Анализ вариантов утепления с наружной стороны угловых соединений цокольного перекрытия и стен каркасно-монолитных зданий с проветриваемыми подпольями

160

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

система допускает калибровку, через определенные промежутки времени эксплуатации. Оптический сигнал пришедший с циркулятора, отражается от определенного датчика ВРБ. Данный сигнал является эталонным, соответственно необходимы дополнительные меры организации защиты ВОЛС по которому проходит оптический сигнал. Во избежание потерь, и как следствие неточности измерений.

Фотодетекторы преобразуют оптические сигналы в электрические, в требуемом диапазоне длин волн.

Список литературы

1. E. J. Jung //Characterisation of FBG sensor interrogating based on a FDML wavelength swept laser // Opt. Express 16(21)/ 16552-16560, 2008.

A. Ezbiri, S.E. Kanellopoulos and V. A. Handerek //High resolution instrumentation system for fibre-Bragg grating aerospace sensors // Opt. Commun./ 150(1-6), 43-48, 1998.

2. G. Li // Fiber grating sensing interrogation based on an InGaAs photodiode linear array // Appl. Optics./ 46(3), 283-286, 2007.

3. T. Bodendofer //Comparison of different peak detection algorithms with regards to spectrometric fiber Bragg grating interrogation systems // in Proc. International Symposium on Optomechatronic Technologies, Istanbul, Turkey/ pp. 122-126, IEEE Computer Society, Piscataway, NJ, 2009.

АНАЛИЗ ВАРИАНТОВ УТЕПЛЕНИЯ С НАРУЖНОЙ СТОРОНЫ УГЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЦОКОЛЬНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ И СТЕН КАРКАСНО-МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ

С ПРОВЕТРИВАЕМЫМИ ПОДПОЛЬЯМИ

Данилов Н.Д.,

к.т.н, доцент Федотов П.А., старший преподаватель, Акимова Н.С., студентка Петров Д.Ф.,

Студент, Северо-Восточный федеральный университет, им. М.К. Аммосова

ANALYSIS OF HEAT INSULATION OPTIONS OF SOCULAR OVERLAPPING ANGULAR JOINTS AND WALLS OF

FRAMED-MONOLITHIC BUILDINGS WITH VENTILATED UNDERGROUNDS FROM THE OUTER SIDE

Danilov Nikolai, Candidate of Science, associate professor of North-Eastern State University

Fedotov Petr, Senior teacher of North-Eastern State University

Akimva Namina, Student of North-Eastern State University

Petrov Denis, Student of North-Eastern State University

АННОТАЦИЯ

Проведены численные расчеты фрагмента углового соединения стены и цокольного перекрытия над проветриваемым подпольем при размещении теплоизоляции с наружной стороны перекрытия. Рассмотрены варианты при различных толщинах теплоизоляции, а также длины ее размещения от края цокольного перекрытия. Получены, с применением программы расчета трехмерных температурных полей, значения температур на внутренней поверхности пространственного угла.

ABSTRACT

Numerical calculations of angular joint fragment of a wall and a socular overlapping over the ventilated underground, when placing heat insulation from the outer side of the overlapping, were carried out. Various options were considered regarding different thickness of heat insulation, also length of its placement from the edge of the socular overlapping. Magnitudes of temperatures on an internal surface of solid angle were received by using the calculation program of three-dimensional temperature fields.

Ключевые слова: Стены; цокольное перекрытие; температура; коэффициент теплопроводности

Keywords: Walls; socle overlapping; temperature; the coefficient of thermal conductivity

Свод правил «Тепловая защита зданий» предписывает, что «Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции, ... в углах...должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха.».

В Северной строительно-климатической зоне особенное внимание нужно уделять теплопроводным включениям в цокольных перекрытиях зданий, так как они возводятся с холодными и проветриваемыми подпольями. Теплопроводные включения в цокольных перекрытиях зданий часто становятся причиной формирования дискомфортного температурного режима поверхности пола [1].

Значительное снижающее воздействие на величину сопротивления теплопередаче и на температурный режим пола оказывают угловые соединения перекрытий со стенами. В данное время при строительстве жилых и общественных зданий широко используется технология возведения их каркаса из монолитного железобетона. На монолитное перекрытие в пределах каждого этажа производится кладка из мелких бетонных блоков, на которые с наружной стороны крепятся теплоизоляционные плиты. При этом на цокольном перекрытии образуется теплопроводное включение «железобетонное перекрытие - кладка из мелких бетонных блоков» [2], значительно снижающее сопротивление теплопередаче углового соединения

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

161

«стена - цокольное перекрытие», а также вызывающее снижение температуры поверхности пола первого этажа. Некоторые проектные организации рекомендуют утеплять угловое соединение стены с цокольным перекрытием с наружной стороны. В одной из предыдущих статей [2] отмечено (без проведения результатов вычислительного анализа), что при таком варианте увеличивается площадь теплоотдающей поверхности, а это снижает эффект применения дополнительного слоя теплоизоляции. Для обоснования высказанного утверждения, в данной статье приведены результаты вычислительного анализа с применением программ расчета температурных полей. Программы расчета двухмерных и трехмерных температурных полей имеют свидетельства Федерального института патентной собственности соответственно со следующими номерами: № 2012618915 и 2014617691.

Рассмотрен фрагмент углового соединения со следующими параметрами: высота стены - 1,228 м; длина цокольного перекрытия от внутренней поверхности стены -1,99 м; толщина теплоизоляции в цокольном перекрытии - 0,30 м; а в стене - 0,20 м. Расчетные температуры: tв= 21оС, te= - 52оС. Коэффициенты теплопроводности: утеплителя ^ = 0,04Вт/моС,, железобетона ^ = 1,92 Вт/моС, мелких бетонных блоков ^ = 0,80 Вт/моС, ц.-п. раствора ^ = 0,76 Вт/моС.

Расчет, проведенный при варианте без утепления, показывает, что температура в углах получается ниже

Т

точки росы Др=11,62оС): в двухмерном в =10,587оС, в

т1

трехмерном в = 3,681оС. Далее рассмотрены варианты утепления с наружной стороны цокольного перекрытия. Варьировались толщина теплоизоляции и длина ее размещения от края цокольного перекрытия (рис.1). Как показывают результаты вычислений (рис.2), температура в углу на стыке стены и цокольного перекрытия во всех вариантах утепления получается выше точки росы. Но если в зоне плинтуса температура поверхности ограждений имеет значение от 12,3 до 13,8оС, вряд ли будет обеспечена нормируемая температура поверхности пола, равная 19оС. На основе исследований, проведенных в 90-х года, была дана рекомендация: “ В цокольных перекрытиях зданий с холодными подпольями кроме локальных допускаются и протяженные теплопроводные включения (железобетонные ростверки, фундаментные балки и др.), если температура поверхности пола по ним не ниже нормируемой температуры внутренней поверхности наружных стен, размещенных над ними, и не ниже нормируемой температуры пола, если теплопроводные включения располагаются под внутренними стенами или перегород-ками»[1,3]. В соответствии с этой рекомендацией температура в углу должна быть не ниже 17оС. При варианте утепления наружной поверхности цокольного перекрытия сложно будет обеспечить такой температурный режим.

Рис.1. Узел цокольного перекрытия и наружных стен: монолитная железобетонная плита перекрытия; 2 - теплоизоляция; 3 - цементно-песчаная стяжка; 4 - мелкие бетонные блоки; 5- цементно-песчаный раствор; 6- утеплитель; 7 - штукатурка из цементно-песчаного раствора; 8 - линолеум; 9 - дополнительный слой теплоизоляции. Обозначения

l

на рисунке: ^ и l - соответственно толщина и длина дополнительного слоя теплоизоляции; Т в - минимальная температура внутренней поверхности ограждения в пространственном углу.

Прим. Сечение А-А проведено по участку с размещением дополнительного слоя теплоизоляции на наружной поверхности цокольного перекрытия.

Если учитывать только требования СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», то можно построить здание с одним из вариантов наружного утепления цокольного перекрытия. Но предварительно следует определить температуру на внутренней поверхности пространственного угла, сформированного двумя наружными стенами и цокольным перекрытием. В здании, как правило, имеется четыре угловых помещения, где нужно исключить выпадение конденсата в зоне пространственного угла.

Проведен расчет рассмотренной конструкции с учетом влияния второй стены с применением программы расчета трехмерных температурных полей. Результаты расчета показывают, что даже при значительном утеплении цокольного перекрытия с наружной стороны (креплении плит теплоизоляции толщиной 0,15м на длину 2,0м от края цокольного перекрытия) в углу ожидается выпадение

Т

конденсата ( в = 8,779оС<р=11,62оС). Получается, что и требования СП 50.13330.2012 не выполняются.

162

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Рис.2. График зависимости температуры в угловом стыке конструкций при различных вариантах утепления цокольного перекрытия с наружной стороны: 1 - при толщине теплоизоляции 0,05м; 2 - при 0,10м; 3 - при 0,15м.

Таким образом, проведенный численный анализ показывает, что наружное утепление цокольного перекрытия зданий с проветриваемыми или холодными подпольями не дает существенного эффекта при значительных дополнительных затратах теплоизоляционного материала. К тому же следует отметить сложность выполнения теплоизоляционных работ при незначительной высоте подполья.

Следует провести детальный анализ возможности применения варианта утепления с внутренней стороны [4], предварительная оценка которого приведена в одной из предыдущих публикаций [2].

Литература

1. Данилов Н.Д. Температурный режим цокольного перекрытия в зданиях с холодными подпольями // Жилищное строительство. 1999. №10. С.24-26.

2. Данилов Н.Д., Федотов П.А. Теплоэффективное решение углового соединения цокольного перекрытия и стены монолитных зданий с холодными подпольями // Жилищное строительство. 2012. №2. С.36-37.

3. ТСН 23-343-2002 Республики Саха (Якутия). Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий. Министерство строительства и архитектуры Республики Саха (Якутия). Якутск,

2002.

4. Патент РФ на полезную модель №117943. Узел стены и монолитного цокольного перекрытия над холодными или проветриваемыми подполями / Данилов Н.Д., Собакин А.А., Федотов П.А. // Опубл. 10.07.2012. Бюл. №19.

УПРАВЛЕНИЕ СОЦИАЛЬНЫМИ И ЭКОНОМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ

Бурлов Вячеслав Георгиевич

Д.т.н., профессор Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

Филиппов Василий Павлович

Аспирант Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого

АННОТАЦИЯ

Целью настоящей работы являлась разработка адекватной математической модели социальной и экономической системы на основе синтеза для решения задачи управления. Для достижения поставленной цели были использованы формально-аксиоматический метод и метод математического моделирования. В результате работы была получена и проверена на практике математическая модель в виде системы из дифференциальных уравнений, описывающая динамику изменения базовых показателей жизнедеятельности социальной и экономической системы -численности населения, количества рабочих мест в реальном секторе экономики и уровня обеспеченности системы ресурсами. Сравнение смоделированных динамик показателей для ряда регионов Российской Федерации с их реальным поведением, отражённым в статистических данных, показало адекватность составленной модели. Полученный в работе результат свидетельствует о возможности применения разработанного подхода для формирования социальных и экономических систем с наперёд заданными свойствами, т.е. решения обратной задачи управления.

Ключевые слова: система, управление, модель, синтез, закон сохранения целостности, показатель, динамика, коэффициент, обратная задача, методология, метод, технология, нелинейное программирование.

Управление социальными и экономическими системами осуществляется на основе модели. Модель формируется в рамках определённой системы действий. В системотехнике существует только два подхода к разработке системы[1]:

• разработка на основе анализа;

• разработка на основе синтеза.

Такие два направления разработки системы (модели) соответствуют решениям прямой и обратной задачам по Вентцель Е.С.[2]