СП 23-101-2004

Проектирование тепловой защиты зданий

Свод правил по проектированию и строительству

1. Область применения

Настоящий Свод правил распространяется на проектирование тепловой защиты жилых, общественных, производственных и сельскохозяйственных зданий и сооружений.

Свод правил устанавливает:

методику расчета приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций;
требования к теплофизическим показателям строительных материалов;
правила проектирования тепловой защиты зданий.

2. Нормативные ссылки

В настоящем Своде правил использованы ссылки на следующие документы:

СНиП 23-01-99* Строительная климатология
СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий
ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

3. Термины и определения

Приведенное сопротивление теплопередаче: Осредненное по площади ограждающей конструкции сопротивление теплопередаче с учетом теплопроводных включений, углов, стыков и других факторов.
Фактическое сопротивление теплопередаче: Сопротивление теплопередаче, определенное с учетом всех теплопроводных включений и неоднородностей конструкции.
Теплопроводное включение: Участок ограждающей конструкции, имеющий пониженное сопротивление теплопередаче по сравнению с основным полем конструкции.
Условное сопротивление теплопередаче: Сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции.
Коэффициент теплотехнической однородности (r): Отношение приведенного сопротивления теплопередаче к условному сопротивлению теплопередаче. Характеризует влияние теплопроводных включений.
Температурный перепад: Разность температур внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции.

4. Общие положения

4.1. Тепловая защита зданий должна проектироваться в соответствии с требованиями СНиП 23-02 и настоящего Свода правил.

4.2. Проектирование тепловой защиты включает:

выбор конструктивных решений ограждающих конструкций;
расчет приведенного сопротивления теплопередаче;
проверку санитарно-гигиенических требований;
расчет влажностного режима ограждений.

4.3. При проектировании следует учитывать:

климатические параметры района строительства;
назначение здания и режим эксплуатации;
теплофизические характеристики материалов;
конструктивные особенности ограждений.

5. Расчетные условия

5.1. Расчетная температура внутреннего воздуха

5.1.1. Расчетная температура внутреннего воздуха принимается по нормам проектирования соответствующих зданий:

Тип помещения	Температура t_int, °C	Относительная влажность φ, %
Жилые комнаты	20-22	55
Кухни	18-20	60
Лестничные клетки	16-18	60
Офисные помещения	18-22	50-60
Производственные помещения	16-24	40-60

5.2. Расчетная температура наружного воздуха

5.2.1. Расчетная температура наружного воздуха принимается по СНиП 23-01 как температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

5.3. Продолжительность отопительного периода

5.3.1. Продолжительность и средняя температура отопительного периода определяются по СНиП 23-01.

6. Теплофизические показатели

6.1. Коэффициент теплопроводности

6.1.1. Расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ материалов принимаются в зависимости от условий эксплуатации (А или Б).

6.1.2. Условия эксплуатации определяются по зонам влажности и влажностному режиму помещений.

6.2. Коэффициенты теплоусвоения

6.2.1. Коэффициент теплоусвоения материала s, Вт/(м²·°C), определяется по формуле:

s = √(2π × λ × c × ρ / T)

где:

λ — коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°C);
c — удельная теплоемкость, Дж/(кг·°C);
ρ — плотность материала, кг/м³;
T = 24 ч — период суточных колебаний температуры.

6.3. Паропроницаемость

6.3.1. Коэффициент паропроницаемости μ характеризует способность материала пропускать водяной пар.

6.3.2. Сопротивление паропроницанию слоя конструкции:

R_v = δ / μ

7. Сопротивление теплопередаче

7.1. Условное сопротивление теплопередаче

7.1.1. Условное сопротивление теплопередаче однородной ограждающей конструкции:

R_o^con = R_si + R₁ + R₂ + ... + R_n + R_se

где:

R_si = 1/α_int — сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности;
R₁, R₂, ..., R_n — термические сопротивления слоев;
R_se = 1/α_ext — сопротивление теплоотдаче наружной поверхности.

7.2. Приведенное сопротивление теплопередаче

7.2.1. Приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента однородности:

R_o^r = R_o^con × r

где r — коэффициент теплотехнической однородности.

7.2.2. Значения коэффициента теплотехнической однородности:

Конструкция ограждения	Коэффициент r
Сплошная кирпичная кладка	0,95-1,00
Кирпичная кладка с теплопроводными включениями	0,85-0,95
Каркасные стены с эффективным утеплителем	0,75-0,90
Стены с оконными и дверными проемами	0,70-0,85
Покрытия с ребрами жесткости	0,80-0,95

7.3. Термическое сопротивление слоя

7.3.1. Термическое сопротивление однородного слоя:

R = δ / λ

где:

δ — толщина слоя, м;
λ — коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м·°C).

7.4. Коэффициенты теплоотдачи

7.4.1. Коэффициенты теплоотдачи для расчетов:

Поверхность	Коэффициент α, Вт/(м²·°C)	Сопротивление R, м²·°C/Вт
Внутренние поверхности (α_int)
Стены, полы, гладкие потолки	8,7	0,115
Потолки с выступающими ребрами (h/a > 0,3)	7,6	0,132
Окна	8,0	0,125
Наружные поверхности (α_ext)
Наружные стены, покрытия	23	0,043
Чердачные перекрытия	12	0,083
Перекрытия над холодными подвалами	6	0,167

7.5. Температура внутренней поверхности

7.5.1. Температура внутренней поверхности ограждения:

τ_int = t_int - (t_int - t_ext) × R_si / R_o^r

7.5.2. Температура внутренней поверхности должна быть не ниже температуры точки росы.

7.6. Температурный перепад

7.6.1. Расчетный температурный перепад между внутренним воздухом и внутренней поверхностью:

Δt = t_int - τ_int

7.6.2. Нормируемые температурные перепады:

Здания и помещения	Нормируемый перепад Δt_n, °C
Жилые, лечебно-профилактические, детские	4,0
Общественные (кроме вышеуказанных)	4,5
Производственные с сухим режимом	2,5
Производственные с нормальным режимом	2,5

8. Ограничение воздухопроницаемости

8.1. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций должно быть не менее требуемого значения.

8.1. Требуемое сопротивление воздухопроницанию

8.1.1. Требуемое сопротивление воздухопроницанию:

R_inf,req = Δp / G_n

где:

Δp — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях, Па;
G_n — нормируемая воздухопроницаемость, кг/(м²·ч).

8.2. Нормируемая воздухопроницаемость

Ограждающие конструкции	G_n, кг/(м²·ч)
Наружные стены жилых зданий	0,5
Наружные стены общественных зданий	0,5
Окна и балконные двери	5,0
Входные двери в квартиры	1,5

9. Защита от переувлажнения

9.1. Ограждающие конструкции должны иметь сопротивление паропроницанию не менее требуемого для защиты от накопления влаги.

9.1. Расчет сопротивления паропроницанию

9.1.1. Сопротивление паропроницанию многослойной конструкции:

R_v = R_v1 + R_v2 + ... + R_vn

9.2. Требуемое сопротивление паропроницанию

9.2.1. Требуемое сопротивление паропроницанию определяется из условия:

недопущения накопления влаги в конструкции за годовой период;
ограничения влаги в конструкции за период с отрицательными температурами.

Приложение А. Методика расчета

А.1. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче

Приведенное сопротивление теплопередаче определяется по формуле:

R_o^r = R_o^con × r

А.2. Коэффициент теплотехнической однородности

Коэффициент r определяется:

по результатам расчетов температурных полей;
по справочным данным для типовых конструкций;
по таблицам для конкретных видов ограждений.

А.3. Пример расчета

Исходные данные:

Кирпичная стена толщиной 510 мм
Утеплитель: минеральная вата λ = 0,04 Вт/(м·°C)
Требуемое сопротивление: R_req = 3,0 м²·°C/Вт

Решение:

R₁ = 0,51 / 0,70 = 0,73 м²·°C/Вт
R₂ = δ / 0,04
R₀ = 0,115 + 0,73 + R₂ + 0,043 = 3,0
R₂ = 3,0 - 0,888 = 2,112 м²·°C/Вт
δ = 2,112 × 0,04 = 0,085 м = 85 мм

Приложение Б. Теплофизические показатели материалов

Б.1. Расчетные значения теплофизических показателей строительных материалов:

Материал	ρ, кг/м³	λ_А	λ_Б	s_А	s_Б	μ
Бетоны
Железобетон	2500	1,69	1,92	17,98	19,70	0,03
Бетон на гравии	2400	1,51	1,74	16,77	18,34	0,03
Керамзитобетон	1800	0,66	0,80	9,06	10,50	0,09
Кирпичная кладка
Глиняный кирпич	1800	0,56	0,70	7,91	9,20	0,11
Силикатный кирпич	1800	0,70	0,81	8,59	9,74	0,11
Утеплители
Минеральная вата (плиты)	100	0,045	0,048	0,63	0,66	0,53
Минеральная вата (плиты)	200	0,041	0,045	0,52	0,56	0,49
Пенополистирол	25	0,031	0,033	0,33	0,35	0,05
Экструдированный ППС	35	0,029	0,030	0,31	0,32	0,01
Древесина и изделия
Сосна, ель поперек волокон	500	0,09	0,14	3,39	3,87	0,06
Древесно-стружечная плита	800	0,15	0,19	4,45	5,11	0,12

λ — Вт/(м·°C); s — Вт/(м²·°C); μ — мг/(м·ч·Па)

Приложение В. Расчетные характеристики

В.1. Коэффициенты теплоотдачи

Поверхность	α, Вт/(м²·°C)
Внутренние поверхности
Стены, полы, гладкие потолки	8,7
Потолки с ребрами (h/a ≤ 0,3)	8,7
Потолки с ребрами (h/a > 0,3)	7,6
Окна	8,0
Зенитные фонари	9,9
Наружные поверхности
Наружные стены, покрытия (Северная зона)	23
Чердачные перекрытия (с проемами)	12
Перекрытия над холодными подвалами	6

В.2. Коэффициент положения n

Ограждающая конструкция	n
Наружные стены и покрытия	1,0
Перекрытия над холодными подвалами	0,9
Чердачные перекрытия	0,75
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами	0,6
Полы по грунту	0,4