Основные принципы конструирования трехслойных панелей, использованных для анализа с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности
В отечественной практике строительства зданий различного назначения широко используются железобетонные ограждающие конструкции. Совершенствование их направлено на повышение теплоизоляционных свойств, качества изготовления и эксплуатационной долговечности Одним из эффективных пу тей решения поставленной проблемы яв шется применение трехслойных панелей с наружными слоями из конструкционных бетонов и средним слоем из низкотеплопроводных легких бетонов Для анализа перспективных областей применения в различных климатических условиях рассмотрены основные типы ограждающих конструкций массового применения в строительстве - стеновые панели здании различного назначения панели покрытий общественных и про изводственных зданий, чердачные перекрытия жилых здании (рис 2.1).
Все панели представляют собой плоскую трехслойную железобетонную конструкцию, средний слой которой выполняется из теплоизоляционного легкого бетона, непрерывно связанного по всей поверхности соприкосновения с наружными слоями из конструкционного бетона. Технология их изготовления практически не отличается oт однослойных панелей. Последовательная укладка слоев в едином технологическом цикле обеспечивает монолитность сечения трехслойных конструкции, а надежное сцепление слоев устраняет необходимость установки связей между ними.
Для наружных слоев стеновых панелей могут применяться бетоны класса по прочности В7,5 (М100) средней плотности 1200 кг/м3, а для чердачных перекрытий и покрытии - В 12,5 (М150) средней плотности 1400 кг/м. К ним относятся бетоны на пористых заполнителях - керамзитобетон, шунгизитобетон, шлакопемзобетон, перлитобетон, аглопоритобетон, бетон на зольном гравии и др. При одинаковой прочности и плотности теплопроводность этих бетонов практически не отличается. В среднем слое панелей могут использоваться теплоизоляционные легкие бетоны класса по прочности на сжатие не ниже В0,75 (М10) средней плотности не выше 400 кг/м , в числе которых одним из наиболее перспективных является полистиролбетон. Необходимые для проектирования конструкций свойства этого бетона включены в ГОСТ Р 51263 99. Кроме того, для этих целей могут применяться и другие бетоны низкой плотности с близкими прочностными и теплоизоляционными характеристиками (например, арболит).
Наружные слои стеновых панелей выполняются толщиной 10 и 5 см, а чердачных перекрытий и покрытий - 8 и 4 см (соответственно с внутренней и наружной стороны помещения) из условия размещения в них продольной рабочей арматуры. Толщина среднего слоя определяется теплотехническим расчетом в зависимости от регионального расположения зданий и назначения помещений. Общая толщина всех панелей принята кратной 5 см.
Армируются панели пространственными сварными каркасами с рабочей арматурой из стали класса А-III, конструктивной и поперечной - из проволоки класса Вр-1. Продольная рабочая арматура стеновых панелей располагается в наружных слоях, а панелей чердачных перекрытий и покрытий - в нижнем слое из конструкционного бетона. В наружных слоях также закрепляются с помощью приваренных анкеров закладные детали и монтажные петли.
неоднородных участков.
Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rg определяется в предположении, что она условно разрезается перпендикулярными направлению теплового потока плоскостями на слои из одного материала и неоднородные - из однослойных участков разных материалов. Термическое сопротивление однородных слоев определяется по формуле (2 3), неоднородных слоев - по формуле (2.5), a R6 - как сумма термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев по формуле (2.2).
При определении сопротивления теплопередаче всех ограждающих конструкций основным был принят вариант использования в наружных слоях керамзитобетона на керамзитовом песке, а в среднем слое - полистиролбетона. Коэффициенты теплопроводности этих бетонов определены по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и ГОСТ Р 51263-99 «Полистиролбетон Технические условия». Традиционным вяжущим для обоих бетонов является портландцемент. При проведении анализа предусматривается возможность использования в бетонах наряду с портландцементом шлакопортландцемента и композиционного вяжущего, обеспечивающих снижение коэффициента теплопроводности бетонов в среднем соответственно на 10 и 20% и уменьшение толщины панелей. Расчетные коэффициенты теплопроводности бетонов наружных и среднего слоев для рассмотренных конструкций при различных условиях эксплуатации приведены в табл. 2.1.
Сопротивление теплопередаче трехслойных стеновых панелей, чердачных перекрытий и покрытий с теплоизоляционным слоем из низкотеплопроводных легких бетонов в условиях эксплуатации А и Б при различных теплотехнических характеристиках бетонов приведены в табл. 2.2 и на рис. 2.2 и 2.3. Поскольку толщины наружных слоев остаются неизменными, оно возрастает за счет увеличения толщины среднего теплоизоляционного слоя Выбранный диапазон толщин панелей ограничен минимальным и максимальным значением приведенного сопротивления теплопередаче каждого вида ограждающих конструкций.
