ГОСТ Р 59242-2020 Здания и сооружения. Расчет температурного поля узлов ограждающих конструкций

ГОСТ Р 59242-2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Расчет температурного поля узлов ограждающих конструкций

Buildings and constructions. Calculation of temperature field nodes of enclosing structures

ОКС 91.080.01

Дата введения 2021-04-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 декабря 2020 г. N 1261-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на узлы ограждающих конструкций зданий и устанавливает метод расчета температурного поля.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 температурное поле: Совокупность данных о температуре в каждой точке конструкции; может быть одномерным, двухмерным и трехмерным, в нестационарном случае зависит от времени.

2.2 изображение температурного поля: Изображение конструкции с нанесенными на него с помощью цветов или изолиний данными о распределении температуры.

2.3 расчетная область: Часть конструкции, выбранная для расчета, и прилегающие к ней границы.

2.4 расчетная сетка: Множество точек, покрывающее расчетную область, по которым проводится численный расчет.

2.5 шаг расчетной сетки: Расстояние между соседними точками расчетной сетки.

3 Общие положения

3.1 Расчеты температурного поля (приложение А) проводят путем численного решения стационарного трехмерного уравнения теплопроводности

,                                        (1)

где , , - координаты, м;

, , - расчетные коэффициенты теплопроводности по соответствующим направлениям, Вт/(м·°С), в точке (, , ).

В случае симметрии сдвига узла по какой-либо координате допускается решение двухмерного уравнения теплопроводности.

Для расчета узлов, содержащих точечные теплотехнические неоднородности или несколько непараллельных линейных теплотехнических неоднородностей, всегда рассчитывают трехмерное температурное поле.

В случае симметрии узла относительно некоторой оси (например, для точечной теплотехнической неоднородности) допускается решение двухмерного уравнения в цилиндрических координатах. Температурное поле при этом считается трехмерным.

3.2 Допускается проводить расчет нестационарного уравнения при стационарных граничных условиях, принимая в качестве результата устоявшееся решение вдали от начального возмущения.

4 Выбор расчетного участка

4.1 Расчетная область должна полностью содержать исследуемую теплотехническую неоднородность и часть окружающей конструкции. Границы области, разрезающие конструкцию, проводят по участкам с нулевым или пренебрежимо малым потоком теплоты в направлении, перпендикулярном границе. Для этого границы области, разрезающие конструкцию, проводят по плоскостям симметрии. В частности, узлы, содержащие плоскость зеркальной симметрии, могут быть разрезаны по этой плоскости пополам. Остальные границы проводят по поверхностям части конструкции, вошедшей в расчетную область.

4.2 Если теплотехническая неоднородность уединенная и плоскости симметрии отсутствуют или значительно удалены, допускается проводить границу расчетной области не по плоскостям симметрии, а по однородной части конструкции вдали от неоднородности. В этом случае расстояние от теплотехнической неоднородности до границы расчетной области должно быть не менее толщины разрезаемого участка конструкции, но не менее 150 мм.

4.3 Выбор расчетной сетки должен соответствовать требуемой точности расчетов. В местах теплотехнических неоднородностей, требующих учета, сетка должна проходить таким образом, чтобы на конструкцию приходилось не менее чем 80 шагов от наружной до внутренней границы. Вдали от теплотехнических неоднородностей, в местах слабоискаженного распределения температуры, допускается разрежение сетки до 20 шагов от наружной до внутренней границы.

Узлы сетки должны попадать на стыки материалов конструкции. Если по геометрическим причинам это невозможно, допускается корректировка отдельных участков конструкции в целях их подгонки под шаг сетки, с соблюдением эквивалентности вносимых изменений. Подобные изменения должны быть минимальными (затрагивать не всю конструкцию, а одну или несколько соседних ячеек сетки), и изменение размера участка конструкции всегда должно сопровождаться изменением его теплопроводности, по формулам, приведенным на рисунке 1.