CC BY
78
УДК 699.86:536.212.3
П. Г. Козлов, Д. Н. Каракесеков, В. И. Данилов
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар
ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД УСТРАНЕНИЯ МОСТИКОВ ХОЛОДА С
помощью элементов schöck isokorb
В данной статье представлена эффективность использования инженерного решения Schöck Isokorb® для термического отсечения выступающих строительных конструкций от теплового контура здания.
Ключевые слова: Schöck, термическое отсечение, тепловой контур, мостик холода, теплоизоляция, жилое здание.
В строительстве отмечается важнейшая роль теплоизолирующих материалов, используемых при возведении жилых и иных зданий. На рынке появились пришедшие из Европы базальтовая минеральная вата, экструдированный пенополистирол, вновь востребован незаслуженно забытый ячеистый бетон автоклавного твердения и т.д. В результате степень теплоизолирования зданий и сооружений значительно выросла. Однако даже если здание имеет хорошую теплоизоляцию, проведены мероприятия по повышению энергосбережения (имеется в виду наличие приточновытяжной вентиляции с рекуперацией, стоят стеклопакеты с улучшенными характеристиками, оболочка здания герметична), то все усилия могут оказаться недостаточными, если не будет решена проблема мостиков холода - локальных участков в оболочке здания, в которых имеет место повышенная теплоотдача. В практике различают 2 вида мостиков холода: геометрические, которые определяются архитектурноконструктивными особенностями, и материальные, обусловленные теплопроводностью строительных элементов.
Здесь есть смысл обратиться к опыту компании Schöck® - европейского лидера в области разработок инновационных инженерных решений, позволяющих полностью устранять мостики холода. В активе компании - уникальное для казахстанского рынка теплоизоляционное решение Schöck Isokorb®, «работающее» в сочленении сталь-сталь, сталь-бетон, бетон-бетон и которое устраняет мостики холода в самых критических местах стальных конструкций Конструкция и состав элемента Schöck Isokorb® тип K Элемент Schöck Isokorb тип K является закладной деталью для железобетонных конструкций, служащей для соединения балконных плит (козырьков, навесов) и перекрытий (рисунок 1). Элемент воспринимает и передает на плиту перекрытия действующие нагрузки, одновременно термически отсекая выступающие элементы от теплового контура здания. Восприятие нагрузок обеспечивается несущей арматурой, а также модулями из высокопрочного фибробетона. Изгибающий момент, возникающий в плите перекрытия, воспринимается горизонтальными
арматурными стержнями в растянутой зоне и модулями из фибробетона в сжатой зоне. Поперечная сила воспринимается наклонной арматурой. Арматура испытывает растягивающие усилия. В конструкции применяются арматурные стержни из коррозионностойкой стали, обладающей в четыре раза меньшим коэффициентом теплопроводности по сравнению с обычной арматурной сталью. Модули из высокопрочного фибробетона имеют минимальную площадь сечения (по сравнению со сплошным бетонированием по всей площади плиты), а также втрое меньший по сравнению с бетоном коэффициент теплопроводности. В качестве теплоизоляционного тела используется эффективный материал №орог.
Рисунок 1 - Sch6ck ЬокогЬ® тип К
Внедрение технологии позволяет ликвидировать критические мостики холода и, как результат, снизить тепловые потери и не допустить существенного охлаждения поверхности конструкции. Немецкое инновационное решение применимо для соединения между собой железобетонных конструкций, также существуют типы элементов, которые работают в сочетаниях бетон - сталь, сталь - сталь. Стандартные элементы позволяют крепить балконы с вылетом до 3-х метров, с толщиной теплоизоляционного слоя 80 и 120 мм. В других случаях возможно индивидуальное решение. Изделия Sch6ck ЬокогЪ® устанавливаются непосредственно перед бетонированием и крепятся к арматурному каркасу арматурной проволокой [1, 48 с].
Система Sch6ck ЬокогЪ® для соединения и одновременного термического отсечения стальных и железобетонных конструкций
Элемент Sch6ck ЬокогЪ® термически отсекает выступающие стальные конструкции от теплового контура здания. Применение элемента повышает температуру на внутренней поверхности в месте примыкания стальной балки к железобетонному перекрытию, а также снижает до минимума потери тепла (теплопроводностью почти в 4 раза ниже, чем обычная арматурная сталь благодаря применению болтов из коррозионностойкой стали вместо сплошного сечения профиля из обычной стали, а также эффективного утеплителя №орог. Применение элементов также резко повышает теплотехническую однородность ограждающих конструкций. Например, применение элемента Sch6ck ЬокогЪ® тип
KS14 обеспечивает снижение теплопроводности примерно на 94 % в сравнении с неизолированным стыком (рисунок 2).
Система Schöck Isokorb® для соединения и одновременного термического отсечения несущих стальных конструкций
В узлах соединения стальных конструкций обычная «черная» сталь с очень высоким коэффициентом теплопроводности заменяется эффективным изоляционным материалом и конструкцией из нержавеющей стали, обладающей, в сравнении с обычной сталью, очень низкой теплопроводностью. Можно отметить, что применение, в частности, элемента Schöck Isokorb® тип KST16 обеспечивает снижение теплопроводности примерно на 90 % в сравнении со стальной неразрезной балкой (рисунок 2).
Для наиболее целостного восприятия картины необходимо кратко напомнить суть понятий эквивалентной теплопроводности Xeq и меры эффективности (коэффициент у) всей выступающей конструкции.
Эквивалентная теплопроводность Xeq в связи с технологией Schöck Isokorb® Эквивалентная теплопроводность Xeq - это средневзвешенная величина теплопроводности элемента в целом, учитывающая площадь и теплопроводность отдельных компонентов, из которых состоит элемент. Эквивалентная теплопроводность служит для оценки теплотехнических характеристик узла примыкания балконной плиты к перекрытию. Чем ниже Xeq, тем выше теплоизоляционные качества узла. Эквивалентная теплопроводность зависит от площади поверхности материалов, используемых в каждом конкретном изделии, и поэтому зависит от несущей способности, класса огнестойкости и высоты элемента. По сравнению с неизолированным соединением, использование Schöck Isokorb® типов K, KS и KST позволяет достичь (для одинакового уровня несущей способности) уменьшения теплопроводности в зоне соединения примерно на 90 % - 94 %. (рисунок 2) [2, 33 е.].
г
I
j
и
tß
*ь ■
и
-ч»
[.II
чь
VI
м*-
Ш WМИ*
u it. LI1
tin.11,4. ШкЗДсЛ-
'итил КвциЬ-к. IM ■ Лил
■■.-i -KJJ Г>: K'I^.-1- Ж) ÜjiH.h
Рисунок 2 - Сравнение значений эквивалентной теплопроводности Xeq различных
вариантов балконов
Эквивалентная теплопроводность Хед в связи с технологией Schбck Isokorb Эквивалентная теплопроводность Хед изолирующего материала элемента Schбck Isokorb® - это мера эффективности теплоизоляции элемента. Для оценки теплотехнических характеристик в районе выступающих конструкций служат коэффициенты у и х, зависящие от параметров конкретного узла. а коэффициент у - это мера эффективности теплоизоляции всего балкона как отдельной конструкции. Значение у изменяется в зависимости от конструкции: геометрии узла, применяемых материалов, наличия окон и дверей, отделки стен и т.д. И наоборот, при неизменной конструкции балкона значение у напрямую зависит от эквивалентной теплопроводности Хед соединительного элемента: чем меньше Хед, тем ниже у, а следовательно выше минимальная температура поверхности [3, 27 е.].
Ниже приведены параметры мостиков холода для наиболее распространенных конструкций и различных типов Schбck ЬокогЬ® - см. таблицу 1. Для конструкций, отличных от приведенных, параметры мостиков холода будут иными.
Таблица 1 - Параметры мостиков холода для различных ограждающих конструкций с использованием Schбck ЬокогЬ®
Тип Schбck ЬокогЪ® Эквивалентная теплопроводность (объемная) Коэф. теплопередачи у Вт/(м К) (для наружных размеров) или х Вт/К Температурный коэф. Жя^мин. температура поверхности 9мин)
[Вт/(м К)] Двойная стена (с фасадом)
К30 Хея = 0,11 у = 0,14 0мин = 16,2°С (^ = 0,91)
К514 Хея = 0,311) х = 0,09 0мин = 16,4°С (^ = 0,91)
^Т16 Хед = 0,652) х = 0,26 0мин = 10,1 °С (Ж^ = 0,75)
Характеристики получены для конструкций со следующими теплотехническими условиями:
Наружное термическое сопротивление: RSi = 0,04 км2/Вт, расчет значения у: внутреннее термическое сопротивление: RSi = 0,13 км2/Вт, расчет температуры: внутреннее термическое сопротивление: RSi = 0,25 км2/Вт, температура снаружи: -20°С, температура воздуха в помещении: +20°С
1) расчетная поверхность: 180x180 мм2
2) расчетная поверхность: 250x180 мм2
Резюмируя вышесказанное, необходимо сделать следующие выводы: использование инженерного решения Schбck ЬокогЬ® (Шёкк Изокорб) для термического отсечения любых выступающих строительных конструкций от теплового контура здания является наиболее эффективной альтернативой существующего на данный момент метода теплоизоляции в Казахстане
(перфорация). Оно позволяет не только решить проблему «мостиков холода» и избежать связанных с ней неблагоприятных последствий: выпадения конденсата, образования плесени, низкой температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций, но и дает возможность инженерам, архитекторам и проектировщикам воплотить в жизнь самые смелые идеи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Альбом «Техническая информация Schock Isokorb®». - Schock Bauteile GmbH, август, 2008.
2 Альбом технических решений Schock Isokorb®». - Schock Bauteile GmbH, сентябрь, 2011.
3 Технические условия ТУ 5285-299-365545012011 «Закладные элементы Schock Isokorb® для устройства терморазъемов в монолитных железобетонных конструкциях». - ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, 2011.
Материал поступил в редакцию 15.12.2015.
П. Г. Козлов, Д. Н. Каракесеков, В. И. Данилов
Schock Isokorb элементтер аркылы суьщтьщты жоюдын пайдалы эд1с1
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университет^ Павлодар к.
Материал 15.12.2015 баспаFа тYстi.
P. G. Kozlov, D. N. Karakesekov, V. I. Danilov
An effective method of eliminating cold bridges by means of Schock Isokorb elements
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 15.12.2015.
Осы мацалада гимараттыц жылулъщ кескЫнен цурылыс куралымдарыныц цыздыруын Kecyi ушт Schock Isokorb инженерлж шеш1мт пайдаланудыц тшмдшт таныстырытган.
This research presents the efficiency ofSchock Isokorb® engineering solutions for thermal cutoff ofprotruding building structures from the thermal contour of the building.
