Библиографическое описание:

Рузиев Х. Р., Тожиев И. И. Защита жилых зданий от перегрева // Молодой ученый. — 2016. — №7. — С. 156-158.



На территории Средней Азии, особенно в южной ее части, средняя многолетняя температура самого жаркого месяца (июля) составляет +30°С. В наиболее жаркие часы (13 ч) средняя температура достигает +38°С. Абсолютные максимумы достигают +50°С.

Таким образом, при строительстве зданий в южных районах возникает необходимость защиты людей от перегрева в теплый период. Вместе с тем не снимается задача теплозащиты в зимний период, так как в пределах IV районов возможны достаточно низкие зимние температуры.

В жарком климате создание в помещениях температурно-влажностного режима, отвечающего санитарно-гигиеническим требованиям, возможно при использовании соответствующих искусственных средств охлаждения, требующих значительных единовременных затрат при строительстве и постоянных эксплуатационных расходов. В то же время возможно использование средств естественного регулирования микроклимата помещений, требующих относительно небольших единовременных затрат на их осуществление при строительстве и последующую эксплуатацию.

Основными средствами естественного регулирования микроклимата помещений являются:

– правильное размещение и взаиморасположение зданий на участке;

– меры благоустройства, озеленения и обводнения прилегающих к зданию территорий;

– повышение теплоустойчивости ограждений в отношении затухания в них температурных колебаний;

– снижение коэффициента теплопоглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждения;

– специальные конструктивные приемы, а также экранирование наружных ограждений от солнечных лучей;

– применение чердачных перекрытий или совмещенных покрытий с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом.

В борьбе с летним перегревом в жилых зданиях издавна применялись массивные стены, обладающие большой тепловой инерцией. Однако массивные стены, защищая помещение днем, в часы высоких наружных температур и действия солнечной радиации, служат источником поступления тепла в помещения ночью в часы низких температур наружного воздуха.

В индустриальном жилищном строительстве в сухом жарком климате пока еще не решены вопросы защиты помещения от перегрева.

Распространению легких ограждений препятствует их малая теплоустойчивость, приводящая в летний период либо к внутреннему дискомфорту, либо к значительным нагрузкам на систему охлаждения.

Достижению высокого уровня теплового комфорта в зданиях, снижению расхода материала в стенах и сокращению затрат энергии на охлаждение путем кондиционирования воздуха жилых помещений способствует переход на применение в зданиях наружных стен с экранами и воздушными прослойками.

Одним из таких направлений в индустриальном домостроении может быть создание конструкции стены из керамзитобетона с улучшенной теплозащитной способностью и железобетонным экраном с вентилируемой воздушной прослойкой. Такая конструкция способна уменьшить теплопоступления в помещении в жаркое время за счет повышенной теплоустойчивости бетона основной части панели, а также за счет удаления радиационного тепла движущимся в прослойке воздухом. При этом она быстро охлаждается в вечерние и ночные часы.

Одним из первых исследования теплотехнических свойств стен с экранами и воздушными прослойками провел Б. Ф. Васильев. В 1947 году лабораторией теплофизики института строительной техники были проведены в опытном павильоне исследования стен с замкнутыми воздушными прослойками. Исследования были в основном ориентированы на оценку изменений влажности материалов стен.

Экспериментальные исследования, выполненные А. В. Ершовым, Е. А. Солдатовым /3/ в лаборатории микроклимата в строительной физике ТашЗНИИЭП с 1960 по 1969 гг., СамГАСИ в 1970–1978 гг. послужили научной основой для выдачи рекомендаций толщине, выбору материала и типу наружных ограждений с учетом теплового действия солнечной радиации на территории Средней Азии.

Наружная стена- важный конструктивный элемент, от которого во многом зависит эксплуатационное состояние жилых помещений. Однослойные легкобетонные панели имеют преимущества перед многослойными: более просты в изготовлении, однородны по сечению, в них отсутствуют мосты холода. Их теплозащитные свойства определяются структурой и физическими показателями легкого бетона, (керамзитобетона), которые значительно зависят от влажности. Получая большую начальную влажность, керамзитобетонные стены могут высыхать с обеих сторон, что является еще одним преимуществом однослойных конструкций.

Темп испарения зависит от структуры и толщины стены: чем она толще, тем больше в нее вносится воды и тем больше будет ее удаление. По мнению Б. Ф. Васильева /1/, термическое сопротивление однослойного ограждения можно повысить не за счет пассивного увеличения его толщины, а в результате активного улучшения структуры материала. Это позволит снизить коэффициент теплопроводности, в некоторых случаях без уменьшения плотности материала.

При выборе конструктивно-технологического решения легкобетонных панелей наружных стен наибольшее значение имеют теплотехнические характеристики бетона, зависящие от его состава и структуры. Назначение расчетного коэффициента теплопроводности всегда достаточно сложная и ответственная задача.

Для определения целенаправленной структуры состава легкого бетона и его теплопроводности в ЦНИИЭП жилища и НИИСФ был проведен комплекс научно-исследовательских работ /1,2/.

Применительно к легкому бетону для наружных стен основным критерием оптимизации является максимальное снижение теплопроводности при обеспечении необходимой прочности, долговечности и водонепроницаемости.

Рациональным конструктивным решением солнцезащиты стен может быть стена, состоящая из солнцезащитного экрана и несущей утепленной конструкции, отделенных воздушной прослойкой /2,3,5,7/. Такая конструкция имеет следующие положительные качества:

– индустриальность;

– возможность использования различных видов наружных экранов прочных, легких и долговечных, которые в сочетании с устойчивыми красителями и мозаикой служат важным средством повышения архитектурно-художественной выразительности фасадов зданий. Особенно перспективны экраны из того же материала, что и основная стена;

– полное затемнение стен и возможность регулирования теплового и влажностного режима прослойки;

– надежная защита от атмосферной влаги, систематическое осушение внутреннего слоя, что особенно важно при использовании керамзитобетона с малой плотностью и высокой пористостью;

– наличие экрана позволяет снизить требования к герметизации стыковых соединений панелей, поскольку влага, попадающая внутрь прослойки, будет стекать по тыльной стороне экрана.

По сравнению с обычно применяемой совмещенной слоистой конструкцией наружных стен в виде монопанелей раздельная конструкция с экраном позволяет:

– изготовлять несущие стеновые панели в горизонтальных формах конвейерной линии;

– специализировать производство по изготовлению в одном технологическом цикле;

– применять разнообразные архитектурные решения фасадов с использованием в фасадных экранах различных конструкционных бетонов (с использованием цветных цементов) и отдельных материалов;

– исключить гибкие стальные связи для соединения наружного и внутреннего слоев бетона;

– снизить расход бетона в наружных стенах на 20 % (в зависимости от материала экрана) и облегчить их конструкции;

– повысить теплотехнические качества наружных стен до 20 % благодаря использованию воздушной прослойки (в разных режимах) между основными панелями и экраном /7/.

Практика строительства панельных зданий с экранированными наружными стенами пока имеет небольшой опыт. Экранирование наружных стен применено в экспериментальный 5-ти этажный крупнопанельный жилой дом в г. Бухаре/7/.

  1. Разработан и обоснован метод конструирования панельной наружной стены с экраном для индустриального домостроения в южных районах, улучшающей тепловой комфорт жилища в жаркий период года и теплозащитные свойства конструкции в зимний период.
  2. Разработаны рекомендации по проектированию легкобетонных панелей с экраном, в том числе предложения по конструкции экрана, несущей части, соединительных ребер, толщине воздушной прослойки.
  3. Разработан усовершенствованный состав конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона для несущей части конструкции, обеспечивающий еёвысокую теплоустойчивость за счет применения химических добавок и низкого расхода пористого песка.
  4. На основании теоретических и экспериментальных исследований теплофизических свойств панелей с экраном получены следующие результаты:

– в условиях высоких летних температур амплитуда колебания температуры на внутренней поверхности стены с экраном в два раза меньше, чем в стене без экрана той же толщины;

– тепловой поток, проходящий через наружные стены с экраном, снижается в среднем более чем на 30 % по сравнению с однослойной панелью;

– фактическое сопротивление теплопередаче стены с железобетонным экраном и замкнутой воздушной прослойкой в зимний период более чем на 20 % выше сопротивления теплопередаче однослойной стены, а приведенное сопротивление теплопередаче на 12 % выше приведенного сопротивления теплопередаче стены без экрана;

– экспериментально установлено, что для вентилируема: воздушных прослоек толщиной 70 мм и высотой на 5 этажей среднесуточная скорость движения воздуха составляет 0,49 м/с;

  1. Конструкция стены с экраном обеспечивает в жилых помещениях более высокий тепловой комфорт по сравнению с традиционными однослойными панелями, а также позволяет снизить приведенные затраты на 17 %за счет сокращения затрат на кондиционирование и охлаждение воздуха в летних условиях.

Литература:

  1. Васильев Б. Ф. Теплотехнические качества и микроклимат крупнопанельных жилых зданий. — М. 1965. — 245 с.
  2. Власов О. Е. О теплоустойчивости ограждений с вентилируемой воздушной прослойкой. — Сб. н. тр. НИИСФ. Практические задачи теплофизики крупнопанельных зданий. М.: Изд-во литературы по строительству, 1966.
  3. Ершов А. В., Солдатов Е.А, Угрюмов Е. И. Натурные исследования теплоустойчивости экранированных стен с вентилируемой воздушной прослойкой. Строительство и архитектура Узбекистана, 1968. № 2. — С.38–41.
  4. Солдатов Е. А. Наружные ограждения и тепловой режим зданий в условиях действия солнечной радиацией. — Ташкент: ФАН, 1979. — 103 с.
  5. Хамидов С. А. Теплотехнический расчет стены с трансформируемой воздушной прослойкой. Дис…канд. техн. наук. — М. 1983. — 220 с.
  6. Шкловер А. М. Теплотехнические расчеты зданий, расположенных на юге СССР. –М.: Госстройиздат, 1952. — 43 с.
  7. Рузиев Х. Р. Легкобетонные панельные стены с экраном для условий жаркого климата. Дис… канд.техн.наук. — М. 1991. — 194 с.
Основные термины (генерируются автоматически): наружных стен, воздушной прослойкой, вентилируемой воздушной прослойкой, легкого бетона, наружных ограждений, железобетонным экраном, массивные стены, солнечной радиации, воздушными прослойками, зданиях наружных стен, зимний период, панелей наружных стен, регулирования микроклимата помещений, наружных стен основным, естественного регулирования микроклимата, действия солнечной радиации, конструкцией наружных стен, Экранирование наружных стен, качества наружных стен, теплопередаче стены.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос