Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf

на жилых комнат и кухонь можно ориентировать только при обязатель­ ном применении наружной эффективной солнцезащиты.

Ориентация летних помещений недопустима на западную часть го­ ризонта в пределах от юго-запада до запада — северо-запада. Это огра­ ничение не распространяется на квартиры с балконами или двумя лет­ ними помещениями, ориентированными на разные стороны горизонта. Для летних помещений, расположенных по фронту всей жилой части квартиры и имеющих глубину более 3 /J высоты летнего помещения, не­ допустима также ориентация на южную часть горизонта в пределах от юга — юго-востока до юга — юго-запада.

Конкретизированные требования к ориентации восьми характерных типов жилых домов в соответствии с особенностями их планировочной структуры графически отображены на рис. 82.

Изложенные требования к ориентации зданий в условиях Средней Азии нашли отражение в нормативных республиканских документах (УзССР и ТаджССР), составленных автором или при его участии в пе­ риод с 1958 по 1969 гг. [16—19].

§ 4. Исследование теплоустойчивости наружных ограждений при воздействии инсоляции

К теплотехническим качествам наружных ограждающих кон­ струкций зданий, возводимых в южных районах с континентальным кли­ матом, и в частности в Средней Азии, предъявляются особые требования. Они должны обладать не только требуемым сопротивлением теплопереда­ че, определяющем теплозащитные свойства ограждений в зимних услови­ ях, но и иметь достаточную теплоустойчивость, которая характеризует способность конструкций противостоять летнему перегреву, обусловлен­ ному интенсивной инсоляцией и высокой температурой наружного воз­

т. е. отношением амплитуд колебаний температур: суммарной и на внут­ ренней поверхности. На микроклимат помещений влияют средняя темпе­ ратура внутренних поверхностей ограждений и амплитуда ее колебаний. Однако теплотехнические качества применяемых в массовом строитель­ стве однослойных и многослойных конструкций, в том числе с замкну­ тыми воздушными прослойками, не сказываются на средней температуре внутренней поверхности, а только на амплитуде ее колебаний. С умень­ шением амплитуды в какой-то степени улучшается микроклимат. В зда-

133

ниях с теплоустойчивыми конструкциями температура в течение суток почти неизменна.

Ограждения на теплоустойчивость рассчитываются по формулам [112], представляющими собой упрощенный вариант зависимостей, уста­ новленных А. М. Шкловером математическим путем [131]. В специальной литературе отмечалось, что при разработке метода инженерных расче­ тов были приняты допущения, не отражающие действительную картину теплопередачи при нестационарных условиях [63]. Расчетные и экспери­ ментальные данные нередко расходятся. Теплотехнические качества не всегда можно достаточно точно установить расчетным путем и потому, что они зависят не только от типа конструкции и тепло'физических по­ казателей материалов (теплопроводности, теплоемкости, теплоусвоения

идр.), которые, в свою очередь, изменяются в зависимости от объем­ ной массы, влажности, структуры и т. д., но также от качества произ­ водства изделий и монтажа зданий. В связи с этим для проверки тепло­ защитных свойств конструкций в определенных климатических условиях

иособенно при разработке новых решений приходится прибегать к экс­ периментальным измерениям. Методика натурных наблюдений подробно разработана Б. Ф. Васильевым [9, 43 и др.]. Им, а также его сотрудни­ ками и учениками определена теплоустойчивость большого числа конст­

ловиях Средней Азии.

Нами в 1961 г. впервые в Средней Азии путем натурных измерений оценена теплоустойчивость трехслойных панелей домов современной конструкции Ташкентского домостроительного комбината (ТДСК) [95, 96]. По проекту панели должны иметь внутреннюю бетонную плиту тол­ щиной 10 см (у =2400 кгім3), наружную защитную плиту толщиной 5 см из того же материала и минераловатное заполнение между ними толщиной 10 см при объемной массе утеплителя 300—350 кгім3.

Натурные наблюдения показали, что вследствие завышения толщин бетонных слоев, низкого качества утеплителя и его уплотнения в про­ цессе изготовления панелей теплоустойчивость стен оказалась значи­ тельно ниже проектной. Это вызвало необходимость дополнительной теплоизоляции панелей в ряде эксплуатируемых зданий. Рекомендации, сделанные на основе анализа результатов натурных наблюдений, были приняты комбинатом и, как показали повторные измерения, в домах, построенных после этого, теплотехнические качества панелей стали от­ вечать требованиям нормативов.

В последующие годы исследования теплоустойчивости крупнопа­ нельных зданий в Самарканде, Бухаре, Голодной степи, Нукусе, Таш­ кенте были выполнены ТашЗНИИЭП. Результаты этих наблюдений по-

134

пока только начинается. Натурные исследования, которые были единст­ венным способом экспериментального определения теплоустойчивости ограждений, имеют свои недостатки. Они связаны со значительными за­ тратами времени и средств на строительство экспериментальных объек­ тов. На результаты теплотехнических измерений в эксплуатируемых зданиях существенно влияют такие трудно поддающиеся строгому учету факторы, как режим проветривания, инфильтрация, характер окружаю­ щей застройки и озеленения, от которых зависят степень затенения кон­ струкций, интенсивность рассеянной и отраженной радиации и т. д. В связи с этим трудно сопоставить данные измерений на разных объ­ ектах.

135

Общую величину сквозного затухания ѵ можно представить как произведение значений затухания по слоям Ѵ Ѵ Ѵ - - 1 1 У наружной поверхности ѵн пли как затухание в конструкции в целом ѵ' , умно­ женное на затухание у наружной поверхности:

По данным непосредственных измерений можно получить затухание по отдельным слоям или в целом для конструкции. В процессе павиль­ онных наблюдений измерялись температура на поверхностях и в толще экспериментальных ограждений и величины, определяющие суммарную температуру-—потоки тепловой радиации, альбедо поверхности и ско­ рость движения воздуха. По этим данным рассчитывалось затухание у наружной поверхности. Чтобы проверить надежность данных, получае­ мых путем павильонных наблюдений, одновременно измерена тепло­ устойчивость одинаковых конструкций (кирпичных стен и керамзнтобетонных панелей) павильонным методом и в натурных условиях. Сопо­ ставление результатов измерений показало, что на величину сквозного затухания влияют теплотехнические характеристики сооружения. Основ­ ная причина этого в отличие коэффициента теплообмена у внутренних

тах. Коэффициент передачи тепла излучением зависит от разности тем­ ператур внутренних поверхностей, коэффициента излучения материалов и формы помещения. Для павильона он оказался выше, чем для обыч­ ных помещений. Анализ экспериментальных и расчетных данных пока­

Характеристики теплоустойчивости, полученные путем павильонных измерений и скорректированные с учетом коэффициента тепловосприятия, хорошо совпали с результатами натурных наблюдений. Накоплен­ ный опыт позволяет заключить, что метод павильонных исследований теплоустойчивости относится к числу прогрессивных. С каждым годом увеличивается количество новых типов ограждающих конструкций, тре­ бующих экспериментальной проверки, и в Средней Азии одного испыта­ тельного павильона оказалось уже недостаточно. В 1967 г. аналогичный павильон сооружен на ТашЗНИИЭП. В последнее время метод павильон­ ных исследований теплоустойчивости применен на Украине и в Армении.

За время эксплуатации павильона нами изучены теплозащитные свойства в летних и в зимних условиях однослойных панелей из керамзитобетона и керамзитопенобетона [116], ячеистого бетона [48, 117], стен из пильных известняков [86], а также ряда вариантов облегченных мно­ гослойных ограждающих конструкций [103]. При обработке данных

136