Конструкций

Колебания температуры внутренней поверхности стен и покрытий возникают в основном в результате изменения температуры наружного воздуха. Свойство ограждения сохранять постоянство или ограничивать колебания температуры на внутренних поверхностях называют теплоустойчивостью.

В современном строительстве или применении легких ограждений фактор теплоустойчивости приобрел особое значение. В возводимых зданиях ограждения обычно имеют небольшую толщину, поэтому колебания температуры не затухают в толще ограждения и в значительной мере передаются с наружной поверхности на внутреннюю.

Мерой интенсивности затухания колебаний температуры является безразмерная величина D Д, называемая показателем тепловой инерции ограждения. Для теплофизически однородного слоя конструкции

DД = R × S (10)

где R – термическое сопротивление, ;

S – коэффициент теплоусвоения, .

Коэффициент теплоусвоения (S) по своему физическому смыслу является коэффициентом теплообмена при передаче через ограждение периодических тепловых воздействий путем теплопроводности.

Ограждения при одинаковом сопротивлении теплопередаче могут обладать различной тепловой инерцией, т.е. свойством в различной мере воспринимать тепло при периодическом колебании температуры наружного воздуха.

Ограждающие конструкции считаются:

- легкими при DД £ 4;

- средней массивности при 4 < DД £ 7;

- массивными при DД > 7.

Теплоустойчивость ограждения зависит от порядка расположения слоев и от того, какой материал будет располагаться в слое резких колебаний, который непосредственно прилегает к наружной поверхности.

Расчеты многослойных ограждений показывают, что конструкция более теплоустойчива, когда материал с высоким коэффициентом теплоусвоения располагается с внутренней стороны ограждения.

Наличие в конструкции ограждения воздушной прослойки увеличивает теплоустойчивость конструкции. В замкнутой воздушной прослойке целесообразно устраивать теплоизоляцию с теплоотражающей поверхностью. Слои конструкции, расположенные между вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой и наружной поверхностью ограждающей конструкции должны иметь как можно меньшую толщину, поэтому целесообразно применять тонкие металлические или асбестоцементные листы.

Расчет теплоустойчивости заключается в проверке теплотехнических свойств ограждающей конструкции согласно [I, гл. 73].

В теплый период года Вв районах со среднемесячной температурой июля 21 ^оС и выше амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций зданий Аt_intв не должна быть более требуемой амплитуды Аt_в^тр при тепловой инерции наружных стен DД менее 4 и покрытий менее 5.

2.1. Тепловую инерцию ДD ограждающей конструкции следует определять по формуле:

DД = R₁×S₁ + R₂×S₂ + … + R_n×S_n, (11)

где R₁, R₂, …R_n – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые по формуле (3) (см. п. 1.2.);

S₁, S₂, … S_n – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, , принимаемые в зависимости от условий эксплуатации "А" или "Б" по прил. 54.2 [I, прил. 3^*].

2.2. Требуемая амплитуда колебаний внутренней поверхности ограждения Аt_в^тр определяется по формуле

Аt_в^тр = 2,5 – 0,1×(t_extн – 21),

где t_extн – среднемесячная температура наружного воздуха за июль, ^оС, [2].

2.3. Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждения следует определять по формуле

(13)

2.4. Аt_н^расч – расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха, ^оС, определяемая:

А t_н^desрасч = 0,5 А _t,t_extн + , (14)

где r - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности конструкции, прил. 65; [I, прил. 7];

А t_extt_н – максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, ^оС [2,3];, прил. 2];

JI_maxмакс, JI_aνср – соответственно максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации, Вт/м², [СП 23-101], прил. 87;2, прил. 7];

a_ен – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним условиям, :

a_ен = 1,16×(5 + 10 ), (15)

где – минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторяемость которых составляет 16 % и более, но не менее 1 м/с [2].[2, прил. 4].

2.5. Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции следует определять по формуле

v = 0,9 (16)

где е = 2,718 – основание натуральных логарифмов;

S₁, S₂,…S_n – расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, , принимаемые по прил. 54;2 [1, прил. 3^*];

Y₁, Y₂,…Y_n – коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые согласно п. 2.6;

a_iв – то же, что в формуле 3;

a_eн – то же, что в формуле 14.

Порядок нумерации слоев принят в направлении от внутренней поверхности к наружной.

Для многослойной неоднородной конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих рёбер v следует определять согласно ГОСТ 26253-84 "Здания и сооружения. Метод определения теплоустойчивости ограждающих конструкций".

2.6. Коэффициент теплоусвоения слоя Y с тепловой инерцией D ³ 1 следует принимать равным расчетному коэффициенту теплоусвоения S материала этого слоя.

При D £ 1коэффициент теплоусвоения слоя определяется расчетом:

для первого слоя – Y₁ = ; (17)

для i -го слоя - Y_i = ; (18)

где R₁,R_i и S₁, S_i см п. 2.1.