Инженерный метод оценки температурного поля ограждения в зоне совмещенной междуэтажно-балконной плиты

Abstract

Теплофизические характеристики конструктивных элементов зданий и сооружений должны удовлетворять предъявляемым требованиям. Поэтому разработка инженерных методов оценки теплозащитных свойств таких строительных элементов является актуальной задачей. Цель исследования. Рассмотреть задачу разработки инженерного метода оценки теплофизических свойств в зоне прокладки совмещенной междуэтажно-балконной плиты через наружную стену здания. Материалы и методы. Проанализированы известные в литературе данные, относящиеся к этой проблеме. Указано, что поставленная задача является весьма сложной, детальное ее решение требует разработки для каждого исследуемого элемента достаточно сложной численной модели температурного поля и выполнения большого объема вычислительной работы. В связи с этим крайне интересен для специалистов приближенный инженерный метод, основанный на современных достижениях теории теплопередачи. Проанализировав процесс переноса теплоты в зоне прокладки совмещенной междуэтажно-балконной плиты, удалось получить достаточно простые аналитические соотношения для решения поставленной задачи. При этом совмещенную междуэтажно-балконную плиту представляли как двусторонний стержень конечной длины, закрепленный в наружной стене здания. Далее такая совмещенная плита мысленно обрезается заподлицо с наружной стеной, а реально потерянная или реально поглощенная теплота в расчетной схеме на основе принципа эквивалентности учитывается численными значениями эквивалентных коэффициентов теплоотдачи для наружной и внутренней поверхностей оставшейся части. Такая расчетная схема будет полностью совпадать с широко известной в литературе схемой первого теплопроводного включения, температура на внутренней поверхности которого определяется по известной формуле. Это позволяет оценить возможность выпадения конденсата в исследуемой зоне при указанной температуре наружного воздуха. Результаты. С помощью анализа полученных соотношений установлено, что при конструировании балконной части плиты следует иметь в виду, что при увеличении ее поперечных размеров возможность выпадения конденсата снижается, а при увеличении ее длины, наоборот, эта возможность повышается. Заключение. Разработанный метод позволяет иметь достаточно отчетливые представления о влиянии размеров наружной части совмещенной междуэтажно-балконной плиты на возможность выпадения конденсата в ее толще в зоне внутренней поверхности наружной стены здания в соответствующих климатических условиях. Thermophysical characteristics of structural elements of buildings and structures must meet the requirements. Therefore, the development of engineering methods for assessing the heat-shielding properties of such building elements is an urgent task. Purpose of the study. Consider the problem of developing an engineering method for assessing thermophysical properties in the area of laying a combined interfloor-balcony slab through the outer wall of a building. Materials and methods. The data known in the literature related to this problem have been analyzed. It is indicated that the problem posed is very complex, its detailed solution requires the development of a rather complex numerical model of the temperature field for each investigated element and the performance of a large amount of computational work. In this regard, an approximate engineering method based on modern achievements in the theory of heat transfer is extremely interesting for specialists. Considering the process of heat transfer in the area of laying the combined interfloor-balcony slab, it has been possible to obtain fairly simple analytical relationships to solve the problem. In this case, the combined interfloor-balcony slab has been represented as a two-sided rod of finite length, fixed in the outer wall of the building. Further, such a combined slab is mentally cut flush with the outer wall, and the actually lost or actually absorbed heat in the design scheme based on the equivalence principle is taken into account by the numerical values of the equivalent heat transfer coefficients for the outer and inner surfaces of the remaining part. Such a calculation scheme will completely coincide with the scheme of the first heat-conducting connection, widely known in the literature, the temperature on the inner surface of which is determined by the known formula. This allows one to assess the possibility of condensation in the investigated area at the specified outdoor temperature. Results. By analyzing the obtained relationships, it has been found that when designing the balcony part of the slab, it should be borne in mind that with an increase in its transverse dimensions, the possibility of condensate falling out decreases, and with an increase in its length, on the contrary, this possibility increases. Conclusion. The developed method makes it possible to have a fairly clear idea of the influence of the dimensions of the outer part of the combined interfloor-balcony slab on the possibility of condensation in its thickness in the zone of the inner surface of the outer wall of the building in the corresponding climatic conditions.