фонари определяем по формуле (37):

Q_{\text{о}} = \frac{1}{R_{\text{о}}} (t_{\text{пф}} - t_{\text{н}})S_{\text{ф}} = \frac{1}{0,281} (20,8 + 18)2592,9 = 358023\text{Вт} .

Приложение 4

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА НА ЭВМ ОКОН ПРИ УСТРОЙСТВЕ ПОД НИМИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Теплотехнические характеристики окон при установке под ними нагревательных приборов

При сопротивлении теплопередаче окна Rо = 0,163 м2·°C/Вт и расчетной температуре наружного воздуха tн = -15 °C

1,21

При сопротивлении теплопередаче окна Rо = 0,310 м2·°C/Вт и расчетной температуре наружного воздуха tн = -15 °C

1,22

При сопротивлении теплопередаче окна Rо = 0,310 м2·°C/Вт и расчетной температуре наружного воздуха tн = -20 °C