CC BY
12Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
О
R
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
УДК 692.528:536.2
СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ СЭНВИЧ ПАНЕЛЕЙ
ПОКРЫТИЯ
М.М. Махмудов, к.т.н., доцент, А.М. Махмудов
магистрант (СамГАСИ)
АННОТАЦИЯ
В статье экспериментально изучено в климатической камере сопротивление теплопередаче сэндвич панелей с обшивкой из стальных листов и теплоизоляцией толщиной 100 мм из базальтовых волокон и обоснована возможность их применения в качестве конструкции чердачного перекрытия в малоэтажных жилых зданиях.
Ключевые слова: Трехслойные панели, Теплопередаче Сэнвич, бетонные столбы, конструкция.
The article experimentally studied the heat transfer resistance of sandwich panels with steel sheet sheathing and 100 mm thick basalt fiber thermal insulation in a climatic chamber and substantiated the possibility of their use as an attic floor structure in low-rise residential buildings.
Keywords: Three-layer panels, Sandwich heat transfer, concrete pillars, structure.
Мацолада иссицлик изоляция цатлами цалинлиги 100 мм базальт толаларидан бажарилган пулат цопламали сэндвич панель фрагментининг иссицликни узатишга царшилиги ицлим камерасида тажрибада урганилган ва кам цаватли турар-жой биноларида чордоц ёпмаси сифатида уни цуллаш мумкинлиги асослаб берилган.
Калит сузлар: Uch qatlamli panellar, Sandvich issiqlik uzatish, beton ustunlar, struktura.
ВВЕДЕНИЕ
Целью настоящего исследования является изучение возможности использования сэндвич панелей покрытия, которые применяются в покрытиях промышленных зданий, в чердачных перекрытиях малоэтажных жилых зданий усадебного типа, путем изучения их теплозащитных качеств. Объектом для изучения теплозащитных качеств выбрали сэндвич панели с металлической
ABSTRACT
АННОТАЦИЯ
Oriental Renaissance: Innovative, p VOLUME 2 | ISSUE 6
educational, natural and social sciences ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947
Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7
обшивкой и плитным утеплителем толщиной 100 мм из базальтового волокна,
которые выпускаются в Самарканде ООО «TURON BUILDING MANUFACTURE».
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Известно, что трехслойные панели типа «сэндвич» изготавливают из двух облицовочных металлических листов и утеплителя из минеральной ваты, каменной ваты, пенополиуретана, вспученного между ними в процессе изготовления, что обеспечивает её сцепление с обшивками без дополнительных средств. В качестве облицовочных слоев используют оцинкованные стальные листы толщиной 0,5...0,8 мм, из которых изготавливают листы различного профиля [1].
В принятой для исследований сэндвич панели, выпущенной в ООО «TURON BUILDING MANUFACTURE», обшивка с двух сторон выполнена из профилированной листовой стали толщиной 0,5 мм. Рабочая ширина панели 1000 мм. Толщина 100 мм. Средний слой исследуемой панели покрытия выполнен из полужестких теплоизоляционных плит плотностью уо=100 кг/м3, получаемых из базальтового волокна, по общеизвестной технологии получения минеральной ваты.
В процессе эксплуатации как старых, так и новых зданий жилого и общественного назначения расходуется много энергии для отопления и горячего водоснабжения. Расход топлива на теплоснабжение зданий составляет более 49% всего добываемого топлива, это в нефтяном эквиваленте равно 24,1 млн тоннам [2]. При этом, можно отметить, что наблюдается стабильная тенденция увеличения удельной теплопотребности. Это, по-видимому, связано с повышением степени благоустройства и комфорта в строящихся зданиях, большими по сравнению с нормативными теплопотерями из зданий, отсутствием ручного или автоматического регулирования систем отопления и т.д.
Трехслойные панели типа «сэндвич» в качестве наружной стеновой конструкции применяются давно. В этом деле накоплен огромный опыт. В последнее время трехслойные панели типа «сэндвич» постепенно находят применение и в конструкциях покрытий промышленных и других зданий, особенно в зданиях с каркасом из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) [3].
Теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций отапливаемых зданий во многих странах мира, в том числе и в Узбекистане,
559
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
О
R
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
принято оценивать с помощью значения сопротивления теплопередаче R0. Этот показатель конструкции означает какая должна быть разность между температурами воздуха на противоположных сторонах ограждающей конструкции, чтобы единица количества тепла проходила через 1 м2 конструкцию в единицу времени.
При проектировании наружных ограждающих конструкций, в том числе конструкций чердачных перекрытий и совмещенных покрытий зданий необходимо знать минимальные значения сопротивления теплопередаче R0, при которых конструкцию можно считать удовлетворительной в теплотехническом отношении. Эти значения называются нормативными. Нормативные значения Rо зависят от назначения помещения, его внутреннего температурного режима, климатических условий места строительства и разновидности конструкции.
Нормирование сопротивления теплопередаче Rо наружных ограждающих конструкций зданий построено на принципах ограничения количества тепла, теряемого конструкцией в отопительный период года и поддержания на ее внутренней поверхности температуры, при которой в ней не образовывался бы конденсат.
В соответствии с требованиями РСТ Уз 809-97 [4] сопротивление теплопередаче R0 следует определить для участков ограждающих конструкций, имеющих равномерную температуру поверхностей. Выпускаемые в Самарканде ООО «TURON BUILDING MANUFACTURE» трехслойные панели типа «сэндвич» можно отнести к таким конструкциям.
Сопротивление теплопередаче в лабораторных условиях определяют на образцах, которыми являются элементы ограждающих конструкций заводского изготовления или их фрагменты. Кроме того, длина и ширина испытуемого фрагмента ограждающей конструкции должны не менее чем в четыре раза превышать его толщину и быть не менее 1500х1000 мм. С учетом этих требований стандарта в качестве образца для теплотехнических испытаний приняли фрагмент панели типа «сэндвич» заводского изготовления с номинальным размером 1,0х1,5 м, толщиной 100 мм.
Определение сопротивления теплопередаче фрагмента конструкции чердачного перекрытия из сэндвич панелей с стальными обшивками было выполнено на испытательной установке, представляющей собой «климатическую камеру», созданной на кафедре «Проектирование зданий и сооружений» СамГАСИ. Принципиальная схема установки с образцом панели
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
покрытия и схема размещения термодатчиков в этой конструкции показаны на рис.1.
Этот
метод определения сопротивления теплопередаче основан на создании в ограждающей конструкции условий, близких к стационарному теплообмену, и измерении температуры внутреннего и наружного воздуха, температуры поверхностей ограждающей конструкции, а также плотности теплового потока, проходящего через нее, по которым вычисляют соответствующие искомые величины.
Рис.1. Принципиальная схема установки для теплотехнических испытаний фрагмента исследуемой сэндвич панели: 1, 2, 3, 4 и 5 - места установки термодатчиков; 6 - испытуемый образец сэндвич панели перекрытия; 7 -бетонные столбы, установленные по углам установки; 8 -стены климатической камеры из сэндвич панелей; 9 - крыша камеры из сэндвич панели; 10 -холодильный агрегат; 11 - охлаждающая батарея холодильной установки; УЧП - уровень чистого пола.
Стены и крыша климатической камеры выполнены из трехслойных сэндвич панелей. К одной боковой стене изнутри камеры закреплена охлаждающая батарея. Холодильный агрегат установлен снаружи камеры. Он
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
позволяет создавать разность температур по обе стороны испытуемой конструкции перепад температуры величиной до 20...22 оС, что соответствует требованиям нормативной методики таких исследований [4].
В помещении лаборатории, где установка для теплотехнических испытаний размещена, амплитуда суточных колебаний температуры воздуха в период проведения испытаний не превышала 1 оС.
Для определения термического сопротивления измеряли температуру в в середине фрагмента конструкции перекрытия. В этом сечении измеряли: -температуру воздуха в помещении лаборатории (на расстоянии 10 см от поверхности потолка - нижней поверхности сэндвич панели);
- температуру на поверхности потолка (на поверхности нижней обшивки из стального листа);
- температуру наружной поверхности перекрытия (на поверхности верхней обшивки из стального листа);
- температуру воздуха в камере установки на расстоянии 10 см от поверхности сэндвич панели;
- температуру на поверхности ребра верхней обшивки из стального листа.
Для измерения температуры использовали электронные термодатчики.
Тепловой поток измеряли с помощью тепломера ИТП-11. Измерения температуры и теплового потока через покрытие производили круглосуточно вручную через каждые 3 часа (0, 3, 6, и т.д.).
Результаты эксперимента по определению общего сопротивления теплопередаче Яо и термического сопротивления фрагмента сэндвич панели со стальными обшивками по сечению теплоизоляции из базальтового волокна приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Результаты теплотехнических исследований по определению сопротивления теплопередаче Яо и Я фрагмента сэндвич панели
Место Номер Темпе- Разность Величина
измере- термо- ратура темпера- теплового Ri, Ro,
ния тем- датчика воздуха тур потока м 2-0 С / Вт м2С / Вт
пературы или At, 0С q>
поверх- Вт/м2
ности ,
0С
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
Внут- 5 21,54
ренний воздух 1,58 0,12
Внут- 4 19,96
ренняя поверхность 20,06 12,5 1,6 1,86
Наружная 2 -0,1
поверхность 1,84 0,14
Наружный 1 -1,94
воздух
Как видно из результатов эксперимента, термическое сопротивление сэндвич панели с обшивкой из листовой стали толщиной 0,5 мм и с плитным утеплителем из базальтового волокна плотностью 100 кг/м3 толщиной 100 мм составляет Я{ = 1,6м2 ■0 С / Вт . Принимая во внимание, что коэффициент теплопроводности стали Х=58 Вт/(м.0С) [2], то термическим сопротивлением стальной обшивки (^ст=0,000086 м2 0С / Вт) можно игноривать. Тогда с целью сопоставления фактическиго значения теплопроводности утеплителя из плит базальтового волокна с проектным значением, теплопроводность материала слоя X определяем по формуле (6) [4]:
С ГЧ 1
=1Г= Гб = 0,0625 Вт/(м.0С).
сл 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Найденное экспериментальное значение коэффициента теплопроводности плиты из базальтового волокна находится в пределах значений коэффициента теплопроводности этого материала, указанных в сертификате [0,056 Вт/(м.0С)].
Экспериментально определенное общее сопротивление теплопередаче покрытия из рассматриваемой сэндвич панели составляет
Яэксп = Яв + Як + Ян = 0,12 +1,6 + 0,14 = 1,86 м2 С / Вт.
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
О
R
VOLUME 2 | ISSUE 6 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
Значит, трехслойные сэндвич панели с теплоизоляцией из базальтового волокна можно рекомендовать для использования как несущая конструкция чердачного перекрытия в малоэтажных жилых зданиях.
REFERENCES
1. Дятков С.В., Михеев А.П. Архитектура промышленных зданий. - 4-е изд-е. - М.: ООО «БАСТЕТ», 2006. - 480 с.
2. "Янги Узбекистан". 2021 й. 23.11. № 235.
3. ЛСТК - основа быстровозводимых зданий. /www.buildpersor.ru/ stroitelstvo/the...
4. РСТ Уз 809-97. Методика определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. - Ташкент : Госкомархитектстрой РУз, изд-во АКАТМ. - 57 с.
5. Jamshedovich, M. Z. (2021). RULES FOR INSPECTION OF THE TECHNICAL CONDITION OF THE BUILDING DURING RECONSTRUCTION. European Scholar Journal, 2(5), 118-121.
