Теплоизолирующие характеристики термопрофиля зданий и систем из ЛСТК

ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОПРОФИЛЯ ЗДАНИЙ И СИСТЕМ ИЗ ЛСТК

, ,

ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры» г. Днепропетровск

HEAT INSOLUTION CHARACTERISTICS OF THE THERMOPROFILE OF BUILDINGS AND SYSTEMS FROM LGFS

N.V. Savitsky, A.A. Nesin, I. V. Bereza

SHEE «Pridneprovsk state academy of civil engineering and architecture» с. Dnepropetrovsk

В статье приведены результаты численного и натурного экспериментов испытаний фрагментов ограждающих конструкций с применением каркаса из термопрофиля и обычных профилей.

Актуальность. Сегодня на отечественный рынок металлоконструкций активно импортируются легкие стальные конструкции из тонкостенных холодногнутых профилей (ЛСТК), которые нашли широкое применение в качестве несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения.

Для снижения теплопроводности гнутых профилей на их стенках в процессе прокатки выполняется перфорация в виде продольных просечек. Перфорированные профили, так называемые термопрофили, обладают меньшей теплопроводностью, благодаря увеличению пути прохождения теплового потока между полками профиля.

Целью исследований является сравнение теплотехнической эффективности термопрофилей с аналогичными профилями без выполнения просечек.

Изложение основного материала. Для обоснования теплотехнической эффективности термопрофилей необходимо было провести эксперимент (численный и натурный).

Численный эксперимент. Теплотехнические расчеты выполнялись с использованием программного комплекса расчета температурных полей «HEAT 2» [1]. В качестве эффективного утеплителя была принята - эковата.

Рачеты были проведены для ограждающей конструкций, удовлетворяющей требованиям сопротивления теплопередачи [2], с каркасом из наиболее распространенных профилей, с шагом 1 м – термопрофиля ТПП-100;ТПП-150;ТПП-200 и аналогичного профиля без просечек ПП-100;ПП-150;ПП-200, соответственно с высотой стенки 100, 150 и 200 мм и толщиной стенки 1; 1,5 и 2 мм.

На рис. 1 показаны температурные поля ограждающей конструкции с каркасом из термопрофиля ТПП-150 и профиля ПП-150, толщиной 1,5мм.

а) б)

Рис.1. Температурные поля ограждающей конструкции:

а) с каркасом из термопрофиля ТПП-150, толщиной 1,5мм

б) с каркасом из профиля ПП-150, толщиной 1,5мм

Результаты расчетов свидетельствуют, что термопрофили практически не влияют на величину теплового потока по сравнению с аналогичной однородной конструкцией. Так расчетное сопротивление для ограждающей конструкции с термопрофиля толщиной, соответственно, 100мм, 150мм и 200мм, уменьшается на 1,2%; 3,3% и 5,7%. Линейный коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции с каркасом из термопрофиля ТПП-100;ТПП-150;ТПП-200 , толщиной 1,5 мм, меньше аналогичной ограждающей конструкции с каркасом из профиля ПП-100;ПП-150;ПП-200 на 95,2 %; на 91,3%; на 87,4% соответственно.

Натурный эксперимент. На базе лаборатории строительной теплофизики НИИСК г. Киев было проведено две серии испытаний фрагментов стеновых панелей.

В первой серии испытанию подвергались фрагменты стеновых панелей с применением каркасов из тонкостенных холодногнутых стальных профилей. В стеновой панели (№1) применялись профили со сплошной стенкой ПП-200, толщиной 1,5 мм, во второй панели (№2) – профили с перфорированной стенкой ТПП-200 мм, толщиной 1,5 мм. В качестве эффективного утеплителя использовалась эковата. В обеих стеновых панелях по металлическим направляющим, толщиной 1,2 мм прикреплялись листы обшивки: с внутренней стороны – гипсокартонные, толщиной 12 мм, с наружной – OSB толщиной 12 мм (рис.2).

Рис.2. Схемы стеновых панелей №1 и №2.

а) б)

Рис.3. Схема установки термопар и датчиков тепловых потоков:

а) под обшивкой со стороны положительных и отрицательных температур;

б) над обшивкой со стороны положительных температур.

На графиках показаны значения перепадов температур в сечениях фрагментов стеновых панелей (рис.3).

а) б)

Рис. 3. Значения перепадов температур фрагментов стеновых панелей:

а) сечение 1-1;

б) сечение 2-2;

в) сечение 3-3.

в)

Во второй серии испытанию подвергались фрагменты стеновых панелей без металлических направляющих. Стеновые панели отличались между собой лишь профилем, установленным по центру: для стеновой панели № 1 это был профиль ПП-200 (без просечек), для панели № 2 ТПП-200 (с просечками). В качестве эффективного утеплителя использовалась минвата. В обеих стеновых панелях листы обшивки: с внутренней стороны - гипсокартонные листы толщиной 12 мм, с наружной – листы OSB толщиной 12 мм (рис.4).

Рис. 5. Схема установки термопар и дтп на фрагментах стеновых панелей № 1 и № 2

Рис. 7. Схема установки термопар и дтп на фрагментах стеновых панелей № 1 и № 2.

Рис. 7. Схема установки термопар и дтп на фрагментах стеновых панелей № 1 и № 2.

Рис. 7. Схема установки термопар и дтп на фрагментах стеновых панелей № 1 и № 2.

Рис. 4. Схема стеновых панелей №1 и №2.

На графиках показаны значения перепадов температур в сечениях фрагментов стеновых панелей (рис.6).

а) б)

б) в)

Рис. 6. Значения расчетных температур на внутренней поверхности панели:

а) сечение 1-1;б) сечение 2-2; в) сечение 3-3; г) сечение 4-4.

Выводы. Результаты натурного эксперимента свидетельствуют, что ограждающие конструкции с применением каркаса из термопрофилей эффективней по сравнению с обычным профилем: 1) величина теплового потока в среднем меньше на 32 % для первой серии испытаний и на 41% - для второй серии испытаний; 2) значения средних температур на поверхности ограждающей конструкции в среднем ниже на 8 % и на 10%, соответственно, для первой и второй серии испытаний. Данные натурных испытаний подтверждаются результатами численного эксперимента и результатами испытаний, проведенных российскими специалистами [3].

Использованная литература

1. Никифорова методики расчета и рационального проектирования термореновации крупнопанельных жилых зданий: Дис…канд. техн. наук: 05.23.01.- Днепропетровск, 200с.

2. Протокол испытаний №40-73/09 фрагмента термопанели по оценке теплотехнических параметров в зонах стоечных профилей фирмы «Балтпрофиль» от 01.01.01г. Испытательный центр .

3. Протокол испытаний №40-73/09 фрагмента термопанели по оценке теплотехнических параметров в зонах стоечных профилей фирмы «Балтпрофиль» от 01.01.01г. Испытательный центр .

Відомості про авторів доповіді

Прізвище	Савицький	Несін	Береза
Ім’я	Микола	Олександр	Іван
По-батькові	Васильович	Анатолійович	Володимирович
Місце роботи	Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» (ДВНЗ «ПДАБА»)	ТОВ «Сталдом Украина»
Посада	Проректор з наукової роботи, завідуючий кафедрою Залізобетонних і кам’яних конструкцій (ЗБіКК)	ассистент кафедри ЗБіКК	директор
Учений ступінь	д. т.н.	-	-
Звання	професор	аспірант	-
Робочий телефон	470298	470319	-
Адреса	Україна, 49000, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського, 24а
E - mail	alex2*****@***fm