Основы эксплуатации наружных кирпичных стен гражданских зданий - часть 14

 

73

,

25

63

,

0

02

,

0

7

,

8

1

81

,

0

))

28

(

18

(

1

18

−

=













+

+

−

−

−

=

τ

se

 

°С. 

 

Пример 3.8. Найти распределение температур в стене и на плите перекрытия в месте опирания 

плиты перекрытия на наружную стену. Место расположения здания – г. Иркутск. Стена выполнена из 
силикатного  кирпича  на  цементно-песчаном  растворе  плотностью  1800  кг/м

3

.  Стена  оштукатурена  с 

двух сторон цементно-песчаным раствором плотностью 1800 кг/м

3

. Толщина кирпичной кладки 510 

мм,  толщина  штукатурки  20  мм.  Плита  перекрытия  выполнена  из  железобетона  толщиной  160  мм. 
Плита опирается на стены на глубину 200 мм. Согласно данным обследования температура внутрен-
него воздуха t

int

 = 20

 

°C, относительная влажность воздуха ϕ

int

 = 55 %. Схема участка стены дана на 

рис. 3.11. 

Решение. Так как обследуемый участок стены неоднородный (плита перекрытия является тепло-

проводным включением), температурное поле на этом участке будет двухмерным. 

Расчет  поля  производим  на  ПЭВМ  по  программе  «TEPLO.BAS»,  разработанной  в  ТГТУ.  При 

решении использованы следующие данные: температура наружного воздуха t

ext

 = –37 

°С; коэффици-

енты  теплообмена  на  поверхностях 

α

i 

=  8,7  Вт/(м ·

°С),  α

e 

=  23  Вт/(м ·

°С);  коэффициенты  теплопро-

водности кладки и штукатурки 

λ

кл 

= 0,76 Вт/(м ·

°С), λ

шт 

= 0,76 Вт/(м ·

°С); коэффициент теплопровод-

ности железобетонной плиты 

λ

ж 

= 2,04 Вт/(м ·

°С). 

Распределение температур на исследуемом участке стены по данным расчетов на ПЭВМ приве-

дено на рис. 3.11.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.11   Распределение температур в 

месте опирания железобетонной плиты 

на кирпичную стену к примеру 3.8:  

1 – цементно-песчаный раствор;  

2 – кирпичная кладка; 3 – железобетонная 

плита перекрытия 

12,2 

°C 

12,4 

°C 

12,5 

°C 

12,5 

°C 

–3

0 

°С 

–2

0 

°С 

–1

0 

°С 

0 

°С 

10

 °

С 

1 

2 

3 

Видно, что наличие железобетона внутри кирпичной кладки приводит к искажению температур-

ного поля в месте опирания. Однако, из-за незначительной толщины плиты и малой по сравнению с 

толщиной стены глубиной опирания плиты, понижение температур на поверхностях плиты и стены 

вблизи  опирания  в  сравнении  с  температурами  на  остальной  глади  незначительно.  Следовательно, 

такое решение опирания плит на кирпичные стены, принятое исходя из условий прочности, допусти-

мо также и по теплотехническим требованиям. 

Пример 3.9. Установить среднее значение коэффициента теплопроводности материала наружной 

стены, если по результатам замеров t

int

 = 16 

°C, τ

si

 = 10 

°C, t

ext

 = –20 

°C. Толщина стены 0,41 м. 

Решение. Используя формулу (3.36), определяем сопротивление теплопередаче стены. Имеем 

 

81

,

0

4

,

7

)

10

16

(

))

20

(

16

(

1

)

(

)

(

int

int

0

=

⋅

−

−

−

=

α

τ

−

−

=

i

si

ext

t

t

t

n

R

 м

2 

· 

°С/Вт. 

 

Здесь  значение 

α

i

  принято  по  графикам  рис.  3.2  при 

6

10

16

=

−

=

∆t

 

°C  и 

13

2

/

)

10

16

(

=

+

=

av

t

 

°C.  Имеем 

=

α

+

α

=

α

л

к

i

i

i

 2,8 + 4,6 = 7,4 Вт/(м

2 

·

°С). Коэффициент α

e

 принимаем равным 

α

e

 = 23 Вт/(м

2 

· 

°С). 

Зная, что 

81

,

0

1

1

0

=

α

+

+

α

=

e

k

i

R

R

м

2 

· 

°С/Вт, вычисляем термическое сопротивление ограждения как  

63

,

0

23

1

4

,

7

1

81

,

0

1

1

0

=

−

−

=

α

−

α

−

=

e

i

k

R

R

 м

2 

· 

°С/Вт. 

 

Находим средний коэффициент теплопроводности материала стены 

65

,

0

63

,

0

41

,

0

=

=

δ

=

λ

k

av

R

 Вт/(м

2 

· 

°С). 

3.5  Оценка температуры внутренней поверхности кирпичных стен  

в местах расположения теплопроводных включений 

Достаточно часто в эксплуатируемых кирпичных стенах встречаются включения из материалов с 

большей теплопроводностью, чем материал кладки. Из-за повышенной теплопроводности включений 

температуры внутренней поверхности на этих участках стен оказываются ниже, чем на остальной их 

глади. Такое понижение температуры (при определенных условиях) может приводить к образованию 

конденсата  на  поверхностях.  Выпадение  конденсата  на  участках  с  теплопроводными  включениями 

наблюдается при понижениях температур наружного или внутреннего воздуха или при повышениях 

влажности воздуха помещения. 

t

int 

t

int 

Теплопроводные включения могут быть выполнены из металлических или железобетонных эле-

ментов  и  имеют  разные  конструктивные  решения.  Основные  схемы  теплопроводных  включений 

приведены на рис. 3.12. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для  оценки  возможности  выпадения  конденсата  в  местах  теплопроводных  включений  и  разра-

ботки мер по его исключению необходимо определять температуру поверхностей на этих участках. 

λ

т 

λ

 

t

ext 

t

int 

τ

si 

λ

т 

λ

 

I

 

III

 

λ

 

λ

 

λ

т 

λ

т 

IIа

 

IV

 

λ

т 

λ

т

λ

 

λ

 

c

1

≥1см 

Диаметр стержня

 

IIб

 

V

 

phq. 3.12   quel` Šeoknopnbndm{u 

t

ext 

t

ext 

τ′

si 

t

int

τ

si 

τ′

si 

t

ext 

t

int

τ

si 

τ′

si 

t

int 

τ

si 

τ′

si 

t

int 

τ

si 

τ′

si 

t

int

τ

si 

τ′

si 

t

ext 

t

ext 

a/2

 

δ

в 

a/2

 

δ

н 

Температуру внутренней поверхности в местах размещения теплопроводных включений, схемы 

которых приведены на рис. 3.12, можно определить по формулам СП 23-101–2004 [22]: 

– для неметаллических теплопроводных включений (железобетонных  колонн, плит, балок, поя-

сов, армошвов и др.) 

 































−

η

+

α

−

−

=

τ′

1

1

)

(

'

0

coп

0

coп

0

int

int

R

R

R

t

t

n

t

i

ext

si

;             (3.39) 

 

– для металлических теплопроводных включений (металлических колонн, элементов связей, ба-

лок и др.) 

 

)

1

(

)

(

coп

0

coп

0

int

int

i

i

ext

si

R

R

t

t

n

t

α

ξ

+

⋅

α

−

−

=

τ′

,                  (3.40) 

 

где, 

0

R′

, 

coп

0

R

 – сопротивления теплопередаче по сечению ограждающей конструкции, м

2 

⋅°C/Вт, соот-

ветственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест, определяемые по формуле (3.20); 

η, ξ – коэффициенты, принимаемые согласно СНиП II-3–79

*

 [20] по табл. 3.6 и 3.7; n, t

int

, t

ext

, 

α

i

 – то 

же, что и в формуле (3.36). 

Чаще всего в конструкциях кирпичных стен встречаются включения, соответствующие III и IV 

схемам рис. 3.12. В эксплуатируемых кирпичных зданиях к таким включениям относятся устраивае-

мые при реконструкции и ремонтах железобетонные пояса усиления. К схеме I в кирпичных зданиях 

относятся участки с армированными швами, устраиваемыми во время нового строительства или при 

последующей надстройке здания. Схема II встречается в кирпичных стенах с термовкладышами и за-

сыпками (см. главу 1). 

Анализ формулы (3.39) показывает, что величина температуры 

si

τ′

 зависит от размеров и места 

расположения включения. Например, расположение железобетонного пояса с наружной стороны стены 

t

int 

t

int 

t

int 

t

int