Оценка влияния температурных включений слоистой ограждающей конструкции методом построения температурных полей.

Оханцев А.В., к.т.н., доцент, НИИ (ВСИ) МТО ВС РФ ВАМТО

Блинов С.А., к.т.н., доцент, НИИ (ВСИ) МТО ВС РФ ВАМТО

Оханцева И.В. к.т.н., СПбГПУ

Оценка влияния температурных включений слоистой ограждающей
конструкции методом построения температурных полей

В связи с повышением нормативных требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций, в настоящее время в строительстве применяются в основном слоистые ограждающие конструкции с эффективным утеплителем.

Однако слоистые конструкции нередко обладают различными теплопроводными включениями, что влечет за собой необходимость исследований теплового и влажностного режима характерных узлов ограждений.

В реальных конструкциях ограждений, особенно в многослойных, с применением крепежных элементов, фактически нельзя выделить площадь, в пределах которой обеспечивалась бы одномерность температурного поля. Наличие в конструкции теплопроводных включений в виде ребер, несущего каркаса, элементов крепежа, обрамлений оконных проемов, внутренних и внешних выступающих частей, примыканий внутренних конструкций приводит к образованию в них сложных двух- и трехмерных температурных полей [1].

Теплотехнический расчет с учетом теплопроводных включений является двумерной задачей и решается путем построения температурных полей, например, при помощи компьютерного моделирования.

Для примера исследовано влияние теплопроводных включений на температурно-влажностный режим строительных конструкций металлического покрытия и слоистого стенового ограждения мансарды нового жилого дома, построенного в климатических условиях г. Санкт-Петербурга.

Кровля мансарды металлическая из кровельной стали с полимерным покрытием по деревянной обрешетке. Несущими элементами кровли являются стальные балки в виде швеллера № 27, опирающегося на мауэрлат из прокатного швеллера. Подшивка кровли выполнена из 2-х слоев гипсоволокнистых листов по металлической обрешетке. В качестве утеплителя применены полужесткие минераловатные плиты П-125 колпинского производства общей толщиной 240 мм. Между утеплителем и кровельной сталью предусмотрена вентилируемая воздушная прослойка (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция покрытия мансарды

Слоистое стеновое ограждение выполнено из внутренних 2-х слоев гипсоволокнистых листов и наружного из кровельной стали с заполнением минераловатными плитами П-125 колпинского производства. Между утеплителем и наружным защитным слоем предусмотрена вентилируемая прослойка (рис. 2).

Рис 2. Конструкция стенового ограждения мансарды

Для определения влияния на температурно-влажностный режим покрытия теплопроводных включений в виде металлических несущих элементов выполнялось компьютерное моделирование.

Рис. 3. Модель конструкции покрытия мансарды

с распределением изотерм в расчетный период.

Рис. 4 Модель конструкции стенового ограждения мансарды

с распределением изотерм в расчетный период.

Определено, что в области теплопроводных включений в наиболее холодный период года возможно выпадение конденсата на внутренней поверхности стенового ограждения мансарды. Анализируя распределение изотерм в сечении стены (рис. 3), можно утверждать, что причиной установления столь низких температур является слишком близкое расположение толстого металлического элемента - швеллера к внутренней поверхности.

По иному дело обстоит с конструкцией мансарды. Здесь между несущими швеллерами и облицовочными слоями гипсоволокнистых листов имеется замкнутая воздушная прослойка (рис. 4). Температура внутренней поверхности здесь на 3,5 ^оС превышает температуру точки росы.

Таким образом, для исключения или снижения негативного влияния теплопроводных включений (конденсация влаги, переувлажнение и промерзание) на температурно-влажностный режим слоистой ограждающей конструкции следует стремиться к сокращению теплопроводных включений, применению в качестве несущих металлических элементов тонких металлических профилей, в том числе перфорированных, вместо стального проката, применению термоизоляционных прокладок и т.д. Разработанные узлы ограждений с теплопроводными включениями следует проверять на конденсацию влаги методом построения температурных полей.

 

Список использованных источников

1.      Богословский В.Н. Строительная теплофизика. - М.: Высшая школа, 1982. - 415 с.