RU2669897C1 - Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel - Google Patents
Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669897C1 RU2669897C1 RU2017138105A RU2017138105A RU2669897C1 RU 2669897 C1 RU2669897 C1 RU 2669897C1 RU 2017138105 A RU2017138105 A RU 2017138105A RU 2017138105 A RU2017138105 A RU 2017138105A RU 2669897 C1 RU2669897 C1 RU 2669897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- panel
- reinforced concrete
- heat
- insulating layer
- twisted
- Prior art date
Links
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 7
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий.The invention relates to the construction, in particular to the enclosing structures of industrial buildings.
Известна трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель (см. патент РФ№2558874, МПК Е04С2/06, опубликованный 10.02.2015, Бюл. №22), включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена по меньшей мере двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели, причем теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков.Known three-layer resource-saving reinforced concrete panel (see RF patent No. 2558874, IPC E04C2 / 06, published 02.10.2015, Bull. No. 22), including a heat-insulating layer, the outer and inner reinforced concrete layers interconnected by rigid bonds, made in the form of reinforced concrete the dowels passing through the heat-insulating layer and the reinforced concrete ribs placed around the perimeter of the panel are additionally equipped with at least two reinforced concrete dowels that are placed on opposite ends of the panel, and These concrete ribs in a section parallel to the panel layers have an area determined from the ratio of the panel area, the thickness of its middle layer, the thermal conductivity of the rib materials, panel layers, reinforcement and insulation, as well as the required heat transfer resistance, while the thermal conductivity of the material of the reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer is 2.5-3 times higher than the coefficient of thermal conductivity of the material of the reinforced concrete dowels placed on opposite ends of the panel, m insulating layer made of a fine fiber material and arranged in a twisted elongated longitudinally along the length of the beams panel.
Недостатком является снижение прочностных параметров при эксплуатации в сейсмически опасных условиях, когда вследствие вибрационных колебаний грунта, например, землетрясение и сейсмические волны беспрепятственно перемещаются по горизонтально размешенному теплоизоляционному слою, обладающему более низкой плотностью по сравнению с наружным и внутренним железобетонными слоями. Это провоцирует резонансные всплески вибрационных колебаний с последующим интенсивным разрушением ограждающей конструкции в целом.The disadvantage is the decrease in strength parameters when operating in seismically dangerous conditions, when due to vibrational vibrations of the soil, for example, an earthquake and seismic waves move freely along a horizontally placed heat-insulating layer, which has a lower density compared to the outer and inner reinforced concrete layers. This provokes resonant bursts of vibrational vibrations with subsequent intensive destruction of the building envelope as a whole.
Известна трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель (см. патент РФ №2621240 МПК Е04С 2/06, опубл. 01.06.2017. Бюл. №16), включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена по меньшей мере двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных; торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели, причем теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков, пучки тонковолокнистого материала попарно количеством не менее четырех расположены в виде синусоид, продольно вытянутых по длине панели, выступы и впадины которых при совмещении являются концентраторами перемещающихся сейсмических колебаний, кроме того, касательная первого витого пучка каждой пары имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а касательная винтовой линии второго витого пучка этой пары имеет направление против хода движения часовой стрелки, при этом участки наибольшего сближения попарно расположенных витых пучков составляют узлы, способствующие образованию стоячих волн.Known three-layer resource-saving reinforced concrete panel (see RF patent No. 2621240 IPC Е04С 2/06, published on 06/01/2017. Bull. No. 16), including a heat-insulating layer, the outer and inner reinforced concrete layers interconnected by rigid bonds, made in the form of reinforced concrete keys passing through the heat-insulating layer, and reinforced concrete ribs placed around the perimeter of the panel, is additionally equipped with at least two reinforced concrete keys that are placed on the opposite; the ends of the panel, and reinforced concrete ribs in a section parallel to the panel layers have an area determined from the ratio of the panel area, the thickness of its middle layer, the thermal conductivity of the rib materials, the panel layers, reinforcement and insulation, as well as the required heat transfer resistance, while the thermal conductivity the material of reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer is 2.5-3 times higher than the coefficient of thermal conductivity of the material of reinforced concrete dowels placed on the back the ends of the panel, and the heat-insulating layer is made of fine fiber material and is arranged in the form of twisted beams longitudinally elongated along the length of the panel, bundles of fine fiber material in pairs of at least four are arranged in the form of sinusoids longitudinally elongated along the length of the panel, the protrusions and troughs of which, when combined, are concentrators moving seismic vibrations, in addition, the tangent of the first twisted beam of each pair has a clockwise direction, and the tangent is screw ii second twisted bundle of the pair has a direction counter-clockwise, the closest approach of portions arranged in pairs of twisted bundles comprise components that contribute to the formation of standing waves.
Недостатком является снижение теплозащитных свойств, особенно в переходные периоды года зима-весна и осень-зима, обусловленных высокой влажностью окружающей среды с низкими температурами наружного воздуха, что способствует проникновению парообразной и мелкодисперсной атмосферной влагой, и при наличии технологической влаги через торцевые поверхности в теплоизоляционный слой, с последующим увеличением его коэффициента теплопроводности и, соответственно, потеря тепла зданием в окружающую среду.The disadvantage is the reduction of heat-shielding properties, especially during the transition periods of the winter-spring and autumn-winter season, due to high ambient humidity with low outdoor temperatures, which facilitates the penetration of vaporous and finely divided atmospheric moisture, and in the presence of process moisture through the end surfaces into the thermal insulation layer , followed by an increase in its coefficient of thermal conductivity and, accordingly, the loss of heat by the building into the environment.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение нормированных теплозащитных свойств в переходные периоды года с повышенной влажностью окружающей среды за счет устранения проникновения парообразной и мелкодисперсной влаги в теплоизоляционный слой, путем покрытия контактирующих с наружным воздухом торцов, трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели, нанообразной стеклоподобной пленкой из оксида тантала, выполненной ионно-плазменным методом.The technical task of the invention is to provide normalized heat-shielding properties during transitional periods with high environmental humidity by eliminating the penetration of vaporous and finely dispersed moisture into the heat-insulating layer by coating the ends contacting with the outside air, a three-layer resource-saving reinforced concrete panel, a nano-shaped glass-like film of tantalum oxide, performed by the ion-plasma method.
Технический результат достигается тем, что трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель, включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена по меньшей мере двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных; торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели, причем теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков, пучки тонковолокнистого материала попарно количеством не менее четырех расположены в виде синусоид, продольно вытянутых по длине панели, выступы и впадины которых при совмещении являются концентраторами перемещающихся сейсмических колебаний, кроме того, касательная первого витого пучка каждой пары имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а касательная винтовой линии второго витого пучка этой пары имеет направление против хода движения часовой стрелки, при этом участки наибольшего сближения попарно расположенных витых пучков составляют узлы, способствующие образованию стоячих волн, при этом торцы трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели, контактирующие с наружным воздухом окружающей промышленное здание среды, покрыты нанообразной стеклоподобной пленкой из оксида тантала, выполненной ионно-плазменным методом.The technical result is achieved by the fact that a three-layer resource-saving reinforced concrete panel, including a heat-insulating layer, outer and inner reinforced concrete layers interconnected by rigid bonds, made in the form of reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer, and reinforced concrete ribs placed around the perimeter of the panel, equipped with at least two reinforced concrete dowels, which are placed on the opposite; the ends of the panel, and reinforced concrete ribs in a section parallel to the panel layers have an area determined from the ratio of the panel area, the thickness of its middle layer, the thermal conductivity of the rib materials, the panel layers, reinforcement and insulation, as well as the required heat transfer resistance, while the thermal conductivity the material of reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer is 2.5-3 times higher than the coefficient of thermal conductivity of the material of reinforced concrete dowels placed on the back the ends of the panel, and the heat-insulating layer is made of fine fiber material and is arranged in the form of twisted beams longitudinally elongated along the length of the panel, bundles of fine fiber material in pairs of at least four are arranged in the form of sinusoids longitudinally elongated along the length of the panel, the protrusions and troughs of which, when combined, are concentrators moving seismic vibrations, in addition, the tangent of the first twisted beam of each pair has a clockwise direction, and the tangent is screw the second twisted bundle of this pair has a counterclockwise direction, while the areas of closest proximity of the twisted bundles arranged in pairs are nodes that promote the formation of standing waves, while the ends of the three-layer resource-saving reinforced concrete panel in contact with the outside air of the environment surrounding the industrial building are covered with a nano-like glass-like film of tantalum oxide, made by the ion-plasma method.
На фиг. 1 изображен общий вид трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели с частичными разрезами и торцами покрытыми нанообразной стеклоподобной пленкой из оксида тантала выполненной ионно-плазменным методом, на фиг. 2 – распределение температурных потоков и градиентов температур, как в торце панели, так и в теплоизоляционном слое панели, на фиг. 3 - элемент теплоизоляционного слоя из тонковолокнистого материала в виде витых пучков, синусоидально продольно вытянутых по длине панели. In FIG. 1 shows a general view of a three-layer resource-saving reinforced concrete panel with partial cuts and ends coated with a nano-shaped glass-like tantalum oxide film made by the ion-plasma method, FIG. 2 - distribution of temperature flows and temperature gradients, both at the end of the panel and in the insulating layer of the panel, in FIG. 3 - an element of a heat-insulating layer of fine fiber material in the form of twisted bundles, sinusoidally longitudinally elongated along the length of the panel.
Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель включает наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои и средний теплоизоляционный слой 3. Наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои связаны жесткими связями, выполненными в виде армированных бетонных шпонок 4, проходящих через теплоизоляционный слой 3, и армированных бетонных шпонок 5, которые размещены на противоположных торцах панели. Общее количество армированных бетонных шпонок 4 и 5 определяют расчетным путем, при этом количество шпонок 5 должно быть не менее двух. Наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои также связаны армированными бетонными ребрами 6, которые имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи. Ребра 6 размещены по всему периметру панели и герметизируют пространство между слоями I и 2, тем самым обеспечивая защиту теплоизоляционного слоя 3 от механических повреждений и атмосферного воздействия во время хранения, транспортировки и монтажа панели. The three-layer resource-saving reinforced concrete panel includes the outer 1 and inner 2 reinforced concrete layers and the middle heat-insulating
При этом материал армированных бетонных шпонок 4, проходящих через теплоизоляционный слой 3, имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3 раза превышающий коэффициент теплопроводности армированных бетонных шпонок 5, размешенных на противоположных торцах панели. Теплоизоляционный стой 3 выполнен из тонковолокнистого базальтового материала 7 и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков 8. Пучки 8 тонковолокнистого материала попарно 9 количеством не менее четырех расположены в виде синусоид 10, продольно вытянутых подлине панели, выступы 11 и впадины 12 которых при попарном совмещении являются концентратами перемещающихся сейсмических волн 13. Кроме того, касательная 14 винтовой линии первого витого пучка 8 каждой пары 9 имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а касательная 15 винтовой линии второго пучка 8 этой пары 9 имеет направление против хода движения часовой стрелки, при этом участки 16 и 17 наибольшего сближения попарно 9 расположенных витых пучков 8 составляют узлы, способствующие образованию стоячих волн 18. The material of the reinforced concrete keys 4 passing through the heat-insulating
Торцы 19 трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели, контактирующие с наружным воздухом окружающей среды, покрыты нанообразной стеклоподобной пленкой 20 из оксида тантала, выполненной ионно-плазменным методом.The
Ресурсосберегающие свойства в условиях эксплуатации особенно при высокой влажности и изменяющихся температурах наружного воздуха проявляется следующим образом. Resource-saving properties in operating conditions, especially at high humidity and changing outdoor temperatures, are manifested as follows.
В переходные периоды года с зимы на весну и с осени на зиму наблюдается существенное изменение температуры в течении суток с повышенной влажностью окружающей среды, и в этих условиях через торцы панелей, контактирующие с наружным воздухом, наблюдается интенсивное перемещение парообразной и мелкодисперсной влаги по всей длине конструкции, где особенно проявляются в теплоизоляционном слое.During the transitional periods of the year from winter to spring and from autumn to winter, a significant temperature change is observed during the day with increased ambient humidity, and in these conditions, through the ends of the panels in contact with the outside air, intensive movement of vaporous and finely dispersed moisture is observed along the entire length of the structure , where they are especially manifested in the insulating layer.
В связи с тем, что коэффициент теплопроводности атмосферной влаги составляется λ=0,5513 Вт/(м.гр.) (см. стр.312 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа. 1980. 469 с., ил) и превышает более чем в 8 раз коэффициент теплопроводности тонковолокнистого базальтового материала, то соответственно, возрастает и общая теплопроводность теплоизоляционного слоя 2 и, как следствие, увеличиваются потери тепла зданием в окружающую среду.Due to the fact that the thermal conductivity coefficient of atmospheric moisture is λ = 0.5513 W / (m.gr.) (see p. 312 Nashchokin V.V. Technical Thermodynamics and Heat Transfer. M: Higher School. 1980. 469 s ., sludge) and exceeds the thermal conductivity coefficient of thin-fiber basalt material by more than 8 times, then the total thermal conductivity of the heat-insulating
Поддержание надежностных параметров трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели при эксплуатации в условиях сейсмического воздействия осуществляется следующим образом.Maintenance of the reliability parameters of a three-layer resource-saving reinforced concrete panel during operation under seismic conditions is as follows.
При наличии механического воздействия со стороны грунта, например землетрясение, сейсмическая волна 13 перемещается также и по длине панели как по наружному 1 и внутреннему 2 железобетонному слоям, так и по теплоизоляционному слою 3, выполненному из тонковолокнистого материала. В связи с тем, что плотность теплоизоляционного слоя 3 из тонковолокнистого материала значительно меньше плотности железобетонных слоев 1 и 2, сейсмическая волна имеет более высокую амплитуду и скорость распространения по длине панели с образованием резонансных всплесков на её торцах. Вследствие закручивания первого витого пучка 8 каждой пары 9 из тонковолокнистого материала по винтовой линии, касательная 14 которой имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а закручивание витого второго пучка 8 той же пары 9 по винтовой линии, касательная 15 которой имеет направление против хода движения часовой стрелки (см., например, Выгодский М.Я. Высшая математика. М.: 1969. 820 с., ил.) наблюдается, что и слои воздуха, контактирующие при вибрационном сейсмическом воздействии как с первым, так и со вторым витыми пучками 8 каждой пары 9, вращаются во встречном направлении.In the presence of mechanical action from the soil, for example, an earthquake, the
В результате при соприкосновении встречно вращающихся слоев воздуха образуются в теплозащитном слое 3 микровзрывы (см., например, Меркулов А. П. Вихревой эффект и его применение в технике. Самара, 2002. 369 с., ил.), которые разрушают горизонтально перемещающиеся в воздушной среде теплоизоляционного слоя 3 сейсмические волны по всей длине панели.As a result, upon contact of counter-rotating air layers, 3 microexplosions are formed in the heat-shielding layer (see, for example, Merkulov A.P. The vortex effect and its application in technology. Samara, 2002. 369 p., Ill.), Which destroy horizontally moving air environment of the insulating
Кроме того, пучки 8 из тонковолокнистого материала, расположенные в виде синусоид 10 и продольно вытянутые по длине панели, также наряду с воздушной средой являются направляющими для перемещающихся сейсмических волн, которые концентрируются в выступах 11, а также во впадинах 12. При этом выделяются участки 16 и 17 наибольшего сближения попарно 9 расположенных витых пучков 8, которые способствуют появлению узлов, вызывающих образование стоячих волн (см., например, Ландау Л.О., Лившиц Е.М. Теоретическая физика. М.: Наука, 1986. 836 с., ил.), которые гасят сейсмические волны и нейтрализуют резонансные всплески, как на торцах панели, так и в основных наружном 1 и внутреннем 2 железобетонных слоях.In addition,
При покрытии нанообразной стеклоподобной пленкой 20, выполненной ионно-плазменным методом, торцов 19 трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели, мелкодисперсная и парообразная влага скользит под силой тяжести без коагуляции и укрупнения, не контактируя как с теплоизоляционным слоем 3, так и с наружным 1 и внутренним 2 железобетонными слоями. В результате, не только поддерживается постоянство теплозащитных свойств тонковолокнистого базальтового материала 7, но и устраняется увлажнение материалов наружного 1 и внутреннего 2 железобетонных слоев, что может привести к снижению прочностных параметров в целом всей трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели.When coating with a nano-shaped glass-
Воздействие суточных изменений температуры воздуха окружающей здание среды приводит к циклическому воздействию тепловых потоков от наружного 1 и внутреннею 2 слоев к теплоизоляционному слою 3, при этом теплоизоляционный слой 3, выполняя основную функцию устранения прохождения теплового потока, препятствует передаче тепла как от внутреннего 2 слоя к наружному 1 слою, так и. наоборот, включая наличие более высокой температуры, например под воздействием солнечной радиации поверхности наружного слоя 1 по сравнению с внутренней поверхностью внутреннего слоя 2 отапливаемого помещения при отрицательных температурах воздуха окружающей среды. Следовательно, энергоемкость отапливаемого здания обусловлена максимально необходимыми ресурсозатратами на высокотемпературный энергоноситель системы отопления, поддерживающий расчетные параметры микроклимата в помещении по условию тепловых потерь через наружные ограждения - трехслойные железобетонные панели (см., например, СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1997).The impact of daily changes in air temperature of the surrounding building environment leads to the cyclical effect of heat fluxes from the outer 1 and inner 2 layers to the
Для снижения ресурсозатрат на производство, транспортировку и потребление высокотемпературного (90-150°С) теплоносителя, используемого в системе отопления здания (см., например, СНиП 2.04.07-86 Тепловые сети. М.: Стройиздат* 1987 (с изм. от 21.04.94 г.)), теплоизоляционный слой 3 выполнен из тонковолокнистого базальтового материала 7, расположенного в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков 8. Тогда в светлое время суток при наличии солнечной радиации с отрицательными температурами воздуха окружающей среды поверхность наружного 1 слоя теплопроводностью передает тепло тонковолокнистому базальтовому материалу 7 теплоизоляционного слоя 3, а в связи с тем, что тонковолокнистый базальтовый материал 7 расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков 8, наблюдается аккумулирование тепловой энергии по толщине теплоизоляционного слоя 3 (см., например, Волокнистые материалы из базальтов. Украина, Изд. «Техника», Киев, 1971. 76 с., ил.).To reduce resource costs for the production, transportation and consumption of high-temperature (90-150 ° C) coolant used in the heating system of a building (see, for example, SNiP 2.04.07-86 Heating networks. M.: Stroyizdat * 1987 (as amended from 04.21.94 g.)), The heat-insulating
При отсутствии солнечной радиации и/или в темное время суток с аккумулированная в теплоизоляционном слое 3 теплота переходит через внутренний 2 слой в отапливаемое помещение, поддерживая параметры микроклимата в нем, что позволяет снизить расход высокотемпературного теплоносителя системы отопления.In the absence of solar radiation and / or in the dark, the heat accumulated in the heat-insulating
В дневное время суток при отопительном периоде эксплуатации здания тепловая энергия от теплообменного аппарата, преимущественно расположенного у наружного ограждения, например из трехслойных железобетонных панелей, наряду с прогревом внутреннего воздуха теплопроводностью передается внутреннему слою 2 и далее теплоизоляционному слою 3, где аккумулируется на витых продольно вытянутых пучках 8 тонковолокнистого базальтового материала 7, практически устраняя поступление теплового потока в наружный слой 1.In the daytime during the heating period of operation of the building, the thermal energy from the heat exchanger, mainly located near the external fence, for example from three-layer reinforced concrete panels, along with the heating of the internal air with heat conduction is transferred to the
Накопленная путем аккумулирования в теплоизоляционном слое 3 тепловая энергия в наступающее ночное время суток, когда допускается уменьшение нормированной температуры внутреннего воздуха за счет снижения расхода высокотемпературного теплоносителя системы отопления, особенно в офисах и производственных зданиях из- за сокращения наличия людей или их полного отсутствия, теплопроводностью передается через внутренний слой 2 в помещение. В результате обеспечивается ресурсосберегающая эксплуатация здания. Следовательно, выполнение теплоизоляционного слоя 2 из тонковолокнистого базальтового материала 7 в виде витых продольно вытянутых пучков 8 обеспечивает не только защиту от тепловых потерь, но и поддержание нормированного температурного режима в здании за счет отдачи тепла, которое было аккумулировано и в последующем передано внутреннему воздуху отапливаемого помещения.The thermal energy accumulated by accumulating in the heat-insulating
При отрицательных температурах окружающей среды армированные бетонные ребра определенной толщины представляют собой дополнительные «мостики холода», а устранение данного явления путем уменьшения толщин армированных бетонных ребер по периметру панели (по прототипу), конечно, снижает теплопотери, Но не всегда оправдано по прочности параметрам конструкции.At negative ambient temperatures, reinforced concrete ribs of a certain thickness represent additional “cold bridges”, and eliminating this phenomenon by reducing the thickness of reinforced concrete ribs along the perimeter of the panel (according to the prototype), of course, reduces heat loss, but structural parameters are not always justified in terms of strength.
Выполнение армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели, из материала с коэффициентом теплопроводности в 2,5-3 раза меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, приводит к местному перераспределению температурных и тепловых полей в местах контакта бетонных шпонок с основным материалом трехслойной панели. Температурное поле внешней окружающей среды с минусовой температурой воздействует на армированную бетонную шпонку на торце панели и температурное поле внутренней с минусовой температурой окружающей среды (например, расположение панели как перекрытия здания) с градиентом температур различной (до трехкратной) интенсивности, обусловленной теплопроводностью соответствующих материалов. В результате в месте контакта (фиг. 1) для торца панели, где возможно появление «мостиков холода», образуется температурно-тепловой пограничный слой (см., например, стр.68-77. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981, 416 с., ил.), обусловленный встречным направлением градиентов температур (grad t) внешней окружающей среды и теплового потока рассеивания (qpac)» определяющих тепловые потери панели от внутренней окружающей среды, например тепла помещения при использовании панели в качестве перекрытия здания. При этом толщина температурно-теплового пограничного слоя увеличивается при периодическом в течение суток разном изменении температуры воздуха окружающей среды от минусовых до нулевых и даже плюсовых. В то же время в месте контакта армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, также образуется температурно-тепловой пограничный слой, обеспечивающий рассеивание теплового потока, определяющего тепловые потери как по внешнему и внутреннему железобетонному слою, так и теплоизоляционному слою, но со значением температурных градиентов, трехкратно меньших, чем для наружных условий.The implementation of reinforced concrete dowels placed on opposite ends of the panel from a material with a thermal conductivity coefficient 2.5-3 times less than the thermal conductivity coefficient of the material of reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer leads to local redistribution of temperature and thermal fields at the contact points of concrete dowels with the main material of the three-layer panel. The temperature field of the external environment with a minus temperature affects the reinforced concrete key at the end of the panel and the temperature field of the internal with a minus ambient temperature (for example, the location of the panel as a building floor) with a temperature gradient of various (up to three times) intensities due to the thermal conductivity of the corresponding materials. As a result, in the contact point (Fig. 1) for the end of the panel, where the appearance of “cold bridges” is possible, a temperature-thermal boundary layer is formed (see, for example, pp. 68-77. Isachenko VP and other Heat Transfer. M .: Energoizdat, 1981, 416 pp., Ill.), Caused by the opposite direction of the temperature gradients (grad t) of the external environment and the heat dissipation flux (q pac ) that determine the heat loss of the panel from the internal environment, for example, room heat when using panels as a building floor. In this case, the thickness of the temperature-thermal boundary layer increases with a periodically varying change in ambient air temperature from minus to zero and even plus during the day. At the same time, at the contact point of the reinforced concrete dowels passing through the heat-insulating layer, a thermal-thermal boundary layer is also formed, which ensures the dissipation of the heat flux, which determines heat losses both in the outer and inner reinforced concrete layer, and in the insulating layer, but with the value of temperature gradients three times smaller than for outdoor conditions.
В результате наличия местных зон (армирование бетонных шпонок на торцах панели и в теплоизоляционном слое) перераспределение температурных и тепловых полей обеспечивает повышение теплотехнических свойств трехслойной железобетонной панели в целом.As a result of the presence of local zones (reinforcement of concrete dowels at the ends of the panel and in the insulating layer), the redistribution of temperature and thermal fields provides an increase in the thermal properties of the three-layer reinforced concrete panel as a whole.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что обеспечение нормированных теплозащитных свойств теплоизоляционного слоя при высокой влажности окружающей промышленное здание среды и изменяющихся температурах наружного воздуха достигаются путем предотвращения парообразной и мелкодисперсной влаги через торцы трехслойной ресурсосберегающей железобетонной панели за счет покрытия из стеклоподобной нанообразной пленки выполненной ионно-плазменным методом. Кроме того предотвращение увлажнения наружного и внутреннего слоев панели сохраняет нормированные прочностные параметры при длительной эксплуатации промышленного здания в условиях влажного климата.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the provision of normalized heat-shielding properties of the heat-insulating layer at high humidity of the environment surrounding the industrial building and changing outdoor temperatures is achieved by preventing vaporous and finely dispersed moisture through the ends of a three-layer resource-saving reinforced concrete panel by coating from a glass-like nano-shaped film made of ion plasma method. In addition, the prevention of moisture in the outer and inner layers of the panel maintains normalized strength parameters during prolonged operation of an industrial building in a humid climate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138105A RU2669897C1 (en) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138105A RU2669897C1 (en) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669897C1 true RU2669897C1 (en) | 2018-10-16 |
Family
ID=63862389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138105A RU2669897C1 (en) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669897C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705681C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Panel for additional wall heat insulation |
| RU2715067C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987006966A1 (en) * | 1986-05-08 | 1987-11-19 | Cape Building Products Limited | Laminated panel |
| RU2398078C1 (en) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Three-layer reinforced concrete panel |
| CN202450691U (en) * | 2012-03-05 | 2012-09-26 | 河北联合大学 | Fiber reinforced thermal insulation sandwich structural slab |
| RU2558874C1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel |
| RU166888U1 (en) * | 2015-10-28 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | OUTDOOR MULTILAYER MONOLITHIC WALL OF MULTI-STOREY BUILDING |
| RU2621240C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel |
| RU2629503C1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Panel for additional thermal insulation of walls |
-
2017
- 2017-11-01 RU RU2017138105A patent/RU2669897C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987006966A1 (en) * | 1986-05-08 | 1987-11-19 | Cape Building Products Limited | Laminated panel |
| RU2398078C1 (en) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Three-layer reinforced concrete panel |
| CN202450691U (en) * | 2012-03-05 | 2012-09-26 | 河北联合大学 | Fiber reinforced thermal insulation sandwich structural slab |
| RU2558874C1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel |
| RU166888U1 (en) * | 2015-10-28 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | OUTDOOR MULTILAYER MONOLITHIC WALL OF MULTI-STOREY BUILDING |
| RU2621240C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel |
| RU2629503C1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Panel for additional thermal insulation of walls |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2705681C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Panel for additional wall heat insulation |
| RU2715067C1 (en) * | 2019-04-09 | 2020-02-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2558874C1 (en) | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel | |
| Kumar et al. | Experimental evaluation of insulation materials for walls and roofs and their impact on indoor thermal comfort under composite climate | |
| Wakili et al. | High performance aerogel containing plaster for historic buildings with structured façades | |
| Schwab et al. | Thermal bridges in vacuum-insulated building facades | |
| Gamayunova et al. | Thermotechnical calculation of enclosing structures of a standard type residential building | |
| RU2669897C1 (en) | Three-layered resource-saving reinforced-concrete panel | |
| US11732466B2 (en) | Multiple layered radiant active assembly | |
| Fertelli | Determination of optimum insulation thickness for different building walls in Turkey | |
| RU2621240C1 (en) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel | |
| RU2398078C1 (en) | Three-layer reinforced concrete panel | |
| Hamdani et al. | A new modelling approach of a multizone building to assess the influence of building orientation in Saharan climate | |
| RU2715067C1 (en) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel | |
| RU2640838C1 (en) | Three-layer resource-saving reinforced concrete panel | |
| Pescari et al. | Study concerning the thermal insulation panels with double-side anti-condensation foil on the exterior and polyurethane foam or polyisocyanurate on the interior | |
| Isopescu et al. | Thermal Analysis of a Structural Solution for Sustainable, Modular and Prefabricated Buildings | |
| Pal | Thermal performance of an insulated and window area optimized house | |
| Parasonis et al. | Increasing energy efficiency of the translucent enclosure walls of a building | |
| Suman et al. | Influence of thermal insulation on conductive heat transfer through roof ceiling construction | |
| Lairgi et al. | Effect of seasonal temperature on the heat transfer through a building envelope | |
| Sheps et al. | HEAT FLUX IN A PASSIVE MULTI-LAYERED SOLAR PANEL | |
| RU2705681C1 (en) | Panel for additional wall heat insulation | |
| Yuan et al. | Energy saving analysis of a metamaterial based radiative cooling system for low-rise residential buildings by integrating with radiant floor | |
| Filonenko et al. | Considering the availability of cold bridges in the design of thermal insulation shell of sandwich panels element-by-element assembly | |
| US20200326085A1 (en) | Thermally Anisotropic Composites for Thermal Management in Building Environments | |
| Sah et al. | Numerical computation of time lag and decrement factor for different building wall materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191102 |