Введение к работе
туальность темы. Наружные стены крупнопанельных жилых домов цля эксплуатации в условиях перегрева в летний период должны облапать высокой теплоустойчивостью, которая зависит от типа конструкций (однослойные или слоистые), а также отих массивности и теплопроводности.
Одним из путей защиты от перегрева и снижения расхода энергии для охлаждения помещений в летнее время в климатических районах с высокими температурами является применение в зданиях наружных стен с экранами и воздушными прослойками. Опыт эксплуатации крупнопанельных жилых зданий в нашей стране и за рубежом показал практическую возможность и высокую эффективность применения наружных стен с экраном, использование которых позволяет снизить энергопотребление при отоплении и охлаждении помещений до 20 в зависимости от района строительства. Наиболее перспективными для использования представляются конструкции, в которых воздушная прослойка используется как замкнутая в холодное время года и как вентилируемая в теплое время.
Недостаточная изученность конструкции наружных стен с экраном препятствует их широкому применению в строительстве. В этой связи проблема комплексных исследований легкобетонных панельных стен с экраном для районов с экстремальными условиями, в частности, для тайонов с сухим жарким летом и холодной зимой, является актуальной и представляет научшй и практический интерес.
Цель работы. Целью работы является научное обоснование метода конструирования и расчета легкобетонных панельных наружных стен с экраном для условий жаркого климата, обладающих улучшенными эксплуатационными качествами и технико-экономической эффективностью.
Для достижения указанной цели поставлены и решены сле:іующие задачи:
- г -
проведен анализ существующих решений и выявлены наиболее рациональные конструктивные варианты наружных стен с экранами;
определены рациональные толщины вентилируемой воздушной прослойки и железобетонного экрана в конструкции наружной стены;
разработаны, запроектированы, изготовлены и исследованы в лабораторных и натурных условиях опытные и промышленные образцы наружных стеновых панелей, часть из которых смонтирована в экспериментальном крупнопанельном жилом доме;
разработаны эффективные, с точки зрения защиты от перегрева, состав и структура керамзитобетона для применения в несущей части конструкции стены;
выявлены особенности технологического процесса по изготовлению конструкции стеновой панели с экраном;
проведены натурные экспериментальные исследования по выявлению сравнительных эксплуатационных характеристик конструкций наружных стен с экраном и без него в летних и зимних условиях;
определены технико-экономическая эффективность применения ограждающих конструкций с железобетонным экраном и область их рационального использования.
На защиту выносятся следующие основные результаты работы:
метод проектирования легкобетонных панельных стен с железобетонным экраном,, предназначенных для применения в условиях жаркого климата, в том числе конструктивные параметры железобетонного экрана, соединительных ребер, несущей панели, толщины вентилируемой воздушной прослойки, обеспечивающие снижение теплового потока в среднем более чем на 30 и амплитуды колебания температуры на внутренней поверхности стены в два раза;
усовершенствованная структура легкого бетона с эффективными для условий перегрева теплозащитными свойствами, обеспечивающая его высокую теплоустойчивость за счет использования, химичес-
ких добавок и низкого расхода пористого песка, а также
алгоритм математической модели подбора состава легкого бетона на
ЭВМ;
предложения по технологии изготовления легкобетонных панелей с железобетонным экраном в едином технологическом цикле с образованием воздушной прослойки между экраном и несущей частью панели за счет засыпки песком;
количественные характеристики теплозащитных свойств легкобетонных панелей с экраном в условиях жаркого климата, полученные в результате расчетно-теоретических исследований с использованием ЭВМ и натурных экспериментальных исследований.
Достоверность полученных результатов выполненной работы обосновывается результатами лабораторных и натурных экспериментальных исследований легкобетонных панелей наружных стен с экраном и данными расчетно-теоретического анализа с применением ЭВМ.
Научная новизна результатов работы заключается в том, что определены области рационального применения легкобетонных панельных стен с железобетонным экраном, изготовленных в едином технологическом цикле; предложен метод проектирования легкобетонных наружных стен с железобетонным экраном, в которых для защиты от перегрева помещений используются вентилируемые воздушные прослойки; предложена рациональная структура легкого бетона с эффективными для условий жаркого климата теплозащитными свойствами; предложен усовершенствованный метод технологии изготовления легкобетонных панельных стен с экраном в едином технологическом цикле, при котором для образования воздушной прослойки используется сыпучий материал (песок).
Практическое значение работы заключается в том, что резуль-
тэты проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований легкобетонных панельных стен с экраном выявили возможность их рационального использования в летних и зимних условиях.
Установлено, что разработанный метод конструирования, расчета, технологии изготовления и эксплуатации таких конструкций дает возможность получить годовой экономический эффект 5,54 руб на I г конструкции за счет снижения расходов на их эксплуатацию и приводит к снижению приведенных затрат на 17.
Расчетно-экспериментальными методами установлены рациональные толщины несущей части и экрана панели, а также скорость дви-жения воздуха в воздушной прослойке в зависимости от ее ширины. Даны рекомендации по проектированию, изготовлению и эксплуатации легкобетонных стен с экранами.
Подтверждена целесообразность применения конструкций наружных стен с железобетонным экраном для условий жаркого климата.
Внедрение результатов работы. Разработанный метод расчета и конструирования панелей с экраном и программа расчета на ЭВМ оптимальных для условий летнего перегрева составов легких бетонов используется в ЦНИИЭП жилища.
Результаты работы использованы при разработке чертежей экранированных панелей для строящихся в г. Бухаре домов серии 146.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на ХІУ научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Бухарского технологического института (г.Бухара, 1991 г.) и на заседании секции конструкции научно-технического совета ЦНШЭП жилища (г.Москва, 21 ноября 1991 г.).
Объем работы. Диссертация содержит 104 стр. машинописного текста, 25 таблиц, 50 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы из 116 наименований и приложений.
Работа выполнена в I988-1991 гг. в отделе применения легких бетонов ЦНИИЭП жилища.