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

наблюдений по каждому типу экспериментальных конструкций вычер­ чивались кривые изменения во времени всех измерявшихся величин, а также суммарной температуры. По кривым путем графического интег­ рирования, с помощью геодезического планиметра определялись средние значения температур на поверхностях слоев, суммарной температуры и потоков солнечной радиации. На их основе вычислялись амплитуды температурных колебаний и строились графики изменения по толщине ограждения максимальных, средних и минимальных температур. Такие графики (рис. 84) дают наглядное представление о характере затухания температурных колебаний в толще ограждений.

137

Павильонные исследования позволили уточнить толщины однослой­ ных наружных ограждений из упомянутых материалов (выполненных на базе местного сырья), при которых теплотехнические качества удов­ летворяют требованиям действующих норм. Хорошее совпадение экспе­ риментальных и расчетных величин сквозного затухания в целом для однослойных конструкций из ячеистого бетона без учета затухания у на­ ружной поверхности показано в табл. 13. На рис. 85 построены кривые

Т а б л и ц а 13

Экспериментальные и расчетные величины сквозного затухания (без учета затухания

унаружной поверхности) в толще панелей из ячеистого бетона

рис. 85. получены для условий павильона. Те же конструкции в реальных

павильона отличаются небольшими амплитудами колебаний температу­

такого графика для выбора толщин стен из известняка и керамзитобетона. По оси абсцисс отложен коэффициент Ѳ, определяемый в зависи­ мости от зимних расчетных температур внутреннего tB и наружного tl t воздуха и температурного перепада у внутренней поверхности At":

138

образом: сначала находится расчетная скорость ветра, затем по точке пе­ ресечения одной из кривых, характеризующих требуемую величину зату­ хания при определенной скорости ветра, с линией, соответствующей за­ данной объемной массе материала, находится требуемая толщина.

139

Материал и его объемную массу молено выбирать и так, чтобы теплофнзические качества ограждений наиболее полно использовались с точ­ ки зрения обеспечения требуемого сопротивления теплопередаче зимой и должной теплоустойчивости в летний период. В связи с этим представ­ ляет интерес зависимость требуемых толщин по летнему и зимнему режимам от объемной массы материала. Графики, характеризующие та­ кую взаимосвязь для стен жилых зданий в условиях южных районов Узбекистана, приведены на рис. 87. При построении кривых использо­ ваны данные, полученные при павильонных исследованиях стен из керамзитобетона и керамзитопенобетона с объемной массой от 800 до1200 кг/м* и из известняков Пулизпданского месторождения с объемной

46

42\

Объемный вес, кг/м3

Рис. 87. Зависимость требуемой толщины одно­ слойных стен по летним и зимним условиям от объемной массы материала.

140

массой от 1500 до 2000 кг/м3. Недостающие участки кривых в середине графика дополнены пунктиром.

Толщины наружных ограждений жилых домов в условиях Ташкента по летнему и зимнему режимам, найденные в соответствии с действую­ щими нормативами, совпадают при объемной массе материала пример­ но от 1600 до 1750 кг/м3, о чем свидетельствует пересечение кривых на графике. Примерно такой объемной массой обладает кирпичная кладка. При легких материалах стеновые конструкции имеют минимально допу­ стимую теплоустойчивость, но очень большой запас сопротивления теп­ лопередаче, и теплотехнические качества ограждений используются не полностью. Например, панели, состоящие из тонких покровных листов, между которыми расположена термоизоляция из пенопласта, стиропора,

ний, их облегчение и удешевление возможны лишь при условии перехо­ да на конструирование многослойных панелей.

В течение нескольких лет мы изучали возможность создания особо легких ограждений, обладающих высокой теплоустойчивостью [104,109]. Наиболее легкими могут быть конструкции, в которых теплоизоляцией служат замкнутые воздушные прослойки. Расчеты и зимние павиль­ онные измерения показали, что панель с четырьмя прослойками, тол­ щиной по 0,5—2 см каждая, расположенными между легкими защитны­ ми скорлупами, обладает таким же сопротивлением теплопередаче, как кирпичная стена толщиной 38 см. Тепло через воздушные прослойки передается преимущественно излучением (до 80%). Применяя для от­ делки одной из поверхностей, ограничивающих прослойку, материал с низким коэффициентом излучения, можно существенно уменьшить теп­ лопередачу. Так, с помощью алюминиевой фольги, коэффициент излуче­ ния которой колеблется в зависимости от химического состава и качест-

тивлеиие воздушной прослойки можно повысить в 2—2,5 раза. Коэффициент излучения обычных строительных материалов значительно

Опыт эксплуатации в нашей стране зданий со стенами, конструк­ ции которых включают замкнутые воздушные прослойки с отражатель­ ной теплоизоляцией, а также натурные и лабораторные исследования

141

Б. Ф. Васильева, П. Н. Умнякова и других показали высокую эффек­ тивность, долговечность и экономичность таких ограждении. Отража­

ных широтах. Естественно, что этот опыт нельзя механически перено­ сить в Среднюю Азию.

В формулу для расчета сквозного затухания в качестве сомножите­ ле^

ля входит показательная функция е ~ . Таким образом, затухание в большой степени зависит от тепловой инерции £ Д которая в свою оче­ редь определяется толщиной слоев 8, объемной массой т, теплоем­ костью с и теплопроводностью X материалов, входящих в состав кон­ струкции:

Коэффициент теплоусвоения воздуха практически равен нулю и по­ этому из формулы можно сделать вывод, что затухание температурных колебаний здесь не происходит. В связи с этим конструкции с воздуш­ ными прослойками рассматривались как неперспективные для условий юга и им не уделялось внимания. Однако, как показывает анализ тепло­ передачи через воздушную прослойку, затухание температурных колеба­ ний здесь происходит в пределах пограничных слоев воздуха непосред­ ственно у поверхностей прослойки. Теоретически этот вопрос рассмотрен А. М. Шкловером [131], но прежде чем говорить о внедрении таких кон­ струкций в строительную практику, необходима была экспериментальная проверка.

Первые натурные исследования теплоустойчивости панелей с отра­ жательной теплоизоляцией мы проводили в 1962 г. [118]. Опытные конст­

плит устраивалось по 2—4 воздушные прослойки, разделенные алюми­ ниевой фольгой. После установки панелей в доме были выполнены на­ турные исследования, показавшие, что теплоустойчивость панелей с четырьмя воздушными прослойками хоть и оказалась ниже расчетной, но лишь ненамного уступала соответствующей характеристике огражде­ ний массового производства с минераловатным утеплителем. При вскры­ тии экспериментальных панелей выявилось снижение теплозащитных качеств в сравнении с расчетными данными. Это произошло вследствие частичных разрывов фольги при изготовлении панелей и ее коррозии в процессе пропаривания. Натурные наблюдения свидетельствуют о прин­ ципиальной возможности создать конструкции с отражательной тепло­ изоляцией, обладающие достаточно высокой теплоустойчивостью.

142