Как рассчитать коэффициент площади остекления

как рассчитать коэффициент площади остекления

Правильный расчет коэффициента остекленности фасада здания

Для каждого здания на этапе проектирования выполняется теплотехнический расчет, состоящий из нескольких этапов. Вся информация и правила выполнения приведены в СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Важная часть теплотехнического расчёта – это подбор стеклянных ограждающих конструкций для зданий. Для получения требуемого результата этого рассчитывается коэффициент остеклённости фасада здания.

Формула расчёта

Коэффициент остеклённости фасада здания – это численное значение отношения суммарной площади всех светопрозрачных конструкций, к общей площади внешних стен здания включая светопрозрачные системы. Он обозначается латинской буквой f и рассчитывается по формуле:

Bf – сумма площадей светопрозрачных систем здания.

Bw – сумма площадей внешних стен включая светопрозрачные системы здания.

Важно! Часто ошибки допускаются в расчётах площади ограждающих конструкций. Надо учитывать все углы и переходы, делать развертку поверхности фасада.

Полученное расчетное сравнивается с нормативным значением коэффициента остекленности фасада здания.

Если расчетное значение коэффициента не превышает:

• Для жилых домов 18%;
• Для других сооружений 25%,

то вид и плотность остекления подбирают со значением приведенного коэффициента теплопередачи больше требуемого:

Если расчетное значение больше нормативных показателей, то для подбора остекления используется R0 – приведенное сопротивление теплопередачи:

D≤3500, 0C×сут. – R0≥0.51

3500≤D≤5200, 0C×сут. – R0≥0.56

3500≤D≤7000, 0C×сут. – R0≥0.65

Приведенный коэффициент сопротивление теплопередаче заполнений из стекла для фасадов бывает разный:

Строго следуя порядку расчета и нормативным показателям, приведенным в таблице выше, можно точно рассчитать количество и качество остекления любого общественного и жилого здания.

Что такое коэффициент остекленности фасада?

Мода на фасадное панорамное остекление появилась в 60-е годы прошлого века вместе со стилем техно, в струе эйфории от всеобщей индустриализации и комфорта, который принесли в повседневную жизнь современные технологии.

В начале нового века, с появлением новых технологий, фасадное панорамное остекление стало особенно популярным в архитектуре жилья и офисных зданий.

Цель создания любой ограждающей конструкции:

• Теплоизоляция.
• Звукоизоляция.
• Защита от солнца.
• Безопасность.

Наружное остекление должно соответствовать нормативам, для ограждений это нормируемое сопротивление теплопередаче и коэффициент остекленности.

Нормируемое сопротивление теплопередаче

Этот коэффициент важен для расчета энергоэффективности здания, отопления, а также общей комфортности помещений. Так как само стекло является плохим теплоизолятором, увеличение фасадного остекления неминуемо ведет к увеличению затрат на отопление здания, а, значит, увеличению эксплуатационных расходов.

Нормируемое сопротивление теплопередаче разных конструкций приведено в СП 50.13330.2010 «Тепловая защита зданий» СНиП 23-02-2003, актуализированная редакция, в соответствии с назначением здания и градусо-сутками отопительного периода D, значение которых определяется по географическому местоположению постройки и соответствующим формулам, приведенным в СП.

О коэффициенте остекленности фасада

Коэффициент остекленности фасада здания – это отношение площадей световых проемов к общей площади наружного ограждения здания, включая световые проемы:

f = AF / (AW + AF),

где AF – площадь окон и балконных дверей, м2;

AW – площадь наружных стен, м2

f — обозначение коэффициента остекленности.

При подсчете в площадь ограждения включают все стены периметра здания (торцы и продольные стены).

Коэффициент остекленности важен для выбора конструкции оконного заполнения и подсчета энергоэффективности здания, которая приводится в энергетическом паспорте здания.

В случае, когда коэффициент остекленности фасада для жилья не превышает 18%, для общественных зданий соответственно – 25%,то подбирают оконное заполнение с приведенным сопротивлением теплопередаче больше требуемого сопротивления теплопередаче, то есть,

R0 ≥ Rreq.

Если коэффициент остекленности фасада больше указанных выше значений, то оконное заполнение выбирают по приведенному сопротивлению теплопередаче R0:

когда D ≤ 3500, °С×сут — R0 ≥ 0,51;

когда 3500 ≤ D ≤ 5200, °С×сут — R0 ≥ 0,56;

когда 5200 ≤ D ≤ 7000, °С×сут — R0 ≥ 0,65.

Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей

Данная таблица не учитывает значение приведенного сопротивления теплопередаче для окон со стеклопакетами, заполненными инертным газом, которые в настоящее время имеют наилучшие показатели.

Температура внутренней поверхности стекла

В соответствии с нормам температура внутренней поверхности стекла tsi окон жилых и общественных зданий должна составлять не менее +3 °С. Несоблюдение этого норматива приведет к конденсации на стекле влаги, наледи в мороз, появлению на откосах плесени из-за положения точки росы на внутренней поверхности стекла или внутри стеклопакета. Предотвращает это явление правильный подбор конструкции стеклопакета. При относительной влажности в жилом помещении 60% и температуре воздуха 20°С, температура стекла должна быть не ниже 12 °С, иначе стекло будет «плакать».

Показатель температуры вычисляют с помощью формулы:

tsi = tint — Dt;

где D t — разница между температурой помещения и поверхностью стекла внутри, значение вычисляют по формуле (4) СП 50.13330.2010 «Тепловая защита зданий» СНиП 23-02-2003, актуализированная редакция.

Если результат расчета получится меньше требуемого значения, то необходимо выбрать другую конструкцию окна с большим значением приведенного сопротивления теплопередаче.

Конечно, если в доме заложено классическое остекление, подобными вычислениями можно не заморачиваться, однако, если хозяин дома – любитель современной архитектуры с большими поверхностями светопрозрачных конструкций, он должен четко представлять себе, как конструкция и площадь остекления влияет на стоимость отопления.

Дело в том, что через 1 м2 светопрозрачных конструкций выход тепла (теплопотери) в 6–7 раз больше чем через 1 м2 утепленной стены, и в 9–10 раз превышает теплопотери через утепленную крышу дома.

Виды панорамного остекления

Существующие технологии фасадного остекления:

1. Холодный фасад – воздушный зазор между остеклением и стеной выступает в роли теплоизолятора (классическое остекление).
2. Двойной фасад – стекло навешивается с зазором от 20 см до нескольких метров от основного остекления. Воздух из помещения отводится в этот зазор, где смешивается с холодным воздухом, поступающим извне.
3. Структурный фасад – остекление переплетами особой конструкции, невидимой снаружи.
4. Планарная система (или спайдерное остекление) – остекление без переплетов, состоящее из стеклянных панелей, несущей подсистемы и крепежных кронштейнов.

Технологии фасадного остекления двойной фасад, структурный фасад и планарная система относятся к панорамному остеклению.

Структурное фасадное остекление

В системе структурного остекления алюминиевые переплеты расположены со стороны помещения, наружное стекло большего размера, чем внутреннее, и закрывает раму. Для остекления используют закаленное стекло, для крепления стекол в переплете используют клей – силиконовый герметик, который воспринимает нагрузки по двум либо четырем сторонам стеклопакета.

Силиконовый герметик обладает долговечностью, стойкостью к изменению температурного режима, влагостойкостью, надежно защищая конструкцию от проникновения влаги внутрь здания.

Герметик может быть окрашенным в цвет тонировки стекла или бесцветным. Система надежна и позволяет выполнять остекление фасадов большой площади, но требует абсолютной жесткости каркаса, особой конструктивной точности, так как швы между стеклами должны быть не более 1–2 мм. Размер используемых для остекления панелей стандартный – 1,5х2,5 метра.

Планарная система

Особой популярностью у архитекторов пользуется планарная система остекления, самая молодая и эффективная. Особая система креплений точечного крепления и натяжной конструкции без переплетов была разработана компанией из Великобритании Pilkington около 40 лет назад.

Система позволяет создавать светопрозрачные конструкции любой формы и больших площадей, единственное требование для горизонтальных конструкций – угол наклона 3 градуса для стока воды. По ширине такого остекления нет ограничений, максимальная высота для опорных конструкций 8 метров, для подвесных — 23 метра.

Сейчас в мире большое количество фирм занимаются проектированием и установкой планарного остекления, каждая фирма разрабатывает свои конструкции крепления стеклянных панелей, а несущей системе, индивидуальные несущие системы и шарниры крепления стекла. Практически для каждого объекта рассчитывается и создается индивидуальная конструкция, что повышает стоимость системы в целом.

В системе могут использоваться одинарные закаленные стекла, многослойные стекла – закаленное снаружи, триплекс изнутри или стеклопакеты с заполнением инертным газом или с низкоэмиссионным покрытием стекла изнутри стеклопакета. Показатели такой светопрозрачной конструкции соответствуют приведенному сопротивлению лучших стеклопакетов 0,8 м2·°С/Вт.

Крепление панелей разработано двух типов – со сквозными отверстиями и без сквозных отверстий, со встроенными в многослойное стекло болтами. в последнем случае болты устанавливают на заводе при изготовлении стеклопакета. На монтаже промежутки между соседними панелями заполняют силиконовым герметиком.

Все элементы крепежа изготавливаются из стали, в некоторых системах присутствуют разделители из стекла.

Существует три системы крепления планарного остекления, различающиеся конструктивно:

• несущая балка с системой оснастки — за счет большого количества стандартных балок и элементов оснастки система отличается наибольшей экономичностью;

• система оснастки тросами — имеет легкий вес и максимально прозрачна;

• изогнутая струнная оснастка — отличается быстрой установкой и средней ценой;

Плюсы панорамного остекления

Любой вид панорамного остекления визуально выделяется на фоне городской застройки, особенно привлекая внимание, если использовано тонированное стекло.

Возможно встраивание панелей из металла, керамики, пластика вместо внутреннего стекла, что придаст зданию индивидуальность, и делает эффектным. Выразительность фасада – основное преимущество панорамного остекления. Кроме этого, достоинства систем:

• Долговечность.
• Ремонтопригодность.
• Хорошая звукоизоляция.
• Устойчивость к негативным погодным факторам.
• Устойчивость к высоким и низким температурам.
• Эффективность.

Монтаж планарной системы остекления производят снизу вверх, в разных конструктивных системах возможен монтаж снаружи или изнутри здания. Внутренний монтаж остекления дает дополнительную экономию на строительстве лесов.

Если с наружной стороны фасад производит впечатления монолита, отлитого из стекла, то в интерьере несущие конструкции имеют индустриальный вид пространственного каркаса, сотканного из паутины тросов.

Минусы панорамного остекления

Основным минусом панорамных конструкций является снижение энергоэффективности зданий и увеличение эксплуатационных затрат (то есть затрат на отопление), а также:

• Высокая стоимость.
• Индивидуальный сложный расчет каждой конструкции.
• Требование высокого профессионализма исполнителей при сборке конструкции.

И снова о коэффициенте остекленности

Для контроля соблюдения норм тепловой защиты каждый проект, будь то индивидуальный особняк, многоквартирный дом, офисное здание или торговый центр, должен сопровождаться энергетическим паспортом, в котором указывают класс энергоэффективности постройки.

Несоблюдение нормативного значения остекленности здания ведет к перегрузке энергосистемы зимой из-за потерь тепла через панорамное остекление, а в весеннее – летний период к перегрузке энергосистемы из-за повышения затрат энергии на вентиляцию и кондиционирование воздуха в связи с увеличением солнечной активности.

И последнее: исследования зарубежных медиков выявили проблемы с психикой у офисных сотрудников, вынужденных в течение рабочего дня находиться в помещениях с панорамным остеклением.

Панорамное остекление желательно использовать в нашем суровом климате лишь для небольших участков, как одно из архитектурных решений фасада, например, для акцентирования гостиной, совмещая второй свет с остеклением, одновременно закладывая теплый пол или конвекторы вдоль фронта фасадной стены.

Площадь остекления – важная составляющая правильного освещения помещения

Комфорт в любом помещении в значительной степени обусловлен его освещенностью. Лучшим источником является солнечный свет, который можно получить за счет окон. При грамотном остеклении в помещении будет не только светло, но также тепло и уютно.

Согласно СниП, чтобы обеспечить минимальное количество света, проникающего в комнату, площадь остекления составляет порядка 10–12,5% общей. Помимо линейных размеров окна важно также их соотношение. Для лучшего визуального восприятия рекомендуется отношение ширины к высоте по возможности приблизить к параметрам гармонического прямоугольника, скажем, 80 на 130.

Параметры остекления

Любой из параметров, необходимый для обеспечения наилучшего остекления помещения, рассчитываются на этапе проектирования, причем они индивидуальны.
Самостоятельный расчет для непрофессионала довольно сложен, поэтому в качестве примера рассмотрим уже готовые результаты при падении лучей света под углом 18–30° для различных типов помещений.
Комфортности освещения можно добиться при условии, что площадь остекления относиться к площади пола, как 1к 8 – 1 к 5. Иначе говоря, оконный проем должен составить 14–17% поверхности пола.
В зависимости от расположения дома, его этажности угол падения света меняется, следовательно, меняется и освещенность. Поэтому при близлежащих высоких домах-соседях уменьшение освещенности компенсируют большими размерами световых проемов.

Что же касается его расположения, то здесь во внимание принимается два фактора:

удобство и безопасность выглядывания наружу; наличие свободного пространства над верхней кромкой, достаточного для крепления жалюзи, штор и т. д.

Выбор высоты подоконника зависит от типа комнаты:

для жилых – 0,7–0,9 м; рабочих – 0,9–1,0 м; гардеробных – 1,75 м; в кухне –1,25 м.

Общие принципы расчета площади остекления

Световой проем, пожалуй, является наиболее уязвимым участком ограждающей конструкции дома. Через него, с одной стороны, уходит тепло, поэтому желательно, чтобы проем был минимальным. С другой – для достаточной освещенности он же должен быть больше. Это противоречие разрешается благодаря специально разработанным нормативным документам.

Площадь остекления рассчитывается согласно методикам, изложенным в СниП. В частности, приведены все необходимые формулы и коэффициенты, а также перечень норм освещенности для помещений разного типа.
В качестве основного исходного данного при упрощенных расчетах освещенности берется отношение площадей проема и пола. Данные получены экспериментальным путем и прошли многолетнюю проверку в различных частях мира. Они сведены таблицу довольно удобную для использования.

К примеру, в гражданских зданиях, расположенных в средней полосе, при условии небольшого затемнения близлежащих построек это соотношение равно:

Источник https://ac.al-shell.ru/articles/kak-rasschitat-koeffitsient-ploschadi-ostekleniya/