автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Эффективные наружные ограждения с полимерными слоями и воздушными прослойками (конструктивные признаки и теплофизические аспекты)

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООНШНИЯ СССР

московский ордена ленкна

И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ШЕЕНЕРОВ ШЕЕЗНОДОРОЕНОГО ТРАНСПОРТА ИХ Ф. Э.ДЗЕРЕ1НСКОГО

На правах рукописи

ЧЕРНЯВСКИЙ ВАЛЕРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

УДК 692.232.2: 691.327.3:691.175-46

ЗЗЗЕКГЙЗНЫЕ НАРУЖНЫЕ СШРАДШШ С ПОЛИМЕРНЫМИ СЛОШИ

и воздушными прослойками /конструктивные признаки и теплойизические аспект/

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технически: наук

Москва - 1950

Работа выполнена в Полтавском инженерно-строительном институте на кафедре архитектуры гражданских и промышленных зданий.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Могилат а.н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Депшо З.Л. кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лимблер Б.Г.

Ведущая организация - Киевский зональный научно-исследовательский институт экспериментального проектирования Госстроя СССР

Защита состоится " "■■ 193^ г в час.

мин, на заседания специализированного совета Д 114.05.08 при Московском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 101475 ГСП, Москва, А-55; ул.Образцова, 15, ауд.

С диссертацией колено ознакомиться в библиотеке института.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу совета института.

Ученый секретарь специализированного совета

К.т.к., доцент В.К.Клюкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Массовое строительство крупнопанельных зданий выдвинуло ряд научно-технических проблем, среди которых наибольшее значение имеет проблема снижения теплопотерь зданиями. Особенно остро эти проблемы проявляются при эксплуатации легкобетонных стеновых ограждений, значительная часть которых не удовлетворяет требуемым теплозащитным качествам. Конструкции слабо противостоят воздействию влаги, как непосредственно технологической и атмосферной, так £ при диффузии водяных паров. Увлажнение стеновых материалов приводит к снижению теплозащитных качеств ограждения и к дополнительной интенсификации влагонакопления. Избежать накопления влаги в толще ограждений, особенно в помещениях с влажным и. мокрым режимами эксплуатации, без дополнительных мероприятий практически невозможно. К таким мероприятиям можно отнести устройство надёжной влаго- и пароизоляции, повышения уровня теплозащиты ограждений, организацию вентилируемых воздушных каналов и прослоек. Поэтому разработка и исследование способов совершенствования" легкобетонных стеновых панелей имеют большое значение и являются актуальными.

Выполненная работа является составной частью комплексной кеквузовской научно-технической программы "Повышение эффектгсв-ности сельскохозяйственного строительства" на 1986-1990 г.г., решаемой согласно постановления Минвуза УССР от 08.09.1986 г.

Целью работы является разработка эффективного конструктивного решения наружных легкобетонных стеновых панеле*, выявление на основе экспериментально-теоретических исследоваЕгт.* влияния полимерных слоев на эксплуатационные качества стеновых ограждений, создание инженерной методики теплогидравлического расчёта конструкций с вентилируемыми воздушными прослойками с

переменной толщиной стенок и выработка предложений по улучшению тепловлазностных качеств легкобетонных стеновых ограждений.

Научная новизна. Разработано новое конструк-т:аное решение легкобетонных с те нов иг ограждений /а. с. №1350283/ с металлизированными полимерными сложи; экспериментально, в лабораторных и натурных условиях, определено влияние полимерных слоев на теплозащитные и влажноетные качества стеновых етражде-пий; обоснована возможность, разработана методика электромодали-рования полей упругости водяного пара в однослойных панелях с полимерными слоями различной степени перфорации, получена зависимость сопротивления паропроницанию металлизированных полимерных * слоев от степени их перфорации; предложен инженерный метод совместного расчета теплового и воздушного режимов воздушных про- . слоек с переменной толщиной стенок и оценена корректность алгоритма решения уравнения теплового баланса прослойки; разработана методическая основа выбора.целесообразной конструкции ограждения с такими прослойками и составлена программа теплогидравли-ческого расчёта такой прослойки на ЭВМ; проведено экономическое сопоставление предложенных рациональных конструктивных решений с базовыми.

Автор защищает: эффективное конструктивное решение легкобетонных стеновых ограждений; результаты экспериментально-теоретических исследований тепловлажностных качеств однослойных легкобетонных стеновых панелей с полимерными слоями; методику.электромоделированпя полей упругости водяного пара в стснозих панелях с полимерными слоями различной степени перфорации; метод теплогидравлического расчета воздушных прослоек с переменной толщиной стенок и методику подбора целесообразного конструктивного решения панелей с такими прослойками с переменной толщиной стейог; результаты экономической оценки эффективности

легкобетонных стеновых панелей с металлизированными полимерна.::* слоями и воздушными прослойками.

Практическое значение результатов работы заключается в том, что предложена для строительства новачт, прошедшая натурные испытания и эксплуатационную проверку, индустриальная конструкция стеновых огра-вденлй, обеспечивающая высокую надежность и экономию топливно-энергетических ресурсов; разработанная методика теплогидразлического расчёта л программа расчёта на ЭВМ вентилируемых воздушных прослоек с переменней толщиной стенок и предложения по оценке конструктивных регтегшй таких стен используются в проектной практике для совершенствования конструкций стеновых огравяеняй.

Внедрение результатов. Разработанные конструкция стеновых панелей с метгллпзирсватшкмя полимерными слоями реализованы в строительстве в г.Еовая Каховка производственным объединением "Херсовоблагрострой". Результаты выполненных исследований использованы НИИСК Госстроя СССР при разработке "Методических рекомендаций по повышению теплотехнических показа-; телей ограждающих конструкций на стадии их проектирования и изготовления" /10/, а также в проектной практике Полтавского филиала Украинского государственного института "Укргорстройпроект".

Апробация работы. Результаты диссертации доложены и одобренаша:

- республиканском семинаре "Повышение долговечности и снижение материалоёмкости строительных конструкций и изделий /г. Полтава, 1984 г./;

- республиканской межвузовской конференции по проблемам строительства я архитектуры Белорусской ССР /г. Брест, 1984 г./;

- республиканской конференции "Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на оснозе механизации трудоёмких

работ и сокращения затрат ручного труда" /г.Полтава, 1985 г./;

- республиканском семинаре "Повышение теплозащиты зданий путем применения эффективных строительных конструкций и материалов" /г.Киев, НИИСК Госстроя СССР, ДСК К 4 Главкиевстроя, 1986г/;

- республиканском семинаре "Расширение использования вторичных сырьевых ресурсов при производстве строительных материалов л изделий /г.Киев, НИИСШ Госстроя СССР, 1986 г./;

- неоднократно на ХШУ... Ш научных конференциях профессорско-преподавательского состава Полтавского ИСИ /г.Полтава, ЛВ*••«.^990 г,г./ф

Публикации . Основное содержание диссертации опубликовано в пятнадцати печатных работах. '

Объём диссертации и структура. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов; содержит 165 страниц машинописного текста, 28 иллюстраций, 20 таблиц, 123 наименования библиографии, 14 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены актуальность, новизна, а также положения работы, подлежащие защите.

Первая' глава посвящена рассмотрению состояния вопроса. Даётся анализ опыта применения ограждающих конструкций из легких бетонов, эксплуатационных дефектов наружных стен из однослойных панелей, содержится аналитический обзор работ отечественных и зарубежных авторов в области теоретических, экспериментальных в натурных исследований теплозащитных качеств стеновых конструкций из легких бетонов.

Выявлено резкое ухудшение эксплуатационных качеств этих ограждений с увеличением влажности стеновых материалов, рассматривается пути з методы гх запиты от увлажнения. Сформулированы т:сль л згдачи диссертационной работы.

Во второй главе рассматриваются конструктивные решения, характеристика и технология изготовления предложенных эффективных легкобетонных стеновых ограждений с полимерными слоями и вентилируемыми воздушными прослойками с переменной толщиной стенок.

. Стеновая панель с полимерными слоями /рис.1,а/ состоит из конструктивно-теплоизоляционного легкобетонного слоя I, наружного или наружного и внутреннего комплексных цементно-песчаных защитных слоев 2, разделённых со слоем I компенсационным слоем 3. Последний представляет собой полимерную прослойку из серийно производимой перфорируемой металлизированной полиэтилентерефталат-ной плёнки ПЭТФ-ОАД. Плёнка состоит из двух полимерных слоев 5, соединенных промежуточной прослойкой 6 из металлизированного упру-говязкого материала, состоящего из ненасыщенной полиэфирной смолы ТФ-60 и алюминиевой пудры. Плёнка перфорирована отверстиями 7 диаметром 7...23 мм и покрыта с обеих сторон полимерной клеевой композицией 4 типа- "Сцрут", содержащей диизоцианат. Приводятся физико-технические свойства применяемых плёнки и клеевых композиций, анализируется способность металлизационного слоя дублированной плёнки отражать инфракрасные лучи. .

Стеновые панели с вентилируемыми воздушными прослойками изготовляются как единое целое, что обеспечивает удешевление их на 30% по сравнению со слоистыми панелями поэлементной сборки. Для образования воздушной.полости в панели предложено применять перфорированные вкладыпш-пустотообразователи различной конструкции г формы, применение которых позволяет формовать панели на стандартном оборудовании заводов строкгндустряв, делает гопструкциэ в целом технологичной. Воздушные полости устраиваются, как правило, на высоту панели /рис.1,6/, минимальная толщина каналов иле щелей должна быть не менее 20 мм, а расстояние между осями каналов -С,15 ...0,3 м в зависимости от паропроницаекости легкого бетона.

-£-

1-1.

1—11—1 Щ550 !#?550 ^ --1 1---1 1. И 1 ?550 № £50 &

Г 1 \ \ 1___1 1___1 ___11___1

зона 1 §

М-

Рис.1. Конструктивные схемы эффективных легнобетонных наружных ограждений: а/ с металлизированными полимерными слоями; б/ с вентилируемыми воздушными прослойками- с переменной толщиной стенок

-а) 3 .. .г Ю а

Рис.2. К выбору критерия подобия при электромоделировании полей упругости водяного пара в толще панелей

Третья глава посвящена рассмотрении эксплуатационных качеств легкобетонных стеновых панелей с полимерными слоями. Прочность панелей, определяющаяся прочностью теплоизоляционно-конструктивного слоя, достигается принятыми на производстве технологией и составами для приготовления лёгких бетонов. Прочность сцепления защитных слоев и бетона через полимерную прослойку додана быть не менее 9,8 Ю^Па, что достигается применением клеево;: композиции и степенью перфорации плёнки Л% и более.

Сделана попытка оценить эффективность применения теплоотра-зающих экранов в конструкциях из пористых бетопоз аналитически посредством упрощенной модели пористого тела по 0."реперу. Установлено, что таким экранированием..voseT быть достигнуто по:шзе-ние приведенного коэффициента теплопроводностп теплопзоляплонпо-конструктивного слоя панели до 5,3£.

Лабораторные испытания теплозащитных качеств образцов панелей, проведенных по методике ГОСТ 7075-57, подтвердили полученные ешзэ результаты. Образцы изготовлены на технологической линии 5-го пролёта Полтавского Т[СК размерами 300x300x60 мм трах типов: I-образцы толщиной бетона 40 ic.: и двумя цекентпо-песчаными защитными слоями толщиной 10 мм; 2 - то же, ко с полимерными прослойками из ПЭТФ-ОАД между ними; 3 - то 'же, но с нанесенной на плёнку клеевой композицией 'Спрут". Для каждого типа - серия из 10 образцов. Достоверность результатов подтверждена статистической оценкой погрешности измерений. Испытания показали, что металлизированные полимерные слои увеличивают термическое сопротивление образцов на 7,3*, а при использовании клеевой композиции -на Л%, что объясняется образованием полимерцементпых пористых слоев в результате проникновения полимерной композиции з раствор и бстсп.

Ограждающие конструкции подвергни воздействию влаги / "ко-

сые" долот, внутренние технологические процессы /. Исследование водопроницаемости панели при гидростатическом давлении на горизонтальную поверхность, принимаемое за критериальное при условии воздействия "косых" дождей, выполнено по методике ЦНИИЭП жилища. .Испытаниям подвергались четыре серии образцов /размером 150х150х 250 км/, изготовленные в производственных условиях с различным значением агрегатно-структурного фактора бетона. В каждой серии образцы панелей трёх типов: I -г керамзитобетонные; 2 - то же, с цекентно-сесчаным защитным слоем; 3 - то же, с полимерной прослойкой различной степени перфорации / 3,1...37,8/5 / между нтя. Исследования показали, что панели, выполненные по 1-му и 2-му типу, не удовлетворяют требованиям по сопротивлению водопроницанию -& < 1,11 сму'г. Стеновые панели третьего типа, т.е. с комплексным защитным слоем, включающем полимерную плёнку,/при перфорации 12,55? и менее/ и покрытую клеевой композицией, обеспечивают сопротивление водопротщанию более требуемого / = = 1,23..Л,79 сы?г /.

За критериальное, прй воздействии технологической влаги на конструкцию, принято испытание на водопоглощение насыщением по методике ТОСТ 7025-78. Испытанию подвергались образцы-пластины, аналогичные испытываемым ниже на водонепроницание. Полученные результата свидетельствуют о значительной эффективности полимерных слоев. Так, при введении плёнки с перфорацией 37,8?, степень защити керамзитобетона от технологической влаги повышается на 7,6... 8,5%. Дальнейшее уменьшение степени перфорации плёнки снижает водопоглощение и при перфорации 12,5? степень защиты легяобатонного слоя повышается на 28...32%.

Влияние полимерных слоев с различной степенью перфорации на еепротаивпяё паропронкцанию конструкции, построение полей упруго-ста еодяеого пара в толще конструкции, определение количества диф-

- п -

фундирующего через ограждение пара и зоны его возможной конденсации выполнено методом электромоделирования, основанного на электровлажностной аналогии. В качестве проводящей среды, моделирующей бетон, принята электропроводная.бумага. Основными величинами апалогии прнняты: упругость водяного пара В и электрический потенциал ^ , плотность потока влаги р? и плотность токаД, коэффициент паропроницаекостии удельная электропроводимость

б , количество диф^унзшрующего пара Р и сила электрического тока й .

Задача стационарной паропроницсемости массива может быть описана уравнением Пуассона. Число определяющих критериев будет равно I. Кроме соблюдения подобия условий однозначности необходимо соблюдать, для соответствующих точек модели и натуры, неизменность /инвариантность - ¡ЛО"! определяющего критерия подобия. Этот критерий выведен при помощи математического аппарата подобия, применив его дифференциальным уравнениям, описывающим физические явления в натуре и на модели. Для массива натуры длиной ¿* я толщиной ¿С /рис.2/ и для электрического поля уравнения Цуассона запишутся в виде __

0£к У"

с

(2)

дх?

После несложных преобразований, обозначения масштабов подобия и выражения параметров натуры через них и параметры модели, е затем подстановки вместо масштабов подобия их значений, крнтеркГ подобия запипется как

п* п* А'рчг'тг (3}

где , пв — удельное сопротивление на квадрат соответственно модели и массива, измеряется в Омах.

Количество влаги, проходящей через конструкцию высотой I к,

определяется по формуле

п /<-ле-бн

Яи»,- ^--(4)

где А - определяется по параметрам модели;уч - коэффициент паро-

проницаемости, равный^ = 1/( /7* . Ьн

Создавшая электрическая модель моделирует ограждающую конструкцию при стационарных температурном и влажностном режимах. При этом не учитывается начальное распределение влаги в ней и динамика сезонного, изменения влагосодержания конструкции.

В результате моделирования влажностного режима стеновых панелей животноводческого помещения установлено, что полимерный слой под внутренним защитным слоем позволяет уменьшить количество 'диффундирующего в толщу ограждения водяного пара на 25...33% соответственно при степени его перфорации 15...10%. Получена зависимость приведенного сопротивления паропроницанию полимерного слоя от степени его перфорации /коэффициент корреляции 0,99/ вида

, (5)

где П - процент перфорации плёнки; в - основание натурального

логарифма. ...

Предложено определять необходимую величину перфорации плёнки под наружным защитным слоем / Пн.с./ в зависимости от степени перфорации плёнки под внутренним слоем /П в.е./, отношения значений сопротивления паропроницанию наружного и внутреннего защитных слоёв //С_/ и условий эксплуатации "-наружных ограждений из неравенств:

- для помещений с нормальным влажностным режимом эксплуата- •.

ции конструкций // Пн.с... ',!) -С-

' » ГТ '/*"

Ни ■ ...

-•для помещений с влажным режимом эксплуатации

. " ■■ (7)

Ни ' ■ ■

3 этой же главе приведены результаты испытания фрагментов

панелей с, полимерными,слоями на.морозостойкость, проведенные по

методике ГОСТ 7025-78 по полному режиму испытаний. Степень перфорации полимерных слоев в образцах колебалась в пределах 5... 100?. Для получения необходимой, с точки зрения морозостойкости, адгезии лицевого комплексного защитного слоя при использовании клеевой композиции необходимо не кенс з 7? перфорации плёнки.

Полученные результаты исследования эксплуатационных качеств легкобетонных панелей показали высокую эффективность применения в таких конструкциях полимерных слоев.

В четвертой главе представлены результаты натурных испытаний, проведенных на экспериментальном павильоне и жилом доке со стенами из опытных керамзитозолобетонных панелей с комплексными

защитными слоями, включающими металллзгрованные полимерные слои.

* * _

Опытные панели изготовлены на технологической линия цеха К1Щ Но- . вокаховского ДСК и установлены в одном пз двух одинаковых помещений экспериментального павильона и на восьмом этаже трехсекцк-онного девятиэтажного жилого дома. В жилом доме для исследований приняты угловые помещения. Другое помещение павильона, а также одинаковые, одпн;_з:оео ориентированные помещения седьмого л дезя-того этажей жилого дома были консольными, зх стеновым ограждениями являлись типовые панели. С помощью термодатчиков и других необходимых приборов согласно методики ОСТ 20-2-74, ГОСТ 26254-84 / в зи.отй период/ и ГОСТ 26253-84 / з летний период эксплуатгцзг/ были получены основные показатели текпературко-влазностного режима степ и помещений. Фактические тепловые потоки измерялись с помогью тепломеров, а оценка теплозащитной однородности панелей выполнена ИТП-П. С использованием результатов натурннс исследований получены значения сопрстпзленля теплопередаче Р.„ и температуры внутренней поверхности панелей , отвечающие значениям расчётной температуры наружного "Ьи и внутреннего Ь/ воздуха.

Анализ результатов испытаний в зимний период показал, что в среднем Т* предложенной конструкции выше яг 1°С, чем тгтг.аой,

/?„ конструкции увеличилось на 1%. Эффективность применения полимерных экранов подтвердили и летние теплотехнические испытания. Так как, по мере проникновения периодических тепловых воздействий через ограждающие конструкции в воздушное пространство помещений, периодичность их изменения все более приближалась к закону гармонии, это позволило температурный режим конструкций и воздушной среды количественно и качественно характеризовать среднесуточными значениями соответствующих температур и максимальной амплитудой отклонения их в течении суток от средних значений. Температура воздуха в помещении с опытны® конструкциями оказалась на 1,4...2,?°С шике чем в контрольном, при максимальной амплитуде её колебания 3,1°С. Количественная оценка повышения теплоустойчивости опытных панелей осповяна на нахождении приведенной амплитуды колебаний'температуры па внутренней поверхности конструкций Ач:$ • В качестве исходных дащых приняты результаты испытаний по трём суточным циклам, характерным наибольшей

повторяемостью исследуемых параметров. При требуемом значении

л л

лггI ='2,3°С, приведенная амплитуда Ахз опытных панелей

оказалась равна 1,18°С, в то время как у .типовых конструкций она достигала 2,04°С.

В этой же глаЕв изложены результаты исследования .влияшш полимерных слоёв на влажностной режим панелей павильона и в жилой застройке. Злажность опытных панелей ниже чем типовых на 3,2% по массе'после первого года эксплуатации и на 2,8% - после второго года, Аналогичен результат и при эксплуатации панелей в жилой ьи-. стройке - ниже на 2,6% по массе. Значительная разница между влажностью опытной и типовой конструкций, эксплуатируемых при аналогичных условиях, свидетельствует о пароизо/гционном эффекте по-пгмеркого слоя, препятствующего диффузии водяных паров.

3 пятой главе выполнена разработка инженерного метода' сов-

местного расчета.теплового л воздушного регшмсв вентилируемой воздушной прослойка с переменной толщиной стенок. Гфозще всего, по известным формулам определяется количество воздуха 6 , по-« ступающее в здание по воздушной прослойке /рлс.З /. и зависящее от величины гравитационного давления

где

Ргр - уе) * ку(р» '

средняя плотность воздуха з прослойке.

(8)

Рис.3. К расчету воздушной прослойки с переменной толщиной стенок.

Второе слагаемое выравненна /8/, представляющее собой дополнительное давление за счёт нагрева воздуха в прослойке, в начале расчёта не учитывается и проникается равным нулю. .Затем, послз теплового расчёта воздушной прослойки, т.е. поело определения температур, определяется гравитационное давление по /8/ и уточняется расчёт. Уравнение теплового баланса панели с прослойкой в сечении X запишется в вгда

<и*

ж-

Общее решение уравнения /9/ относительно искомой функции будет

tx-e' [Jf(x)e' d%+îHJ (ю)

Сдесь + ,

%(*) (at+m* a, -m,/} '

где dt,d* h ait - коэффициенты теплообмена соответственно y внутренней и наружной поверхностей конструкции, в воздушной прослойке; Л, и Лх. - теплопроводность материала конструкции до и после прослойки; ariu<£- конструктивные размеры стенки; С - теплоемкость воздуха.

Основная расчётная формула для определения распределения температуры воздуха по длине прослойки получена в виде

цы^г ■ :

■ <ю

В этой главе выполнено такае математическое обоснование алгоритма решения уравнения теплового баланса. В общем случае функции Р (Л ) и X ) уравнения /Ю/ на рассматриваемом интервале I О, £ / имеет две точки разрыва второго рода. Первая точка х = - ( Пг/т.г. ) превращает интеграл в сходящийся несобственный интеграл второго рода. Следовательно, если она принадлежит интервалу I }, несмотря на невыполнение условий хвСуош» сущгсхпс-ванзя и единственности решения уравнения /9/ возможно получить обобщенное решение Ь (X ) с любой точностью. Если при этом и вторая точка X = ^'/гп, такае будет принадлежать интервалу /0,1 го ока порождает медленно расходящийся несобственный интеграл второго рода. В этом случае такае нарушены условия существования

я единственности решения уравнения /9/ и получить обобщённое решение уравнения можно лишь в некоторой окрестности точки разрыва, погрешность которого возрастает при приближении к ней. Чтобы сохранить достаточную степень точности решения предложено использовать два разных алгоритма отыскания численного решения уравнения /Э/ — слева и справа от точки разрыва второго рода. Второй алгоритм, полученный в результате решения задачи Коши для уравнения /9/ с начальным условием , имеет д^д М*уь Г / -/р(*)с1х л

-Ь(*)-е* \tt-l•с1х\, да)

На основе полученного метода теплогидравлического расчёта разработана методика подбора рационального конструктивного решения панелей с вентилируемыми воздушными; прослойкам с переменной толщиной стенок. Подбор осуществляется по приведенным закатам / с учётом единовременных я эксплуатационных затрат/, при условии удовлетворения конструкциями санитарно-гигиенических требований. Используя методику выполнен подбор целесообразной толщины вентилируемой црослойки кёраызитобетонной панели ЯШ! 30-123 здания на 263 головы молодняка КРС в Полтавской области. Тепло-гидравлический расчёт прослоек выполнен на ЭВМ ЕС 1032. Анализ показал, что наиболее целесообразной является толщина прослойки 0,03 м. При её увеличении /например, до 0,05 к/ заметно ухудшается температурный режим конструкции, сокращается длительность эксплуатации прослойки в качестве вентиляционного канала из-за возможного нарушения условия , приведенные затраты во-

зрастают на 0,90 руб. на панель. Уменьшение же толщины прсслс£тт /например, до 0,01 м / хотя и позволяет расширить рамки продолжительности её вентилирования, в то же время приводит к значительному уменьшению объёма приточного воздуха /не порядок/ и росту приведенных затрат на 1,73 руб. на панель.

3 целом полученные результаты показывают, что разработанный метол расчёта и оценки теплотехнической эффективности огражда-еппх конструкций с вентилируемыми прослойками с переменной толщиной стенок обладает достаточной точностью, позволяет решать глрокий круг задач строительной теплофизики в стационарной постановке, а методика подбора рационального конструктивного решения наружных ограждений с такими прослойками может широко использоваться з проектной практике.

В песто? главе дан расчёт технико-экономических показателей эффективных конструктивных решений керамзнтобетонных панелей с полимерными слоями /табл.1/ к с вентилируемыми воздушными прослойками с переменкой толщиной стенок /табл.2/, и их сравнение' с базовыми вариантами конструкций. Анализ сопоставительных характеристик показал, что предложенное решение лёгкобетонных панелей с полимерными слоями эффективно как с.технологической* так и с конструктивной точки зрения. Масса конструкции не изменяется, что не требует корректировки проектов по части оснований и фундаментов, а отсутствие необходимости изменения опалубочных чертежей позволяет использовать для изготовления предлагаемой конструкции существующий парк металлоформ. Нормализация влажное тиого, режима стеновых ограждений за счёт полимерных слоёв позволяет улучшить теплозащитные качества легкобетонных конструкций, повысить их долговечность. Экономический эффект от замены базовой панели на опытную составляет 3,86 руб. на панель.

Сравнение по технико-экономическим показателям рассчитанной и законструированной по разработанной методике стеновой пепели с вентилируемыми прослойками с.переменной толщиной стенок с базовыми - однослойной и двухслойной легкобетонными стеновыми ограждениями животноводческого помещения для условий Полтавской области - показало её высокую эффективность. Улучшение теплозащитных

качеств конструкции позволило снизить эксплуатационные затраты. За счет нормализации влажностного режима опытных панелей повысилась их долговечность. Рациональное конструктивное решение позволило облегчить конструкцию, уменьшить расход материалов. Экономический эффект от внедрения панелей с наклонными воздушными прослойками составит 13,97 руб. на панель.

Таблица I

Сравнительная технико-экономическая характеристика однослойных керамзитобетонных панелей с полимерными слоями жилых зданий на I м*панели

'Базовая ! Опытная

Показатели ¡панель ЕУ-7! панель Н7-7Э

Расход цемента, приведенный к Г>1 400,кг 54,76 54,76

Расход стали натуральной, кг 4,44 4,44

Расход полимерной плёнки ПЗТФ-ОАД, и? - 0,71

Расход клеевой композиции "Спрут", кг - 0,03

Срок службы конструкции, лет 125 137

Трудоёмкость изготовления, чел./час 2,06 2,20

Себестоимость конструкции, руб. 24,48 25,06

Капитальные вложения в основные и

оборотные фонды, руб.год 33,0 33,0

Годовые эксплуатационные затраты, 2,04 1,91

руб/год

Приведенные затраты, руб. 45,43 44,93

Таблица 2

Сравнительная технико-экономическая характеристика однослойной /ГОЛ 30-12/, двухслойной /ПСД 30-12/ и опытной керамзитобетокных панелей животноводческого помещения на I и1панели

» п а н е л и

Показателя 1 пел .Ш ¡Опытная

г 30-12 30-Г2 ! панель

Г » 2 ' 3 ! 4

Масса конструкции, кг 280 367 251

Расход стали натуральной, кг 5,59 3,79 4,12

- 20 -

Продолжение таблицы 2

I ! 2 ! 3 ! 4

Расход вкладышей, м.п. - - 1.3

Срок службы конструкции, лет 27 31 50

Себестоимость конструкции, руб. 16,92 16,1 18,96

Капитальные вложения в основные 35,67

и оборотные фонды, руб.год 36,63 38,08

Годовые эксплуатационные 1,49 1,45 0,99

затраты, руб/год

Приведенные затраты, руб. 33,75 33,74 29,86

ССНОЗЕЫЕ ВЫЗОЛЫ

Г. "-Та основе анализа результатов научных исследований, проектных материалов и литературных источников установлено, что одной из основных причин низких эксплуатационных качеств наиболее широко применяемых в индустриальном строительстве легкобетонных стеновых ограждений является недостаточная защита теплоизоляционно-

конструктивного слоя от увлажнения.

2. Предложено, как метод защиты этого слоя панелей от избыточного увлажнения и влияния агрессивной среды, комплексные защитные слои, включающие в себя, наряду с цементно-песчаным слоек, полимерную плёнку ПЭТФ-ОАД. Создана и защищена авторским свидетельством /8/ конструкция наружного стенового ограждения с металлизированными полимерными слоями.

3. Экспериментальными исследованиями в лабораторных и натурных условиях выявлено, что полимерные слои позволяют значительно улучшить эксплуатационные качества стеновых ограждений. В частно^ стд, увеличить термическое сопротивление конструкции на 5,5...7,0% а также повысить сопротивление водопроницанию панелей на ■;5...170% / в зависимости от степени перфорации плёнки/, степень защиты бетона от водопоглощения насыщением на 28...32%, сопротивление паропрошщанию конструкции на 25...53%.

сто позволяет рекомендовать эти панели для применения в регионах страны с большой степенью повторяемости "косых" дождей и

з помещениях с влажным и мо!фым режимом эксплуатации.

4. Разработана и математически обоснована методика электро-годелирования полей упругости водяного пара в однослойных легко-5етонных конструкциях с полимерными слоями. Определены влияние количества перфорации плёнки комплексного защитного слоя на сопротивление паропроницапиго слоя и конструкции в целом, з также колк-гество диффундирующего в ограждение пара.

Построены поля упругости водяного пара в толще ограждения. выявлена недопустимость применения наружных комплексных защитных ;лоёв без наличия аналогичного внутреннего. Требуемую степень шрфорации плёнки в наружном слое предложено определять в завжси-гости от условий эксплуатации наружных ограждений.

5. Натурные исследования, проведенные в запроектированном и юстроенном для этих целей экспериментальном павильоне и в эксплуатируемых жилых домах подтвердили результаты лабораторных и стеновых исследований. Установлена степень влияния металлизированных юлимерных слоев на теплоустойчивость ограждений и помещения в хелом, на динамику изменения тепловлажностного'режима стеновых ¡анелей за.многолетний период их эксплуатации.

6. Разработаны, доступные для инженерной практики, метод геплогидравличоского расчёта и методики подбора целесообразного {онструктивного решения панелей с вентилируемыми воздушными прс-:лойкамп с переменной толщиной стенок, отсутствие которых огрелг-швало широкое внедрение конструкций с такими прослойками. Бтас.г--:ено математическое обоснование' алгоритма решения уравнения тпг~ ювого баланса таких конструкций. Составлена программа расчёте

?а ЗВ".

7. На основании сравнительного анализа техпико-зконсмгчесг-о: показателей стеновых панелей с полимерными слоями и зоздупнд^: рослойкамв установлено, что несмотря на незначительное уводе-

чеппе ex себестоимости в "деле", по приведенным затратам они явля- . ются эффективными за счёт значительного сокращения эксплуатационных затрат и повышения долговечности конструкций. Годовой экономический эффект от внедрения в строительство стеновых панелей с полимерными слот/.;: в системе "Херсоноблагростроя" составил . 96 тысяч рублей'при объёме'производства 15,3 тысяч к конструкций в год.

8. Результаты исследований использованы институтом НИИСК Госстроя СССР при разработке "Методических.рекомендаций по повы-аенцю теплотехнических показателей ограждающих конструкций на • стадии их проектирования и изготовления", а также в "Рекомендациях по расчёту, изготовлению и монтажу керамзнтобетонных наружных стеновых панелей жилых домов серил П1-94, возводимых Ново-каховскиы-домостроительным комбинатом".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих' работах:

1. 1йогплгт А.Н., Чернявский В.В., Луганов А.Г. Улучшение

• теплозащитных качеств однослойных ограждений сельскохозяйственных производственных зданий // Повышение эффективности сельскохозяйственного строительства на основе механизации трудоёмких ра- • бот и сокращения затрат ручного труда: Тез.докл.Респ.науч.-техн. кокф.- Полтава, 1985.- C.I0S-III.

2. ыогнлат А.Н., Чернявский В.В. Однослойные стеновые ограждения с отражательной теслоизоляцЕей // Развитие, производство и применение лёгких бетонов и"конструкций из них, в том члсле с использованием прокышенных отходов: Тез.докл. Ш Всесоюзн.конф.

но легким бетонам /август IS85 г./.-П. .Стройиздат, 1985.-С. 135-136.

3. ¡¿огилат А.Н., Чернявский В.В. Однослойные ограждающие конструкции с повышенными теплозащитными качествами / Полт.ина.-стр. ин—т,— Полтава,I98G'.- 17 с.-Деп. во BIDE2IC 17.01.86, К 6508.

4. Чернявский B.B. К вопросу определения локальных коэффн -циентоз теплообмена для вертикальных прослоек / Полт.ЛСП,-Полтава, 1986,- 17 е.- Деп. во ВШШИС 17.01.86, 6511.

5. Могилат О.Н., Чернявский В.В., Скать Д.Д. Панел1 з пол1-мерними прошаркамп // С1льське буд1вшщтБО, 5,-1286,- С.IS.

6. Могилат А.Н., Чернявский В.В. Однослойные стеновые ограждения с отражательной теплоизоляцией к повышенной водонепроницаемостью /Лпформ.лпсток с НТД £ 86-092,- ларьков :2цЕП1,1983.-4 с.

7. Могилат А.Н., Чернявский З.В. Расчёт воздушных прослсзк с переменной толщиной стенок // Известия вузов. Строительство л архитектура,- IS86, .'5 8.- С.83-87.

8. A.C.1350283 /СССР/. ЫШ ч 3.C4BI /62, EC4C2/4S. Наружное ограждение /В.В.Чернявский, А.Н.Иогилат, Л.П.Тимофеепко, Р.А.Зе-селовский СССР/- Опубл. в Б.И., 1987, Г- 41.

9. Г/югилат О.Н.Черняво ыя2 З.В. Haix.il з пол1м1рнпмн про-шаркаип // С1льське буд1вництво.- 1987, J; II,- C.II.

10. Методические рекомендации по повышеЕДЮ теплотехнических показателей ограждащпх конструкций на стадпп их проектирования и изготовления / Фаренюк Г.Г., Хоменко В.П., Могнлат А.Н., Чернявский В.В. - К.: НИИСК Госстроя СССР, 1987.- 31 с.

11. Применение полимерных с.тоёв в однослойных ограждающих конструкциях /А.НЛ.'огплат, Bj3.Чернявский, О.И.Ерян, Д.Д.Скать/ Информ. листок о НТД Г? 88-137,- Харьков: ХЦНТИ, I9S8.- 3 с.

TZZ Чернявский В.В. Математические предпосылки моделирования влажноетного режима легкобетояных стеновых ограждений с полимерными слота / Пол т. ИСК,- Полтава, 1988.- 17 е.- Деп. зо БЕИПИС 23.08.88, Ü 9464.

13. Чернявский 3.3., Могнлат А.Н. Наружные стеновые ограждения с полимерными слоями и пх эксплуатационные качества//' Гктеи-

знфикация строительного производства. Тез.дога.обл.науч.-техн. миф. /апрель 1989/- Полтава, 1989.- C.94-9S.

14. Исследовать и внедрить однослойные ограждающие конетрук- " цзи животноводческих зданий с применением дублированной металлизированной полимерной плёнки:/ Заключительный отчет// Полт.КСИ: Рук.теш А.Н.Могилат, Отв.исполн.В.ВЛернявскнй - 1Ь 1Р 01850082766; "нв.й 02890059277.- ?.!., 1989. Книга I - 143 е.,книга 2 - 102 с.

15. Рекомендации по расчёту, изготовлению и монтажу керамзи-тсбетонных наружных стеновых панелей жилых домов серии Ш-94, воз-зодимых Нсвокаховским домостроительным комбинатом /Могилат А.Н., ТсрнязскиЙ Б.З., Болик Г.Л. и др. Под общ.ред. Могилата А.Н. и ~-;-р.квского З.Б. - Новая Каховка, БКТ, 1989.- 102 с.

ЧЕРНЯВСКИЙ Валерий Владимирович

Зотсективные- наружные ограждения с полимерными слоями

и возлупнтш прослойками / конструктивные признаки и теплофизические аспекты /

Специальность

05.23.01. - Строительные конструкции, здания и сооружения