Особенность теплотехнического расчёта наружных стеновых слоистых панелей. Чем обеспечивается монтажное единство слоёв. Привести схему последовательности теплотехнического расчёта стеновой панели.

По конструктивному решению панели делятся на цокольные и составные (состоящие из панелей цокольного и первого этажей), а по числу основных слоев — на двухслойные и трехслойные. Слоистые панели могут быть сплошными (без воздушных прослоек) и с воздушными прослойками. Двух- и трехслойные панели с воздушной прослойкой, расположенной за наружным слоем, называют панелями с экраном. Воздушные прослойки создают лучшие условия для содержания утеплителя в сухом состоянии. Стены в виде крупноразмерных элементов можно возводить из легкого и ячеистого бетонов, асбестоцемента, стального профилированного листа, стеклопластиков, полимерных утеплителей и других материалов. В зависимости от архитектурного решения, конструктивной схемы здания, принятых материалов, различных воздействий, условий эксплуатации и других факторов стены обеспечивают восприятие нагрузок (в каркасных зданиях совместно с каркасом), теплозащиту и звукоизоляцию помещений, отвод атмосферных осадков, а также являются Основой архитектуры зданий. Все более широкое распространение получают слоистые бетонные и железобетонные панели, предназначенные для наружных стен зданий с относительной влажностью воздуха до 75%. В зависимости от характера разрезки они делятся на панели горизонтальной и вертикальной разрезки. Такие панели могут быть сплошными, с воздушными прослойками и пустотами; несущими, самонесущими и ненесущими (навесными); с проемами и без проемов.

Панели из бетонных материалов проектируют как слоистыми, так и однослойные (рис. 5). Несущие стены проектируют слоистых железобетонных панелей, выполненых из тяжелого или конструктивного легкого бетона. Однослойные панели из легкого конструктивно-теплоизоляционного бетона применяют для несущих стен здания высотой более 12 этажей.

Несущие панельные стены из автоклавного ячеистого бетона применяют только в малоэтажных зданиях. Ненесущие стены выполняют из панелей любой конструкции.

Теплотехнический расчет обычно начинают с определения расчетного сопротивления теплопередаче R0 основной части (глади) конструкции ограждения. Необходимым является условие, чтобы полное сопротивление теплопередаче R0 было равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим соображениям (или требуемого) сопротивления теплопередаче. После определения R0 и производят расчет температурного поля в ограждении. Особенно большое значение для теплотехнической оценки ограждения имеет температура его внутренней поверхности. Определяет возможность образования конденсата, что недопустимо с санитарногигиенической точки зрения. Опасность появления конденсата тем больше, чем больше влажность воздуха внутри помещения. должна быть не ниже точки росы tр. Распределение температуры в ограждении необходимо знать также при расчетах его влажностного режима. 2) Рассчитывают градусо-сутки отопительного периода (ГСОП). где ton — средняя температура периода со средней суточной температурой наружного воздуха < 8 °С (средняя температура наружного воздуха в отопительный период),°С [3]; Z0n — продолжительность отопительного периода, сут./год [3].

3) Определяют минимальное приведенное сопротивление теплопередаче, м2-К/Вт, ограждающих конструкций здания, исходя из условий энергосбережения. При этом, для вновь строящихся жилых и общественных зданий высотой до трех этажей, а также реконструируемых и капитально ремонтируемых независимо от этажности, сроки введения в действие требований устанавливаются как для первого этапа. Для внутренних стен, перегородок или перекрытий между помещениями при разности расчетных температур в этих помещениях более 3 С R0, м2- К/Вт, этих ограждающих конструкций следует принимать не ниже значений, определяемых по формуле

4) Производят сравнение сопротивлений теплопередаче, рассчитанного из условий выполнения санитарно-технических и комфортных условий, и, принятого по условиям энергосбережения. Большее значение сопротивления теплопередаче принимают для выполнения последующих расчетов.

5) Рассчитывают толщину, м, теплоизоляционного слоя в конструкции ограждения, используя выражение

 

Панели классифицируют по следующим признакам, характеризующим их типы:

• назначению в здании;
• конструктивному решению;
• числу основных слоев.

По назначению в здании выделяют панели для:

• надземных этажей;
• цокольного этажа или технического подполья;
• чердака.

По конструктивному решению панели делятся на:

• цельные;
• составные.

По числу основных слоев панели подразделяют на:

• однослойные;
• слоистые (двух- и трехслойные). Слоистые панели могут быть сплошными и с воздушными прослойками. Двух- и трехслойные панели с воздушной прослойкой, расположенной за наружным слоем, в дальнейшем именуются двух- и трехслойными панелями с экраном

Бетонные слои панели объединяют гибкими или жесткими связями, обеспечивающими ее монтажное единство и отвечающими требованиям прочности, долговечности и теплоизоляции (рис. 7). Наиболее совершенная конструкция гибких связей (см. рис. 9,7, а) состоит из отдельных металлических стержней, которые обеспечивают монтажное единство бетонных слоев при независимости их статической работы. Гибкие связи не препятствуют температурным деформациям наружного бетонного слоя стены и полностью исключают возникновение температурных усилий во внутреннем слое. Элементы гибких связей выполняют из стойких к атмосферной коррозии низколегированных сталей или из обычной строительной стали с долговечными антикоррозионными покрытиями. В трехслойных панелях с гибкими связями наружный бетонный слой выполняет только ограждающие функции. Нагрузка от него так же, как и от утеплителя, передается через гибкие связи на внутренний бетонный слой. Наружный слой проектируют толщиной не менее 50 мм из бетона марки по морозостойкости Мрз 35 и армируют сварной сеткой. Эти меры обеспечивают необходимую долговечность и трещиностойкрсть фасадного слоя. Вдоль стыковых граней панели и по контуру проемов наружный бетонный слой утолщен для устройства водозащитной профилировки стыков и граней проемов. Толщину внутреннего бетонного слоя трехслойных панелей с гибкими связями в несущих и самонесущих стенах назначают не менее 80 мм, а в ненесущих стенах — 65 мм. Утепляют панели наиболее эффективными материалами — пенополистиролом, минераловатными и стекловатными плитами. Стальные элементы, предназначенные для связи панели с остальными конструкциями здания, располагают в ее внутреннем слое.

В трехслойных бетонных панелях наряду с гибкими применяют и жесткие связи между слоями в виде поперечных армированных ребер, отформованных из тяжелого или легкого бетона. Жесткие связи обеспечивают совместную статическую работу бетонных слоев, защиту соединительной арматуры от коррозии, простоту выполнения, допускают применение утеплителей любого типа.

Бетонные панели двухслойной конструкции имеют несущий и утепляющий слои: несущий — из тяжелого или конструктивного легкого бетона, утепляющий — из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона плотной или пористой структуры. Более плотный несущий слой имеет толщину не менее 100 мм и расположен с внутренней стороны. Обратное расположение слоев нецелесообразно в статическом и теплотехническом отношении, так как сопряжено с усложнением конструкции опирания перекрытий, опасностью выпадения конденсата в узлах сопряжения наружной стены с внутренними стенами и перекрытиями, отсыревания и расслоения наружных стен из-за накопления сконденсировавшихся паров и льда в ее толще, особенно по плоскости стыка слоев. В двухслойных панелях применяют те же материалы для фасадного защитно-отделочного слоя, что и в однослойных легкобетонных. Двухслойные панели формуют «лицом вниз», что обеспечивает наибольшую прочность сцепления защитно-отделочного, утепляющего и несущего слоев. Прочное сцепление основных слоев панели гарантирует их совместную работу под нагрузкой и позволяет предусматривать передачу вертикальной нагрузки в горизонтальных стыках на оба слоя панелей.
Температурно-влажностный режим двухслойных стен более благоприятен, чем температурно-влажностный режим однослойных стен. Наличие внутреннего плотного слоя малой паропроницаемости ограничивает количество конденсата в толще панели, а паропроницаемость наружного слоя способствует интенсивному удалению конденсата и избыточной влаги, внесенной в панель при ее изготовлении.

Какие панели перекрытий используются в жилых домах? При каких панелях не требуется устройства звукоизоляции по междуэтажным перекрытиям? От чего зависит эта необходимость? Типы полов, чем определяется название пола?

Железобетонные перекрытия

 

Железобетонные перекрытия являются наиболее надежными и долговечными и поэтому в настоящее время находят по-всеместное применение в гражданском строительстве. По способу устройства они бывают монолитными, сборными и сборно-монолитными. Простейшим видом монолитного железобетонного перекрытая является гладкая однопролетная плита. Такое перекрытие, имеющее толщину 60,.. 100 мм в зависимости от нагрузки и величины пролета, применяют для помещений с размерами сторон до 3 м. При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными. Так, если необходимо перекрыть помещение, имеющее размеры 8 х 18 м (рис. 6.4), устраивают балки пролетом 8 м с шагом 6 м. Эти балки называют главными. По ним через Ц5...2 м устраивают так называемые второстепенные балки, имеющие пролет 6 м. По верху укладывают плиту толщиной 60... 100 мм. Таким образом, конструкция перекрытия получается ребристая. Высота главной балки ориентировочно может быть принята 1/12...1/16 пролета, а ширина 1/8... 1/12 от расстояния между осями. В ребристых перекрытиях 50...70% бетона расходуется на плиту. Если данный вид перекрытия выполнен монолитным, то необходимо в сжатые сроки осуществить устройство опалубки, проведение арматурных работ и укладку бетона. Это один из недостатков данного вида перекрытия. Если высота главных и второстепенных балок принята одинаковой, то такой вид перекрытия называют кессонным (рис. 6.5). Применение их связано в основном требованиями решения интерьера помещения. Сборные железобетонные ребристые перекрытия гораздо экономичнее монолитных, так как позволяют повысить индустриальность строительства, сократить трудозатраты и сроки производства строительно-монтажных работ. Рис. 6.4. Железобетонное монолитное ребристое покрытие: 1 — главная балка, 2 — второстепенная балка, 3 — плита Важным требованием устройства сборных перекрытий является сокращение числа монтажных элементов. Лучшим вариантом служит тот, когда применяются плиты размером на комнату. Особым видом палочного железобетонного перекрытия является перекрытие по балкам, располагаемым в одном направлении с шагом 600... 1000 мм, и заполнением между ними из гипсо- или легкобетонных плит, армированных деревянными брусковыми каркасами (для междуэтажных перекрытий) или сварными стальными сетками (для чердачных перекрытий). Рис. 6.5. Общий вид железобетонного монолитного кессонного перекрытия Нередко вместо наката применяют также двухпустотные камни-вкладыши высотой 250 мм и длиной 195 мм. Зазоры между камнями и балками тщательно заделывают цементным раствором, что способствует повышению жесткости перекрытия и звукоизоляции. Элементы балочных перекрытий имеют относительно небольшую массу, и поэтому их используют при строительстве зданий, оснащенных кранами малой грузоподъемности. До широкого внедрения в строительстве железобетона для устройства трудносгораемых и водоустойчивых перекрытий применяли металлические балки (из прокатных профилей). В настоящее время тахие конструктивные решения перекрытий используют крайне редко и их можно встретить в основном при производстве ремонтных работ и реконструкций зданий. Здесь важно помнить, что балки должны быть надежно защищены от возможного воздействия огня или высоких температур (более 140 °С). Балки располагают на расстоянии 1,0...1,5 м друг от друга. Величина опирания на стены должна составлять 200...250 мм. Под балки укладывают бетонные подушки или стальные подкладки. Балки необходимо защитить специальным покрытием от коррозии. Безбалочные монолитные железобетонные перекрытия (рис. 6.6) представляют собой плиту толщиной 150...200 мм, опирающуюся непосредственно на колонны, в верхней части которых устроены утолщения, называемые капителями. Сетка колонн при безбалочном перекрытии принимается квадратной или близкой к квадрату с размером сторон 5...6 м. Весьма эффективным является устройство сборных безбалочных перекрытий. Наибольшее распространение в гражданском строительстве получили плитные перекрытия. Основными несущими элементами плитных перекрытий являются различные виды железобетонных панелей-настилов, изготовляемых из бетона. Рис. 6.6. Железобетонное монолитное безбалочное перекрытие: а — обший вид, б — схема он и рання плиты на колонну, I — плита, 2 — капитель, 3 — колонна В зависимости от конструктивных схем зданий они бывают (рис, 6.7): из панелей, опирающихся концами на продольные несущие стены или на прогоны, уложенные вдоль здания; из панелей, опирающихся концами на поперечные стены или прогоны, уложенные поперек здания; из панелей, опирающихся на несущие стены или прогоны по трем или четырем сторонам; из панелей, опирающихся по четырем углам на колонны каркаса. Минимальная глубина заделки настилов в кирпичных стенах 120 мм, в блочных и панельных — 100 мм с каждой стороны. Сборные железобетонные плиты перекрытий в ходе их установки жестко заделываются в стенах с помощью анкерных креплений и скрепляются между собой сварными или арматурными связями. Швы между плитами замоноличивают раствором. Таким образом, получаются достаточно жесткие горизонтальные диски, увеличивающие общую устойчивость зданий. Плиты перекрытия бывают сплошного сечения, ребристые (рис. 6.8) и пустотные (рис. 6.9). Сплошные однослойные панели представляют собой железобетонную плиту постоянного сечения с нижней поверхностыо, готовой под окраску, и верхней ровной, подготовленной для устройства пола, имеют толщину 100... 120 мм с многослойной конструкцией пола и 140 мм с наклейкой по плите линолеума на упругой основе. Рис. 6.7. Конструктивные схемы плитных перекрытий; а— с продольными линиями огюр, б— С поперечными линиями опор, в — с опнранием по трем цпи четырем сторонам (по контуру), г - с опиранием по четырем точкам (углам), 1 — панели перекрытия, опирающиеся на несущие стены, 2 — впутренняя продольная или поперечная несущая стена, 5 — наружная несущая стена, 4 - панель перекрытия, опирающаяся на прогон, 5 — прогоны, 6— колонны, 7 — панель перекрытия размером на комнату, опирающаяся на колонны, 8 — наружная ненесущая стена При пролетах более 6 м применяют однослойные сплошные предварительно напряженные плиты толщиной 140 мм. Рис. 6.8. Сборные железобетонные панели перекрытий: а - сплошная однослойная, б — сплошная двухслойная, 6 — часторебристая с ребрами вверх, г — то же, из двух бибропрокатных скорлуп, д — шатровая с ребрами по контуру, 1, 2 — монтажные петли от воздушного шума обеспечивается массой самой плиты. Применяют также слоистые сплошные панели (см. рис. 6.8, 6), представляющие собой железобетонную плиту постоянного сечения, нижний слой которой изготовлен из прочного бетона, где располагают арматуру, работающую на растяжение, а верхний слой — из более легкого и менее прочного бетона. Эти плиты могут быть и трехслойные. Ребристые панели могут быть с ребрами, располагаемыми и вниз и вверх. При расположении ребер вверх конструкцию плиты и пола целесообразно комплектовать на заводе, что повышает коэффициент сборности и снижает трудозатраты на строительной площадке. Для повышения звукоизолирующей способности перекрытия применяют слоистые конструкции, в которых чистые полы устраивают по звукоизоляционным слоям. На рис. 6.10, а—д показаны схемы слоистых перекрытий. Так, устройство воздушной прослойки (рис. 6.10, г) толщиной 80...100 мм, расположенной между двумя несущими панелями или между несущей частью перекрытия и конструкцией акустического потолка (рис. 6.10, в,д) или пола (рис. 6.10,6), позволяет обеспечить необходимую звукоизолирующую способность перекрытия. Для этого применяют перекрытия из панелей с ребрами вниз и устройством раздельного потолка. Эффективными в этом отношении являются часторебристые панели, состоящие из двух вибропрокатных скорлуп (см. рис. 6.8, г), одна из которых образует основание под чистый пол, а другая служит потолком. Сплошная воздушная прослойка и звукоизоляционные прокладки между плитами обеспечивают необходимую звукоизоляцию перекрытия. Многопустотные панели широко применяют для устройства перекрытий. Изготовляют их чаще всего из бетонов классов В15 и В25 длиной от 2,4 до 6,4 м и шириной от 0,8 до 2,4 м при толщине 220 мм. Панели бывают с круглыми и овальными пустотами. Плиты с овальными пустотами несколько экономичнее по расходу бетона, но трудоемки в изготовлении. Необходимо иметь в виду, что стоимость пустотных панелей сравнительна невелика. Рис. 6.9. Многопустотные панели перекрытий: а — с круглыми пустотами, б — панели, изготовляемые на установках с бетонирующими комбайнами, в — панели с овальными пустотами, 1 — верхний слой, 2 — средний слой, 3 — нижний слой Применяют также шатровые помели (см. рис. 6.8, д), которые имеют вид плиты, обрамленной по контуру ребрами, обращенными вниз в виде карниза. Изготовленные размером па комнату, они позволяют исключить ич конструктивной схемы здания ригели и другие балочные элементы, а благодаря малой толщине снизить высоту этажа, не уменьшая высоты помещения. Рис. 6.10. Конструктивные схемы перекрытий: а — со слоистым покрытием пола, 6 — с раздельным полом, в — с раздельным потолком, г — раздельное перекрыгие Из двух несущих панелей, д — с раздельным потолком и слоистым покрытием пола, 1 — несущая панель перекрытия, 2 — теплый звукоизолирующий слоистый пол, 3 — покрытие пола, 4 — панель основания раздельного пола, 5 — панель раздельного потолка, 6 — несущая панель пола Рис. 6.11. Плиты-настилы для пролетов 9, 12 и 15 м: 1 — монтажные петли, 2 — продольные.ребра, 3 — поперечньге ребра При строительстве общественных зданий часто возникает необходимость устройства перекрытия ори пролетах 9, 12 и 15 м. Для этого применяют ребристые прелварительно напряженные плиты длиной 9 м, шириной 1,5 м и высотой ребра 0,4 м (рис. 6.11, а); предварительно напряженные панели типа ТТ-12 и ТТ-15 для пролетов соответственно 12 и 15 м (рис. 6.11,6, в). Такие плиты позволяют повысить сборность строительства и сократить трудозатраты по устройству перекрытий.