ГОСТ EN 673-2016 Стекло и изделия из него. Методы определения тепловых характеристик. Метод расчета сопротивления теплопередаче (с Поправкой ред. от 14.01.2025).
ГОСТ EN 673-2016
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Стекло и изделия из него
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Метод расчета сопротивления теплопередаче
Glass and glass products. Thermal properties determination methods. Thermal resistance calculation method
МКС 81.040.01
Дата введения 2018-03-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Институт стекла", Техническим комитетом по стандартизации ТК 41 "Стекло" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 августа 2016 г. N 90-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения | AM | Минэкономики Республики Армения |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | КZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 апреля 2017 г. N 328-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 673-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2018 г.
5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 673:2011* "Стекло в строительстве. Определение коэффициента теплопередачи (величины U). Метод расчета" ("Glass in building - Determination of thermal transmittance (U value) - Calculation method", IDT).
Европейский стандарт разработан техническим комитетом CEN/TC 129 "Стекло в строительстве" Европейского комитета по стандартизации (CEN).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
7 Некоторые положения европейского стандарта, указанного в пункте 5, могут являться объектом патентных прав. Европейский комитет по стандартизации (CEN) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "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)
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная на официальном сайте Росстандарта России rst.gov.ru по состоянию на 03.02.2025
Введение
Первоначальная редакция проекта настоящего стандарта была подготовлена рабочей группой CEN/TC 129/WG9 "Пропускание света и энергии, теплоизоляция" Европейского комитета по стандартизации на основе проекта международного стандарта ISO/DIS 10292 "Теплоизоляция остекления: правила расчета стационарного значения величины U для двухслойного или многослойного остекления", подготовленного техническим комитетом ISO/TC 160 "Стекло в строительстве" Международной организации по стандартизации. Данный документ был опубликован в 1997 г. как европейский стандарт EN 673.
Настоящий стандарт разработан взамен EN 673:1997. Основным изменением данного издания является уточнение значений коэффициентов внутреннего и внешнего теплообмена. Из стандарта исключено приложение с описанием метода определения коэффициента эмиссии и приведена ссылка на EN 12898. В текст стандарта включены изменения А1 и А2 EN 673:1997 и внесены редакционные правки.
В связи с тем, что в нормативных документах и технической литературе в области строительства наряду с понятием "коэффициент теплопередачи" часто используется понятие "сопротивление теплопередаче", в настоящий стандарт включено дополнительное приложение ДБ, в котором приведены рекомендации по расчету сопротивления теплопередаче.
Рекомендации по выбору климатических данных для расчета проектных значений коэффициента теплопередачи и сопротивления теплопередаче при нестандартизованных граничных условиях приведены в дополнительном приложении ДВ.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод расчета коэффициента теплопередачи остекления с плоскими параллельными поверхностями.
________________
Краевые эффекты, связанные с тепловым мостиком через дистанционную рамку стеклопакета или оконную раму, не учитываются. Передача энергии за счет солнечного излучения также не учитывается. Эффекты, связанные с наличием декоративных рамок или решеток, в настоящем стандарте не рассматриваются.
Значение величины U, рассчитанное в соответствии с настоящим стандартом для элементов остекления, применяют для расчета общей величины U окон, дверей и жалюзи (см. [1]).
Для целей сравнения изделий расчет проводят для вертикального остекления. Кроме того, значения величины U, полученные в соответствии с настоящим стандартом, применяют для других целей, в частности, для оценки:
- потерь тепла через остекление;
- притока тепла в летний период;
- вероятности появления конденсата на поверхностях остекления;
- влияния поглощенного солнечного излучения при определении солнечного фактора (см. [2]).
Для расчетов потерь тепла с использованием значений величины U остекления, полученных в соответствии с настоящим стандартом, применяют методы, приведенные в [3], [4], [5] или других стандартах, относящихся к расчетам потерь тепла.
Метод определения коэффициента эмиссии приведен в EN 12898.
Процедуры расчета, приведенные в настоящем стандарте, упрощены настолько, насколько позволяет необходимая точность.
2 Нормативные ссылки
Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).
EN 674 Glass in building - Determination of thermal transmittance (U value) - Guarded hot plate method (Стекло в строительстве. Определение коэффициента теплопередачи (величины U). Метод защищенной горячей пластины)
EN 675 Glass in building - Determination of thermal transmittance (U value) - Heat flow meter method (Стекло в строительстве. Определение коэффициента теплопередачи (величины U). Метод измерения теплового потока)
EN 12898 Glass in building - Determination of the emissivity (Стекло в строительстве. Определение коэффициента эмиссии)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.2 заявленное значение (declared value): Значение величины U, полученное при стандартизованных граничных условиях (см. раздел 8).
4 Обозначения, безразмерные величины, индексы
4.1 Обозначения
A - константа
c - удельная теплоемкость газа, Дж/(кг·К)
d - толщина слоя материала (стекла или другого материала остекления), м
F - объемная доля газа
M - количество слоев материалов
n - показатель степени
N - количество газовых промежутков
r - термическое сопротивление стекла (материала остекления), м·К/Вт
P - характеристика газа
s - ширина газового промежутка, м
T - абсолютная температура, К
4.2 Безразмерные величины
Gr - число Грасгофа
Nu - число Нуссельта
Pr - число Прандтля
4.3 Индексы
c - конвекция
e - внешний
i - внутренний
j - j-й слой материала
k - k-й газовый промежуток
g - газ
m - средний
n - нормальный
r - излучение
s - газовый промежуток
t - общий
1; 2 - первый, второй и т.д.
5 Основные формулы
5.1 Общие положения
Метод расчета, установленный настоящим стандартом, заключается в последовательном выполнении вычислений по формулам, приведенным в данном разделе.
5.2 Величина U
Величину U определяют по формуле
Примечание - При определении величины U можно учитывать термическое сопротивление нестеклянных элементов (например, промежуточных слоев в многослойном стекле). Для целей настоящего стандарта для стекла, применяемого в строительстве, используют значение коэффициента теплопроводности, приведенное в таблице общепринятых значений в соответствующем стандарте на продукцию (например, EN 572-1 для базовых изделий из натрий-кальций-силикатного стекла). В случаях, где влияние нестеклянных элементов считается несущественным или неважным, может быть принят упрощенный подход, то есть без учета такого влияния.
Коэффициент термического пропускания за счет излучения определяют по формуле
5.4.1 Общие положения
Коэффициент термического пропускания газа определяют по формуле
Nu - число Нуссельта.
где A - константа;
Gr - число Грасгофа;
Pr - число Прандтля;
n - показатель степени.
Число Нуссельта определяют по формуле (6).
Если полученное значение Nu<1, то в формулу (5) подставляют Nu=1.
5.4.2 Вертикальное остекление
Для вертикального остекления:
A=0,035;
n=0,38.
5.4.3 Горизонтальное и наклонное остекление
При восходящем потоке тепла для горизонтального или наклонного остекления увеличивается передача тепла за счет конвекции.
Для учета этого эффекта в формулу (6) подставляют следующие значения A и n:
- горизонтальные газовые промежутки: A=0,16, n=0,28;
- газовые промежутки под углом 45°: A=0,10, n=0,31.
Для остекления, расположенного под другим углом, значения A и n определяют линейной интерполяцией, при этом линейную интерполяцию следует проводить между двумя ближайшими точками.
При нисходящем потоке тепла для практических целей конвекцию не учитывают и в формулу (5) подставляют Nu=1.
(Поправка).
6 Основные характеристики материалов
6.1 Коэффициент эмиссии
Для поверхностей натрий-кальций-силикатного стекла без покрытия или с покрытием, не оказывающим влияния на излучательную способность поверхности, значение коэффициента эмиссии принимают равным 0,837.
Примечание 1 - С достаточной степенью достоверности то же значение можно использовать для боросиликатного стекла без покрытия.
Примечание 2 - Теоретически можно было бы использовать два разных определения коэффициента эмиссии для описания излучения:
a) поверхностями стекла, расположенными в остеклении напротив друг друга;
b) поверхностью стекла, обращенной в помещение.
Однако практически разница между значениями этих коэффициентов пренебрежимо мала. Поэтому для описания обоих типов теплообмена применяют коэффициент эмиссии.
Примечание 3 - Если в многослойном стекле низкоэмиссионное покрытие непосредственно соприкасается с промежуточным слоем, то такое покрытие не оказывает влияния на величину U.
6.2 Характеристики газа
Для расчетов необходимы следующие характеристики газа, заполняющего газовый промежуток:
Соответствующие значения подставляют в формулы (7) и (8) для определения чисел Грасгофа и Прандтля, затем определяют число Нуссельта по формуле (6).
Если полученное значение числа Нуссельта больше единицы, это означает, что возникает конвекция, увеличивающая интенсивность теплового потока.
Если полученное значение числа Нуссельта меньше единицы, это означает, что перенос тепла в газе происходит только за счет теплопроводности. В этом случае число Нуссельта принимают равным единице.
Характеристики газов, применяемых при изготовлении стеклопакетов, приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристики газов
Газ | Температура , ° С | Плотность , кг/м | Динамическая вязкость , кг/(м·с) | Коэффициент теплопроводности , Вт/(м·К) | Удельная теплоемкость , Дж/(кг·К) |
Воздух | -10 | 1,326 | 1,661 ·10 | 2,336 ·10 | 1,008 ·10 |
| 0 | 1,277 | 1,711 ·10 | 2,416 ·10 |
|
| 10 | 1,232 | 1,761 ·10 | 2,496 ·10 |
|
| 20 | 1,189 | 1,811 ·10 | 2,576 ·10 |
|
Аргон | -10 | 1,829 | 2,038 ·10 | 1,584 ·10 | 0,519 ·10 |
| 0 | 1,762 | 2,101 ·10 | 1,634 ·10 |
|
| 10 | 1,699 | 2,164 ·10 | 1,684 ·10 |
|
| 20 | 1,640 | 2,228 ·10 | 1,734 ·10 |
|
Криптон | -10 | 3,832 | 2,260 ·10 | 0,842 ·10 | 0,245 ·10 |
| 0 | 3,690 | 2,330 ·10 | 0,870 ·10 |
|
| 10 | 3,560 | 2,400 ·10 | 0,900 ·10 |
|
| 20 | 3,430 | 2,470 ·10 | 0,926 ·10 |
|
Ксенон | -10 | 6,121 | 2,078 ·10 | 0,494 ·10 | 0,161 ·10 |
| 0 | 5,897 | 2,152 ·10 | 0,512 ·10 |
|
| 10 | 5,689 | 2,226 ·10 | 0,529 ·10 |
|
| 20 | 5,495 | 2,299 ·10 | 0,546 ·10 |
|
SF | -10 | 6,844 | 1,383 ·10 | 1,119 ·10 |
|
| 0 | 6,602 | 1,421 ·10 | 1,197 ·10 |
|
| 10 | 6,360 | 1,459 ·10 | 1,275 ·10 | 0,614 ·10 |
| 20 | 6,118 | 1,497 ·10 | 1,354 ·10 |
|
Стандартизованные граничные условия. Гексафторид серы. Примечание - Использование гексафторида серы запрещено в некоторых странах, включая страны Европейского союза. Характеристики SF приведены для целей сравнения. |
6.3 Поглощение газом инфракрасного излучения
Некоторые газы поглощают инфракрасное излучение в диапазоне от 5 до 50 мкм. Эффект от использования такого газа в сочетании с покрытием, коэффициент эмиссии которого менее 0,2, не учитывают из-за низкой плотности результирующего потока инфракрасного излучения.
В остальных случаях, если необходимо учесть возможное улучшение характеристик остекления, величину U измеряют по EN 674 или EN 675.
7 Коэффициенты внешнего и внутреннего теплообмена
Изменение величины U из-за наличия на наружной поверхности остекления покрытия с коэффициентом эмиссии менее 0,837 не учитывают.
0,837 - коэффициент эмиссии натрий-кальций-силикатного стекла без покрытия (см. 6.1).
Формула применима, если на поверхности с покрытием отсутствует конденсация. Коэффициент эмиссии поверхности с покрытием определяют по EN 12898.
7.3 Проектные значения
Примечание - Использование заявленного значения величины U ограждающей строительной конструкции для расчета потерь тепла не вполне корректно, если исходить из эффективной температуры по сухому термометру в отапливаемых помещениях. На практике в большинстве случаев это допускается, но для элементов остекления с относительно большой площадью поверхности и, особенно при наличии на внутренней поверхности низкоэмиссионного покрытия, могут возникать ошибки.
Потери тепла рассчитывают по [3], [4], [5] или другим соответствующим стандартам.
8 Заявленные значения: стандартизованные граничные условия
Заявленные значения величины U, используемые в рекламных целях, определяют при стандартизованных граничных условиях.
Стандартизованные граничные условия для заявленных значений:
- константа A=0,035;
- показатель степени n=0,38.
Стандартизованные граничные условия для характеристик газов приведены в таблице 1 для температуры 10°С (283 К).
9 Представление результатов
9.1 Величина U
Если второй знак после запятой равен пяти, значение округляют в большую сторону.
Пример 1 - 1,53 округляют до 1,5.
Пример 2 - 1,55 округляют до 1,6.
Пример 3 - 1,549 округляют до 1,5.
9.2 Промежуточные значения
Промежуточные значения, полученные в ходе расчета, не округляют.
10 Протокол расчета
10.1 Информация, включаемая в протокол расчета
Протокол расчета должен содержать сведения, указанные в 10.2-10.4.
10.2 Идентификационные данные остекления:
- общая толщина остекления, мм;
- толщина каждого листа стекла, мм;
- толщина каждого слоя материала (при наличии), мм;
- ширина каждого газового промежутка, мм;
- тип газового заполнения;
- положение ИК-отражающего покрытия (при наличии);
- угол наклона остекления к горизонтали;
- условия, отличающиеся от стандартизованных граничных условий.
10.3 Поперечное сечение остекления
Рисунок с изображением конструкции остекления (положение и толщина листов стекла и слоев материалов, положение покрытия (покрытий), положение и ширина газового промежутка (промежутков), тип газового заполнения).
Листы стекла и других материалов и газовые промежутки должны быть пронумерованы, начиная с наружного листа (со стороны улицы).
10.4 Результаты расчета:
- коэффициент эмиссии покрытия, если имеется покрытие, изменяющее коэффициент эмиссии;
Приложение А
(обязательное)
Метод последовательных приближений для расчета величины U* остекления с двумя и более газовыми промежутками
Полученное значение термического сопротивления подставляют в формулу (2) и определяют значение величины U по формуле (1).
Номер итерации | 1 | 2 | 3 | 4 |
для промежутка 1, м · К/Вт | 0,1934 | 0,1934 | 0,1934 | 0,1934 |
для промежутка 2, м · К/Вт | 0,7739 | 0,7644 | 0,7650 | 0,7649 |
, м · К/Вт | 0,9673 | 0,9578 | 0,9584 | 0,9584 |
для промежутка 1, К | 2,9990 | 3,0289 | 3,0270 | 3,0271 |
для промежутка 2, К | 12,0010 | 11,9711 | 11,9730 | 11,9729 |
Величина U , Вт/(м · К) | 0,870 | 0,877 | 0,877 | 0,877(0,9) |
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных европейских стандартов межгосударственным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного европейского стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
IDT | ГОСТ EN 674-2016 "Стекло и изделия из него. Методы определения тепловых характеристик. Определение сопротивления теплопередаче методом защищенной горячей пластины" | |
IDT | ГОСТ EN 675-2014 "Стекло и изделия из него. Методы определения тепловых характеристик. Определение сопротивления теплопередаче методом измерения теплового потока" | |
IDT | ГОСТ EN 12898-2014 "Стекло и изделия из него. Методы определения тепловых характеристик. Определение коэффициента эмиссии" | |
Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов:
- IDT - идентичные стандарты. |
Приложение ДБ
(рекомендуемое)
Определение сопротивления теплопередаче
Стандартизованные граничные условия приведены в разделе 8.
Рекомендации по выбору климатических данных для расчета при нестандартизованных граничных условиях приведены в приложении ДВ.
Приложение ДВ
(рекомендуемое)
Рекомендации по выбору климатических данных
Требуемую температуру воздуха внутри помещений рекомендуется устанавливать в зависимости от назначения помещения и периода года в пределах значений оптимальной температуры воздуха в обслуживаемой зоне помещений по ГОСТ 30494.
Библиография
[1] | EN ISO 10077-1 | Thermal performance of windows, doors and shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 1: General (ISO 10077-1:2006) |
[2] | Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing | |
[3] | EN ISO 6946 | Building components and building elements - Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation method (ISO 6946:2007) |
[4] | EN ISO 13790 | Energy performance of buildings - Calculation of energy use for space heating and cooling (ISO 13790:2008) |
[5] | EN ISO 10211 | Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface temperatures - Detailed calculations (ISO 10211:2007) |
УДК 666.151:006.354 | МКС 81.040.01 | IDT |
Ключевые слова: стекло, коэффициент теплопередачи, сопротивление теплопередаче, метод расчета |