W30. Выбор расположения слоев в многослойных ограждениях зданий

Автор – В. В. Савенко.  Дата публикации – 20.10.2019.

В различных источниках приводятся данные о влиянии расположения слоев в многослойных ограждениях на распространение температурных волн и изменение теплоустойчивости ограждений.

Так, в [1] приведены результаты расчетных исследований шести вариантов стен из пяти одинаковых, но по разному расположенных слоев. Теплоизоляционные свойства слоев оценивались по двум показателям: сдвигу по времени между колебаниями температуры стены на наружной и внутренней поверхности и показателю затухания температурных колебаний. По двум показателям определили лучший и худший варианты, но считают, что эти результаты нельзя распространять на другие конструкции и материалы слоев.

В [2] сравнивают два варианта четырехслойных стен со слоем кирпичной кладки и теплоизоляции (пенополистирола). По результатам расчетов численным методом лучшим признан вариант с наружным расположением слоя теплоизоляции.

Для двухслойной стены меньшую величину плотности теплового потока на наружной поверхности получили при расположении теплоизоляции снаружи [5]. Такой же вариант расположения слоев в двухслойной стене посчитали лучшим в [6]. Но в [7] в аналогичном случае пришли к другому выводу.

В теории теплоустойчивости тоже имеется оценка влияния расположения слоев на теплозащитные свойства стены. Утверждается, что в многослойной стене свойства предыдущего слоя зависят от свойств последующего (по направлению распространения колебаний), поэтому наиболее теплоустойчивой будет стена, в которой каждый последующий слой будет теплоустойчивее предыдущего [9]. Применительно к двухслойной стене вывод делают в зависимости от других факторов [9].

Для прояснения противоречивых выводов из разных источников проведены расчеты с использованием аналитического решения по температурным волнам в двухслойных стенах. Изменение температуры по толщине стены для разных вариантов расположения слоев показано на рисунках 1 и 2, показатели колебаний температуры приведены также в таблице 1.

Из приведенных данных следует, что одинаковые слои теплоизоляции и основного материала дают разное уменьшение амплитуды колебаний в зависимости от расположения этих слоев. Но говорить на основании этого, что свойства одних слоев оказывают влияние на свойства других, некорректно. Свойства материала не могут изменяться при его перемещении в другое место. Расчеты показали, что для варианта 1 стены (теплоизоляция расположена снаружи) амплитуда колебаний температуры на внутренней поверхности стены меньше, а кратность ее уменьшения больше по сравнению с вариантом 2.

На рисунке приведены графики изменения плотности теплового потока по толщине стены для разных вариантов стен.
изменение плотности телового потока по толщине стены

Численные значения величин плотности теплового потока в характерных точках приведены в таблице 2. Из приведенных данных видно, что для варианта 1 стены амплитуда колебаний плотности теплового потока тоже существенно меньше.

Стена по варианту 1 обеспечивает также больший сдвиг по времени колебаний температуры, что по указанным выше причинам считают положительным свойством.

В рассмотренном примере двухслойной стены при изменении расположения слоев стена приобретает разные теплозащитные свойства в условиях периодического изменения температуры атмосферного воздуха. По рассмотренным четырем показателям лучшим является вариант с наружным расположением слоя изоляции. Нет оснований полагать, что при других материалах или увеличении числа слоев результат может быть другим.

…………………………….Полный текст

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *