25 Июл

АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ УТЕПЛЕНИЯ С НАРУЖНОЙ СТОРОНЫ УГЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦОКОЛЬНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ И СТЕН КАРКАСНО-МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ С ПРОВЕТРИВАЕМЫМИ ПОДПОЛЬЯМИ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Свод правил «Тепловая защита зданий» предписывает, что «Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции, … в углах…должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха…».

В Северной строительно-климатической зоне особенное внимание нужно уделять теплопроводным включениям в цокольных перекрытиях зданий, так как они возводятся с холодными и проветриваемыми подпольями. Теплопроводные включения в цокольных перекрытиях зданий  часто становятся причиной формирования дискомфортного  температурного режимаповерхности пола [1].

Значительное снижающее воздействие на величину сопротивления теплопередаче и на температурный режим пола оказывают угловые соединения перекрытий со стенами. В данное время при строительстве жилых и общественных зданий широко используется технология возведения их каркаса из монолитного железобетона. На монолитное перекрытие в пределах каждого этажа производится кладка из мелких бетонных блоков, на которые с наружной стороны крепятся теплоизоляционные плиты. При этом на цокольном перекрытии образуется теплопроводное включение «железобетонное перекрытие – кладка из мелких бетонных блоков» [2], значительно снижающее сопротивление теплопередаче углового соединения «стена – цокольное перекрытие», а также вызывающее снижение температуры поверхности пола первого этажа. Некоторые проектные организации рекомендуют утеплять угловое соединение стены с цокольным перекрытием с наружной стороны. В одной из предыдущих статей [2] отмечено (без проведения результатоввычислительного анализа), что при таком варианте увеличивается площадь теплоотдающей поверхности, а этоснижает эффект применения дополнительного слоя теплоизоляции.Для обоснования высказанного утверждения, в данной статье приведены результаты вычислительного анализа с применением программ расчета температурных полей. Программы расчета двухмерных и трехмерных температурных полей имеют свидетельства Федерального института патентной собственности соответственно со следующими номерами: № 2012618915 и 2014617691.

Рассмотрен фрагмент углового соединения со следующими параметрами: высота стены – 1,228 м; длина цокольного перекрытия от внутренней поверхности стены – 1,99м; толщина теплоизоляции в цокольном перекрытии – 0,30 м; а в стене  -0,20 м.Расчетные температуры: tв= 21оС, tн= — 52оС. Коэффициенты теплопроводности: утеплителя 0,04Вт/моС, , железобетона 1,92 Вт/моС, мелких бетонных блоков 0,80 Вт/моС, ц.-п. раствора 0,76 Вт/моС.

Расчет, проведенный при варианте без утепления,показывает, что температура в углах получается ниже точки росы (tр=11,62оС): в двухмерном =10,587оС, в трехмерном = 3,681оС. Далее рассмотрены варианты утепления с наружной стороны цокольного перекрытия. Варьировались толщина теплоизоляции и длина ее размещения от края цокольного перекрытия (рис.1). Как показывают результаты вычислений (рис.2), температура в углу на стыке стены и цокольного перекрытия во всех вариантах утепления получается выше точки росы. Но если в зоне плинтуса температура поверхности ограждений имеет значение от 12,3 до 13,8оС, вряд ли будет обеспечена нормируемая температура поверхности пола, равная 19оС. На основе исследований, проведенных в 90-х года, была дана рекомендация: “ В цокольных перекрытиях зданий с холодными подпольями кроме локальных допускаются и протяженные теплопроводные включения (железобетонные ростверки, фундаментные балки и др.), если температура поверхности пола по ним не ниже нормируемой температуры внутренней поверхности наружных стен, размещенных над ними, и не ниже нормируемой температуры пола, если теплопроводные включения располагаются под внутренними стенами или перегородками»[1,3]. В соответствии с этой рекомендацией температура в углу должна быть не ниже 17оС. При варианте утепления наружной поверхности цокольного перекрытия сложно будет обеспечить такой температурный режим.

Рис.1. Узел цокольного перекрытия и наружных стен :

  • монолитная железобетонная плита перекрытия; 2 — теплоизоляция; 3 — цементно-песчаная стяжка; 4 –мелкие бетонные блоки; 5- цементно-песчаный раствор; 6- утеплитель; 7 –штукатурка из цементно-песчаного раствора; 8 -линолеум; 9 – дополнительный слой теплоизоляции.Обозначения на рисунке: и l— соответственно толщина и длина дополнительного слоя теплоизоляции; — минимальная температура внутренней поверхности ограждения в пространственном углу.

Прим. Сечение А-А проведено по участку с размещением дополнительного слоя теплоизоляции на наружной поверхности цокольного перекрытия.

Если учитывать только требования СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», то можно построить здание с одним из вариантов наружного утепления цокольного перекрытия. Но предварительно следует определить температуру на внутренней поверхности пространственного угла, сформированного двумя наружными стенами и цокольным перекрытием. В здании, как правило, имеется четыре угловых помещения, где нужно исключить выпадение конденсата в зоне пространственного угла.

Проведен расчет рассмотренной конструкции с учетом влияния второй стены с применением программы расчета трехмерных температурных полей. Результаты расчета показывают, что даже при значительном утеплении цокольного перекрытия с наружной стороны (креплении плит теплоизоляции толщиной 0,15м на длину 2,0м от края цокольного перекрытия) в углу ожидается выпадение конденсата ( = 8,779оС<tр=11,62оС).Получается, что и требованияСП 50.13330.2012 не выполняются.

Рис.2. График зависимости температуры в угловом стыке конструкций при различных вариантах утепления цокольного перекрытия с наружной стороны: 1 – при толщине теплоизоляции 0,05м; 2 – при 0,10м; 3 – при 0,15м.

Таким образом, проведенный численный анализ показывает, что наружное утепление цокольного перекрытия зданий с проветриваемыми или холодными подпольями не дает существенного эффекта при значительных дополнительных затратах теплоизоляционного материала. К тому же следует отметить сложность выполнения теплоизоляционных работ при незначительной высоте подполья.

Следует провести детальный анализ возможности применения варианта утепления с внутренней стороны [4], предварительная оценка которого приведена в одной из предыдущих публикаций[2].

ЛИТЕРАТУРА

  1. Данилов Н.Д. Температурный режим цокольного перекрытия в зданиях с холодными подпольями // Жилищное строительство. 1999. №10. С.24-26.
  2. Данилов Н.Д., Федотов П.А. Теплоэффективное решение углового соединения цокольного перекрытия и стены монолитных зданий с холодными подпольями // Жилищное строительство. 2012. №2. С.36-37.
  3. ТСН 23-343-2002 Республики Саха (Якутия). Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий. Министерство строительства и архитектуры Республики Саха (Якутия). Якутск, 2002.
  4. Патент РФ на полезную модель №117943. Узел стены и монолитного цокольного перекрытия над холодными или проветриваемыми подполями / Данилов Н.Д., Собакин А.А., Федотов П.А. // Опубл. 10.07.2012. Бюл. №19.
    АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ УТЕПЛЕНИЯ С НАРУЖНОЙ СТОРОНЫ УГЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦОКОЛЬНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ И СТЕН КАРКАСНО-МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ С ПРОВЕТРИВАЕМЫМИ ПОДПОЛЬЯМИ
    Проведены численные расчеты фрагмента углового соединения стены и цокольного перекрытия над проветриваемым подпольем при размещении теплоизоляции с наружной стороны перекрытия. Рассмотрены варианты при различных толщинах теплоизоляции, а также длины ее размещения от края цокольного перекрытия. Получены,с применением программы расчета трехмерных температурных полей,значения температур на внутренней поверхности пространственного угла.
    Written by: Данилов Н.Д., Федотов П.А., Акимова Н.С., Петров Д.Ф.
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/21/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook