ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДЕНИЙ ДОМОВ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ СО СТАЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Наружные углы, выступы, металлические включе­ния и другие элементы в ограждающих конструкциях резко осложняют расчет температурных полей в них, так как в этих случаях происходит передача тепла обычно в трех направлениях. Такие конструкции осо­бенно характерны для уникальных зданий и сооруже­ний. Обычные методы экспериментальных исследова­ний для оценки их теплотехнических качеств в таких случаях слишком дорогостоящи или вообще непримени­мы, а расчеты трехмерных температурных полей невы­полнимы из-за отсутствия соответствующей программы на ЭВМ. Тем не менее температурные поля в таких конструкциях можно рассчитать по наиболее удобным плоским сечениям, для которых с большой степенью приближения можно принять двумерное распределение температур.

Рассмотрим сложные сечения таких конструкций на примере сечений ограждающих конструкций зданий Госцирка и НИБО «Паука». Исследуем температурные поля узлов ограждений и оцепим, насколько соответст - вст их теплотехнический режим требованиям санитар­но-гигиенических норм.

В процессе строительства нового здания Госиирка выявилась необходимость обеспечить требуемый тем­пературный режим стальных элементов, проходящих через наружные ограждения к внутренним. В качестве одного из способов решения этого вопроса было пред­ложено обетонировать части стального элемента, при­мыкающие к внутренней поверхности наружного ограж­дения, для обеспечения большего притока тепла к ней и улучшения температурного режима ограждения

На рис. 47 показан узел примыкания стальных про­филей консольной части ферм купола к тепловой стен­ке-экрану, температурное поле которого дано в двух

TH—31°C a-11,6 вт/(м2-К) ,1

/-—кровельный материал, 6 = 12 мм; 2 — воздушная про­слойка, 7=150 кг/м3; 3—стекловата, 7=1400; 4 — асбе­стоцементный лист, 7=1800 кг/м3; 5—кладка из пено­стекла, 7=400; 6 —- швеллера, № 14; 7 — стальной уго­лок; <5— стальной лист; 9 — прорезиненная ткань: 10 — Алюминиевые профили

Вариантах: без обетонирования стальных профилей и с обетонированием бетоном марки М 200 на длину 50 см. Температуры в местах примыкания стальных профилей к внутренней поверхности стенки-экрана без обетони­рования равны минус 1,3—■ минус 1,5° С. При этом на стальных профилях консольной части ферм конденсат может образоваться при относительной влажности внут­реннего воздуха уже выше 19%. Проектом предусмот­рена допустимая относительная влажность внутреннего воздуха не выше 40%. При обетонировании стальных профилей с внутренней стороны на 50 см (правая часть рис. 47) температура в местах примыкания бетона к те­пловой стенке-экрану повышается до 12,7° С, что уже превышает температуру точки росы (тр = 6°С при /в = = 20° С, ф = 40%).

Другая конструкция узла примыкания тепловой стенки-экрана к витражу кровли показана на рис. 48. Сечение выбрано без металлических профилей-поясов консольной части ферм купола, пересекающих стенку - экран. Температура на внутренних поверхностях алю­миниевых профилей витража изменяется от 0,8 до 2° С. Низкие температуры наблюдаются на прорезиненной ткани в местах крепления ее к металлическим профи­лям (0,9° С внизу и 2° С вверху). В этих местах воз­можно образование конденсата, но на поверхностях са­мой прорезиненной ткани температура равна 6.5° С, что выше температуры точки росы на 0,5° С.

Анализ названных выше конструкций и их темпера­турных полей показывает, что теплоизоляционные каче­ства стенки из пеностекла могут быть улучшены, если оштукатурить ее внутренние поверхности цементно-пес - чаным раствором, так как уменьшится влаго - и возду­хопроницаемость. Кроме того, должна быть обеспечена герметичность крепления прорезиненной ткани к метал­лическим профилям.

Определенный интерес с точки зрения теплотехниче­ских характеристик представляет административное здание каркасно-панельного типа научно-исследова - тельской базы объединения «Наука». Несущие элемен­ты здания — железобетонные колонны сечением 40Х Х40 см с шагом 6 м, облицованные гранитом и утеп­ленные с наружной стороны пеностеклом толщиной 90 мм объемной массой 400 кг/м3, а с внутренней — кладкой из красного кирпича (в полкирпича). Навес­ные кер а м з нтоб его иные панели 6X1,5 м служат подо­конной вставкой. Оконные проемы ишрппой 4,8 и вы­сотой 2,79 м заполнены деревоалюмиииевыми блоками - внутренние переплеты деревянные, наружные --из алю­миниевых профилей (изготовляемых на заводе алюми­ниевых конструкций в г. Видное). Соединения глухих и светопрозрачных элементов с импостами и стойками

/- кладка из кирпича; 2 - стояк отопления, *с -70° С; 3 - уплотнитель из пористой-резины -между ' оконным" блокомпколопной;,-

Облиодвк'а;'!<S —Железобетонная ^^нГ (Скобках - темпера^рь, %и на­личии стояка отопления); а - теплопроводность Железобетона 7.-1,8 Вт/(м-КЬ а — то же, 1,6 Вт/(м-К)

Герметизированы тноколовой сеемою3, конопаткой из минеральной ваты или пористой резиной.

Анализируя температурное поле наружного углово­го стыка на уровне первого этажа (рис. 49), видим, что повышение теплопроводности железобетона незначи­тельно влияет на температуру в местах соединения оконных блоков с несущими элементами. Минимальная температура в стыках оконных блоков с колонной без учета влияния стояка отопления снижается до 4 6 С, а на оконных рамах — до 5,4°С. С учетом влияния стоя­ка отопления температура на внутренних поверхностях и в вышеуказанных местах зоны стыков повышается со­ответственно до 14,9 и 8,8° С. На внутренней поверхно­сти несущего элемента температура достаточно высо­кая и без учета влияния отопительного стояка и равна 9,4—10.9°С (температура точки росы при /В=18°С и фч=55%; тр —8,8° С).

Температурные поля рассчитывали и для других уз­лов здания этой конструкции. Результаты показали, что температурный режим основных узлов здания НИБО «Наука» удовлетворительный.

R г. Видном построен завод по ярэизжхлоу алюми­ниевых конструкций и изделий для жилнщно-гоаждан - ского. культурно-бытового и промышленного строитель­ства [2]. Некоторые пробили из алюминиевых сплавов используются при проектировании наружных огоажда - юших конструкций в зданиях повышенной этажности. Изготовлена опытная партия конструкций наружных стеновых панелей с заполнениями оконных проемов из алюминиевых переплетов.

Панели П1-00-00 размерами 3,6X3 разработаны в Моспроекте-1 и решены в виде сварной рамы из прямо­угольных тонкостенных электросварных труб. В раму устанавливают унифицированный оконный блок с двой ным остеклением и подоконную трехслойную утепля ющую вставку. Вставка выполнена нз асбестоиемент - ных плоских листов толщиной 10 мм с утеплителем в виде полужестких стекловолокнистых плит на синтети­ческой связке марки «ПГ1» толшипой 80 мм. С наруж­ной стороны панель обрамлена алюминиевой рамой, облицованной в подоконной части стемалитом.

Вертикальный стык панелей в глухой их части (рис. 50) утеплен пенопластом ПСБ-С, а зазор между тепло­вой вставкой и стальной рамой проконопачен паклей.

Внутренняя поверхность стыка шириной 70 см облицо­вана деревянной доской. Температура, равная 12° С, наблюдается па тепловой вставке у облицовочной доски. Конструкция узла примыкания нижней части оконного блока к тепловой вставке и его температурное поле по­казаны на рис. 51.

В качестве утеплителя стыка между унифицирован­ными оконными блоками и тепловой вставкой уложен пенополнстнрольпый пенопласт ПСБ-С. Стык стальной рамы и тепловой вставки проконопачен паклей. Под­оконник — деревянный. Крайне низкие температуры от­мечены на алюминиевых профилях оконных переплетов в местах болтовых соединений алюминиевых профилей

/ — обшивка панелей из асбестоцементных листов, 7=1800 кг/м3; 2 — стальные уголки; 3 — стальная рама; 4— пенопласт ПСБ-С; 7 = 80; 5—витражи, 6 — Алюминиевые профили; 7 —утеплитель из стекловолокна; S—деревянный на­тельник
между собой. Так, мини­мальная температура на внутренней поверхности профиля при Tu = —32 и /Я=18СС равна тв = = — 1,7° С. У подоконной Доски тв = — 1,6е С, под подоконником на тепло­вой вставке тв = 7,2°С На глади асбошиферного листа тв=14,РС Сталь­ная сварная рама нахо­дится в зоне отрицатель­ных температур - тв = = —5,7; - 4,7° С При та­ком проектном решении переплетов без разъеди­нения алюминиевых про­филей тепловыми встав­ками температурный ре­жим стыка опытной па­нели не отвечает тепло­техническим ниям.

Для создания нор­мального температурно - влажностного режима на внутренних поверхностях

Алюминиевых переплетов, применяемых в строительстве зданий в Московской области и Москве, необходимо оконные наружные и внутренние алюминиевые перепле­ты стыковать между собой посредством тепловых вста­вок, опираясь па отечественный и зарубежный опыт проектирования. В заключение следует отметить неко­торые общие принципы проектирования и строительства здании с легкими ограждающими конструкциями, осно­ванные на анализе их температурного режима.

Металлические и железобетонные несушие каркасы и колонны в зданиях целесообразно размешать в на­ружных ограждениях в зоне положительных температур или с внутренней стороны наружных ограждений. При невозможности такого решения теплопроводные несущие конструкции должны быть утеплены так, чтобы они на­ходились в условиях положительных температур. Окон­
ные блоки с металлическими переплетами или витражи должны быть решены с раздельным остеклением и с малотеплопроводными вкладышами по периметру бло­ка или витража между металлическими элементами, чтобы в этих конструкциях не было сквозных «мости­ков» холода.

При проектировании наружных ограждающих кон­струкций с теплопроводными включениями необходимо рассчитывать их температурные поля на ЭВМ с после­дующей экспериментальной проверкой (особенно для конструкций уникальных зданий).