RU2558874C1 - Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель - Google Patents
Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558874C1 RU2558874C1 RU2014120511/03A RU2014120511A RU2558874C1 RU 2558874 C1 RU2558874 C1 RU 2558874C1 RU 2014120511/03 A RU2014120511/03 A RU 2014120511/03A RU 2014120511 A RU2014120511 A RU 2014120511A RU 2558874 C1 RU2558874 C1 RU 2558874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- panel
- reinforced concrete
- heat
- insulating layer
- layers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий. Технический результат - обеспечение энергосберегающих условий эксплуатации промышленных зданий и сооружений, особенно в условиях отрицательных температур окружающей среды. Трехслойная железобетонная панель включает 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. Теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков. 2 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий.
Известная трехслойная железобетонная панель (см. патент РФ №2274714, МПК Е04С 2/00, опубл. 20.04.2006), включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными 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.
Недостатком является снижение теплотехнических свойств трехслойной железобетонной панели особенно в осенне-зимний и зимне-весенний периоды эксплуатации, обусловленные различными периодическими в течение суток колебаниями температуры окружающей среды, что приводит к дополнительным тепловым потерям через армированные бетонные шпонки, проходящие как через теплоизоляционный слой, так и размещенные на торцах панели.
Известная трехслойная железобетонная панель (см. патент №2398078, МПК Е04С 2/06, опубл. 27.08.2010), включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными 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.
Недостатком являются потери тепла через теплоизоляционный слой при суточном изменении температуры воздуха окружающей среды, особенно при ее отрицательных значениях и наличии солнечной радиации.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание ресурсосберегающих свойств трехслойной железобетонной панели в изменяющихся температурных режимах эксплуатации ограждающей конструкции.
Технический результат по обеспечению энергосберегающих условий эксплуатации промышленных зданий и сооружений, особенно в условиях отрицательных температур окружающей среды, достигается тем, что трехслойная железобетонная панель включает теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными 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, при этом теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков.
На фиг. 1 изображен общий вид трехслойной железобетонной панели с частичными разрезами, на фиг. 2 - распределение температурных и тепловых полей в зонах контакта шпонок как в торце панели, так и в теплоизоляционном слое панели.
Трехслойная 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 1 и 2, тем самым обеспечивая защиту теплоизоляционного слоя 3 от механических повреждений и атмосферного воздействия во время хранения, транспортировки и монтажа панели. 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, размещенных на противоположных торцах панели. Теплоизоляционный слой 3 выполнен из тонковолокнистого базальтового материала 7 и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков 8.
Ресурсосберегающие свойства предлагаемой железобетонной панели по изобретению в условиях эксплуатации при изменяющихся температурных воздействиях окружающей среды проявляются следующим образом.
Воздействие суточных изменений температуры воздуха окружающей здание среды приводит к циклическому воздействию тепловых потоков от наружного 1 и внутреннего 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 слоя 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).
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.).
При отсутствии солнечной радиации и/или в темное время суток саккумулированная 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.
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.
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.
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.
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 (gрас), 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 меньшим, чем для наружных условий.
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.
Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что в трехслойной железобетонной панели теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков, что обеспечивает ресурсосберегающую эксплуатацию здания путем энергосберегающего использования высокотемпературного теплоносителя системы отопления за счет не только устранения тепловых потерь наружными ограждениями, но и поддержанием нормированных температурных режимов внутри помещения вследствие аккумулирования тепловой энергии и последующего ее возвращения в отапливаемое помещение.
Claims (1)
- Трехслойная 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, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120511/03A RU2558874C1 (ru) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120511/03A RU2558874C1 (ru) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558874C1 true RU2558874C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120511/03A RU2558874C1 (ru) | 2014-05-21 | 2014-05-21 | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558874C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2621240C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2633836C2 (ru) * | 2015-11-11 | 2017-10-18 | Юрий Михайлович Орлов | Наружная стеновая панель и способ её применения |
RU2640838C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2641059C2 (ru) * | 2016-03-15 | 2018-01-15 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Способ повышения теплотехнической однородности трёхслойной ограждающей конструкции здания и устройство для его осуществления |
RU2669897C1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2705681C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Панель для дополнительной теплоизоляции стен |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987006966A1 (en) * | 1986-05-08 | 1987-11-19 | Cape Building Products Limited | Laminated panel |
RU2274714C1 (ru) * | 2004-09-15 | 2006-04-20 | ОАО институт "Ростовский Промстройниипроект" | Трехслойная железобетонная панель |
RU2336395C2 (ru) * | 2006-11-13 | 2008-10-20 | Общетво с ограниченной ответственностью "ВИТАЛ/НН" | Многослойная стеновая панель, способ ее изготовления и способ возведения наружной стены монолитно-каркасного здания из многослойных стеновых панелей |
RU2398078C1 (ru) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Трехслойная железобетонная панель |
RU2009121491A (ru) * | 2009-06-08 | 2010-12-20 | Александр Сергеевич Грынь (RU) | Многослойная панель |
US20130283713A1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-10-31 | Clark M. Martens | Insulated wall panel apparatuses, systems, and methods |
-
2014
- 2014-05-21 RU RU2014120511/03A patent/RU2558874C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987006966A1 (en) * | 1986-05-08 | 1987-11-19 | Cape Building Products Limited | Laminated panel |
RU2274714C1 (ru) * | 2004-09-15 | 2006-04-20 | ОАО институт "Ростовский Промстройниипроект" | Трехслойная железобетонная панель |
RU2336395C2 (ru) * | 2006-11-13 | 2008-10-20 | Общетво с ограниченной ответственностью "ВИТАЛ/НН" | Многослойная стеновая панель, способ ее изготовления и способ возведения наружной стены монолитно-каркасного здания из многослойных стеновых панелей |
RU2009121491A (ru) * | 2009-06-08 | 2010-12-20 | Александр Сергеевич Грынь (RU) | Многослойная панель |
RU2398078C1 (ru) * | 2009-07-17 | 2010-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) | Трехслойная железобетонная панель |
US20130283713A1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-10-31 | Clark M. Martens | Insulated wall panel apparatuses, systems, and methods |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633836C2 (ru) * | 2015-11-11 | 2017-10-18 | Юрий Михайлович Орлов | Наружная стеновая панель и способ её применения |
RU2641059C2 (ru) * | 2016-03-15 | 2018-01-15 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Способ повышения теплотехнической однородности трёхслойной ограждающей конструкции здания и устройство для его осуществления |
RU2621240C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2640838C1 (ru) * | 2016-10-21 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2669897C1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель |
RU2705681C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2019-11-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Панель для дополнительной теплоизоляции стен |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2558874C1 (ru) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель | |
Kumar et al. | Experimental evaluation of insulation materials for walls and roofs and their impact on indoor thermal comfort under composite climate | |
d’Antoni et al. | Massive solar-thermal collectors: a critical literature review | |
Murgul et al. | Saving the architectural appearance of the historical buildings due to heat insulation of their external walls | |
Pisello et al. | Dynamic thermal-energy performance analysis of a prototype building with integrated phase change materials | |
RU2398078C1 (ru) | Трехслойная железобетонная панель | |
RU2669897C1 (ru) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель | |
RU2621240C1 (ru) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель | |
RU2640838C1 (ru) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель | |
RU191998U1 (ru) | Многослойная фасадная панель | |
US9493944B1 (en) | Thermodynamically balanced insulation system | |
Sakhare et al. | Development of sustainable retrofitting material for energy conservation of existing buildings | |
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 | |
RU2715067C1 (ru) | Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель | |
Alekhin et al. | Façade structures for energy-efficient buildings | |
CN211691055U (zh) | 一种改良式混凝土预制板 | |
Suman et al. | Influence of thermal insulation on conductive heat transfer through roof ceiling construction | |
Sobhy et al. | Effect of retrofit scenarios on energy performance and indoor thermal comfort of a typical single-family house in different climates of Morocco | |
Maltseva et al. | Design without thermal bridges | |
Singh et al. | Economic insulation thickness of external walls in hot and composite regions of India | |
Azhar et al. | Low-Cost Roof Insulation Solutions for Low-Rise Residential Buildings and Houses in Pakistan | |
Sakhare et al. | Passive cooling of roof over composite climate in India | |
Lairgi et al. | Effect of seasonal temperature on the heat transfer through a building envelope | |
Savytskyi et al. | Study of shell for energy efficient of sustainable low-rise building | |
RU2641059C2 (ru) | Способ повышения теплотехнической однородности трёхслойной ограждающей конструкции здания и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160522 |