CC BY
36Геометрические характеристики современных
«термопрофилей» легких
стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК)
Безбородов Евгений Леонидович
старший преподаватель кафедры «Проектирования зданий и сооружений», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), orex22@mail.ru
В данной статье рассмотрены основные формы перфорации, используемые в «термопрофилях» ЛСТК, выпускаемые современными производителями. Представлены графические материалы, с изображением поперечного сечения профилей и их геометрические характеристики (с указанием основных размеров). Проведен анализ отличия форм, видов и размеров перфорации, по нескольким признакам (длинна, форма торца, количество элементов перфорации по линии сечения, расстояние между элементами перфорации и расстояние от края профиля, до первого элемента перфорации). Каждому профилю присвоен номер. Профили объединены в группы, для анализа результатов эксперимента. Определены показатели, оказывающие значительное влияние на теплотехнические характеристики «термопрофилей» ЛСТК. Выделены показатели, изменение которых не влияет на характеристики «термопрофилей». Назначены перспективные направления по улучшению теплотехнических характеристик «термопрофилей» и определению оптимальной геометрии перфорации.
В выводах приведены основные результаты эксперимента, выделены направления, необходимые для дальнейшего исследования ограждающих конструкций, на основе «термопрофилей» из легких стальных тонкостенных конструкций. Отдельно отмечена необходимость натурных исследований зданий, возведенных по данной технологии.
Ключевые слова: ЛСТК, перфорация, легкие стальные тонкостенные конструкции, термопрофиль;
Строительство зданий, с применением технологий ЛСТК, получило широкое распространение по всем климатическим районам РФ. Каждый из застройщиков / домовладельцев находит свои плюсы в данных конструкциях.
Но, несмотря на развитие и внедрение элементов ЛСТК в несущие и ограждающие конструкции зданий -остаются многочисленные технические «пробелы» в их исследовании.
Технические данные профилей легких стальных конструкций, описывающих прочностные характеристики, формы поперечных сечений, способность воспринимать максимальные нагрузки, при различных способах закрепления, и т.д. широко изучены.
Данные исследований технических характеристик описаны в статьях [1, с.43-46], [2, с.35-39]. Вопросы, связанные с теплотехническими характеристиками профилей, освещаются в меньшей степени. Отдельно стоит выделить ряд статей отечественных и зарубежных специалистов [1, с.43-46], [2, с.35-39], [3, с.41-45], [4, с.89], [5, с.13-21], [6, с.44-52].
На основании натурных и лабораторных исследований, а также с помощью моделирования теплофизиче-ских процессов - установлена взаимосвязь теплотехнических характеристик «термопрофилей» с геометрией и видом их перфорации. В ранее вышедшей статье [7, с.191-194], рассматривался данный вопрос. В ней были приведены результаты расчетов профилей единой геометрической формы, отличием было только вид перфорации и её размеры. Расчет выполнялся в программном комплексе <^Пхо 6».
В данной статье рассмотрим формы перфорации и приведем основные характеристики профилей, которые были отобраны для эксперимента.
Профиль №1
Производитель - ООО «ПРОДОМ Тверь»
Марка профиля - SA-200-20-U-OUT
X X
о
го А с.
X
го т
о
Рис. 1. Поперечное сечение профиля ЭЛ-200-20-и-0иТ
Рис.2. Форма перфорации профиля вЛ-200-20-и-ОиТ
2 О
м о
Профиль №2
Производитель - ЗАО «ИНСИ Россия» Марка профиля - Термопрофиль ТПП
4» и | т
Рис. 3. Поперечное сечение профиля Термопрофиль ТПП
«"1
[ у ТПГ
Рис.4. Форма перфорации профиля Термопро-_филь ТПП_
Профиль №3
Производитель -ООО «ЧЗИС Череповец» Марка профиля - ТН-200-1_
УМн I е !
гоо
Рис. 5. Поперечное сечение про_филя ТН-200-1_
ч ,»„»„• в
1 1
Рис.6. Форма перфорации профиля ТН-200-1
о
сч
о
сч
сч
О!
»
^
1-
О
ш
т
X
<
т
о
X
X
142
Профиль №4
Производитель -ООО «СпецКровля Москва» Марка профиля - ТПС-200
. « 1 Ч ■ ш
! 1 « МО
Рис. 7. Поперечное сечение профиля ТПС-200_
№
1Г
Рис.8. Форма перфорации профиля ТПС-200
Профиль №5
Производитель -ООО «БалтПрофиль Санкт-Петербург»
Марка профиля - ТН-200-2,0^
Рис. 9. Поперечное сечение про_филя ТН-200-2,0_
' 1Т|'| ■
|||1 I 1 /1 и
Рис.10. Форма перфорации профиля ТН-200-2,0
Профиль №6
Производитель -ООО «ПрофСтальДом Москва» Марка профиля - ТН3-200_(со смещенным центром)
+
Л 1 М ¡11
Рис. 11. Поперечное сечение про_филя ТН3-200_
ш
Рис.12. Форма перфорации профиля ТН3-200
Профиль №7
Производитель -ООО «ПрофСтальДом Москва» Марка профиля - ТН-200
Рис. 11. Поперечное сечение про_филя ТН3-200_
Рис.12. Форма перфорации профиля ТН3-200
Профиль №8
Производитель -ООО «Бизнесстальтранс Самара» Марка профиля - ТПП-200
И.5
№ ¡11
Рис. 13. Поперечное сечение про_филя ТПП-200_
Рис.14. Форма перфорации профиля ТПП-200
Рассмотрев представленные «термопрофили», аналогичные по ширине сечения (для эксперимента были отобраны «П» образные профили = 200мм), можно выявить следующие отличия:
1. Разница в размерах длинны элемента перфорации:
- 75 мм - для профилей № 1, №2, №4, №5;
- 78мм - для профилей №6, №7, №8;
- 82мм - для профиля №3;
2. Разница в форме торца элемента перфорации:
- прямой торец - для профилей №1, №2;
- «скошенный» торец- для профилей №3;
- «скошенный» торец с закруглением- для профилей №4, №5;
- торец полукруглой формы - для профилей №6-8;
3. Разница в расстоянии между элементами перфорации:
- 6,5 мм - для профиля №2;
- 7 мм - для профилей №6, №7, №8;
- 8 мм - для профилей №1, №3, №4, №5;
4. Разница в количестве элементов перфорации по линии сечения:
- 6 штук - для профилей №3, №4, №5;
- 8 штук - для профилей №1, №2, №6, №7, №8;
5. Разница в расстоянии от края профиля, до первого элемента перфорации:
- 47,5мм - для профиля №2;
- 50,5мм - для профиля №8;
- 57,5мм - для профиля №7;
- 60мм - для профиля №1;
- 67мм - для профилей №3, №4, №5, №6
Результаты эксперимента :
Согласно результатам проведенного эксперимента, представленными в статье [7, с.191-194], отчетливо видно, влияние геометрических характеристик «термопрофиля» на его теплотехнические характеристики.
Основным фактором, влияющим на теплотехнические свойства профиля, является количество элементов перфорации по линии сечения (наилучшие «результаты» показал профиль №8, с восемью перфорациями).
К снижению теплопроводности приводит «разнос» двух групп перфорации, относительно оси симметрии, к краям профиля. Данный факт можно рассмотреть на примере профиля №1 (без «разноса» - зазор 8ммм) и профиля №2 (с «разносом», равным 42 мм).
Незначительное увеличение теплотехнических характеристик можно наблюдать, при увеличении длинны элемента перфорации.
Остальные факторы - критического влияния на свойства «термопрофилей» не оказывают.
Выводы:
1. Форма перфорации влияет на теплотехнические характеристики «термопрофилей» ЛСТК;
2. Для определения фактического влияния геометрии перфорации, необходимо провести лабораторные эксперименты, моделирующие эксплуатацию ограждающих конструкций в условиях близких к реальным;
3. Необходимы натурные исследования зданий, с ограждающими конструкциями, возведенными по технологии ЛСТК. Особенно, следует обратить внимание на климатические районы, с резкими суточными колебаниями в зимний период;
4. Для определения оптимальной геометрии перфорации (с точки зрения теплотехнических характеристик), требуется проведение дополнительных исследований, учитывающих взаимосвязь увеличения количества и формы отверстий, с несущей способностью «термопрофилей»;
Литература
1. Туснина В.М. Перспективы строительства доступного и комфортного жилья на основе стальных каркасов // Промышленное и гражданское строительство. 2015. №6. С.43-46
2. Плотников А.А. Температурный режим наружной стены с каркасом из легких стальных тонкостенных конструкций в виде термопрофиля// Промышленное и гражданское строительство. 2016. №9. С.35-39
3. Корнилов Т.А. ,Герасимов Г.Н. О некоторых ошибках проектирования и строительства малоэтажных
домов из легких стальных тонкостенных конструкции в условиях Крайнего Севера// Промышленное и гражданское строительство. 2015. №3. С.41-45
4. European lightweight steel-framed construction [Европейские легкие стальные тонкостенные конструкции]. Printed by Victor Buck, Luxemburg, 2005. 89p.
5. Кузьменко Д.В., Ватин Н.И. Ограждающая конструкция «нулевой толщины»- темопанель // Инженерно-строительный журнал . 2008. №1. С.13-21
6. Лещенко М.В., Семко В.А. Теплотехнические свойства стеновых ограждающих конструкций из стальных тонкостенных профилей и полистиролбетона // Инженерно-строительный журнал . 2015. №8. С.44-52
7. Безбородов Е.Л. Влияние перфорации на теплотехнические характеристики «термопрофилей» легких стальных тонкостенных конструкций // Инновации и инвестиции . 2019. №2. С.191-194
The geometrical characteristics of the modern
"thermoprofiles" light steel thin-walled structures (LSTK) Bezborodov E.L.
Moscow state university of civil engineering» (NIU MGSU) This article describes the main forms of perforation used in the "thermoprophiles" of LSTK produced by modern manufacturers. Graphic materials are presented, showing the cross-section of the profiles and their geometric characteristics (indicating the main dimensions). The analysis of the differences in the shapes, types and sizes of perforations, according to several characteristics (length, shape of the end face, the number of perforation elements along the cross-section line, the distance between the perforation elements and the distance from the edge of the profile to the first element of the perforation). Each profile is assigned a number. Profiles are grouped to analyze the results of the experiment. The indicators have been identified that have a significant impact on thermal performance "of thermoprofiles" LSTK. The selected indicators, which change does not affect the characteristics of a "thermoprofiles". Appointed as promising directions for improving the thermal performance "of thermoprofiles" and to determine the optimal geometry of perforation. The main results of the experiment are presented in the conclusions, and the directions necessary for further research of enclosing structures based on "thermal profiles" made of light steel thin-walled structures are highlighted. The necessity of full-scale studies of buildings constructed using this technology was also noted.
Key words: LSTK, perforation, light steel thin-walled structures,
thermal profile References
1. Tusnina V.M. Prospects for the construction of affordable and
comfortable housing based on steel frames // Industrial and Civil Engineering. 2015. No.6. S.43-46
2. Plotnikov A.A. The temperature regime of the outer wall with a
frame of light steel thin-walled structures in the form of a thermo-profile // Industrial and Civil Engineering. 2016. No9. S.35-39
3. Kornilov T.A. , Gerasimov G.N. About some errors in the design
and construction of low-rise houses from light steel thin-walled structures in the Far North // Industrial and civil construction. 2015. No3. S.41-45
4. European lightweight steel-framed construction. Printed by Victor
Buck, Luxemburg, 2005.89p.
5. Kuzmenko D.V., Vatin N.I. The enclosing structure of "zero thickness" - Temopanel // Engineering and Construction Journal. 2008. No. 1. S.13-21
6. Leshchenko M.V., Semko V.A. Thermotechnical properties of
wall enclosing structures made of steel thin-walled profiles and polystyrene concrete // Engineering and Construction Journal. 2015. No8. S.44-52
7. Bezborodov E.L. The effect of perforation on the thermal characteristics of the "thermal profiles" of light steel thin-walled structures // Innovations and Investments. 2019. №2. S.191-194
X X О го А С.
X
го m
о
2 О
м о
