СП РК 3.02-139-2014 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПАССИВНЫХ ЗДАНИЙ (ҚР ЕЖ 3.02-139-2014)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ««««««««««««««««««««««.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ ««««««««««««««««««««««

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ««««««««««««««««««««..

4 ПРИЕМЛЕМЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭНЕРГОПАССИВНОГО

ЗДАНИЯ«««««««««««««««««««.

4.1 Основные принципы проектирования «««««««««««««««««.

4.2 Основные критерии проектирования энергопассивных зданий ««««««..

5 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ««««««

5.1 Общие положения «««««««««««««««««««««««««.

5.2 Выбор материалов для теплоизоляции энергопассивного здания ««««««.

6 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЯ «««.«««««.

7 ВОЗДУХОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА««««««««««««««..

8 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ..«««««..

9 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

«««««««««««««««««««««««««..

10 ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ««««.

11 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ«««««««««««««.

12 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ««««««««...

13 ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В ПАССИВНЫХ

ЗДАНИЯХ««««««««««««««««««««««««««««««..

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(информационное) Расчѐт приведенного коэффициента

теплопередачи оконного блока «««««««

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(информационное) Сравнительный расчет теплопотерь по

элементам энергопассивного и обычного зданий «««««««««««««««

ПРИЛОЖЕНИЕ В (информационное) Расчет теплопроизводительности пассивных

систем солнечного теплоснабжения ««««««««««««««««««««..

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(информационное) Подсчѐт энергетического баланса

энергопассивного здания «««««««««««««««««««««««««..

БИБЛИОГРАФИЯ ««««««««««««««««««««««««««

СП РК 3.02-139-2014

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ЕРЕЖЕЛЕР ЖИНАҒЫ

СВОД ПРАВИЛ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПАССИВНЫХ ЗДАНИЙ

DESIGN OF POWER PASSIVE BUILDINGS

Дата введения

2015-07-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование и строительство

отдельно стоящих малоэтажных одноквартирных или пристроенных друг к другу

(таунхаусы) или блокированных энергопассивных жилых зданий

высокой

энергоэффективности, без подвала или с отапливаемым подвалом и устанавливает

положения, связанные с особенностями конструкции и эксплуатации этих зданий.

Свод правил распространяется на здания, в которых предусматривается создание

регулируемого температурно-влажностного режима и поддержание соответствующего

санитарным нормам качества воздуха в помещениях при высокой степени теплоизоляции

внутреннего пространства с устройством преимущественно системы воздушного

отопления, совмещенной с системой механической вентиляции или устройство систем

водяного отопления.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Для применения настоящего свода правил необходимы следующие ссылочные

нормативные документы:

жилых коттеджных зданий с применением альтернативных источников энергии.

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в

помещениях.

ПРИМЕЧАНИЕ При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить

действие ссылочных стандартов и нормативных документов по ежегодно издаваемым

информационным указателям

«Указатель нормативных документов по стандартизации

Республики Казахстан»,

«Указатель межгосударственных нормативных документов по

стандартизации», «Перечень нормативных правовых и нормативно-технических актов в сфере

архитектуры, градостроительства и строительства, действующих на территории Республики

Казахстан» по состоянию на текущий год. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при

пользовании настоящими нормами следует руководствоваться замененным

(измененным)

документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка

на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Издание официальное

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящем своде правил используются следующие термины и определения:

3.1 Энергопассивное здание: Малоэтажный жилой дом, основной особенностью

которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление:

удельный расход тепловой энергии на отопление и суммарный удельный расход на

отопление, горячее водоснабжение и электроснабжение не должны превышать 15 кВт·ч/м²

и 120 кВт·ч/(м² в год) соответственно 1.

3.2 Таунхаус: Малоэтажный жилой дом на несколько многоуровневых квартир,

как правило, с изолированными входами (без общего подъезда). Таунхаусы отличаются от

блокированных зданий тем, что они могут быть как блокированными, так и отдельно

стоящими жилыми зданиями.

3.3 Инженерное оборудование зданий: Комплекс технических устройств,

обеспечивающих благоприятные условия быта и трудовой деятельности человека.

ПРИМЕЧАНИЕ Комплекс технических устройств включает в себя водоснабжение

(холодное и горячее), канализацию, вентиляцию, отопление и кондиционирование, искусственное

освещение, электрооборудование, газоснабжение, средства удаления мусора и пыли,

пожаротушения, телефонизацию, радиофикацию и другие виды внутреннего благоустройства.

3.4 Класс энергетической эффективности здания: Характеристика уровня

энергетической эффективности здания, определяемая интервалом значений удельного

расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период.

3.5 Коэффициент остекленности фасада здания: Отношение площади световых

проемов к суммарной площади наружных ограждающих конструкций фасада здания,

включающей световые проемы.

3.6 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции: Показатель

теплопередачи ограждающей конструкции, равный поверхностной плотности теплового

потока, проходящего через ограждающую конструкцию при разности внутренней и

наружной температур воздуха 1 С.

3.7 Отапливаемый объем здания: Объем, ограниченный внутренними

поверхностями наружных ограждающих конструкций здания.

3.8 Отапливаемая площадь здания: Суммарная площадь отапливаемых этажей,

ограниченных внутренними поверхностями наружных стен здания, включая поэтажно

площади отапливаемых лестничных клеток и лифтовых шахт.

3.9 Первичная энергия: Энергия, не подвергавшаяся процессам преобразования

или превращения.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 При учете невозобновляемого и возобновляемого видов энергии можно

применять название «общая первичная энергия».

ПРИМЕЧАНИЕ

2 Для здания

это источник энергии, используемый для его

энергоснабжения. Требуемая мощность рассчитывается количеством энергоносителей с учетом

потребляемой и отводимой энергии.

3.10 Показатель компактности здания: Отношение общей площади внутренней

поверхности наружных ограждающих конструкций здания к заключенному в них

отапливаемому объему.

3.11 Потребность в энергии на отопление или охлаждение: Требуемое

количество энергии, необходимой для подачи или отвода тепла, для поддержания

заданных температурных режимов в течение определенного периода времени.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Потребность в энергии рассчитывается, т.к. ее измерение затруднено.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Потребность в энергии может включать дополнительные энергозатраты

в результате неравномерного распределения и неточного регулирования температуры, при

условии, что эффективная внутренняя температура отопления/охлаждения в помещениях

поддерживается системой отопления/охлаждения, а не за счет теплообмена.

3.12 Приведенный коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции:

Средневзвешенное значение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции.

3.13 Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции:

Величина, обратная приведенному коэффициенту теплопередачи ограждающей

конструкции.

3.14 Приведенный коэффициент теплопередачи наружных ограждающих

конструкций здания: Показатель теплопередачи здания, равный среднему тепловому

потоку, приходящемуся на единицу площади наружных ограждающих конструкций

здания при разности внутренней и наружной температур воздуха 1 С.

ПРИМЕЧАНИЕ Наружные ограждающие конструкции здания включают следующие

конструктивные элементы: наружные стены, окна и балконные двери, входные двери и ворота,

покрытие (чердачное перекрытие), перекрытие над неотапливаемым подвалом или полы по грунту

или на лагах.

3.15 Продолжительность отопительного периода: Расчетный период времени

года, в течение которого среднесуточная температура наружного воздуха равна или ниже

8 С или 10 С.

ПРИМЕЧАНИЕ Продолжительность отопительного периода соответствует периоду года со

среднесуточной температурой наружного воздуха равной и ниже 8 С для жилых и общественных

зданий, за исключением больниц, школ и дошкольных учреждений, для которых среднесуточная

температура наружного воздуха равна и ниже 10 С.

3.16 Регенеративный теплоутилизатор: Теплоутилизатор вытяжного воздуха, в

котором утилизация теплоты вытяжного воздуха осуществляется поочередным

соприкосновением нагретого и холодного воздуха с поверхностями одной и той же

теплоаккумулирующей насадки.

3.17 Рекуперативный теплоутилизатор: Теплоутилизатор вытяжного воздуха, в

котором утилизация теплоты вытяжного воздуха осуществляется через разделительную

стенку.

3.18 Тепловая защита здания: Теплозащитные свойства совокупности наружных и

внутренних ограждающих конструкций здания, обеспечивающие нормативный уровень

расхода тепловой энергии здания с учетом необходимого воздухообмена помещений, а

также не менее требуемого сопротивления воздухо- и паропроницаемости и защиту от

переувлажнения наружных ограждающих конструкций при оптимальных параметрах

микроклимата помещений.

3.19 Тепловыделения в здании: Тепловыделения в помещения здания от людей,

включенных энергопотребляющих приборов, оборудования, электродвигателей,

искусственного освещения, нагретых поверхностей материалов и др.

3.20 Теплоутилизатор вытяжного воздуха: Теплообменник, передающий теплоту

вытяжного воздуха для нагрева приточного воздуха.

3.21 Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем: Теплоутилизатор

вытяжного воздуха, передающий теплоту воздуха с помощью жидкости, циркулирующей

в замкнутом контуре.

3.22 Теплоутилизатор на тепловых трубах: Теплоутилизатор вытяжного воздуха,

представляющий собой пучок герметически замкнутых труб, помещенных одним концом

в поток греющего вытяжного, другим — в поток нагреваемого приточного воздуха.

3.23 Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный

период: Количество тепловой энергии за отопительный период, необходимое для

компенсации тепловых потерь здания с учетом воздухообмена и тепловыделений при

нормируемых параметрах теплового и воздушного режимов помещений в здании,

отнесенное к единице отапливаемой площади или отапливаемого объема здания.

3.24 Энергоноситель: Вещество или явление, используемое для производства

механической работы или тепла или для осуществления химических или физических

процессов

4 ПРИЕМЛЕМЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ЭНЕРГОПАССИВНОГО ЗДАНИЯ

4.1 Основные принципы проектирования

4.1.1 Проектирование и строительство энергопассивных

зданий состоит в

максимальной экономии невозобновляемых источников энергии,

затрачиваемых на

энергоснабжение здания, путем применения оптимальных архитектурно-планировочных

решений, с использованием современных теплоизоляционных строительных материалов и

строительных технологий, которые приемлемы с экономической, технической и

экологической точек зрения, при этом создавая комфортные условия проживания в

данных зданиях.

4.1.2 Главные принципы создания комфорта в энергопассивном здании:

 использование современных и инновационных строительных материалов и

технологий для создания повышенной теплоизоляции внешних ограждающих

конструкций здания с минимизацией «мостиков холода»;

 реализация равномерного по помещению поля положительных температур и

поддержание обязательного нормативного воздухообмена с помощью механической

приточно-вытяжной вентиляции с теплообменником воздух-воздух или в другом

сочетании, при этом тепловая оболочка и вентиляционная система должны

соответствовать стандартам энергопассивного здания,

 рациональное использование заложенных при проектировании доступных

энергоресурсов - возобновляемых источников энергий,

 усиление теплоизоляции ограждающих конструкций с применением

энергоэффективных светопрозрачных конструкций и окон, с минимизацией расхода

тепловой энергии на отопительные цели (здания с нулевым потреблением тепловой

энергии на отопление рассматривается как предельный случай),

 радикальное снижение всех энергопотерь для достижения суммарного

удельного расхода энергии до величины 120 кВт·ч/м² в год на отопление, горячее

водоснабжение и электроснабжение за счет применения высокого технологического

уровня стройиндустрии. При этом удельный расход тепловой энергии на отопление

следует предусматривать не более 15 кВт·ч/(м²·год) 1.

4.1.3 Для периодического восполнения влаги для получения нормативной

относительной влажности в помещениях здания при низких наружных температурах

рекомендуется применять роторный теплообменник с функцией возврата влаги.

4.1.4 Рекомендуемым условием для соблюдения качества воздуха в жилых

помещениях является контролируемая система вентиляции. При этом следует избегать

рециркуляции воздуха.

4.1.5 Для уменьшения тепловых потерь в энергопассивном здании до максимально

возможной степени, следует эффективно использовать проникающую через

светопрозрачные проемы солнечную энергию и внутренние источники тепла с

предварительным подогревом приточного воздуха.

4.1.6 При

использовании невозобновляемых источников энергии для

энергоснабжения энергопассивного здания следует, чтобы общее потребление на

отопление, нагрев горячей воды и для бытовых нужд не превышало значений,

приведенных в п. 4.1.2 настоящего свода правил.

Пассивный дом следует «отапливать» в переходный период посредством подогрева

приточного воздуха или с помощью дополнительных устройств излучателей тепла с

применением автономных возобновляемых источников энергий.

4.2

Основные критерии проектирования энергопассивных зданий

4.2.1 В энергопассивном здании следует проектные решения ориентировать на

обеспечение комфортного микроклимата в помещениях здания без использования

традиционной системы отопления.

4.2.2 При строительстве энергопассивного здания следует применять доступные,

качественные, экологически чистые и с улучшенными теплоизоляционными свойствами

строительные материалы, изделия и конструкции.

4.2.3 При проектировании малозатратного энергопассивного здания следует

соблюдать два основных положения:

 уменьшить теплопотери через ограждающие и светопрозрачные конструкции,

дверные проемы;

 оптимизировать теплопоступления при пассивном использовании солнечной

энергии.

4.2.4 При проектировании энергопассивных зданий следует применять известные,

опробованные и испытанные на практике методы сокращения теплопотерь:

• улучшенная замкнутая теплоизоляция наружной оболочки здания (стандартные

строительные конструкции - стены, плиты перекрытия, кровля, полы, двери и окна);

• компактность и форма здания;

• исключение или максимально возможное уменьшение количества возможных

«мостиков холода» за счет качественного выполнения теплоизоляционных работ;

• использование специальных энергоэффективных светопрозрачных конструкций и

окон;

• применение вентиляционной установки с системой высокоэффективной

рекуперации тепла из вытяжного воздуха.

Для достижения стандарта энергопассивного здания дополнительно к

перечисленным правилам следует применять инновационные энергосберегающие

технологии, современные теплоизоляционные строительные материалы

возобновляемые источники энергоснабжения.

5 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

5.1 Общие положения

5.1.1 Теплоизоляцию внутренней и внешней оболочки энергопассивного здания

следует выполнять:

 из материалов с низким коэффициентом теплопроводности;

 в несколько слоев для достижения достаточной и необходимой толщины,

 плотно и без зазоров, укладывая теплоизоляционные материалы на

ограждающие конструкции здания по всей площади поверхности.

5.1.2 При проектировании наружных стен здания по возможности следует

стремиться к минимизации их площади за счет:

 применения компактного способа строительства с благоприятным

соотношением А/V, [м²/м³]

(отношение площади внутренних поверхностей наружных

ограждающих конструкций здания к отапливаемому объему здания);

 сооружения пристроек вместо отдельно стоящих зданий;

 отказа от сложных форм наружной теплоизоляционной оболочки здания.

5.1.3 Основные принципы теплоизоляции энергопассивного здания:

 все помещения, температура которых в зимнее время должна быть выше плюс

15^оС (комфортная жилая зона) должны иметь замкнутую теплоизоляционную оболочку,

охватывающую эти помещения;

 замкнутая термическая оболочка, которая прерывается только в местах

установки светопрозрачных конструкций и окон, должна иметь во всех местах высокие

теплоизоляционные характеристики. Минимальную толщину утеплителя из класса по

коэффициенту теплопроводности не более λ = 0,04 Вт/(м°С) следует брать не менее 25 см

в любом месте теплоизоляционной оболочки и менее при обосновании расчетным путем.

5.1.4 При проектировании целесообразно, чтобы коэффициент теплопередачи U

теплоизоляций непрозрачных наружных строительных элементов был приближен к 0,1

Вт/(м²К)

(соответствует сопротивлению теплопередачи R_о

(м^2оС)/Вт), что

равнозначно эквивалентной толщине эффективного утеплителя около 40 см.

Таблица 1 - Параметры теплоизоляции энергопассивного здания из

непрозрачных строительных элементов

Эквивалентная толщина

U, Вт/(м²К)

утеплителя для группы по

или [R_о = 1/U,

коэффициенту теплопроводности

(м^2оС)/Вт]

λ = 0,04 Вт/(м˚С)

Необходимая

минимальная

0,15 [6,67]

25 см

величина в каждом месте:

Как

правило,

необходимо

0,10 [10,0]

40 см

стремиться к величине:

На основе известных методов утепления следует внести совершенно новые,

экономически обоснованные конструктивные детали для уменьшения теплопотерь

ограждающими конструкциями здания.

5.1.5 Конструкции стен, кровли, фундамента энергопассивного здания должны

отвечать высоким требованиям теплового сопротивления. Материал и толщину

теплоизоляционного слоя следует определять из следующих условий: коэффициент

теплопередачи ограждающей конструкции ―U‖ не должен превышать значения 0,15

Вт/м²K.

5.1.6 При проектировании и строительстве энергопассивного здания следует

стремиться к достижению высокой степени герметичности за счет целостности и

неразрывности теплоизоляционного слоя по всей внешней и внутренней поверхности

здания.

5.1.7 Теплоизоляцию следует сконструировать так, чтобы устройство

теплоизоляционной оболочки оказалось очень простым по исполнению и практичным по

долговечности.

5.1.8 На стадии проектирования следует обратить внимание на качественное

выполнение теплоизоляции по проекту.

5.1.9 Для теплоизоляции наружных стен рекомендуется применять:

а) разработанные и испытанные теплоизоляционные конструкции наружных стен,

пригодные для энергопассивных зданий:

б) двух- и многослойную теплоизоляционную конструкцию для утепления

наружных стен с эффективной толщиной теплоизоляции более чем 25 см;

в) несъемную опалубку из пенополистирола и аналогичных современных

теплоизоляционных материалов, которая заполняется бетоном на строительной площадке.

При этом рекомендуется увеличение наружного слоя пенополистирольной или из других

теплоизоляционных материалов опалубки на несколько сантиметров для достижения

стандарта энергопассивного здания;

г) элементы стен из деревянных щитов с двутавровыми легкими балками и более чем

30 см слоем теплоизоляции с обоснованием расчетным путем;

д) многослойные стеновые элементы заводской готовности с теплоизоляцией из

пенополиуретана или аналогичного по свойствам материала;

е) готовые элементы из легкого бетона (ячеистого, пористого) с интегрированной

теплоизоляцией;

ж) блочные шпунтовые дощатые стены с теплоизоляцией, находящейся с наружной

стороны;

з) простую технологию из природного материала: строительство с использованием

тюков из соломы;

и) вакуумную теплоизоляцию, с помощью которой можно успешно достичь низкого

значения коэффициента теплопередачи уже при толщине от 2,5 см.

к) теплоизоляцию из пористого бетона в комбинации с теплоизоляцией из

минеральной ваты.

При проектировании теплоизоляции энергопассивного здания следует учитывать

климатические условия местности, параметры помещений

(микроклимат и

геометрические), характеристики строительных материалов и конструкций и другие

необходимые параметры согласно СП РК 3.02-138.

При необходимости следует определять экономически целесообразный уровень

теплозащиты тех или иных ограждающих конструкций и провести оценку экономической

эффективности отдельных энергосберегающих мероприятий.

5.2 Выбор материалов для теплоизоляции энергопассивного здания

5.2.1 При выборе из множества существующих строительных материалов, которые

можно применять для теплоизоляции в энергопассивном строительстве, рекомендуется

применять материалы, отвечающие следующим основным требованиям к ним:

долговечность, надежность, экологичность и пожаробезопасность. Следует учитывать, что

для обеспечения необходимого термического сопротивления выбранный материал должен

иметь низкую теплопроводность и соответствующую толщину.

Рекомендуемый перечень материалов и нужная толщина слоя для обеспечения

коэффициента теплопроводности λ не более 0,15 Вт/м²·K для ограждающей конструкции

энергопассивного здания приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Толщина слоя для обеспечения λ не более 0,15 Вт/(м²K)

Название

Толщина

Прессованная солома

55 см

Пеностекло

20-50 см

Плиты из коркового дерева

30 см

Минеральная вата

26-28 см

Пенопласт

25-28 см

Экструдированный пенополистирол

23 см

Вакуумная изоляция (панели с откачанным воздухом)

4-5 см

6 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЯ

6.1

При проектировании энергопассивного здания следует выполнять

теплоизоляционные слои без разрывов и отказаться от применения сложных

конструктивных элементов в архитектуре: они могут привести к неконтролируемой

потери тепла и значительно ухудшить тепловой баланс здания. Поэтому такие

архитектурные элементы здания как терраса, балкон и т.д. рекомендуется конструировать

в виде отдельно стоящих пристроек, независимо от основного здания.

Рекомендуется применять дополнительную теплоизоляцию в местах соединения

между различными типами ограждающих конструкций (стена и фундамент, стена и

кровля и т.п.), которые являются потенциально опасными областями для образования

мостиков холода.

6.2

Во всех местах сквозного прохождения трубопроводов, вентиляционных

каналов или элементов строительных конструкций

(грани, углы, стыки) следует

принимать дополнительные меры по исключению или минимизации теплопотерь.

6.3

При проектировании

энергопассивных зданий следует использовать

отдельный фундамент для выступающих конструктивных элементов

(например,

балконная плита) с отделением этих элементов от бетонного перекрытия для исключения

проникновений в теплоизоляционную оболочку и во избежание мостиков холода.

6.4

При проектировании энергопассивных зданий следует придерживаться

следующих правил, которые эффективно снижают теплопотери, возникающие из-за

мостиков холода:

 по возможности не делать технологические отверстия в наружной

теплоизоляционной оболочке;

 расположение утеплителя в стыках строительных элементов следует

проектировать без пустых пространств, т.е. стык должен быть полностью изолирован;

 выбирать по возможности грани с тупыми углами.

ПРИМЕЧАНИЕ Если не возможно избежать отверстий в теплоизоляционном слое, то

необходимо по возможности в этом месте максимально увеличить сопротивление теплопередачи в

слое теплоизоляции, например, использовать пористый бетон или древесину

6.5

При проектировании следует на плане и в разрезе всю наружную оболочку

(без исключения) в слое теплоизоляции обводить выделяемой по толщине линией в

масштабе, соответствующем минимальной толщине теплоизоляции (для энергопассивного

здания рекомендуемая толщина не менее 25 см).

При проведении расчетов следует обратить внимание на коэффициенты,

учитывающие теплопотери от линейных мостиков холода во внутренних частях

помещений, которые в большинстве случаев оказываются существенно выше, чем

коэффициенты, учитывающие теплопотери от линейных мостиков холода во внешней

ограждающей конструкции здания.

6.6

При проектировании теплоизолирующих оболочек в энергопассивном здании

в качестве расчетной основы следует брать наружный размер. При этом теряется

информация о распределении отопительной нагрузки, но это не имеет существенного

значения в энергопассивном здании.

6.7

При проведении расчета теплопотерь сначала не следует включать в расчет

эффекты, вызванные мостиками холода, и этим можно существенно упростить расчет.

Тогда теплопотери определяются суммой всех обычных потерь через поверхности

наружной оболочки и элементов здания: (U_i·А_i), где U_i - коэффициенты теплопередачи

наружной оболочки и элементов здания, А_i - площадь наружных стен и площади

элементов здания на наружной стене (окна, двери, светопрозрачные конструкции и т.п. ).

Если для линейного коэффициента теплопередачи Ψ_a, учитывающего теплопотери

через линейные мостики холода на внешней ограждающей конструкции здания,

выполняется условие:

Ψ_a≤ 0,01 Вт/(мК),

(1)

то такие элементы с самого начала необходимо классифицировать как элементы без

мостиков холода и теплопотерь.

ПРИМЕЧАНИЕ Коэффициенты ψ_a со значением меньше 0,01 Вт/мК всегда могут приводить

к определенным малым положительным приращениям, которыми можно пренебречь. Кроме того,

остающиеся приращения в некоторой мере компенсируются другими соединениями, в которых

есть отрицательные линейные коэффициенты теплопередачи. Условие относится ко всем

структурам, таким как стыки (соединения), грани и отдельные нарушения целостности наружной

теплоизоляционной оболочки. Регулярные

«помехи», которые появляются в наружных

строительных элементах длиной более 2 м на 1 м² нормативной площади, должны приниматься во

внимание уже с учетом нормативных коэффициентов теплопередачи

- U

(например, часто

установленные стойки, применяемые в деревянных стропильных или панельных конструкциях).

6.8

Для теплоизоляции пола энергопассивного здания рекомендуется

использовать пеностекло или другой материал с повышенным теплоизоляционным

свойством и способный выдерживать большие нагрузки.

6.9

При проектировании следует добиваться целостности изоляционного

покрытия в местах опоры кровли. Для этих целей рекомендуется устанавливать

дополнительный каркас.

6.10 Обеспечение надежной и непрерывной изоляции светопрозрачной

конструкции достигается при ее правильной установке: рама должна выступать за

основную стену здания и крепиться непосредственно к теплоизоляционному слою.

7 ВОЗДУХОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА

7.1 В энергопассивных зданиях наружные оболочки следует проектировать

воздухонепроницаемыми.

ПРИМЕЧАНИЕ Прохождение воздушного потока через швы является существенным

недостатком наружной оболочки: если через шов снаружи вовнутрь легко проходит воздух, то из-

за напора ветра возможно попадание в конструкцию атмосферных осадков. Если воздушный

поток проходит изнутри наружу, то эти последствия уже значительно ухудшают тепло- и

энергосбережение энергопассивного здания. Теплый влажный воздух помещения охлаждается,

проходя через шов; выходя наружу, он может уже не содержать прежнего процента влажности,

так как в холодном воздухе содержится небольшой процент водяного пара. Лишняя влага кон-

денсируется в шве, т.е. конструкция со временем насквозь пропитывается влагой. Через такую

конвективную транспортировку пара в строительную конструкцию попадает гораздо больше

влаги, чем в результате естественной диффузии пара. Очень большой процент всех строительных

повреждений связан с недостаточной герметичностью оболочки здания. Следующие недостатки

такой вентиляции - это плохая звукоизоляция и излишне высокие теплопотери.

7.2 Необходимый воздухообмен в энергопассивных зданиях следует обеспечивать

системой принудительной вентиляции. Наличие швов в наружной оболочке

энергопассивного здания нарушает работу системы вентиляции и приводит к

значительному возрастанию теплопотерь, так как при наличии проходящего через швы

потока воздуха применение рекуперации становится слабоэффективным.

ПРИМЕЧАНИЕ Герметичность пассивных зданий проверяется измерением с помощью

«теста давлением»: с помощью вентилятора, установленного в проеме наружной двери или окна,

создают во всем здании определенное разрежение

(обычная величина разности давлений

составляет

50 Па). Измеряется количество воздуха, проходящее через неплотности внутрь

помещения, при этом в помещении создается пониженное давление. Эта разность давлений и

позволяет определить наличие утечки воздуха.

7.3 Внутреннюю штукатурку энергопассивного здания следует наносить без

разрывов, от чистого пола до низа перекрытия. Также следует провести оштукатуривание

поверхности за лестницей (между лестничным маршем и стеной).

7.4 Для герметизации деревянных конструкций (такие, как крыша с висячими

стропильными фермами) в плоскости следует закрывать всю поверхность теплоизоляции

сплошной полиэтиленовой пленкой. Полотна пленки необходимо склеивать тщательно и

надежно, используя двустороннюю самоклеящуюся уплотнительную ленту на

бутилкаучуковой основе.

Места примыкания оконных рам к стене и бетонные перекрытия также следует

выполнять герметичными.

7.5 В проекте энергопассивного здания следует выбирать предварительно

герметизированные конструкции, тогда воздухонепроницаемости всех остальных

конструктивных элементов будет зависеть, прежде всего, от стыков между строительными

элементами.

7.6 При проектировании следует предусматривать, чтобы воздухонепроницаемая

оболочка охватывала весь отапливаемый объем здания и представляла собой полностью

плотно закрытую поверхность.

7.7 Воздухонепроницаемые поверхности различных строительных конструкций

здания должны быть плотно соединены друг с другом. Следует добиваться единой

воздухонепроницаемой поверхности-оболочки по всему внутреннему пространству с

герметичным соединением стыков всей плоскости внутренних стен с нижней и верхней

поверхностью помещения.

7.8 Воздухонепроницаемость достигается, если:

 все элементы запроектированы в простом исполнении;

 большие замкнутые поверхности выполнены с применением надежных и

испытанных ранее основных конструкций;

 строго выполняются принципы по устройству стыков;

 сквозные проколы (разрывы) оболочки минимальны.

7.9 Для решения проблемы разрывов следует использовать выпускаемые

промышленностью вспомогательные средства: воздухонепроницаемые монтажные

коробки для электрической проводки и специальные воздухонепроницаемые манжеты,

например для проходящих через наружную стену труб.

Испытанным способом является уплотнение разрывов с помощью гипса или

пластичного раствора.

7.10 На каждый оголовок балки перекрытия следует предусматривать заполнение в

стыке со стеной слоем штукатурки, иначе пустотелое перекрытие образует идеальный

(недопустимый) воздушный распределитель, что ведет к потере герметичности.

7.11 В санитарно-техническом помещении (например, в ванной комнате) с большим

количеством монтажных отверстий перед монтажом оборудования и выполнением

облицовки стену следует предварительно оштукатуривать.

8 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

8.1

При проектировании энергопассивного здания следует отказаться от

использования инфильтрации воздушного потока через неплотности, а также через

светопрозрачные проемы в качестве дополнительной системы вентиляции.

ПРИМЕЧАНИЕ В домах на 3...5 человек нормативное поступление свежего воздуха

составляет

90«150 м³/ч. В обычном случае этот расход воздуха примерно соответствует

нормативному расходу отработанного воздуха из туалетов (по 20 м³ч), ванн (40 м /ч) и кухонь (60

м³/ч). Благодаря непрерывному движению воздуха обеспечивается постоянное удаление влаги. В

случае объединения системы вентиляции с вытяжным колпаком над кухонной плитой необходимо

во время приготовления пищи обеспечить вытяжку минимум 150 м³/ч.

8.2

При проектировании энергопассивного здания для реализации требуемой

вентиляции рекомендуется устанавливать небольшую установку с рекуператором тепла

(недорогую, с

необходимым расходом и сравнительно простую с маленьким

вентилятором для постоянной вытяжки воздуха из влажных помещений: ванные комнаты,

туалеты и кухни). Если оболочка здания достаточно герметичная, свежий воздух

устремляется через предназначенные для этого каналы в стенах общих комнат, столовой,

детской и спальной. Для достижения благоприятного микроклимата в помещениях и с

целью исключения дополнительных теплопотерь эти воздушные каналы должны быть

смонтированы по возможности высоко и над отопительными приборами

(при их

наличии).

8.3

Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла должна быть

высокоэффективной: доля возврата тепла (КПД) рекуператора должна составлять более

75%.

8.4

Рекомендуемые нормы расхода вентиляционного воздуха:

 условие для приточного воздуха: постоянно обеспечивать приток наружного воздуха

30 м³/ч на человека.

 условие для отработанного воздуха: воздух отводится через влажные помещения, а

именно, ванные - 40 м³/ч, души и туалеты - 20 м³/ч, а также кухни - 40...60 м³/ч.

В итоге для приточного и вытяжного воздуха следует использовать максимум из

приведенных значений, при этом не следует превышать это значение. Если в основные

зимние месяцы осуществляется чрезмерная вентиляция, то это приводит к осушению

воздуха.

8.5

Потребление электрической энергии вентиляторами, а также приборами

регулировки и управления для вентиляции должно сохраняться на небольшом уровне -

контрольное значение должно составлять 0,3...0,45 Вт общей мощности на требуемый 1

м³ воздушного объема в час. Столь малая величина электропотребления достигается

оптимизацией всей системы вентиляции

и применением высокоэффективных

вентиляторов с равномерным потоком.

8.6

Устройство системы вентиляции в энергопассивных зданиях следует

проектировать тщательно: целесообразной является система вентиляционных каналов,

которые выполнены по возможности короткими, неразветвленными и малоизогнутыми.

Можно использовать гладкостенные, отвечающие гигиеническим требованиям,

воздухонепроницаемые воздуховоды (например, спирально-навивные). Скорость потока в

вентиляционных каналах, при нормальном режиме эксплуатации, не должна превышать 3

м/с, что достигается при диаметре главных каналов равным 150 мм и более.

8.7

При проектировании системы вентиляции следует, чтобы помещения, из

которых удаляется вытяжной воздух, находились относительно близко друг к другу, а

помещения с приточным воздухом расположены компактно. Это позволяет рационально

расположить магистрали воздуховодов приточного и вытяжного воздуха (можно обойтись

одной главной ниткой воздуховода для приточного и одной для вытяжного воздуха).

ПРИМЕЧАНИЕ Такое размещение имеет достоинство в том, что остальные трубопроводы

других систем (холодная вода, горячая вода, канализация) могут быть также короткими; это

размещение уменьшает потери энергии и снижает капитальные затраты. Лучше всего разделить

проект системы вентиляции в здании на три зоны: зона приточного воздуха (она охватывает, как

правило, все жилые комнаты принятия пищи, детские, спальни и рабочие комнаты); переходная

область (охватывает, например, коридоры и лестничную клетку) и зона вытяжного воздуха (здесь

соединяются все влажные помещения и комнаты со специфической эксплуатацией).

8.8

Все помещения для зон приточного и отработанного воздуха должны иметь

вентиляционные отверстия достаточного размера, чтобы переток воздуха был возможен

без помех даже при закрытых внутренних межкомнатных дверях. В качестве основного

правила необходимо выполнять непременное условие: скорость воздуха в проходных

отверстиях не должна превышать

1 м/с. При выполнении этого требования

устанавливается направленный воздушный поток из помещений с приточным воздухом,

через промежуточную зону в помещения с вытяжным воздухом. Таким образом, в

энергопассивном здании с самого начала устраняется проблема распространения

нежелательных запахов и вредных летучих веществ.

8.9

Для создания комфортной воздушной среды в помещениях энергопассивного

здания необходимо обратить внимание на гигиенически безупречный воздуховод, для

этого:

- следует избегать режима рециркуляции воздуха;

- применять высококачественный фильтр тонкой очистки (класс фильтра F7 или F8)

в приточной камере. В этом случае воздуховоды достаточно продолжительное время

остаются идеально чистыми и гигиеничными;

- непосредственно над местом приготовления пищи необходимо установить

защитный колпак для засасывания циркуляционного воздуха как отдельную систему.

8.10 При применении больших теплообменников может начаться процесс

обледенения в зоне удаляемого воздуха при температурах окружающей среды ниже -5 ˚С.

Для решения этой проблемы следует применять грунтовый теплообменник.

ПРИМЕЧАНИЕ Для устройства грунтового теплообменника укладывается (в зависимости

от размеров энергопассивного здания) от 1 до 5 трубопроводов примерно 12...30 м длиной в

траншеи, приблизительно на 1 м ниже фундаментной плиты здания. Трубы служат для подачи

предварительно очищенного наружного воздуха. Вследствие этого даже при очень низких

температурах свежий воздух зимой подогревается до 1«10 °С.

8.11 Расчет теплопотерь через приточно-вытяжную систему вентиляции

энергопассивного здания с рекуперацией тепла, с учетом инфильтрации следует

проводить по нижеследующей схеме 3:

КПД всей вентиляционной системы равен:

η = К_CВ - (1 - η_Т)(1 - η_ГТ ),

(2)

где К_CВ - средняя кратность воздухообмена системы вентиляции,

η_Т - эффективный КПД теплообменника,

η_ГТ - КПД грунтового теплообменника (если применяется).

Отсюда определяется (вместе с кратностью воздухообмена за счет инфильтрации

n_Кinf) действительная энергетическая кратность воздухообмена по формуле:

n_K = n_КCВ(1 - η) + n_Кinf ,

(3)

где n_КCВ - средняя кратность воздухообмена системы вентиляции,

n_Кinf - кратность воздухообмена за счет инфильтрации.

С этим значением рассчитываются теплопотери от вентиляции по формуле:

Q_В = n_K·V_·C_P·G,

(4)

где V - действительный объем воздуха (отапливаемая площадь, умноженная на

среднюю высоту помещения);

С_p - удельная теплоемкость воздуха, равная 0,33 Вт-ч/(м³К).

9 ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

9.1 При проектировании системы водоснабжения энергопассивного здания следует

самое большое внимание уделять расходу энергии для нагрева горячей воды в связи с

незначительностью или вообще отсутствием потребления энергии на отопление.

ПРИМЕЧАНИЕ В зависимости от потребности одной семьи энергопотребление с горячей

водой составляет от 1500 до 5000 кВтч/год. К этому часто добавляются еще от 1000 до 3000

кВтч/год на теплопотери емкостного водонагревателя, инженерных коммуникаций и

циркуляционных трубопроводов, а также тупиковых трубопроводов.

9.2 Для энергопассивного здания следует тщательно проектировать оборудование,

необходимое для нагрева горячей воды для бытового использования.

В первую очередь необходимо заложить мероприятия по уменьшению теплопотерь:

 принципиально следует укладывать все проходящие трубопроводы с горячей

водой внутри утепленной оболочки здания, по возможности там же должен находиться

емкостный водонагреватель. Тогда теплопотери от этих устройств по крайней мере в

отопительный период будут полезными для помещения; кроме того, этим решается

проблема защиты от морозов.

 сеть горячего водоснабжения должна иметь по возможности короткие

трубопроводы, это снижает как капитальные затраты, так и линейные теплопотери. При

проектировании это означает, что помещения энергопассивного здания нужно располагать

так, чтобы точки отбора воды находились по возможности рядом. Тогда в плане кухни,

ванные комнаты, туалеты и другие влажные помещения также должны находиться по

возможности рядом или друг над другом. Это дополнительно сберегает средства на

устройство водоснабжения, канализации и каналов вытяжного воздуха.

 если вопреки рекомендации первого пункта трубопроводы расположены за

пределами теплоизоляционной оболочки, то их необходимо тщательно утеплять.

Необходимым и экономически целесообразным является удвоение толщины утеплителя,

необходимо обратить внимание на закрытую теплоизоляционную оболочку без мостиков

холода.

 трубопроводы горячей воды и емкостный водонагреватель для хозяйственно-

питьевой воды необходимо теплоизолировать даже в том случае, если они

устанавливаются внутри отапливаемого помещения. Это служит не только для

уменьшения потерь энергии, но также необходимо для ограничения нагревания здания

летом.

 следует применять оборудование, экономящее потребление воды. Надежными

считаются, например, души с экономичным режимом, смесители с термостатами и

ограничители расхода.

9.3 Для эффективного нагрева хозяйственно-питьевой воды в энергопассивном

здании следует применять следующие альтернативные варианты:

 в здании с таунхаусами центральное горячее водоснабжение, охватывающее все

секции, циркуляционный трубопровод необходимо прокладывать в пределах

отапливаемой области.

 нагрев хозяйственно-питьевой воды желательно осуществлять центрально,

например, с помощью высокоэффективного конденсационного котла. В случае

применения солнечных коллекторов фактор экономии энергии резко возрастает.

В энергопассивном здании рекомендуется применять солнечные коллекторы,

встроенные в крышу или стены, которые устанавливаются уже в предварительно

изготовленное место в оболочке здания. Высокая степень использования солнечной

энергии достигается, если емкостной водонагреватель (использующий энергию солнца)

рассчитывается на некоторую среднюю температуру, а дополнительный подогрев

осуществляется в проточном электронагревателе.

 при небольших потребностях в нагреве хозяйственно-питьевой воды можно

применять небольшие (компактные) котлы, использующие доступные горючие материалы как,

например, дрова, деревянные гранулы и брикеты.

 экономичным вариантом для нагрева хозяйственно-питьевой воды является

применение теплового насоса.

Источником тепла может быть удаляемый воздух из теплообменника системы

вентиляции типа воздух-воздух. Большую часть времени года удаляемый воздух имеет

температуру более +15 ˚С. Кроме этого, добавляется теплота конденсации водяного пара,

содержащегося в удаляемом воздухе с тепловым потоком от 200 до 400 Вт. Получаемый

суммарный тепловой поток может составить от 500 до 800 Вт. Применяя тепловой насос с

этим источником тепла, можно получить от 500 до 1800 кВтч/год для нагрева горячей

воды. Если тепло удаляемого воздуха используется для необходимого минимального

отопления во время небольшого количества особо холодных дней, следует предусмотреть

и систему прямого подогрева хозяйственно-питьевой воды.

Варианты использования возобновляемых источников энергии и их проектирование

следует осуществлять согласно рекомендациям СП РК 3.02-140.

При использовании сетевой электрической энергии для нагрева горячей воды для

снижения энергопотребления в энергопассивном здании следует применять установку с

нагревателем проточной воды. Предложенный вариант предполагает оптимизацию

удельного расхода потребляемой энергии для энергопассивного здания.

10 ОПТИМИЗАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

10.1 При проектировании системы энергоснабжения в энергопассивном здании

следует рассмотреть варианты снижения потребления электроэнергии путем подбора

бытовых электроприборов с эффективными техническими характеристиками, с низким

потреблением электроэнергии.

10.2 При освещении в энергопассивном здании следует исключить применение

обычных ламп накаливания, вместо них рекомендуется использовать светодиодные или

компактные флуоресцентные лампы (лампы дневного света) с электронным стартером с

минимальной световой отдачей до

-90 лм/Вт. Задаче экономии электроэнергии

отвечает внедрение систем регулирования

(диммирования) установок утилитарного

наружного освещения, создание осветительных установок с применением полых

световодов для максимального использования естественного солнечного света.

10.3 При проектировании электрооборудования необходимо обратить внимание на

многие приборы (внутренний телефон, кабельный тюнер, радиотелефон и т.д.), которые

имеют свой отдельный небольшой блок питания от сети с постоянным потреблением

более чем 10 Вт электрической мощности с минимальным потреблением «в режиме

ожидания».

10.4 Если установлена эффективная система для нагрева горячей воды, например, с

помощью солнечного коллектора или емкостного водонагревателя с тепловым насосом,

работающего за счет тепла воздуха внутренних помещений, то выгодно подключение

стиральной и посудомоечной машины к этому источнику горячего водоснабжения.

10.5 При использовании системы вентиляции следует по возможности достичь

величины энергопотребления, равной 0,25 Втч/м³.

10.6 Телевизоры и компьютеры необходимо эксплуатировать с использованием

высокоэффективных плоских дисплеев и снабжать современным энергосберегающим

регулированием (спящий режим) для режима ожидания.

10.7 Использование вакуумных теплоизоляционных панелей в холодильниках с

морозильными камерами позволяет достигнуть годового потребления электроэнергии

менее 100 кВтч/год.

Для приготовления пищи может быть разработана индукционная плита, изолирован-

ная снизу вакуумной теплоизоляцией и с электронным регулированием варки.

11 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

11.1 Для обеспечения высоких показателей экономии энергоресурсов в

энергопассивных зданиях применение солнечной энергии является одним из

основополагающих критериев. Использование солнечной энергии в энергопассивных

зданиях разделяют на два типа:



активное использование солнечной энергии;



пассивное использование солнечной энергии.

11.2 Активное использование солнечной энергии подразумевает под собой

использование механических или электрических установок для преобразования, передачи

и распределения солнечной энергии. Примерами такого использования являются

гелиоколлекторные системы и фотоэлектрические установки.

11.3 Под пассивным использованием солнечной энергии подразумевается ряд

конструктивных и архитектурных принципов строительства здания, позволяющие

сбалансировать энергетические потребности. Окна, стены, пол и крыша энергопассивного

здания проектируются таким образом, чтобы обеспечить максимальное поглощение,

хранение и распределение солнечной энергии в отопительный период и защитить здание

от солнечного излучения в летний период.

11.4 Для максимально эффективного использования солнечной энергии следует

правильно ориентировать энергопассивное здание по сторонам света.

Фасад дома, как правило, следует ориентировать в южном направлении, который по

возможности не должен затеняться деревьями или другими конструкциями.

С юга следует располагать максимальное количество светопрозрачных ограждений,

которые бы пропускали в здание лучи зимнего низкого солнечного излучения. На

северной же стороне здания количество и площадь окон следует сводить к минимуму или

вовсе исключить.

11.5 Летнюю солнцезащиту следует реализовывать за счет установки

дополнительных конструкций в виде эркеров, карнизов, террас, балконов. Это позволяет

затенить светопрозрачные ограждения, и препятствуют прямому попаданию лучей

летнего солнца в здание.

11.6 При проектировании следует учитывать, что светопрозрачные проемы

энергопассивных зданий работают как солнечные коллекторы и теплопоступления от

пассивного использования солнечной энергии вносят основной вклад в возмещение

теплопотерь.

11.7 Следует добиваться баланса между используемыми теплопоступлениями от

солнечной энергии и дополнительными теплопотерями в основные зимние месяцы.

Светопропускающие строительные элементы, площади которых увеличены с целью

пассивного (большего) использования солнечной энергии, неизбежно приводят и к более

высоким теплопотерям в связи с явно более высокими коэффициентами теплопередачи,

чем непрозрачные стены или кровли: типичные для энергопассивного здания

коэффициенты теплопередачи: U_стены = 0,15 Вт/(м²К) и U_{остекления} = 0,7 Вт/(м²К).

Приведенные сопротивления теплопередачи оконных конструкции и балконных

дверей при строительстве и реконструкции зданий следует брать не менее:

- RF^r ≥ 0,8 м²×^oC/Вт при градусо-сутках 3500 и менее;

- RF^r ≥ 0,9 м²×^oC/Вт при градусо-сутках более 3500 и до 5200;

- RF^r ≥ 1,0 м²×^oC/Вт при градусо-сутках более 5200.

11.8 Основные принципы для пассивного использования солнечной энергии в

энергопассивных зданиях:



теплопотери через прозрачные поверхности должны быть незначительными.

Необходимы высококачественные остекления, которые имеют высокую пропускающую

способность солнечной энергии, но прежде всего - низкий коэффициент теплопередачи

(U);



прочие потери по периметру окна должны быть незначительными: мостики

холода в местах соединения остекления с оконной рамой (по краям остекления), а также в

местах примыкания оконной рамы и наружной стены при правильной герметизации

значительно снижают теплопотери;



ориентация светопрозрачных конструкций на юг и отсутствие препятствий

перед фасадом здания, дающих тень.



остекление светопрозрачных проемов с установкой стеклопакетов с тремя

(двухкамерные) и более стеклами с двумя слоями низкоэмиссионного покрытия и с

заполнением криптоном или аргоном (U = 0,5...0,8 Вт/(м²К), или R_о = 1 / U = 2,0... 1,25

(м²°С)/Вт). При этом температура на внутренней поверхности остекления будет равна

примерно температуре внутри помещения, что позволяет уменьшить количество секции

отопительного прибора под окном или совсем исключить их применение.

11.9 Следует особое внимание обращать на качество остекления, которое является

более важным, чем количество остекления

(доля остекления от общей площади).

Проектирование светопрозрачных проемов с большими площадями в ориентированной

на юг ограждающей конструкций энергопассивного здания не является обязательным

условием.

Возможные типы остеклений, которые являются пригодными для установки в

энергопассивных зданиях, приведены в таблице 3.

11.10

Рекомендуемые условия остекления, пригодные для энергопассивного

здания:

 критерий комфорта: U_g≤ 0,8 Вт/(м²К);

 критерий энергоэффективности: U_g- 1,6 Вт/(м²К) · g ˂ 0,

где U_g- коэффициент теплопередачи остекления,

g - коэффициент общего пропускания солнечной энергии.

Выполнение этих условий позволяет в зимние дни иметь положительный баланс

между поступающей солнечной энергией и теплопотерями через эти остекления

вследствие лучистого теплообмена и отсутствия конвекционного процесса, способных

вызвать теплопотери в энергопассивном здании.

11.11

При проектировании энергопассивного здания следует предусматривать

оконные рамы с высоким термическим сопротивлением (герметизацией), что позволит

изначально исключить или по возможности максимально снизить теплопотери в местах

соединения остекления с рамой.

Таблица 3 - Возможные типы остеклений в энергопассивных зданиях

Коэфф.

теплопередачи

общего

Тип остекления

остекления U_g,

пропускания

Вт/(м²К), [R_{остекл.,}

солнечной

(м^2˚С)/Вт]

энергии g, %

2 стекла с одним низкоэмис. покрытием / аргон

1,1«1,4

(этот тип остекления при больших площадях не

55«68%

[0.91«0,71]

пригоден для пассивных зданий)

стекла с двумя низкоэмиссионными

0,5«0,7

45«57%

покрытиями, 2*11 мм/криптон

[2«1,43]

стекла с двумя низкоэмиссионными

0,6«0,8

45«53%

покрытиями, 2*16 мм/аргон

[1,66«1,25]

Двойная оконная рама, два стеклопакета с двумя

0,6

стеклами

(2*2 стекла) с одним низкоэмис.

47%

[1,66]

покрытием на каждом / аргон

2 стекла с одним низкоэмис. покрытием / аргон, и

0,8

перед ними одно стекло с твердым покрытием (k -

50%

[1,25]

стекло)

11.12

В энергопассивном здании следует использовать такие оконные рамы, чтобы

при монтаже остекления с U_g = 0,7 Вт/(м²К) в оконную раму усредненный коэффициент

теплопередачи окна U_w достигал значения U_w < 0,8 Вт/(м²К) 2. Обоснование этого

критерия вытекает непосредственно из условий комфорта. В строительных проектах

следует предусматривать правильное выполнение монтажа этих окон в наружные стены

энергопассивного здания без мостиков холода.

При этом эффективный коэффициент теплопередачи светопрозрачных конструкций

рассчитывается согласно методике, приведенной в 2, с учетом потерь от мостиков

холода, по формуле:

U_W,eff = (A_gU_g + A_fU_f+ s_g_g + s_Einbau_Einbau)/A_W

(5)

где U - коэффициенты теплопередачи (g - остекления, ƒ - рам, w - окон);

А - площади остекления;

- линейные коэффициенты теплопередачи

(коэффициенты, учитывающие

теплопотери через линейные мостики холода);

s - длины мостиков холода.

s_Einbau и _Einbau - с учетом технологии монтажа оконных рам в стене.

11.13 При проектировании энергопассивного здания из следующих различных

вариантов теплоизолированных оконных профилей и конструкций следует выбирать:

 рамы с полиуретановой (или с альтернативным материалом) теплоизоляцией со

статическими элементами жесткости из стальных, алюминиевых или стекловолоконных

профилей;

 пластиковые профили для рам с двумя-тремя воздушными камерами на

внутренней и наружной стороне соответственно, с внутренним расположением элемента

жесткости;

 рамы с наружной оболочкой из дерева, металла или пластика и с внутренним

заполнением из вспененного пенополиуретана (или из альтернативного материала);

 деревянные окна с теплоизоляционным вкладышем из мягкой

теплоизоляционной древесно-волокнистой плиты или из бальзы;

 рамы из вторичного пенополиуретана (или из альтернативного материала) или

другие высокотехнологические и современные светопрозрачные конструкции.

Вследствие герметизированной защиты краев остекления практически полностью

устраняются мостики холода в стыке остекления и рамы.

11.14 Оконные рамы, пригодные для энергопассивного здания, должны иметь на

10...25 мм большую величину заглубления края остекления

(высоту защемления

стеклопакета), чем у обычных рам. Таким образом, мостики холода уменьшаются путем

глубокой «упаковки». При выполнении заглубленного стыка грани остекления с рамой

теплопотери от мостиков холода будут снижены примерно до 80% (понижение линейных

коэффициентов теплопередачи до 80%).

11.15 Не следует наружную сторону окна располагать в одной плоскости с наружной

плоскостью стены здания, в противном случае теплоизоляция вообще не перекроет раму.

Также не рекомендуется располагать светопрозрачные конструкции в наружной

стене, сильно смещая их во внутрь стены.

ПРИМЕР Когда внутренняя поверхность остекления, не подверженная негативным внешним

воздействующим факторам, имеет температуру около +16,8 ˚С при наружной температуре минус

15 ˚С, температура на внутренней поверхности по кромке остекления понижается до +5,5 ˚С. При

этом температура на внутренней поверхности рамы соответственно на уровне узла соединения

края остекления с рамой, в середине рамы и в области монтажного стыка рамы с наружной стеной

находятся между +11,6 ˚С...+14 ˚С - что приводит к потерям тепла из-за отсутствия баланса, чем в

правильно установленных окнах.

Поэтому светопрозрачные конструкции следует располагать в благоприятной зоне, внутри

теплоизолированной стены, в теплоизоляционной системе. Тогда теплоизоляция дополнительно

перекрывает блок рамы по периметру и эффективный коэффициент теплопередачи окна снижается

и становится менее 0,8 Вт/(м²К).

11.16 При архитектурном решении остекления следует применять способ, при

котором одна часть остекления выполняется глухим (неоткрывающимся). Тогда такое

остекление может составить единое целое с теплоизоляционной оболочкой, то есть

свободно выходить из непрозрачной оболочки и в ней же заканчиваться. Благодаря этому

можно значительно снизить теплопотери по краям окон и создать еще большую долю

прозрачных элементов.

С другой стороны, при проектировании здания на фасаде следует предусмотреть и

открывающийся элемент (элементы) с достаточно большой поверхностной площадью для

летнего сквозного проветривания помещений здания.

11.17 Для окон восточной и западной ориентации следует использовать конструкции

затенения для ослабления теплопоступления от солнечных лучей в летний период.

11.18 При наличии оконных проемов на северной стороне фасада здания следует

проектировать светопрозрачные конструкции с возможно меньшей площадью.

11.19 Для всех светопрозрачных конструкций энергопассивного здания следует

применять следующие правила:

 окна должны быть незатененными и с тройным и более остеклением, с

низкоэмиссионным покрытием;

 окна должны быть не очень большими по площади, с качественно утепленными

оконными рамами, при малой величине отношения площади самой рамы к площади

остекления;

 абсолютная герметичность всех конструктивных проемов и строительных

элементов по всему периметру (дверные и светопрозрачные проемы, отверстия, стыки,

геометрические выступы и ниши и т.д.),

 для дополнительной теплоизоляции на светопрозрачных проемах рекомендуется

устанавливать ставни, жалюзи или шторки.

 главным критерием при выборе стеклопакетов является энергоэффективность

профиля оконной рамы (например, для северных районов следует предусматривать 5-ти и

более камерные, шириной более

70 мм и стеклопакеты с энергосберегающими и

солнцезащитными стеклами).

11.20 При необходимости проектирования зимнего сада в энергопассивном здании

следует:

 избегать больших поверхностей остекления в восточном и западном

направлениях и плоских наклонных остеклений (с целью защиты от летней жары);

 предусмотреть возможность затенения и естественного проветривания летом;

 обращать внимание на наличие затенения частей здания зимой, расположенных

позади зимнего сада: сильное затенение может привести к невозможности или

затруднению пассивного использования солнечной энергии;

 к теплоизоляционной оболочке здания, примыкающей к зимнему саду,

необходимо предъявлять высокие, соответствующие стандарту энергопассивного здания

требования, так как в зимнем саду может быть очень холодно;

 необходимо проектировать стеклянные пристройки к фасаду здания

неотапливаемыми.

Если пристройка из остекления отапливается, то потребность на отопление очень

высока. Тогда стандарт энергопассивного здания достижим только с использованием

специального остекления и самой пристройки с хорошо теплоизолированными рамами.

Следует применять современные оконные конструкции большой площади со стойками и

ригелями высокого качества изготовления, при этом наружную стену пристройки следует

утолщать и качественно теплоизолировать.

12 ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

12.1 При пассивном использовании солнечного излучения теплопоступления

осуществляются через светопрозрачные конструкции энергопассивного здания и

количественную величину следует определять путем проведения расчетов с помощью

программного средства, позволяющего предварительно рассчитать требуемые параметры

энергопассивности здания.

12.2 При проведении расчетов с помощью программных средств сначала следует

определить все величины, снижающие поступления солнечной радиации (например, доля

площади светопрозрачных проемов, их степень загрязнения за счет влияния внешних

факторов и коэффициент общего пропускания солнечной энергии g), так и коэффициенты

теплопередачи U, соответствующие нормам и обеспечивающим энергопассивность

здания.

Для этого должны быть известны следующие параметры:

 коэффициент теплопередачи остекления - U_g;

 коэффициент теплопередачи оконной рамы - U_f;

 линейный коэффициент теплопередачи, учитывающий мостики холода по краям ос-

текления в соединении с оконной рамой - ψ_g;

 линейный коэффициент теплопередачи, учитывающий мостики холода при монтаже

оконной рамы в наружную стену - ψ_Einbau.

Для сертифицированных окон, пригодных для пассивного дома, эти характеристики

указываются в сертификате.

12.3 Расчет величины теплопоступлений от солнечной радиации через

светопрозрачные конструкций с учетом ориентации здания производится как

произведение понижающего коэффициента - r (для загрязнения, затенения, учета доли

площади светопрозрачных проемов в стене), коэффициента общего пропускания

солнечной энергии через остекление g, площади остекления - А_f, и солнечного излучения

- G с учетом соответствующей стороны света:

Q_СТ= r · g · A_ƒ· G,

(6)

ПРИМЕЧАНИЕ В существующих расчетных программах содержится подпрограмма для

точного определения величины солнечной радиации в любом направлении.

12.4 Текущая величина свободных теплопоступлений равна:

Q_CТ= Q_CР + Q_ВИТ,

(7)

где Q_CР - теплопоступления от солнечной радиации;

Q_ВИТ - теплопоступления от внутренних источников тепла.

При определении теплопоступлений от внутренних источников тепла учитываются

все процессы, происходящие с преобразованием энергии, кроме теплопотерь или

солнечных теплопоступлений, рассмотренных ранее. Таковыми являются (независимо от

знака, так как имеются также внутренние поглотители тепла):

 теплоотдача от людей;

 теплопоступления от электрического оборудования (например, тепловыделения от

бытовых электроприборов);

 теплопоступления от горячей воды;

 поступления влаги от испарения.

12.5 Величину внутренних тепловыделений сильно переоценивать не следует, так

как завышенные значения приведут к более низкому расчетному годовому потреблению

тепловой энергии, что особенно заметно проявляется в энергопассивных зданиях.

Более реалистичный подход приводит для пассивного здания к величине

тепловыделений от внутренних источников тепла Q_ВИТ = 5 « 11 кВт·ч/(м²год). Это

соответствует величине 1,1«2,1 Вт/м².

12.6 Величину используемой доли свободных теплопоступлений показывает

коэффициент использования солнечной радиации η_СР. Коэффициент использования

солнечной радиации сильно зависит от отношения свободных теплопоступлений Q_CТ= Q_CР

+ Q_ВИТ к потерям Q_П = Q_T + Q_В.:

η_СР = Q_СТ/Q_П=(Q_{СР +}Q_ВИТ)_/ (Q_ОК + Q_В),

(8)_.

где Q_ОК - теплопотери через внешние ограждающие конструкции здания.

Коэффициент использования солнечной радиации в решающей мере зависит от

правильного архитектурно-планировочного решения по зданию. Сколько свободного

тепла может использоваться, зависит не только от светопрозрачных конструкций и их

характеристик, но и от всех остальных параметров здания.

12.7 Пригодные для использования теплопоступления от солнечной радиации с

учетом коэффициента использования солнечной радиации определяются как:

Q = η_СР Q_СТ,

(9)

В энергопассивных зданиях коэффициент использования солнечной радиации в

отопительный период может быть меньше: может опускаться ниже

50%, если не

обеспечиваются значительные теплопоступления от внутренних источников тепла и

имеются светопрозрачные конструкции с большей площадью остекления. Однако при

оптимизированных проектных решениях коэффициент использования солнечной

радиации может достигать значений от 95 до 98%.

13 ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

В ЭНЕРГОПАССИВНЫХ ЗДАНИЯХ

13.1 Независимо от того, каким способом вырабатывается крайне низкое

количество тепловой энергии в энергопассивном здании, необходимо обратить внимание

на следующие основные положения для системы отопления:

 систему отопления в энергопассивном здании следует предусматривать

простой и недорогой.

 следует применять генераторов тепла на основе возобновляемых источников

энергии для подготовки горячей воды.

Малая потребность в тепловой энергии на отопление может быть обеспечена и через

такую систему подготовки горячей воды.

 трубы отопления и вентиляционные каналы должны находиться только внутри

теплоизоляционной оболочки здания. Если небольшой участок находится снаружи теплой

зоны, то его необходимо теплоизолировать с расчетной толщиной утеплителя.

 если внутри здания надо установить генератор тепла, работающий на жидком

топливе, то для него необходим отдельный подвод воздуха. Важно, чтобы система подачи

воздуха для горения топлива и система удаления отработанных газов были герметично

отделены от воздуха в помещениях, а также были герметично закрыты в выключенном

состоянии. Иначе существует опасность поступления вредных веществ в помещения

здания, помехи в работе вентиляционной установки и дополнительные,

неконтролируемые, инфильтрационные потери.

 следует использовать различные технические системы для регулирования

маломощной системы отопления.

Например, традиционное распределительное устройство для выработки тепловой

энергии, которое в зависимости от температуры наружной среды, в сочетании с

комнатным термостатом работает в режиме «включение-отключение». Существенным

достоинством данной системы является то, что она в неотапливаемое время года

полностью отключается.

13.2 Учитывая то, что отопительная нагрузка в энергопассивном здании очень

незначительна, проектные решения энергопассивного здания необходимо тщательно

подбирать, чтобы содержать здание в комфортных, теплых условиях.

13.3 Не рекомендуется полностью отключать систему отопления для пассивного

здания, если она запитывается от подогреваемой для бытовых нужд горячей воды: при

крайне низком теплопотреблении это и не обязательно.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(информационное)

РАСЧЁТ ПРИВЕДЕННОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОКОННОГО

БЛОКА

(По методам стандартов ISO 15099/СEN 10077 с использованием граничных условий

ГОСТ 26602.1.)

А.1 В светопрозрачной конструкции применен однокамерный стеклопакет 3-19.8

(аргон, заполнение 90%) общей толщины 26 мм, площадью светопрозрачной поверхности

1 м х 1 м, имеющий коэффициент теплопередачи по центру Ug = 0.186 Вт/(м^2оС).

Окно с калибровочной панелью λ=0.035 Вт/(мК).

Граничные условия моделей: αв = 8.0 Вт/(м^2оС), αн = 23 Вт/(м^2оС), tв = 20^оС и tн = -

20^оС согласно ГОСТ 26601.1.

Для моделей сечения получены следующие значения коэффициента теплопередачи

(U-value):

 Профиль с калибровочной панелью Us-pan = 1.2647 Вт/(м^2оС);

 Профиль с остеклением Us-glz = 1.8608 Вт/(м^2оС).

Принятые здесь обозначения и величины:

d = 0.026 м - толщина панели/стеклопакета.

U_panel

= 1/(1/αн

+ d/λ + 1/αв) = 1.0973 Вт/(м^2оС) - коэффициент теплопередачи

калибровочной панели.

U_f - расчетный коэффициент теплопередачи профиля рамы для модели с панелью.

b_f

= 0.111 м - длина проекции рамы на расчетную поверхность - плоскость,

параллельную остеклению.

b_p

= b_g = 0.190 м - длина проекции панели (или стеклопакета) на расчетную

поверхность.

U_g = 0.186 Вт/(м^2оС) - коэффициент теплопередачи по центру остекления.

l_Ψ = 3.112 м - периметр прозрачной зоны окна [l_Ψ = 2(H + W - 4b_f)].

A_g = 0.60528 м² - суммарная площадь проекции прозрачной зоны остекления.

A_f= 0.394716 м² - суммарная площадь проекции рамы (профиля).

А_окна = 1 м² - площадь проекции оконного блока.

По формуле:

U_f = (U_s-pan ● (b_f + b_p) - U_panel● b_p)/ b_f,

(А.1)

находим значение расчетного коэффициента теплопередачи рамы для модели с панелью

U_f= 1.5512 Вт/(м^2оС),

(А.2)

По формуле:

Ψ = U_{s-glz ●} (b_f+ b_p) - U_f● b_f - U_g● b_g,

(А.3)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(информационное)

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ПО ЭЛЕМЕНТАМ

ЭНЕРГОПАССИВНОГО И ОБЫЧНОГО ЗДАНИЙ

Б.1 Расчет выполняется в соответствии с СН РК 4.02-02

Теплопотери на отопление:

Q_огр = k_i(t_вн - t_нi)  A_i,

(Б.1)

где t_вн - температура внутри здания,

t_нi - температура наружного воздуха,

k_i- коэффициент теплопотерь через наружную ограждающую конструкцию здания,

A_i - площадь поверхности ограждения.

Данные для расчета теплопотерь на отопление и результаты расчета предоставлены

в таблицах Б.1 и Б.2.

Теплопотери на вентиляцию:

Q_в = К (t_вн - t_нi) ^ К_куб,

(Б.2)

где t_вн - температура внутри помещения,

t_нi - температура наружного воздуха,

К - коэффициент рекуперации тепла системой вентиляции,

К_куб - кубатура помещений.

Данные для расчета теплопотерь на вентиляцию и результаты расчета

предоставлены в Таблицах Б.3 и Б.4.

Таблица Б.1

- Ориентировочный расчет теплопотерь на отопление

энергопассивного здания (для примера: t_н = -22 расчетная температура наружного

воздуха)

Наименование

ограждающих

t_вн

k_i

A_i

t_нi

Q_огр

конструкций

Стены подвала

+20

0,19

281

Стены

+20

0,16

240

- 22

1613

Окна, двери

+20

0,83

- 22

2275

Фундамент, подушка

+20

0,18

91,5

Терраса

+20

0,15

-22

Крыша

+20

1,13

145

-22

792

Итого:

5279 Вт

Таблица Б.2 - Ориентировочный расчет теплопотерь на отопление обычного

здания

Наименование

ограждающих

t_вн

k_i

A_i

t_нi

Q_огр

конструкций

Стены подвала

+20

2,3

3404

Стены

+20

2,1

240

- 22

21168

Окна, двери

+20

1,13

- 22

3085

Фундамент, подушка

+20

2,6

91,5

3331

Терраса

+20

0,3

0,15

-22

176

Крыша

+20

2,18

145

-22

17052

Итого:

48216 Вт

Таблица Б.3 - Ориентировочный расчет теплопотерь на вентиляцию

энергопассивного здания

t_вн

t_нi

К_куб

Q_в

980

0,36

4998 Вт

Таблица Б.4 - Ориентировочный расчет теплопотерь на вентиляцию обычного

здания

t_вн

t_нi

К_куб

Q_в

980

0,96

14112 Вт

Сравнение полученных данных показывает, что суммарные теплопотери на

вентиляцию и отопление у энергопассивного здания составляют 10,3 кВт, а в обычном

зданий 62,3 кВт. Таким образом, теплопотери обычного здания больше более чем в 6 раз.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(информационное)

РАСЧЕТ ТЕПЛОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПАССИВНЫХ СИСТЕМ

СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

В.1 Пассивными называются системы солнечного отопления, в которых в качестве

элемента, воспринимающего солнечную радиацию и преобразующего ее в теплоту,

служат внешняя ограждающая поверхность самого здания и его отдельные

конструктивные элементы (светопрозрачные конструкций, кровля).

В.2 Теплопроизводительность определяется по следующей формуле:

Q = Gс_вз ( t_вых - t_вх),

(В.1)

где G - расход воздуха;

свз - удельная теплоемкость воздуха;

t_вых - температура воздуха на выходе;

t_вх - температура воздуха на входе.

В.3 Расход теплоносителя определяется следующим выражением:

G = 3600 į × ρ × υ,

(В.2)

где į - толщина воздушной прослойки;

ρ - плотность воздуха;

υ - скорость движения воздуха.

В.4 Результаты определения расхода воздуха позволяют рассчитать необходимую

площадь живого сечения входных и выходных каналов для поступления воздуха в

помещение следующим уравнением:

Fжс = G/{3600 ρср[2gH (ρвх - ρвых)/ ρср Σξ)]^1/2}),

(В.3)

где ρ_ср - средняя плотность воздуха;

g - ускорение свободного падения;

Н - высота между центрами входного и выходного отверстий;

ρ_вх - плотность входящего в теплоприемник воздуха;

ρ_вых - плотность воздуха на выходе из теплоприемника;

Σξ - сумма местных сопротивлений.

В.5 При расчете практически важно знать температуру воздуха в верхней части

теплоприемника, которая определяется как:

t_вых = 0 .009969 I + 0 .298 t_н - t_вн,

(В.4)

где I - интенсивность солнечной радиации, падающего на поверхность абсорбера;

t_н - температура наружного воздуха;

t_вн - температура внутреннего воздуха.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(информационное)

ПОДСЧЁТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА ЭНЕРГОПАССИВНОГО ЗДАНИЯ

В энергопассивном зданий количество тепла, необходимого для поддержания

благоприятного микроклимата в помещениях зависит главным образом от поддержания

требуемого энергетического баланса с учетом как поступающего извне и производимого в

самом здании тепла, так и теплопотерь, протекающих через ограждающие и

светопрозрачные конструкции здания, а также в процессе вентиляции.

При подсчете энергетического баланса следует учитывать следующие потоки тепла,

которые в конечном результате позволяют определить количество тепла для проведения

оценки энергоэффективности здания по принятым проектным решениям.

Г.1 Поток тепла через конструктивный элемент здания:

q = ΔТ/ (R_si+ΣS_j/ λ_j+ R_se),

(Г.1)

где:

ΔТ - разность температур,

ΔТ = Т₂ - Т₁,

где Т₂ - температура внутри здания,

Т₁ - температура внешней среды;

R_si - сопротивление теплу в прямом направлении;

R_se - сопротивление переходу тепла;

S - толщина слоя;

λ - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя.

Таблица Г.1 - Коэффициент теплопроводности строительных материалов

Материал

Плотность,

λ [Вт/мK]

кг/м³

Бетон

1.800 « 2.400

1,15 « 2,50

Кирпичная стена

1.200 « 1.800

0,50 « 0,81

Дерево

600 « 800

0,13 « 0,20

Пенополистирол

20 « 40

0,05 « 0,032

Вакуумно-изолирующая панель

200

0,008

Чем ниже λ, тем меньше поток тепла, тем лучше теплоизоляция.

Каждый j слой внешнего ограждения здания создаѐт тепловому потоку

сопротивление R_j [м²K/Вт].

R_j= S_j/ λ_j,

(Г.2)

где S_j - толщина каждого слоя.

Общее сопротивление потоку тепла в пропускном направлении в конструктивном

элементе является суммой сопротивлений отдельных слоѐв.

R = ΣR_j

(Г.3)

Тогда общее сопротивление конструктивного элемента переходу тепла является

суммой сопротивлений проходу тепла и общего сопротивления потоку тепла в

пропускном направлении. R_T = R_si+ R_se + ΣR_j

Таблица Г.2 - Сопротивление переходу тепла Rs [м²K/Вт]

Согласно стандарту

Сопротивление переходу тепла [м²K/Вт]

DIN EN ISO 6946

направление потока тепла

вверх

горизонтал

вниз

ьно

Rsi

0,10

0,13

0,17

Rse

0,04

Сопротивление переходу тепла зависит от направления теплового потока и влияния

конвекции, солнечных лучей и теплопроводности верхней поверхности конструктивного

элемента.

Коэффициент теплопередачи U (k) [Вт/(м²K)] указывает, какое количество тепла

проходит через конструктивный элемент между внешним и внутренним воздухом за

секунду, на площади в

1 м² и при разнице температур в

1 К, при постоянных

температурных условиях.

U = 1/( R_si+ R_se + ΣR_j) = 1/R_T

(Г.4)

Г.1 Потери тепла от трансмиссии Q_T

(Г.5)

Q_T = (F_x,i UiAi)Tt

где F_x,i - фактор коррекции температуры,

U_i - коэффициент теплопередачи, [Вт/(м²K)],

A_i - площадь конструктивного элемента, [м²],

ΔT - средняя разница температура в анализируемый период, [K],

t - продолжительность анализируемого периода, [ч].

Если ввести обозначение:

F = Tt,

(Г.6)

тогда

Q_T = F(F_x,i UiAi)

(Г.7)

Г.2 Потери тепла с учетом «моста холодаª

Q_T = Tt [(F_x,iU_iA_i) + UA]

(Г.8)

Г.3 Тепловые потери от вентиляции Q_V

Q_V = nV_Lc_LTt

(Г.9)

где: n - воздухообмен, [1/час],

при естественной вентиляции: n = 0,7 (час)^-1 - без проверки плотности

n = 0,6 (час)^-1- с проверкой плотности

вентиляция оборудованием: n = 0,4 (час)^-1+ n_x,

где n_x - инфильтрация, зависящая от действий потребителя.

V_L - объѐм воздуха, [м³],

до 2 этажей V_L = 0,76 ∙ V_e

от 3 этажей V_L = 0,80 ∙ V_e

V_e - обогреваемый объѐм (зависит от габаритов здания);

ρ - плотность воздуха, [кг/м³];

c_L - специфическая тепловая мощность воздуха, [Вт час/кг];

ρ∙c_L = 0,34 Вт∙час/(м³K);

ΔT - средняя разность температур в рассматриваемый период, [K];

t - продолжительность рассматриваемого периода, [час].

Г.4 Накопление солнечной энергии Q_S

Q_S = {(I_S)j[0,567g_iA_i]}

(Г.10)

или

Q_S = {(I_St)_j[F_F,iF_SF_Cg_iA_i]}

(Г.11)

где

(I_S∙t)_j

- средняя интенсивность солнечных лучей на данном

объекте в

анализируемый период, умноженная на длительность t данного периода,

где индекс j - юг, восток, запад, север.

gi - общий коэффициент пропускания энергии для вертикально направленных лучей

[%];

A_i - площадь здания в свету, [м²];

F - уменьшающие факторы:

- F_F - рамы,

- F_S - затенение,

- F_C - перманентная защита от солнца.

Г.5 Внутреннее накопление энергии Q_i

Q_i = 0,024q_iA_nt

(Г.12)

где q_i - внутреннее накопление тепла в расчѐте на единицу площади;

A_n - площадь для расчѐта энергии, A_n = 0,32 · V_e;

Ориентировочные значения по q_i согласно стандарту DIN V 4108-6:

• Жилые здания (24 часа в сутки): 5 Вт/м²

• Офисные/Административные здания:

- в период активного использования t_A: 15 Вт/м²

- в прочее время (24 часа - t_A):

2 Вт/м²

Г.6 Потребность в отоплении Q_h

Q_h = Q_T + Q_V - (Q_S + Q_i)

(Г.13)

где η - степень использования полученной энергии.

Г.7 Потребность в первичной энергии

Q_p = e_p (Q_h + Q_TW)

(Г.14)

где Q_P - ежегодная потребность в первичной энергии;

eP - затраты оборудования (согласно стандарту DIN 4701-10);

Q_h - годовая потребность в отоплении;

Q_TW - потребность в полезной энергии для подогрева воды.

СП РК 3.02-139-2014

Ресми басылым

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҰЛТТЫҚ ЭКОНОМИКА МИНИСТРЛІГІНІҢ

ҚҰРЫЛЫС, ТҰРҒЫН ҮЙ-КОММУНАЛДЫҚ ШАРУАШЫЛЫҚ ІСТЕРІ ЖӘНЕ

ЖЕР РЕСУРСТАРЫН БАСҚАРУ КОМИТЕТІ

Қазақстан Республикасының

ЕРЕЖЕЛЕР ЖИНАҒЫ

ЭНЕРГИЯЛЫК ПАССИВТІК ҒИМАРАТТАРДЫ ЖОБАЛАУ

Басылымға жауаптылар: «ҚазҚСҒЗИ» АҚ

050046, Алматы қаласы, Солодовников көшесі, 21

Тел./факс: +7 (727) 392-76-16 - қабылдау бөлмесі

Издание официальное

КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА, ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО

ХОЗЯЙСТВА И УПРАВЛЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫМИ РЕСУРСАМИ МИНИСТЕРСТВА

НАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

СВОД ПРАВИЛ

Республики Казахстан

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПАССИВНЫХ ЗДАНИЙ

Ответственные за выпуск: АО «КазНИИСА»

050046, г. Алматы, ул. Солодовникова, 21

Тел./факс: +7 (727) 392-76-16 - приемная

СП РК 3.02-139-2014 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОПАССИВНЫХ ЗДАНИЙ (ҚР ЕЖ 3.02-139-2014) - 2