Температурные воздействия на покрытия являются нестационарными во времени. Особенно это проявляется в летний период, когда с учетом воздействия солнечной радиации колебания температур на наружной поверхности покрытий в течение суток могу г дости-
Га гь 05 -7U. Такое повышение температуры на наружной поверхности покрытий создает нежелательные колг бания температуры в помещениях. Покрытия в этих условиях должны обеспечить необходимые теплозащитные качества при расчете Ro для зимних условий (по установившемуся стационарному воздействию отрицательных температур), а также обладать необходимой теплоустойчивостью.
Под теплоустойчивостью -ограждающей конструкции понимают ее способность сохранять относительное постоянство температур на внутренней поверхности при изменении наружной температуры и колебаниях теплового потока, проходящего через конструкцию.
При определении теплоустойчивости покрытий за наружную температуру принимается условная температура tycn от воздействия температур наружного воздуха tn и солнечной радиации Q в ккал/м2 • ч. С учетом коэффициента поглощения солнечной радиации наружной поверхностью покрытия р и коэффициента ее теплоотдачи а„ значения /усл определяют по формуле
= (II.35)
«и
Величина суммарной (падающей) солнечной радиации определяется при помощи пиранометра Ннншсвского и цепи с переносным гальванометром или потенциометром. Если приемник солнечной радиации затенен экраном, можно получить значение рассеянной солнечной радиации.
При подсчетах TycЛ значения Q можно принимать по нормам строительной климатологии [13].
Коэффициенты поглощения поверхностями солнечной радиации (альбедо) определяются альбедометром Вылова—Янишевского и выражаются в процентах от радиации отраженной к радиации, падающей на поверхность.
Оценка теплоустойчивости ограждения к действию условных температур наружного воздуха 7усл сводится к определению колебания температур на внутренней поверхности или к расчету величины затухания колебания условных температур в ограждении v и определяется по
Формуле, предложенной А. М. Шкловером [24]: Р
V =0 9 е ‘ Г + (S* + — (S" Ь + V") (II Щ
(S, +1/,) (S„ + V,) . . . (.<?„ —I—V») /„
Где 4 число, показывающее, во сколько раз ам
Плитуда колебаний температуры на внутренней поверхности меньше амплитуды колебания Tycn, D—показатель тепловой инерции ограждения; S — коэффициенты теплоусвоення материалов
Отдельных слоев; V — то же, поверхности слоев, воспринимающих тепловую волну; пв и а„ — коэффициенты теплоперехода у внутренней и наружной поверхности; е—2,73 — основание натурального логарифма.
В формуле (II-12) нумерация слоев дается в направлении от внутренней поверхности ограждающей конструкции к наружной.
Нормами строительной теплотехники в зависимости от значений летних температур наружного воздуха установлены величины затухания v в покрытиях зданий, предназначенных для размещения производств, требую — щих автоматического регулирования температур и влажности воздуха. Эти значения должны составлять: v > 25 при летних расчетных температурах от 25 до 29°; v> 35 при 30′ и выше.
За летнюю расчетную температуру принимают среднюю температуру в 13 ч самого жаркого месяца.
Термическое сопротивление покрытий определяют методом подбора толщины теплоизоляции из условия обеспечения необходимого затухания v колебания условных температур в покрытии. При этом необходимо значения Ro уточнять экономическим расчетом ввиду того, что в зданиях с кондиционированием воздуха устанавливают относительно дорогое оборудование, требующее повышенных эксплуатационных затрат.
Теплоустойчивость покрытий повышают увеличением их теплоемкости и теплоизоляции, а также мероприятиями по снижению температур на поверхности покрытий в жаркое время дня.
65 |
Покрытия с высокой теплоемкостью (и, следовательно, с большим весом) в дневное время аккумулируют большое количество тепла, удерживают его, а в вечернее и ночное, более холодное время, отдают его в атмосферу (излучением и конвекцией) и частично в ограждаемые помещения. В этом случае основная нагрузка на холодильное оборудование будет приходиться на вечерние и ночные часы. Подсчитано [33], что в районах с летней
3 Зак 281
Температурой выше 30СС для получения величин затухания колебания температур v=35 вес покрытий должен составлять 500—700 кг/м2. Покрытия такого веса мало пригодны для южных районов нашей страны, характеризующихся высокой степенью сейсмичности.
Эффективнее применять достаточно теплоизолированные покрытия, степень массивности D которых обеспечивается в результате применения теплоизоляционных материалов. В создании благоприятных режимов в производственных помещениях оказывает большое влияние проветривание помещения наружным воздухом в вечернее и ночное время.
Для снижения температур на поверхности покрытий могут применяться кровли, охлаждаемые водой (орошаемые или водонаполненные), покрытия, охлаждаемые воздухом (вентилируемого типа и со специальными затеняющими навесами [19]), и кровли, окрашенные в светлые тона.
В. нашей стране построен ряд производственных зданий с водонаполненными кровлями; данные по определению теплотехнических качестз некоторых покрытий с такими кровлями рассмотрены в следующем разделе.
Многие зарубежные специалисты признают эффективными покрытия с прослойками для движения воздуха, поскольку при этом в значительной мере снижается передача тепла к поверхности той части покрытия, которая сообщается с помещениями. Установлено, что вентилируемые покрытия дают значительный эффект при постоянно дующих сильных ветрах. Здание в этом случае должно быть ориентировано так, чтобы вентиляционные каналы располагались параллельно направлению ветра. Необходимый воздухообмен создается разницей ветровых напоров у начала и конца каналов или воздушных прослоек.
Кровли нешироких зданий рекомендуется выполнять с уклоном в северную сторону. Солнечные лучи на такую поверхность падают более косо и тепловое действие их несколько ослаблено. Кроме того, некоторый уклон кровли создает более благоприятные условия для движения воздуха в вентилируемых прослойках под действием теплового напора.
Светлая окраска также способна снижать температуру. Степень снижения температуры находится в зависимости от коэффициента отражения (альбедо) мате-
Изменения температур наружного воздуха
Место измерения температуры
Метеобудка (наружный
Воздух)………………………………………..
Поверхность анодированного алюминия на ас — бестоцементном листе
Поверхность алюминиевой фольги на асбесто — цементном Листе….
Поверхность асбестоцемента, окрашенного
АЛ-177……………………. • .
Поверхность чистого алюминия на асбестоце-
Ментном листе………………………
Поверхность асбестоне- ментного листа, покрытого полиэфирной смолой и краской АЛ-177 ….
Поверхность серого асбестоцемента
Поверхность рубероида с красной полимерной посыпкой
Температура в °С |
Суточная ам плиту — да в Град |
|
Максимальная |
Минимальная |
|
39,6 |
19,9 |
19,7 |
47,2 |
18,7 |
28,5 |
57,7 |
18,9 |
38,8 |
63,2 |
19,3 |
43,9 |
64 |
21 |
43 |
63,4 |
19 |
44,4 |
64,8 |
17,8 |
47 |
71 |
18,1 |
52,9 |
Таблица II.4 И на поверхности различных материалов в условиях Ашхабада
|
Риала. В чтой связи представляют интерес исследования [34] температурных режимов материалов, которые могут применяться при устройстве покрытий (табл. 11.4).
Из таблицы видно, что наиболее благоприятный температурный режим отмечался у анодированного алюминия и алюминиевой фольги. Эти же материалы обладают наибольшим альбедо.
При максимальном значении TH = 39,6°С температура на поверхности черного битума достигла 78 С, т. е. на 14,8° выше, чем на кровле, окрашенной краской АЛ-177, рекомендуемой некоторыми нормами для окраски рубероидных и мастичных кровель. Необходимо иметь в виду, что со временем в районах с промышленной атмосферой происходит снижение отражающей способности покрасочных составов и в то же время битумы приобретают темно-серый цвет. По исследованиям ЦНИИПром — зданий на третий год разница температур битумной поверхности и поверхности, окрашенной краской АЛ-177., не превышала 6°. Эти данные свидетельствуют о необхо димости периодического обновления покраски, если она предусматривалась в качестве мероприятия по снижению теплопоступлення через покрытия.