CC BY
22АРХИТЕКТУРА
Нормализация тепловлажностного состояния внутренней поверхности стен в их наружных углах Юрковец Л. А.
Юрковец Лилия Анатольевна / Jurkovec Lilija Anatol'evna - магистр, кафедра проектирования зданий и экспертизы недвижимости, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
Аннотация: в статье изложены особенности теплотехнического режима отдельных частей ограждающих конструкций зданий; рассмотрены методы решения проблемы пониженных температур в угловых соединениях конструкций зданий, предлагаемые современными исследователями. Даны некоторые указания для рационального конструирования угловых соединений в конструкции зданий. Ключевые слова: теплотехнический режим, ограждающие конструкции зданий, угловые соединения конструкций зданий, зоны пониженных температур, внутренний и наружный тепловой поток.
Особые климатические условия на территории большей части России, и особенно в Сибири, предопределенные резко -континентальным климатом при абсолютной годовой амплитуде температур, которая может превышать 100 градусов по Цельсию, создают необходимость исследований в строительстве, нацеленных на создание комфортных условий проживания. Богатый опыт архитектурно-строительного освоения Сибири свидетельствует о постоянных поисках и народными мастерами деревянного и каменного зодчества, и профессионалами-строителями в направлении повышения теплотехнических характеристик возводимых зданий [6, 7].
Влияние наружных ограждающих конструкций на параметры микроклимата зданий связано с их теплотехническими качествами. От них зависит:
- в отапливаемых зданиях - количество тепла, теряемого зданием в зимний период;
- постоянство температуры воздуха в здании во времени при неравномерной отдаче тепла системой отопления;
- защита здания от перегрева в летнее время, особенно в южных районах;
- температура внутренней поверхности ограждения, гарантирующая от образования на ней конденсата;
- влажностный режим ограждения, влияющий на теплозащитные качества ограждения и его долговечность.
Процессы, происходящие в отдельных частях ограждения должны учитываться при расчетах, иначе, например, неучтенное понижение температуры внутренней поверхности стен в наружных углах, приведет к образованию сырости в этих местах.
Понижение температуры в узловых сопряжениях ограждающих конструкций связано в первую очередь с разностью площадей внутреннего и наружного тепловых потоков и по факту меньшими, по отношению к расчетным, коэффициентами теплоотдачи от внутреннего воздуха в помещении.
В современных нормах проектирования тепловой защиты зданий этот вопрос разобран не полно. В СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий [2] говорится о том, что температура внутренней поверхности ограждающей конструкции (за исключением вертикальных светопрозрачных конструкций, т. е. с углом наклона к горизонту 45° и более) в зоне теплопроводных включений, в углах и оконных откосах, а также зенитных фонарей должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха - °С.
В специальной литературе последних лет изложены результаты научных исследований в этой области [3, 4, 5, 8, 9]. Так в работе К. Ф. Фокина [9] рассмотрены теплотехнические особенности наружных углов стен и предложены методы решения выявленной проблемы.
В горизонтальном разрезе стены с наружным углом изотермы ведут себя следующим образом: на глади стены изотермы идут параллельно поверхностям, ограничивающим стену, по мере же их приближения к наружному углу изгибаются и смещаются к внутренней поверхности угла. Изотерма, соответствующая +12°С, около наружного угла выходит из стены. Это говорит о том, что температура соответствующих точек в углу стены ниже температуры этих же точек по ее глади.
Искривление изотерм в теле наружного угла и понижение температуры на его внутренней поверхности вызывают более интенсивный поток тепла в наружном углу, что является единственной причиной отсыревания и промерзания наружных углов.
К. Ф. Фокин предлагает следующие методы решения проблемы наружных угловых сопряжений стен:
- скашивание внутренних поверхностей наружного угла;
- скашивание внутренних поверхностей наружного угла другим материалом;
- скругление наружного угла;
- скругление угла по его внутренней поверхности;
- устройство на наружной поверхности угла утепляющих пилястр;
- установка в наружных углах стояков разводящего трубопровода центрального отопления.
При скашивании внутренних поверхностей наружного угла вертикальной плоскостью образуются два тупых угла. Скашивающая плоскость должна быть шириной не менее 25 см. Скашивание можно делать материалом, из которого не состоит стена, допустим с несколько меньшим коэффициентом теплопроводности. Данный метод рекомендуется для уже существующих зданий, если теплотехнический режим углов этих зданий оказывается неудовлетворительным (отсыревание или промерзание).
При ширине скашивающей плоскости 25 см разность температур между гладью стены и наружным углом снижается примерно на 30%.
При утеплении угла скашиванием угол промерзает на 2 м от пола в месте пересечения плоскости скашивания с гранями прямого угла; на плоскости скашивания -на 40 см от пола. Отсюда вывод: на середине плоскости скашивания температура поверхности более высокая, чем у ее примыкания к поверхности наружных стен. Промерзание произошло бы на всю высоту, если бы угол не был утеплен.
При скруглении наружного угла внутренний радиус скругления должен быть не менее 50 см. Использование данного метода возможно как для двух поверхностей угла, так и для одной внутренней поверхности, что аналогично выше приведенному методу скашивания. Радиус скругления может быть уменьшен до 30 см. Скругление угла рекомендуется для зданий, к гигиене которых предъявляют повышенные требования, так как в этом отношении метод скругления дает еще более благоприятный результат. Скругление угла при радиусе 50 см снижает разность температур между гладью стены и наружным углом примерно на 25%.
Применение утепляющих пилястр используются обычно в деревянных домах. В брусчатых и рубленых домах эта мера имеет особенно большое значение при рубке стен в лапу. Теплопроводность древесины вдоль волок велика, поэтому устройство пилястр защищает угол от излишней потери тепла по торцам бревен. Ширина пилястр, считая от наружной грани угла, должна быть не менее полуторной толщины стены. В случае использования дощатых пилястр на углах стен, рубленных в лапу, рекомендуется устанавливать их на слой утеплителя.
Наиболее эффективной мерой утепления является устройство стояков разводящего трубопровода в наружных углах. В таком случае температура внутренней
40
поверхности наружного угла станет выше по отношению к температуре стены по глади. Стояк отопления повышает температуру в углу примерно на 6°С при расчетной температуре наружного воздуха.
Все рассмотренные методы утепления углового сопряжения стен приводят к повышению температуры в угловой зоне. Наибольший интерес представляет метод утепления путем использования высокотеплопроводной вставки и скашивания угла, так как именно эти методы утепления можно использовать для уже возведенных зданий. Скругление же углов возможно только при новом строительстве.
Литература
1. СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.
2. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. М.: Минрегион России, 2012.
3. Данилов Н. Д., Собакин А. А., Федотов П. А. Выбор оптимального утепления стыка стен с цокольным перекрытием каркасно-монолитных зданий с проветриваемыми подпольями // Жилищное строительство, 2016. № 3. С. 49-52.
4. Данилов Н. Д., Собакин А. А., Федотов П. А. Оптимальное утепление стыка стен каркасно-монолитных зданий с проветриваемыми подпольями // Жилищное строительство, 2016. № 1-2. С. 28-31.
5. Данилов Н. Д., Шадрин В. Ю., Павлов Н. Н. Прогнозирование температурного режима угловых соединений наружных ограждающих конструкций // Промышленное и гражданское строительство, 2010. № 4. С. 20-22.
6. Слабуха А. В. Архитектура и градостроительство Приенисейской Сибири. Красноярск: КрасГАСА, 2004.
7. Слабуха А. В. Переселенческие пункты в Сибири. (Опыт «комплексного» строительства во времена аграрных реформ П. А. Столыпина) // Жилищное строительство, 1995. № 1. С. 26-30.
8. Табунщиков Ю. А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений / Ю. А. Табунщиков, Д. Ю. Хромец, Ю. А. Матросов. М.: Стройиздат, 1986.
9. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К. Ф. Фокин; под ред. Ю. А. Табунщикова, В. Г. Гагарина. 5-е изд., пересмотр. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006.
