Лако-красочные материалы — производство

Возможны чва способа охлаждении кро­вель водой: водонаполнешге (толщиной 25—100 мм) и орошение; оба они применимы к утепленным покрытиям и предназначены для снижения мощностей холодильных установок по кондиционированию воздуха в летнее время.

Кровли, заполненные водой, начали применять у нас ■с 1960 г. По сравнению с другими видами рулонных кро­вель, кровли, заполняемые водой, отличаются:

Относительно горизонтальной поверхностью, без ко­торой невозможна заливка их слоем воды сравнительно ровной толщины; определенная толщина слоя воды на кровле достигается установкой съемных переливных па­трубков в водоприемные воронки;

Повышенной гидроизолирующей способностью, ко­торая выражается в применении материалов более вы­сокого качества, а так-се в повышенном их расходе; кон­струкции таких кропечь подробно описаны в III главе.

По существующим представ тениям снижение тепло- поступлений через покрытия с водонаполненными кров­лями основано на охлаждении кровель при испарении воды. Испарение 1 л воды вызывает теплосъем ‘~580 ккал. Кроме того, вода обладает относительно вы­сокой теплоемкостью (С—1 ккал/кг0С), и, следователь-

Но, с увеличением толщины слоя воды эффективности водонаполненных кровель должна повышаться.

Большая часть теплового потока падающей солнеч­ной радиации проходит в слои покрытия сухих кровель, частично аккумулируется ими, а часть проходит в по­мещения (рис. 11.15,а). Значения тепловых потоков, про­ходящих в слои покрытия водонаполненных кровель, уменьшаются на величину понижения теплоты при ис­парении воды Qncn и повышения теплосодержания воды QaK — Испарение воды способно увеличивать также и значения тепловых потоков, уходящих из покрытий з ночное время (рис. 11.15,б).

Чтобы определить эксплуатационные характеристики покрытий с водонаполненнымн кровлями, ЦНИИПром- зданнй проведены натурные теплотехнические исследо­вания в Москве, Ташкенте и Ахан-Гаране.

В зависимости от изменения наружных температур и падающей солнечной радиации круглосуточно измеряли температуры в слое воды, на поверхностях покрытий, воздуха под покрытием и в рабочей зоне. Кроме того, определяли величину тепловых потоков, проходящих через покрытия.

На рис. 11.16—11.18 приведены графики, характери­зующие теплотехнические показатели участков покры­тий со слоями воды 20 и 55 мм в один из летних дней 1962 г. в Москве при воздействии солнечной радиации до 620 ккал/м — • ч и с максимальной температурой наружного воздуха 25 С. Эта температура в 13 ч самого

Жаркого месяца была на 3,4° выше средней и соответст­вовала нижнему предельному значению температур, при котором должны производиться расчеты на теплоустой­чивость покрытий [12].

Ограждающая часть исследуемых покрытий состояла из несущих ребристых железобетонных плит с толщиной полок 30 мм, теплоизоляционных керамзитобетонных плит у=500-4-550 кг/ж3 толщиной 120 мм. выравниваю­щей стяжки из асфальтобетона толщиной 20—25 мм, Водоизоляционного ковра из четырех слоев гидроизолз на битуме и двухслойного защитного слоя из гравия фракцией 5—15 мм, втопленного в дегтевую кровель­ную мастику.

В этот день гравий защитного слоя обладал несколь­ко большей величиной альбедо (см. рис. 11.17), чем по­верхность воды. По измерениям других дней разница в альбедо поверхности воды и гравийного защитного слоя была меньше и в технических расчетах альбедо для них может приниматься в пределах 8—10% солнечной радиации, падающей на покрытие.

Тепловые потоки, проходящие через покрытия в днев­ное и ночное время (см. рнс. 11.18), имеют большие зна­чения на участках с меньшим слоем воды. Это объясня­ется уменьшением тепловой инерции покрытий при уменьшении слоя воды на кровлях. Анализируя тенден­цию изменения тепловых потоков, нетрудно установить, что в помещения они поступают только в вечернее и ноч — но время. Их значения максимальны от 22 до 24 ч с от­ставанием от воздействия максимальных значений па­дающей солнечной радиации на 10—11 ч. Максималь­ные значения тепловых потоков, выходящих наружу, отмечались от 12 до 14 ч. Абсолютные значения тепловых потоков, выходящих из помещений, были больше входя­щих. Величины тепловых потоков через покрытия зави­сят от температуры на наружной поверхности покрытия.

Из табл. II.5 видно, что среднесуточная температура на поверхности кровель, находящихся под водой, значи­тельно меньше, чем на сухом участке кровли.

Поверхность кровли под слоем воды толщиной 20 мм Быстрее прогревалась и днем имела более высокую тем­пературу; ночью тонкий слой воды охлаждался быстрее, и поверхность кровли под ним имела более низкую тем­пературу, чем под слоем воды толщиной 55 мм.

Температура поверхности кровли под слоем воды 55 мм превышала максимальную температуру наружно­го воздуха на 3°, а под слоем воды 20 мм — на 10°, что свидетельствует о недостаточной эффективности такого слоя.

Сравнивая температуры воды и поверхности водона­полненных кровель (см. рис. II.16), можно установить, что утром вода имела более низкую температуру, чем поверхность кровли. Это соответствует действительным процессам переноса тепла из помещений через покрытия.

Вследствие некоторой теплопрозрачности воды днем поверхность кровель нагревается несколько больше, чем вима, однако разница эта незначительна (по нашим из­мерениям она находится в пределах 1°) и в технических расчетах ее можно не учитывать.

Необходимо отметить, что в помещениях с исследуе­мыми покрытиями регулярно работали кондиционеры с сосредоточенной подачей охлажденного воздуха. По­этому изменения температуры на поверхности кровель вызывали сравнительно небольшие колебания темпера­тур на внутренней поверхности покрытий и воздуха в по­мещениях. Температура внутри помещения достигла максимального значения примерно через 4—5 ч после наступления температурных максимумов на поверхности кровель (см. рис. 11.16).

Колебания температуры в помещениях, где кровля заливалась меньшим слоем воды, были несколько боль­шими, чем в помещениях с большим слоем воды. За ис­следуемые периоды максимальное значение колебаний температуры внутреннего воздуха в течение суток не превышало 3°. В производственном цехе температура воздуха находилась в пределах 20—23°С, а в конторских помещениях — 18—22°С.

Характерно, что эти помещения находились в середи­не производственного здання и на формирование в них микроклимата могли оказывать влияние средства конди­ционирования и теплообменные процессы исследуемого покрытия.

Чтобы выявить эффект охлаждения кровель в южных районах, исследованы теплотехнические качества покры­тий производственных зданий в Ташкенте и Ахан-Гаране. Ограждающая часть этих покрытий была одинаковой и включала в себя несущие железобетонные плиты типа ТТ с толщиной полок 40 мм, теплоизоляцию из пенобе­тона у=400 кг/м3 толщиной 100 мм, выравнивающую стяжку из цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм, Водоизоляционный ковер из четырех слоев толь-кожи на битумных мастиках и двух защитных слоев из гравия, втопленного в битумную кровельную мастику, антисеп — тированную против прорастания растений на кровлях.

Во время исследований на покрытии в Ташкенте под­держивали слой воды 60 мм, а в Ахан-Гаране— ПО мм. На рис. 11.19 приведены данные, характеризующие теп­лотехнические качества исследуемых покрытий и микро­климат в помещениях при сложившихся внешних тепло­вых воздействиях (рис. 11.20). В период испытаний мак­симальные температуры: в Ташкенте 34,9°С (на 1,6° выше расчетной для летнего периода), в Ахан-Гаране 37,3°С (на 4° выше расчетной).

Необходимо отметить, что в каждом пролете торцо­вой стены исследуемых цехов были проемы для ворот, которые по технологическим условиям в течение неко­торой части дневного времени не закрывались, и это оказывало некоторое влияние на формирование микро­климата в помещениях. При этих условиях тепловые по­токи через покрытия имели значения, приведенные на рис. 11-21. Днем они были направлены в помещения и только ночью, когда наружная поверхность покрытия охлаждалась наиболее сильно, тепловые потоки были направлены из помещения.

Из графиков распределения температуры на поверх­ности кровель (см. рнс. II.19) нетрудно установить вы­сокую степень эффективности охлаждения кровель во-

Ч

Я о- г ч б в ю к 1ч I6 18 го гг о г ч

Часы

Рне. II. 19. Графики изменения темперагур — пою режима покрытий производственных зданий

П — при слое воды на кровле 60 мм в Ташкенте (13 анмста 1965 г ). б —то же. 110 мм в Лаи — Гарпне (17 авг>сгв 1Э65 г.)

Дой. По сравнению с участком кровли без воды, на котором температура достигла 65, на поверхности кров­ли под слоем воды 60 мм температура поднималась толь­ко до 38°С.

Для параметров, определяющих теплопоступления через покрытия, интересны данные по определению тем­ператур на поверхностях кровель под слоем воды по сравненню с температурой наружного воздуха, которые для расчетов могут быть получены по данным метео­службы.

В условиях Ташкента под слоем воды 60 мм макси­мальная температура на поверхности кровли была н^ 3,2° выше температуры наружного воздуха. В Ахан-Га ране температура кровли под слоем воды 110 мм на Г выше температуры наружного воздуха. В условиях Москвы эти температуры под слоем воды 55 и 20 мм бы­ли выше температур наружного воздуха соответственно наЗи 11°.

О. А. Мадатова [35] на основании исследований в Ро­стове-на-Дону установила, что на поверхности кровель под слоем воды 50 и 100 мм максимальная температура была в 15 ч на 2° выше максимальной температуры на­ружного воздуха (32°).

В рекомендациях по расчету поступлений тепла че­рез непрозрачные ограждения при периодических коле­баниях температур и тепловых потоков [19] учитывается,

Часы

Нмол/мгч

Что кровли под слоем воды имеют более высокие темпе­ратуры, чем наружный воздух, и в расчетах теплопосту — плений надо прибавлять к ним эквивалентные разности температур. Предусматривается, что под слоем воды 25 мм на кровле легкого покрытия (с применением 2Ъ-мм дощатого настила н 50-лш изоляции) максималь­ная температура в 14 ч будет на 12,2ю выше температуры наружного воздуха. При тех же условиях, но на кровле тяжелого покрытия (с применением 150-мм бетона и 50-жж изотяции) максимальная температура в 17 ч бу­дет на 5,6° выше температуры наружного воздуха.

Сравнение эффективности применения различных способов по снижению теплопоступлеинй через покры­тия Т. С. Роджерс |[19] рекомендует производить по зна­чениям максимальных ЭРТ на поверхности покрытий (табл. II.6).

Таблица Н.6

Из сравнения видно, что орошением кровель можно несколько снизить максимальную температуру.

Более низкое охлаждение орошаемых кровель про­исходит в результате интенсивного испарения пленоч­ного слоя воды; при этом по сравнению с кровлями, ох­лаждаемыми слоем воды в 25 мм, теплопоступления че­рез орошаемые кровли могут быть снижены примерно в два раза.

Орошаемые кровли могут быть пчоскими и скатны­ми. Для орошения плоских кровель должны применяться сплинкерные разбрызгивающие устройства, и на их изго­товление, а также обслуживание требуются относитель­но высокие затраты.

Скатные кровли орошают более простым способом — через перфорированные трубы, укладываемые по конь­ку кровель. ЦНИИПромзданий разработат схему оро­шения кровель по такому способу и провел натурные ис­следования по определению эффективности ее примене­ния па участке шедового покрытия ткацкой фабрики в Ташкенте.

Опытная оросительная система включала в себя во­домер, соленоидный запорный вентиль, сблокированный с автоматическим регулятором температур и перфори­рованную трубку. Во время исследований измеряли тем­пературы на поверхностях покрытий сухой и орошаемой кровель и температуру наружного воздуха. Максималь­ные значения температур, измеренные на участках по­крытий с сухой и орошаемой кровтями (табл. П.7), сви­детельствуют о высокой эффективности орошения в ка­честве мероприятия по снижению теплопоступленнй через покрытия со скатными кровлями.

Таблица II.7 Максимальные значения темгсратур (в "С) во время исследования эффективности орошения

В заключение необходимо отметить, что при выборе того или иного способа снижения теплопоступчений в помещения через покрытия (увеличения толщины тепло­изоляции, сквозной вентичяции покрытий, охлаждения кровель водой и т. д) необходимо производить технико — экономические сопоставления.

При определении затрат на подготовку и перекачи­вание воды на кровлю следет иметь в виду, что в райо­нах с нормальной влажностью испарение с 1 и2 водона — полненной кровли составляет в среднем 6—7 л в сутки; в сухих районах оно равно в сречнеч 8 9 л, а в особен­но сухих условиях Среднеазиатских республик—10— 11 л.

Если вода на участках кровель не заменяется, то она быстро зеленеет, в ней возможно развитие растительно­сти и микроорганизмов. В связи с этим необходимо предусматривать устройство трубопроводов для подачи воды на кровлю в нескольких местах (по периметру от­дельных, заполняемых водой карт), а также небольшой слив воды через переливные патрубки. Это ведет к не­обходимости обслуживания трубопроводов.

Кроме того, необходимо учитывать повышенные рас­ходы по содержанию плоских кровель (по сравнению со скатными), поскольку на таких кровлях в пониженных местах микрорельефа отлагается ил.

Поскольку теплозащитные качества покрытий отап­ливаемых зданий определяются прежде всего исходя из зимних условий эксплуатации, может оказаться полез­ным увеличение толщины теплоизоляции (или примене­ния более эффективного теплоизоляционного материа­ла) не только для летних условий, но и для снижения эксплуатационных затрат на отопление зданий.