СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
/4. Современные строительные
материалы
К.т.н. Лемешко М.А., Цоколова В.В.
Донской
государственный аграрный университет, Россия
Сэндвич - панели
с улучшенной теплоизоляцией
Развитие
агропромышленного комплекса России – многоплановая задача, включающая вопросы
инноваций в области строительства, модернизации сооружений и
зданий для сельского хозяйства (элеваторы, складские помещения, другие
здания и сооружения для хранения,
переработки и производства сельхозпродукции).
Пожалуй, одной из самых
относительно новых технологий в строительстве является технология сборки зданий
и сооружений из сэндвич – панелей. Основные достоинства этой технологии:
относительно невысокая стоимость, быстрота монтажа и ввода в эксплуатации,
хорошие эксплуатационные качества.
Теоретический анализ вопросов теплоизоляции,
теплопередачи и теплопроводности различных материалов позволил получить положительные результаты по конструированию
нового типа сэндвич панелей, с улучшенной теплоизоляцией /1,2/.
Так, например,
рассматривался вопрос снижения теплопередачи за счет замещения воздуха в пене
на инертный газ –аргон. Ожидаемая
эффективность этого предложения, при
температуре 270С (коэффициент теплопроводности аргона равен 0,0177 Вт/(м·K), коэффициент
теплопроводности воздуха при этой
температуре равен 0,025 Вт/(м·K),:
кэф
= 0,02553/0.0177 =1,44.
Следовательно, теплопередача при замене
воздуха на аргон уменьшается на 44 %. Если удастся сделать замещение воздуха в
пене на аргон, можно ожидать снижение удельного теплового потока через сэнвич-
панель. Эти исследования продолжаются, исследуется возможность замещения
воздуха на аргон различными технологиями.
Разработано предложение выполнять плиты из
пенополистирола ячеистыми, так чтобы
часть площади панели между внешними листами, была наполнена и пенополистиролом
и воздухом.
На рис. 1 приведен вариант сэндвич –панели ячеистой
структуры
Рисунок 1- Структура средней
прослойки ячеистой
сэндвич -панели
В процессе исследований
применимости различных теплоизоляторов для стеновых панелей установлено,
что коэффициент теплопроводности материалов, используемых при изготовлении сэндвич-
панелей выше чем воздуха. Например,
Материал l, Вт/кв.м К
Пенопласт резопен ФРП - 0,045
Пенополистирол ПС-Б 0,04
Пенополистирол ПС-БС 0,04
Пенополиуретановые листы 0,035
Выполним сравнение
показателя теплопроводности типой конструкции и ячеистой. Количество
теплоты, передаваемой через сэндвич- панель толщиной
δ:
Δt – тепловой
перепад температур
F1 - часть площади панели, запененной
F2 – площади
без пены
–коэффициент
теплопроводности пены, 0.35 Вт/(м*К),
– коэффициент
теплопроводности воздуха,0,25 Вт/(м*К),
В
примере примем площадь панели заполненной пеной равной площади заполненной воздухом.
Тогда для ячеистой панели площадью F
Для типовой сэндвич - панели:
Эффективность новой теплоизоляции:
= 
=
=0,35/0,3
=1,17
Таким образом, сэндвич-панель ячеистой
структуры, на 17% снижает теплопритоки через стены.
Пенозаполнение, обеспечивает практическую
жесткость конструкции стеновых и потолочных деталей, при относительно небольшом
весе пенонаполнителя; однако выполнение пустот, эту прочность частично уменьшает.
Поэтому требуется выполнять расчеты на прочность
сэндвич-панели, в зависимости от её длины, ширины и толщины, при выборе
рационального значения соотношения площадей F1/ F2. Рисунке 2.
Рисунок 2 - Конструкция сэндвич-панели. 1 –
наружный слой,
2- воздух, 3 -пенополиуретан, 4 - технологические отверстия
Литература
1. Лемешко
М.А., Петросов С.П., Кожемяченко А.В. Шкаф бытового холодильника/ Патент RU № 2
451 884 С1, 27.05.2012, Бюл.№15
2. Цоколова
В.С. Технология изготовления энергосберегающих сэндвич –панелей /Материалы
научно практической конференции «Студенческая
наука –пищевой промышленности». Россия Ростовская обл., пос. Персиановский,
ДонГАУ, 2012, с.155-157