CC BY
22Тепловая защита зданий
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 666.973.2 : 699.86
В.М. ГОРИН1, канд. техн. наук; Ю.С. ВЫТЧИКОВ2, канд. техн. наук; Л.П. ШИЯНОВ3, генеральный директор; И.Г. БЕЛЯКОВ2, инженер
1 ЗАО «НИИКерамзит» (443086, г. Самара, ул. Ерошевского, 3А) 2 Самарский государственный архитектурно-строительный университет (443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 194) 3 ООО «Завод керамзитового гравия» (445240, Самарская обл., г. Октябрьск, Кирпичный пер., 31)
Исследование теплозащитных характеристик стеновых ограждающих конструкций зданий коттеджей, построенных с применением беспесчаного керамзитобетона
Приводятся результаты теплотехнического обследования стеновых ограждающих конструкций двух коттеджей, построенных из керамзитобетонных камней различных размеров. Наружные стены выполнены из крупногабаритных стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона плотностью 500 кг/м3 на растворе с улучшенными теплотехническими характеристиками с применением керамзитового песка и из стандартных блоков на цементно-песчаном растворе. Сравнительный анализ показал целесообразность использования крупногабаритных камней при строительстве коттеджей из-за более высоких теплозащитных характеристик наружных стен 3,23 м2.°С/Вт).
Ключевые слова: беспесчаный керамзитобетон, керамзитобетонные блоки.
V.M. GORIN1, Candidate of Sciences (Engineering),Yu.S. VYTCHIKOV2, Candidate of Sciences (Engineering), L.P. SHIYANOV3, General Director; I.G. BELYAKOV2, engineer 1 "NIIKeramzit" CJSC (3A, Eroshevskogo Street, 443086, Samara, Russian Federation) 2 Samara State University of Architecture and Civil Engineering (194, Molodogvardeyskaya Street, 443001, Samara, Russian Federation) 3 "Zavod keramzitovogo graviya" LLC (31, Kirpichny lane, Oktyabrsk, Samara Oblast, Russian Federation)
Study of Heat Protection Characteristics pf Wall Enclosing Structures of Cottage Buildings Built
with the Use of No-Sand Haydite Concrete
Results of the thermo-technical survey of wall enclosing structures of two cottages built from haydite concrete stones of different sizes are presented. External walls are made of large-size wall stones from no-sand haydite concrete of 500 kg/m3 density on the mortar with improved thermo-technical characteristics with the use of haydite sand and standard blocks on cement-sand mortar. The comparative analysis show the reasonability to use large-size stones when constructing cottages because of higher heat protection characteristics of external walls (3.23 m2 °C/W).
Keywords: no-sand haydite concrete, hatdite concrete blocks.
Согласно СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» к строительным ограждающим конструкциям жилых зданий предъявляются повышенные требования по теплозащите, реализация которых в настоящее время осуществляется в том числе за счет применения полимерных теплоизоляционных материалов, обладающих пониженной долговечностью.
Альтернативным решением является разработка строительных технологий возведения энергоэффективных зданий с использованием легких бетонов и керамических изделий, подробно изложенных в работах [1-3].
На ООО «Завод керамзитового гравия» и ООО ПСК «Атлант», расположенных на территории Самарской области, организован выпуск стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона плотностью 300-600 кг/м3. В настоящее время разрабатываются проекты социального жилья эконом-класса, возводимого с применением беспесчаного крупнопористого керамзитобетона. ООО «Завод керамзитового гравия» выпускает стеновые камни из беспесчаного керам-зитобетона как стандартных размеров 390X190X188 мм, так и крупногабаритных 400X440X2440 мм. Применение крупногабаритных стеновых камней позволяет существенно
28| -
повысить теплотехническую однородность наружной стены и, как следствие, сопротивление теплопередаче.
Нанесение наружной и внутренней штукатурки из цементно-песчаного раствора осуществляется на самом предприятии. Результаты исследования теплофизических характеристик беспесчаного керамзитобетона производства ООО «Завод керамзитового гравия» представлены в табл. 1.
В целях определения теплозащитных характеристик ограждающих конструкций, выполненных из беспесчаного керамзитобетона, было проведено теплотехническое обследование двух коттеджей, построенных в г. Октябрьске и с. Подстепки Ставропольского района (Самарская обл.).
Наружные стены первого коттеджа возведены в виде кладки из крупногабаритных стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона плотностью 500 кг/м3 на растворе с улучшенными теплотехническими характеристиками с применением керамзитового песка.
Чердачное перекрытие выполнено из армированного керамзитобетона плотностью 850 кг/м3 и толщиной 300 мм. Фундаментная плита состоит также из армированного керамзитобетона плотностью 850 кг/м3, толщиной 400 мм.
^^^^^^^^^^^^^ 72014
Научно-технический и производственный журнал
Heat
protection of buildings
Таблица 1
2440
Наименование материала Плотность материала в сухом состоянии, кг/м3 Расчетные коэффициенты в условиях эксплуатации
теплопроводности, Вт/(моС) паропроницаемости, мг/(мчПа)
сухое А Б А, Б
Беспесчаный керамзитобетон D600 600 0,125 0,138 0,148 0,14
Беспесчаный керамзитобетон D500 490 0,12 0,13 0,14 0,16
Таблица 2
Температура внутреннего воздуха, оС Относительная влажность воздуха, % Сопротивление теплопередаче наружных стен, м2.оС/Вт
Коттедж в г. Октябрьске 22-23,5 32-38 3,23
Коттедж в с. Подстепки 22,5-24 40-46 2,6
эф
= 0,134 Вт/(м.°С).
Ra= — + R1+R2+R3+ — , м2 0С/Вт;
* 0,4 +M + Î = 3,28 м2.ос/Вт.
(2)
_ 1 0,01 Д„= —+ —+
0 0
а>
Наружные стены второго коттеджа выполнены в виде кладки из стеновых камней с применением беспесчаного керамзитобетона стандартных размеров на цементно-песчаном растворе.
На рис. 1 представлен фрагмент кладки крупногабаритных керамзитобетонных камней на растворе с улучшенными теплотехническими характеристиками с керамзитовым песком. Теплопроводность кладки определяется согласно [4] по
формуле: . Л-^+^^а
Кф = ' р . Вт/(м.К), (1)
М 2
где Л1, Л2 - коэффициенты теплопроводности беспесчаного керамзитобетона и раствора с улучшенными характеристиками соответственно; - площади фрагмента стены, приходящиеся на керамзитобетонные камни и раствор с улучшенными характеристиками соответственно, м2.
, 0,13-2,147 + 0,32-0,049
=
Рис. 1. Фрагмент кладки керамзитобетонных камней 10 400 10
2,147 + 0,049
Сопротивление теплопередаче фрагмента наружной стены, сечение которой представлено на рис. 2, определяется по формуле:
8,7 0,76 0,134 0,76 23
По результатам теплотехнического расчета фрагмента кладки наружной стены, возводимой из керамзитобетонных камней стандартных размеров на цементно-песчаном растворе, сопротивление теплопередаче составило Ro = 2,53 м2.°С/Вт .
Обследование коттеджей проводилось 27.01.2013 г. при температуре наружного воздуха tn=-19°C. Измерения температуры и относительной влажности внутреннего и наружного воздуха производились с помощью термогигрометра CENTER 313.
Температура внутренней и наружной поверхностей ограждающих конструкций регистрировалась с помощью измерителя температуры CENTER 301 и контактной термопары ТР-04, а также с помощью тепловизора THERMA CAM B2. Величина удельного теплового потока измерялась с помощью прибора ИПП-2. Сопротивление теплопередаче опре-
Рис. 2. Сечение наружной стены: 1, 3 — цементно-песчаный раствор; 2 — кладка из крупногабаритных керамзитобетонных камней
делялось согласно ГОСТ 26254-84 «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций».
Фотоснимки и термограммы фасадов зданий коттеджа представлены на рис. 3 и 4.
Результаты измерений представлены в табл. 2.
Из представленных данных следует, что температура и относительная влажность внутреннего воздуха соответствуют нормативным требованиям для жилых зданий, представленных в ГОСТ 30499-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Значение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен коттеджа, возведенных из крупногабаритных камней на растворе с улучшенными теплотехническими характеристиками, равное 3,23 м20С/Вт, соответствует нормативным требованиям предписывающего подхода, предъявляемым для жилых зданий, строящихся на территории Самарской области (^=3,19 м2.°С/Вт).
72014
29
Тепловая защита зданий
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
Sp1 Температура лг1 Средняя температура Лг2 Средняя температура Лг3 Средняя температура Лг4 Средняя температура
-1.6 °C -12.7 °C -12.0 °C -15.1 °C -15.0 °C
Sp1 Температура -18.8 °C
Ar1 Средняя температура -5.0 °C
Рис. 3. Фотоснимок и термограмма фасада коттеджа в г. Октябрьске
Для определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций производилось также измерение температуры и тепловых потоков с помощью контактных приборов. Температура поверхностей ограждающей конструкции измерялась с помощью определителя температуры CENTER 301, тепловых потоков - с помощью измерителя плотности теплового потока ИПП-2. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен коттеджа в с. Подстепки оказалось равным 2,6 м20С/Вт, что соответствует нормативным требованиям потребительского подхода для жилых зданий (Ro™n=2 м2.°С/Вт).
Полученные теоретические и экспериментальные значения приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен незначительно различаются, что подтверждает достоверность изложенной выше методики теплотехнического расчета наружных стен.
Список литературы
1. Баженов Ю.М., Король Е.А., Ерофеев В.Т., Митина Е.А. Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности: основы теории, методы расчета и технологическое проектирование. М.: АСВ, 2008. 319 с.
2. Комиссаренко Б.С., Чикноворьян А.Г. Ограждающие конструкции из керамзитобетона. Самара: СамГАСА -РАТН (Поволжское отд.), 1997. 424 с.
Рис. 4. Фотоснимок и термограмма фасада коттеджа в с. Подстепки Ставропольского района
3. Горин В.М., Токарева С.А., Вытчиков Ю.С. Современные ограждающие конструкции из керамзитобетона для энергоэффективных зданий // Строительные материалы. 2011. № 3. С. 34-36.
4. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих конструкций. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 256 с.
References
1. Bazhenov Ju.M., Korol' E.A., Erofeev V.T., Mitina E.A. Ograzhdajushhie konstrukcii s ispol'zovaniem betonov nizkoj teploprovodnosti: osnovy teorii, metody rascheta i tehnologicheskoe proektirovanie [Protecting designs with use of concrete of low heat conductivity: theory bases, methods of calculation and technological design]. Moscow: Izdatel'stvo Associacija stroitel'nyh vuzov. 2008. 319 p.
2. Komisarenko B.S., Chiknovor'jan A.G. Ograzhdajushhie konstrukcii iz keramzitobetona [Protecting designs from Haydite Concrete]. Samara: SamGASA - RATN (Povolzhskoe otdelenie). 1997. 424 p.
3. Gorin V.M., Tokareva S.A., Vytchikov Ju.S. Up-to-Date Enclosing Structures Made of Haydite Concrete of for Energy Efficient Building. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2011. No. 3, pp. 34-36. (In Russian).
4. Fokin K. F. Stroitel'naja teplotehnika ograzhdajushhih konstrukcij [Construction of the heating engineer of protecting designs]. Moscow: AVOK-PRESS. 2006. 256 p.
30
72014
