ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОРОГИПСОБЕТОНА В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

Строительные материалы на основе гипсовых вяжущих характеризуются большим разнообразием физико- и теплотехнических свойств и находят применение в различных видах строительных изделий и конструкций. Так, плотность ( ρ ) гипсовых, в том числе порогипсовых, материалов изменяется от 200 до 1200 кг/м3, коэффициент теплопроводимости ( λ ) соответственно от 0,1 до 0,47 Вт/м * С̊  , а коэффициент теплоусвоения ( s ) от 1,16 до 6,7 Вт/м2*̊С [1].

Одной из областей рационального применения гипсовых материалов являются ограждающие конструкции малоэтажных зданий, отличающиеся экологичностью и высокими эксплуатационными качествами [2]. Использование в ограждающих конструкциях новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов позволяет значительно уменьшить их толщину и массу. Однако, легкие многослойные ограждающие конструкции типа «Гитор» обладают малой тепловой инерцией, которая снижает их теплоаккумулирующую способность и теплоустойчивость к внешним переменным тепловым воздействиям, что  может привести к недопустимым колебаниям  температуры внутренней поверхности ограждения и требует устройства теплоаккумулирующего слоя. Последнее обстоятельство имеет важное значение при обеспечении нормируемых параметров микроклимата в малоэтажных жилых домах, удельная площадь наружных ограждений которых, по отношению к объему здания, в 3 раза и более превышает аналогичный показатель многоэтажных зданий. В зависимости от объемно-планировочных решений жилых домов расходы тепловой энергии составляют 250 – 600 кВт/ч за отопительный период на 1 м2 отапливаемой площади многоэтажных или малоэтажных, в том числе одноквартирных домов [3].

Теплоустойчивость ограждающих конструкций зависит от величины  их тепловой инерции (D). Тепловая инерция отдельного слоя толщиной δ определяется по формуле D=Rs=δs/λ. С целью оценки теплозащитной эффективности теплоаккумулирующего слоя из гипсобетонов различной плотности, в данной статье проведен анализ термического сопротивления (R) и тепловой инерции (D) гипсобетонного слоя толщиной 0,1 м. Исходные данные и результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1. Расчетные значения теплотехнических показателей гипсобетонного слоя различной плотности.

Как видно из приведенных данных, с уменьшением плотности гипсового вяжущего материала термическое сопротивление возрастает, а теплоусвоение снижается; величина тепловой инерции теплоаккумулирующего бетонного слоя постоянной толщины изменяется по нелинейной зависимости от его плотности: наибольшие значения тепловой инерции слоя отмечаются при плотности порогипсобетона от 600 до 800 кг/м3 и достигает величины 1,8, что на 28% выше тепловой инерции гипсобетонного слоя плотностью 1200 кг/м3. При тех же условиях термическое сопротивление порогипсового слоя увеличилось с 0,24 до 0,53 м2*̊ С/Вт или в 2,2 раза. При дальнейшем снижении плотности порогипсобетона тепловая инерция слоя уменьшается и при плотности 200 кг/м3 достигает величины 1,16, что на 55% ниже максимального значения при одновременном увеличении термического сопротивления слоя почти в 2 раза.

Таким образом, наибольшей тепловой инерцией обладает теплоаккумулирующий гипсобетонный слой с применением порогипсобетона плотностью 600 – 800 кг/м3 и при толщине порогипсобетонной панели равной 30 см – тепловая инерция составит 5,4 единиц.

Список литературы

1.        Бессонов И. В. Перспективы применения теплоизоляции из порогипса в ограждающих конструкциях зданий. «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий», материалы  Всероссийского семинара 22 – 23 апреля 2002 г., Москва, НИИСФ, 2002 г., с. 158 – 165.

2.        Гаркави М. Е., Френкель Э. З. и др. Эффективные стеновые материалы на основе гипса. Там же, с 88– 90.

3.        СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».