CC BY
10К РАСЧЁТУ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПЕРФОРИРОВАННОГО ДИСКА ПЕРЕКРЫТИЯ В МОНОЛИТНОМ
ДОМОСТРОЕНИИ Кузнецов А.В.1, Дёмин А.М.2
1Кузнецов Анатолий Всеволодович - кандидат технических наук, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I,
г. Санкт-Петербург; 2Дёмин Антон Михайлович - кандидат технических наук, Севастопольский государственный университет, г. Севастополь
Аннотация: в статье обсуждаются здания массовой застройки, в которых конструктивная система выполнена монолитной. Консольные выпуски железобетонного диска перекрытия, на которые опираются наружные стеновые конструкции содержат перфорацию. Пространство перфорации заполняется слоем теплоизоляционного материала. Фрагмент диска перекрытия, содержащий перфорацию с термовкладышами является неоднородной конструкцией. В целях упрощения теплофизических расчётов, предлагается способ определения эффективной теплопроводности в узловых соединениях зданий, возводимых по монолитной технологии.
Ключевые слова: монолитные здания, диск перекрытия, строительная теплотехника, теплоизоляция, эффективная теплопроводность, теплотехническая неоднородность.
Одним из базовых элементов жилого монолитного дома являются плиты перекрытия, отличающиеся многообразием типоразмеров и исполнений, но при этом устроенные по общему принципу [1,2]. Известно, что современная конструкция монолитного перекрытия в жилых домах для исключения «мостиков холода» содержит сквозные отверстия прямоугольного сечения - перфорацию. Указанное пространство заполняется слоем теплоизоляционного материала - термовкладышами (рис. 1).
Рис. 1. Схема расположения термовкладышей в перфорированном диске перекрытия.
Фрагмент диска перекрытия (размеры 8 мм)
W
0 5е .de d , е d е d е d 0.5е
га 1
-П
и
Эффективная теплопроводность: 1.652 Вт/м'С
Исходные данные Геометрия
а = 14Q v мм b - 120 v мм
С = 400 v мм ^/е = 3/1 v
w = 1000 v мм
Теплопроводность Железобетона: 192 v Вт'ы'с Перфорации: 0.042 v 67/11
Вычислить Сбросить
Рис. 2. Интерфейс разработанной программы.
В практике строительства соотношение а/Ь принимается в диапазоне от 1/1...до 5/1, что зафиксировано в СП 230.1325800.2015. Вариабельность данного соотношения в первую очередь продиктована необходимостью выполнения требуемых условий по обеспечению прочности указанного типа соединения и уровню теплозащиты здания в целом, определяемых расчётом, в частности, определяемых по результатам моделирования температурных полей [1].
Для упрощения инженерного расчета температурных полей в здании была предложена модель эффективной теплопроводности фрагмента плиты перекрытия [3], реализованная в виде программного продукта [4, 5], интерфейс которого представлен на рис. 2.
Интерфейсом программы предусматривается ввод следующих входных параметров: геометрические характеристики, включающие длину и ширину составных элементов рассматриваемого фрагмента, а также теплопроводности материалов: железобетона и утеплителя.
Пространственная плоскость рассматриваемого фрагмента диска перекрытия является площадкой опирания (примыкания) с наружной стеной. Именно для этой части выполняется расчёт эффективной теплопроводности. В основе принципа расчёта реализована идея декомпозиции неоднородного объекта в направлении движения теплового потока на однородные участки, расположенные параллельно друг другу или друг за другом.
Полученные результаты расчёта предлагается использовать при нахождении температурных полей на поверхности узла сопряжения диска перекрытия со стеной, а также при вычислении удельных теплопотерь и приведённого сопротивления теплопередаче, в целях реализации требуемых теплотехнических показателей, обеспечивающих высокий класс энергоэффективности здания. Разработанный расчётный модуль [5] может быть включён в состав программных продуктов, предназначенных для моделирования температурных полей, а также для оптимизации рассчитываемой конструкции и поддержки выбора приоритетного конструктивного решения.
Список литературы
1. Кузнецов А.В., Белаш Т.А. Численное исследование напряжённо-деформированного состояния узловых соединений в монолитных зданиях // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений. Тамбов: ИП Чеснокова А.В., 2023. С. 148-150.
2. Kuznetsov A.V., Demin A.M. Energy Efficient Design Solution for the Interface Node Between the Floor Slab and the Wall // International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia - 2021, Novosibirsk. Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2022. P. 799-807.
3. Ажмяков В.В., Дёмин А.М., Кузнецов А.В. Компьютерное моделирование температурных полей в узлах сопряжения диска перекрытия со стеной // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений. Тамбов: ИП Чеснокова А.В., 2023. С. 274-276.
4. Кузнецов А.В., Дёмин А.М. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022669823. Программа для расчёта эффективной теплопроводности участка диска перекрытия с перфорацией: № 2022669101: заявл. 14.10.2022: опубл. 25.10.2022.
5. Дёмин А.М., Кузнецов А.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №№ 2022684796. Модуль для расчёта эффективной теплопроводности участка диска перекрытия с перфорацией: № 2022684301: заявл. 07.12.2022: опубл. 19.12.2022.
