CC BY
118
строительная теплофизика и энергосбережение
Элементы навесных вентилируемых фасадов, определяющие их теплозащитные качества
Н.П. Умнякова
НИИСФ РААСН
Одним из конструктивных решении, используемых в строительстве новых и реконструкции существующих здании, является устройство навесных вентилируемых фасадных систем. Их применение позволяет качественно изменить внешний вид панельного или блочного дома, нарушить однообразие типовой застройки 50-70-х годов, придать ей архитектурную выразительность и подчеркнуть индивидуальность отдельно взятого здания за счет использования современных отделочных материалов и конструкций различной цветовой гаммы.
Навесные вентилируемые фасадные системы позволяют не только обновить облик городской застройки, но и решают одну из актуальнейших проблем XXI века — проблему энергосбережения, повысив сопротивление теплопередаче существующих наружных стен в соответствии со СНиП 23-022003 «Теплозащита зданий».
В системах навесных вентилируемых фасадов основную теплоизоляционную функцию выполняет утеплитель из минеральной ваты на основе базальтового волокна или стекловолокна. Эти волокнистые материалы имеют малую плотность, большое количество сообщающихся между собой пор и каналов, расположенных между волокнами минеральной или стеклянной ваты. В зависимости от группы капитальности, срок службы зданий составляет в среднем 100-150 лет. Поэтому большой интерес представляет оценка теплозащитных качеств утеплителя в процессе эксплуатации через годы после введения здания в эксплуатацию.
Новые нормы по теплозащите зданий были приняты в 1996 г. и сформулированы в редакции СНи-Па II-3-79*, а затем в СНиПе 23-02-2003. Поэтому активное возведение зданий, системами наружного утепления в виде навесных вентилируемых фасадов началось после 1996 г.
На теплозащитные свойства конструкций навесных вентилируемых фасадных систем оказывают влияние многие составляющие, но основная теплозащита приходится на теплоизоляционные плиты из минеральной ваты или стекловолокна. Поэтому представляет большой интерес, как в процессе эксплуатации изменяются их теплозащитные свойства. В отношении воздушных прослоек следует отметить, что их термическое сопротивление будет определяться в основном скоростью движения воздушного потока, которая, в свою очередь, зависит от скорости ветра.
Условия эксплуатации утеплителя в конструкциях навесных вентилируемых фасадов в большинстве городов России достаточно сложные. Теплоизоляционный материал конструкций вентфасадов подвергается различным атмосферным воздействиям:
— изменениям в широком диапазоне температур зимой от -40 °С и летом до +40 °С;
— резким колебаниям знакопеременных температур в холодный период года. Например, в Москве среднее число переходов через 0 оС составляет 65—70 раз в течение холодного периода;
— в воздушную вентилируемую прослойку вместе с атмосферном воздухом поступают загрязняющие вещества в виде пыли, сажи, вредных взвешенных веществ, в состав которых входят оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, фенолы, аммиак, тяжелые металлы и т.д. Они оседают на поверхности минераловатного утеплителя и могут проникать в его толщу, вызывая деструкцию волокон и ухудшение эксплуатационных характеристик утеплителя;
— атмосферный воздух в вентилируемой воздушной прослойке движется со скоростью до 0,8 м/с, а при сильных порывах ветра она может значительно повышаться;
— диффундирующие через наружную стену в холодное время года водяные пары увлажняют утеплитель и повышают относительную влажность в вентилируемой воздушной прослойке до 90% и выше.
Все эти воздействия могут привести к изменению первоначальных теплоизоляционных характеристик минераловатных плит. Поэтому большой интерес представляет оценка основных теплозащитных показателей утеплителя в процессе эксплуатации здания.
В связи с этим было проведено исследование теплозащитных показателей утеплителя в конструкциях навесных вентилируемых фасадов. Работа проводилась в рамках обследования прочностных качеств элементов вентфасадов промышленными альпинистами под руководством канд.техн.наук Сту-пакова A.A. В ходе работы были обследованы два навесных вентилируемых фасада, расположенных в г.Москве на пересечении городских магистралей с Садовым и Бульварным кольцом, находящихся в эксплуатации соответственно 11 и 5 лет.
Система навесного вентилируемого фасада, находящегося рядом с Садовым кольцом, представляет собой кронштейны из нержавеющей стали, установленные на несущей части монолитной железобетонной стены. На них с помощью специальных штырей закреплены плиты из натурального гранита с основным размером 0,6—1,0 м и толщиной 28 мм. В качестве утеплителя применены минера-ловатные плиты из базальтового волокна толщиной 100 мм. Между утеплителем и гранитной плитой облицовки имеется вентилируемая воздушная прослойка толщиной 50—70 мм. Ветрозащитная мембрана на поверхности утеплителя не установлена. Фасад находится в эксплуатации в течение 11 лет.
строительная теплофизика и энергосбережение
Вентфасад на Бульварном кольце представляет систему кронштейнов из нержавеющей стали, на которых с помощью штырей закреплены плиты из натурального гранита. Размер основных плит составляет 0,6—1 м. Толщина гранитных плит 25 мм. Стена утеплена двумя рядами плит из минеральной ваты на основе базальтового волокна толщиной 80 и 50 мм, общей толщиной 130 мм. Вентилируемая воздушная прослойка между утеплителем и гранитными плитами облицовки имеет толщину 25—35 мм. Ветрозащитная мембрана отсутствует. Фасад находится в эксплуатации в течение 5 лет.
Поэтому для решения поставленных задач были проведены экспериментальные исследования, базирующиеся на определении скорости движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке и у поверхности вентфасада. Скорость воздуха определяется одновременно в 14 и 18-этажных зданиях в центре г. Москвы, которые находятся на прима-гистральных территориях. В облицовочных плитах на откосе вентфасадов были просверлены отверстия диаметром 12—14 мм, в них были вставлены датчики, которые замеряли скорость движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке. Одновременно измерялась скорость движения воздуха у поверхности фасада. Полученная зависимость между скоростью ветра и воздуха в вентилируемой прослойке приведена на рис. 1.
Проведенные эксперименты позволили обобщить данные единичных замеров и получить эмпирическое уравнение для определения скорости воздуха в вентилируемой воздушной прослойке вент-фасада
и = 0,327и
воз.пр. п.
(1)
где ивоз пр и ипэт — скорость движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке и ветра у наружной облицовочной платы венфасада, м/с.
Область применения данного уравнения ограничивается численным значением, когда скорость ветра выше 8 м/с.
Известно, что скорость ветра по высоте возрастает и на уровне каждого этажа она будет различная. Обозначим ее ипэт Для ее определения воспользуемся работой [ 2 ], где эта зависимость имеет следующий вид:
К
к,
-, или ип.эт = ив
к
к
-, (2)
где иветр — расчетная скорость ветра, полученная по данным метеорологических наблюдений и статистически обработанные за несколько лет,
м/с; К и К — поправочные коэффициенты к
п.эт метеор
скорости ветра на уровне высоты этажа и к скорости ветра по данным метеорологических станций, измеряемые на высоте 10 или 15 м, приведенные в таблице 1.
Полученное соотношение (2) подставляем в формулу (1) и получим уравнение определения скорости в вентилируемой воздушной прослойке на разных высотах здания в зависимости от расчетной скорости ветра
/ \ 0,46
" . (3)
к
ветр.
к
метеор у
Расчеты показали, что в вентилируемой воздушной прослойке вентфасада скорость движения воздуха увеличивается с увеличением ветрового пото-
<1.0 X 0,9 - 0,8
I °'7 § 0,6
* Ё.0,5
™ С о -
£ >5 0,4
£ 8 « э
2 ¿о,з « 3 1 °
0,2
| X 4 0)
¡2 а
и х
§ £0,1 и т
Г--
и
*
о х
т * я —1 и ^—
ч
<
1
0,2 0,250,3 0,4 0,50,6 0,8 1,01,2 1,6 2,0 3 4 5 6 8 10
Скорость ветра, м/с Рисунок 1. Изменение скорости движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке в зависимости от скорости ветра.
и
и
строительная теплофизика и энергосбережение
Высота от уровня поверхности земли, м 1 3 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 100
Кп.зт. метеор 0,36 0,47 0,53 0,61 0,66 0,69 0,74 0,77 0,8 0,83 0,86 0,88 0,91
Таблица 1. Поправочные коэффициенты к скорости ветра в зависимости от высоты [ 2 ].
ка и уменьшается при понижении ветрового потока. Также с повышением этажности она возрастает и с понижением этажности уменьшается.
На основе полученных уравнений определим характер движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке. Для этого воспользуемся критерием Рейнольдса 1Ке = ивоз пр сС/и , где сС — линейный размер диаметра, м; ивоз пр — скорость движения в вентилируемой воздушной прослойке, м/с; и — кинематическая вязкость воздуха, м2/с.
Прямоугольное сечение вентилируемой воздушной прослойки заменим эквивалентным диаметром Сэк, который характеризуется отношением периметра к площади сечения вентилируемой воздушной прослойки Сэк= 2бв/б + в. Скорость воздуха в действительном и условном сечении будут одинаковые. Величина критерия Рейнольдса для вентилируемой
воздушной прослойки будет _ 2бв
ке _ -7-тОвОЗ.Пр ,
и( + в)
где б и в — толщина и ширина вентилируемой воздушной прослойки, м.
Движение воздушного потока при критерии 1Ке = 2-103 будет соответствовать ламинарному ре-
жиму. Турбулентный режим характеризуется значением 1Ке > 1 ■ 104. Изменение 1Ке от 2-103 до 1-104 соответствует переходному режиму.
Проведенные расчеты по определению критерия Рейнольдса показали, что в вентилируемых воздушных прослойках с сечением 0,07х1,0 м и высотой 3 м в зависимости от скорости ветра и температуры воздуха скорости движения воздушных потоков могут соответствовать ламинарному, переходному к турбулентному режимам (таблице 2). Как видно, характер движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке определяется критерием Ке. В таблице 2 разграничены линии между ламинарным и переходным режимом, а так же переходным и турбулентным режимом.
Базируясь на этих данных, определим режим конвективного теплообмена а в вентилируемой
вен.пр 1 '
воздушной прослойке для ламинарного, переходного и турбулентного режимов.
Ламинарный режим. При определении коэффициента среднего конвективного теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке воспользуемся формулой М.А. Михеева и И.М. Михеевой [3]
сС
Ыи = 0,14 (Ке -)04Рг (Рг/Ргповер )0
(4)
Температура воздуха, t °С 1Н1 Кинематическая вязкость воздуха $ -Ю"6, м2/с Критерии Рейнольдса при скорости воздушного потока { _ВеТРЭ _ _ 1м/с 1 вентилируемои воздушной прослойки )
0.1/ /0,1 0,35/ /0,2 0,8/ /0,3 1,5/ /0,4 2,5/ /0,5 3,7/ /0,6 5,2/ /0,7 7,0/ /0,8 9,0/ /0,9
30 16,0 811 1570 2355 3271 4056 4841 5626 6542 7327
20 15,06 863 1700 2485 3401 4317 5102 6018 6934 7719
10 14,16 915 1831 2747 3663 4579 5544 6411 7327 8242
0 13,28 985 1962 2878 3925 4841 5887 6803 7850 8766
-10 12,43 1046 2093 3140 4186 5233 6280 7588 8373 9420
-20 11,6 1123 2256 3271 4448 5626 6672 7850 8897 10074
-30 10,8 1203 2355 3532 4841 6018 7196 8373 9682 10856
Таблица 2. Значение критерия Рейнольдса в вентилируемой воздушной прослойке толщиной 0,07 м и шириной 1,0 м.
374 5 2009
строительная теплофизика и энергосбережение
Температура воздуха, °С 30 20 10 0 -10 -20 -30
Критерий Прандтля 0,701 0,703 0,705 0,707 0,712 0,716 0,723
Таблица 3. Значения критерия Прандтля.
где е/экв и I — эквивалентный диаметр и высота вентилируемой воздушной прослойки, м; Рг/Ргповер — величина, учитывающая физические свойства воздуха в середине и у поверхности вентилируемой воздушной прослойки. Для воздуха Рг/Ргповер = 1. Рг — критерий Прандтля, зависит от температуры воздуха и его значения изменяются согласно таблице 3.
Из уравнения (4) после подстановки в него формулы (3) получим уравнение для определения коэффициента среднего конвективного теплообмена в середине вентилируемой воздушной прослойки в зависимости от скорости ветра, но не более 8 м/с, и скорости воздушного потока в ней, а также высоты ее расположения на вентфасаде.
ак = 0,89
X.
2бв d
(
v(6 + в)
К
V
метеор J
Pr
(5)
где Хвоз — коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м °С). В зависимости от температуры воздуха коэффициент теплопроводности принимается по таблице 4.
Полученное уравнение (5) позволяет в ламинарном режиме определить коэффициент среднего конвективного теплообмена в середине вентилируемой воздушной прослойки в зависимости от скорости ветра
Переходный режим. Как считают В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сухомел [4], сложный характер течения в переходной области числа Рей-нольдса затрудняет количественное описание процесса теплообмена. Приближенная оценка наибольшего и наименьшего значения коэффициента теплообмена может быть произведена по соответствующим формулам для турбулентного режима.
Однако В.В. Нащекин [5] считает, что уравнение турбулентного режима нельзя распространять на область переходного режима. На рис.2 представлен ход кривых комплексов в переходной области числа Рейнольдса. Их графиков видно, что в области переходного режима опытные точки не объединя-
ются единой зависимостью. С увеличением числа Рейнольдса теплоотдача резко возрастает. Причем существенное влияние на теплообмен оказывает естественная конвекция. При развитом турбулентном течении все кривые сливаются в одну линию.
В.В. Нащекин [5]1 предлагает, что для переходной области определение конвективного коэффициента теплоотдачи может быть сделано только приближенно с помощью уравнения подобия
И0 = Nu- Pr-0'43 (Pr/PrnoBep. )
(6)
Максимальное значение комплекса К0, приведенного на графике (рис.2).
Аппроксимируя эту прямую, получим
Кп = 0,008 Re0
(7)
Приравняв уравнение (6) и (7) с внесением в них уравнения (3), получим формулу для определения коэффициента среднего конвективного теплообмена
а„ = 0,003
2бв
v(6 + в)
X ^к. /
\ 0,46
иветр. „ у Кметеор
09
(8)
Полученное уравнение (8) позволяет получить для переходного режима коэффициент среднего конвективного теплообмена в вентилируемой прослойке в зависимости от скорости ветра, но не более 8 м/с, скорости воздушного потока в прослойке и высоты расположения на вентфасаде.
1 Необходимо отметить, что если произвести определение коэффициента среднего конвективного теплообмена по уравнению для переходного (8) и турбулентного (10) режима, то по последнему он увеличивается на 10-12%.
Температура воздуха, °С 30 20 10 0 - 10 - 20 - 30
Коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м°С) 0,0267 0,0259 0,0251 0,0244 0,0236 0,0228 0,022
Таблица 4. Значения коэффициента теплопроводности воздуха.
0,4
U
X
К
0,43
строительная теплофизика и энергосбережение
Турбулентный режим. Для расчета средней теплоотдачи М.А. Михеев и И.М.Михеева [3] предлагают следующие уравнения
40
Ыи = 0,021 Ре 08 • Рг 043(Рг/Рг )0
' 4 ' повер.'
(9)
Проведем преобразование уравнения (9) с учетом формулы (3) и получим уравнение для определения коэффициента среднего конвективного теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке
ак = 0,008
С
2бв
у(б + в)
0,8
V
метеор )
Рг
0,43
(10)
1
1
1
с
фис.пл'
с.
1 С0
-о,
(11)
20
где е — коэффициент, учитывающий изменение коэффициента среднего конвективного теплообмена по длине вентилируемой воздушной прослойки. А зависимости от соотношения I /d его
' экв.
величина преведена в таблице 5.
Полученное уравнение (10) позволяет определить коэффициент среднего конвективного теплообмена в вентилируемой воздушной прослойке при действии ветра со скоростью до 8 м/с на различной высоте вентфасада.
Коэффициент теплообмена излучением для воздушной вентилируемой прослойки, когда две плоскости расположены параллельно между собой, определим по формуле
з
9 ф
О.
г
м
10
2x10
Рисунок 2. Средняя теплоотдача при переходном режиме (по данным В.В. Нащекина).
е
К
а
+
//<4. £ при Яе, равном
МО4 2-10" 5-10" М0а МО"
1 1,65 1,57 1,34 1,28 1,14
2 1,5 1,4 1,27 1,22 1,11
5 1,34 1,27 1,18 1,15 1,08
10 1,23 1,18 1,13 1,10 1,05
15 1,17 1,13 1,1 1,08 1,04
20 1,13 1,10 1,08 1,06 1,03
30 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02
40 1,03 1,02 1,02 1,02 1,01
50 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Таблица 5. Значение е для турбулентного режима.
376 5 2009
строительная теплофизика и энергосбережение
где Сфас пл — коэффициент излучения полированной фасадной плиты равняется 3,9 Вт/м2оК; Смин — коэффициент излучения шероховатой поверхности минераловатной плиты равняется 4,5 Вт/м2 оК; Со — коэффициент излучения абсолютного черного тела равняется 5,76 Вт/м2 оК; О — температурный коэффициент определяется по графику, приведенному на рис. 3, по средней разности температур поверхности вентилируемой воздушной прослойки.
Проведенные вычисления позволили получить значения коэффициента теплообмена излучения в вентилируемой воздушной прослойке при различных значениях температуры от 30 0С до -30 0С (таблица 6).
Из таблицы видно, что с повышением температуры воздуха коэффициент теплообмена излучением в воздушной вентилируемой прослойке повышается и с понижением температуры воздуха понижается.
Термическое сопротивление Я вентилируе-
1 1 воз.пр. 1 '
мой воздушной прослойки с учетом лучистого и конвективного теплообмена можно записать в виде
Я = 1/(а
воз.пр. ' 4 к.
+ а ).
воз. пр. л.воз.пр.'
(12)
Теплозащитные свойства вентилируемой воздушной прослойки при различной скорости ветра, толщине вентилируемой воздушной прослойки и температуре наружного воздуха приведены в таблице 6. Как видно из таблицы, термическое сопротивление с понижением температуры повышается, а с повышением температуры понижается в зависимо-
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10-15 -20 -25
м±2 2
Рисунок 3. Температурный коэффициент.
сти от скорости ветра и скорости движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке. Так, при ^ = -30 оС, скорости ветра иветр = 0,35 м/с и скорости движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке ивозпр = 0,2 м/с термическое сопротивление составило Явозпр= 0,208 м2 оС/Вт; при и = 3,3 м/с и и = 0,6 м/с термическое со-
ветр ' воз.пр ' 1
противление воздушной прослойки Явоз пр =0,101
Температура воздуха, иС 30 20 10 0 -10 -20 -30
Коэффициент теплообмена излучением, Вт/м2 °С 3,72 3,31 3,0 2,68 2,39 2,13 1,93
Таблица 6. Коэффициент теплообмена излучением в воздушной вентилируемой прослойке.
Температура воздуха, °С Терми ческое сопротивление воздушных прослоек при скорости / \ ветра зоздушного потока л/с
• ^ вентилируемом воздушной прослойки
0,1/ /0,1 0,35/ /0,2 0,8/ /0,3 1,5/ /0,4 2,5/ /0,5 3,3/ /0,6 5,2/ /0,7 7,0/ /0,8
30 0,163 0,153 0,135 0,110 0,101 0,09 0,08 0,072
20 0,178 0,164 0,141 0,116 0,104 0,095 0,084 0,075
10 0,19 0,172 0,144 0,117 0,105 0,097 0,086 0,076
0 0,199 0,18 0,155 0,122 0,108 0,099 0,087 0,076
-10 0,215 0,19 0,155 0,126 0,11 0,102 0,085 0,075
-20 0,224 0,2 0,160 0,130 0,113 0,102 0,086 0,084
-30 0,23 0,208 0,163 0,135 0,114 0,101 0,088 0,083
Таблица 7. Значение термического сопротивления вентилируемой воздушной прослойки толщиной 0,07 м и шириной 1,0 м.
5 2009 377
строительная теплофизика и энергосбережение
м2 °С/Вт. При изменении температуры наружного воздуха от +30 °С до -30 °С при иветр = 3,3 м/с и ивозпр = 0,6 м/с термическое сопротивление воздушной прослойки будет меняться от 0,09 до 0,101 м/с.
Проведенный анализ показал, что в расчетах теплозащиты навесных вентилируемых фасадных систем теплотехнические свойства вентилируемых воздушных прослоек следует принимать для различных регионов строительства в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха и скорости ветра по формуле (8).
Для оценки состояния утеплителя было сделано несколько вскрытий обследуемых навесных вент-фасадов и сняты плиты гранитной облицовки. Вскрытия гранитных плит венфасадов показало, что на обоих фасадах поверхность плит утеплителя находится в удовлетворительном состоянии (рис. 4, 5). Визуально деструкция минеральной ваты на поверхности утеплителя не обнаружена, поверхность плит плотная, рельефный рисунок на поверхности сохранился (рис. 6). Сползание утеплителя в зоне крепежных дюбелей не обнаружено, щелей между выше- и нижерасположенными плитами утеплителя нет, распушение минеральной ваты на поверхности утеплителя не наблюдается. Цвет поверхности плит утеплителя практически не изменился, кроме отдельных узких полосок на поверхности утеплителя шириной 1,5-2 см, расположенных под зазором между плитами гранитной обшивки. В этих местах на ширину 15-20 мм поверхность утеплителя несколько осветлилась и приобрела сероватый оттенок. Установлено, что плиты утеплителя по всей поверхности, обращенной в воздушную прослойку, покрыты слоем пыли.
Анализ результатов измерений подвижности воздуха в воздушной прослойке показал, что по всей площади вентфасада в вентилируемом зазоре наблюдается постоянное движение воздуха, и происходит постоянная его вентиляция.
Обследование плит утеплителя по толщине в местах взятия образцов показало, что утеплитель плотно прилегает к несущей монолитной части стены. Во всех вскрытиях деструкция утеплителя не только на поверхности, но и по толщине материала визуально не установлена. Цвет и структура минеральной ваты по толщине не изменилась, поверхность утеплителя плотная. Распушение и увеличение объема минеральной ваты не наблюдается. По результатам визуальных обследований состояние минераловатного утеплителя вполне удовлетворительное.
В ходе лабораторных исследований образцов минераловатных плит, взятых из вентфасадов, были
Рисунок 4. Состояние утеплителя в системе вентфасада через 5 лет эксплуатации.
Рисунок 5. Состояние утеплителя в системе навесного вентфасада через 11 лет эксплуатации.
Рисунок 6. Состояние поверхности теплоизоляционных плит верхнего и нижнего слоя утеплителя через 5 лет эксплуатации.
строительная теплофизика и энергосбережение
определены следующие характеристики теплоизоляционных плит:
— весовая влажность утеплителя, которая определялась в соответствии с ГОСТ 17177-94;
— коэффициент теплопроводности материала методом стационарных тепловых потоков по ГОСТ 30256-94;
— коэффициент теплопроводности материала методом зондирования по ГОСТ 7076-99.
Анализ результатов измерений относительной влажности образцов утеплителей показал, что влажность всех образцов, взятых в октябре, декабре и в конце февраля—начале марта, колеблется от 0,26 до 0,65%, т.е. составляет менее 1%, что значительно ниже расчетной влажности, рекомендуемой для условий эксплуатации Б (условия г.Москвы) (рис.7).
На основе результатов измерений коэффициента теплопроводности образцов утеплителя, взятых в местах вскрытия вентфасадов, методами стационарных тепловых потоков и зондовым методом установлена очень высокая сходимость результатов.
На рис. 8 приведены значения коэффициентов теплопроводности образцов из минераловатных плит. Как видно, эти значения ниже расчетных, рекомендуемых строительными нормами для условий эксплуатации Б.
Таким образом, проведенные исследования теп-
Ю, %
5 4
3 2 1
лозащитных качеств утеплителя из минеральной ваты, находящегося длительное время в эксплуатации, позволили сделать следующие выводы:
• Проведенные замеры относительной влажности и подвижности воздуха в вентилируемой прослойке показали, что в процессе эксплуатации в воздушном зазоре между утеплителем и гранитными плитами облицовки происходит постоянный воздухообмен, способствующий осушению утеплителя в системе вентилируемого фасада.
• На основе визуального обследования утеплителя в месте вскрытий установлено, что внешние признаки старения и деструкции плит из минеральной ваты на основе базальтового волокна за 5 и 11 лет эксплуатации вентилируемого фасада не замечены.
• В ходе лабораторных исследований образцов утеплителя, взятых из фасадной системы, установлено, что влажность утеплителя находится в пределе допустимых величин и не превышает 1%.
• Полученные в ходе лабораторных испытаний образов минераловатных плит плотностью 70—100 кг/м3 коэффициенты теплопроводности утеплителя в течение годового цикла составляют 0,035 — 0,043 Вт/м оС, что удовлетворяет расчетным значениям, предъявляемым в утеплителям из минеральной ваты, установленным в навесных вентилируемых фасадах.
В заключение следует отметить, что проведенные теплотехнические исследования показали, что
со=5%
(0=2,5%
I_I_I_,_I_I_I_I_I_I_I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Номер
образца
- Условия эксплуатации А
__Условия эксплуатации Б
Рисунок 7. Весовая влажность образцов минеральной ваты, взятых из конструкции эксплуатируемых вентфасадов.
X, Вт/м°С 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
- А,6=0,045 Вт/м°С-
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Номер расчетное значение X образца
для условий эксплуатации Б
Рисунок 8. Коэффициент теплопроводности образцов утеплителя, взятых из конструкций эксплуатируемых вентфасадов.
строительная теплофизика и энергосбережение
теплозащитные качества утеплителя из минеральной ваты, находящегося в условиях эксплуатации на примагистральной территории в г.Москве в течение 11 лет, удовлетворяют нормативным требованиям, предъявляемым Строительными нормами для условий эксплуатации Б.
На основании выполненных натурных обследований и теплотехнических исследований разработана методология оценки теплозащитных качеств воздушных прослоек навесных вентилируемых фасадных систем в зависимости от скорости ветра, скорости движения воздуха в прослойке и высоты воздушной прослойки на вентфасаде от уровня земли. Значения термического сопротивления воздушных прослоек при ламинарном режиме корреспондируются с данными К.Ф. Фокина [6]. При переходном режиме при скорости движения воздуха в прослойке 0,5 м/с и более значения термического сопротивления уменьшаются.
Список литературы
1.Умнякова Н.П. Состояние утеплителя в навесных вентилируемых фасадах в условиях эксплуатации г.Москвы. Научно-техническая конференция «Современные фасадные системы: эффективность и долговечность». Сборник докладов. М., МГСУ, 2008, с.261-268.
2. Ариель Н.З., Ключникова Л.А. Ветер в городе.
Труды ГГО, вып.94. Л.; 1962.
3. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопере-
дачи. Из-во «Энергия».М.: 1973.
4. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теп-
лопередача. Из-во «Энергия», М., 1981.
5. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теп-
лопередача. Аз-бук, 2008.
6. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждаю-
щих частей зданий. 5-е издание, пересмотренное./ Под.ред. Табунщиков Ю.А., Гагарина В.Г. — 5-е изд., пересмотр. — М.:АВОК-ПРЕСС, 2006.
