И. И. ШТЕЙН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И СТРОИТЕЛЬСТВО
КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ
КРЫШ
И. И. ШТЕЙН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И СТРОИТЕЛЬСТВО
КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ
КРЫШ
ББК 38.44
III 88

УДК 692.415.5

Рецензент: канд. техн, наук А. И. Костриц (ЛНИИ АКХ им. К. Д. Пам-
филова)

Штейн И. И.

Ш88 Проектирование и строительство крупнопанельных
крыш. ЛлСтройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987.— 175 с., ил.

Приведены данные о проектировании и строительстве крыш, полученные
в результате обобщения обширного исследовательского материала, а также
опыта проектирования и строительства в Эстонской ССР крупнопанельных чер-
дачных и совмещенных крыш. Особое внимание уделено уточнению степени
влияния комплекса физико-климатических факторов на крыши: радиационного
нагрева, ветрового и температурного нагрева, увлажнения в ходе строитель-
ства и эксплуатации. На основе технико-экономического анализа предложены
оптимальные конструкции крыш. Рассмотрена важная роль осушающей венти-
ляции крыш, ее расчет и способы осуществления. Рекомендуются методы
расчета температурно-влажностного режима чердачных и совмещенных крыш
с использованием ЭВМ. Показана техническая и экономическая эффективность
рекомендуемых мероприятий.

Книга предназначена для инженерно-технических работников проектных и
строительных организаций; она может быть полезна также эксплуатацион-
никам.

3202000000-063	..

Ш	047(01)—87	16 87

ББК 38.44
ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия в городах возводятся в основном крупнопанель-
ные здания, в том числе и крыши. Из-за относительной новизны конструкций
крупнопанельных крыш, быстрых темпов их внедрения и отсутствия доста-
точного опыта их эксплуатации качество их не всегда удовлетворяет предъ-
являемым к ним требованиям. Особенно это характерно для совмещенных
крыш и утепленных покрытий, которые весьма сложны, так как они, являясь
несущей конструкцией, одновременно выполняют теплоизоляционные и гидро-
изоляционные функции.

В связи с преимущественным применением железобетонных конструкций
крыш (вместо традиционных деревянных) возникло много серьезных вопросов
и проблем, связанных с их проектированием и строительством. Быстрейшее
решение всех этих вопросов и проблем будет способствовать ускорению в
строительстве, предусмотренному решениями XXVII съезда КПСС.

Трудами выдающихся отечественных ученых В. Н. Богословского,
О. Е. Власова, Г. Ф. Кузнецова, А. В. Лыкова, А. И. Фоломина, Э. X. Одель-
ского, М. С. Туполева, В. Ф. Ушкова, К. Ф. Фокина, Э. И. Реттера и других
заложены основы отечественной строительной физики и изучены актуальные
вопросы, связанные с расчетом и проектированием традиционных конструкций
крыш и сложных физических процессов, происходящих в них.

Интенсивное внедрение новых конструкций крыш потребовало дальнейших
исследований; весомый вклад в их развитие внесли работы А. Н. Мазалова,
М. И. Поваляева, М. Г. Иванова, Е. И. Кричевской, Н. Н. Щербака,
Я. Э. Одельского и других, а также зарубежных ученых В. Плонского,
К. Зайферта, Ю. Хольмгрена, И. Хёглунда, Б. Восса.

Однако до настоящего времени многие вопросы еще недостаточно изуче-
ны, а некоторые так и остались без внимания; не разработаны СНиП на
проектирование и строительство крупнопанельных крыш, в том числе для
устойчиво влажных климатических условий, характерных для Северо-Запад-
ного региона Советского Союза, где материалы и конструкции находятся в
очень сложных условиях эксплуатации.

В связи с неблагоприятными климатическими особенностями упомянутого
региона: частые осадки (до 180 дней в году), а также частые переходы тем-
пературы в зимний период через нуль, ветры, приносящие в прибрежные
районы влажный морской воздух, и другие воздействия — весьма актуальной
стала проблема повышения качества и достижения наибольшей долговечности
крупнопанельных чердачных и совмещенных крыш.

В таких климатических условиях наиболее важно обеспечить нормальный
температурно-влажностный режим крупнопанельных крыш и их долговеч-
ность. Рациональным путем поддержания требуемого температурно-влажност-
ного режима крыш является естественное высыхание материалов посредством
устройства системы осушающей вентиляции. Интенсивность высыхания мате-
риалов крыш при использовании данного способа зависит от их конструктив-
ного решения, влагообмена в них, влажности и упругости воздуха, темпера-
туры в прослойках (каналах) и во внешней среде, ориентации и расположе-
ния зданий и ряда других факторов.

Неопределенность в отношении методов расчета высыхания многослойных
крыш вентилируемого типа столь значительна, что в отечественной и зару-
бежной литературе даже последних лет отсутствуют всесторонние рекоменда-
ции. Одна из причин этого заключается в недостаточном учете физико-клима-
тических воздействий на ограждающие конструкции. Достаточно отметить,
что только в 1982 г. на II Международном симпозиуме по строительной кли-
матологии [1] рассматривались такие воздействия.

Выступая на упомянутом симпозиуме, проф. В. А. Дроздов сказал:
«В настоящее время в полносборном строительстве зданий наряду с достиг-
нутыми успехами имеются неудачи, приводящие к большим потерям тепла,
что является следствием малой изученности и недооценки теплофизических
явлений, происходящих в зданиях». А английские исследователи П. О. Салли-
вен и Р. Дин на том же симпозиуме отметили: «Подход к проектированию
с учетом климата до сих пор находится в зачаточном состоянии». В решении
симпозиума подчеркивается, что учет физико-климатических воздействий мо-
жет обеспечить заданные эксплуатационные показатели и долговечность зда-
ний, в том числе и крыш.

По мнению И. А. Кожинова, еще нет достаточно обоснованных теорети-
ческими расчетами рекомендаций относительно выбора параметров воздушной
прослойки, размеры которой могут существенно сказаться на количестве теп-
ла, поступающего от кровельной к потолочной части крыши.

Шведские ученые А. Эльмрот и И. Хёглунд пишут [48]: «Несмотря на то,
что крыша в большей степени, чем другие части конструкции здания, подвер-
жена влиянию климатических условий, она не оказалась предметом система-
тического изучения, как это было с наружными стенами» и далее: «Воздей-
ствие вентилируемого воздушного зазора на общую теплостойкость конструк-
ции полностью не выяснено».

В то же время четкое представление о температурном, влажностном,
ветровом режимах в вентиляционных прослойках (каналах) позволяет пра-
вильно оценить величину теплозащитных свойств крупнопанельных крыш,
интенсивность и продолжительность их высыхания.

Температура и влажность воздуха, солнечная радиация, осадки и пара-
метры ветра в совокупности создают физико-климатические воздействия на
крыши. Сложные физические процессы, происходящие в вентиляционных про-
слойках (каналах), обусловливаются многообразными изменяющимися во вре-
мени факторами, определяющими температурный режим в них, что затруд-
няет разработку метода его расчета. Так, предложенный А. М. Шкловером
метод справедлив для покрытий с невентилируемыми воздушными прослойка-
ми. В работах О. Е. Власова и К. Ф. Фокина [2] температура верхней и
нижней поверхностей прослойки вентилируемого типа и температура воздуха
в ней принимаются равными, не учитывается воздействие солнечной радиации
и пульсации ветра. Эти методы разработаны для стабильного 7 режима
эксплуатации покрытий, что в реальных условиях встречается крайне
редко.

В своей книге «Расчет воздухообмена в вентилируемых крышах» [19] за-
падногерманский исследователь К- Зайферт утверждает, что «воздухообмен в
вентилируемых крышах происходит только под действием гравитационных
сил», т. е. ветровое воздействие он вообще не учитывает.

В то же время расчеты М. Г. Иванова [27, 29] показали, что при пло-
ских и пологих крышах ветровой напор до 17 раз больше теплового (грави-
тационного), а при одновременном воздействии ветрового и теплового на-
поров роль последнего еще меньше.

В ряде работ методы расчета зачастую противоречивы, что не позволяет
их использовать на практике. Это объясняется тем, что ряд спорных вопросов
еще не выяснен, особенно касающихся влажностного режима, расчета, проек-
тирования и строительства крупнопанельных крыш.

В Научно-исследовательском институте строительства Госстроя Эстонской
ССР на протяжении ряда лет ведутся исследования воздействия физико-кли-
матических факторов на крупнопанельные крыши [3].

Целью данной работы является изложение и анализ результатов много-
летних исследований крупнопанельных крыш и рекомендаций по учету
физико-климатических воздействий на крыши при их проектировании, строи-
тельстве и эксплуатации в устойчиво влажных климатических условиях. Из
предложенных рекомендаций читатель определит наиболее целесообразные для
практической работы, чтобы приблизить проектные решения и осуществление
крупнопанельных крыш к действительным условиям работы конструкций.

Совместно с автором в разработке опытных крыш, их строительстве, про-
ведении натурных экспериментов и в обработке их результатов участвовали
и оказали неоценимую помощь его коллеги — инженеры Э. Г. Еремина,
Л. А. Соколова, А. В. Крупенский, Т. В. Бороздина, М. Эрсис.

Большую помощь в теоретических разработках и моделировании процес-
сов при определении коэффициентов местных сопротивлений в крышах и со-
противлений трению новых теплоизоляционных материалов оказал доктор
технических наук К. Ю. Лайгна.

На протяжении многих лет автору оказывали ценную помощь доктора
наук профессора А. И. Фоломин, М. С. Туполев, Э. Л. Дешко, В. Н. Кропо-
тов, Т. Г. Берлянд, Л. Р. Орленко и М. М. Борисенко, канд. техн, наук
Э. В. Йыгиоя. Всем перечисленным лицам автор выражает свою искреннюю
признательность.

Автор будет благодарен читателям, которые пришлют свои отзывы, кри-
тические замечания и пожелания по адресу: 191011, Ленинград, пл, Остров-
ского, 6, Ленинградское отделение Стройиздата,
Глава первая

КОНСТРУКЦИИ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ крыш

1.1. Виды крупнопанельных крыш

Крупнопанельные крыши по виду и своим функциональным
особенностям подразделяются:

по конструктивным признакам;

по условиям эксплуатации;

по используемым материалам;

по способу удаления осадков;

по уклонам скатов.

По конструктивным признакам крупнопанельные крыши де-
лятся на два вида: совмещенные (бесчердачные) и чердачные.

Совмещенные крыши бывают невентилируемыми и вентили-
руемыми с осушающими прослойками (каналами) или пазами,
сообщающимися с наружным воздухом. Принципиальные схемы
совмещенных крыш приведены на рис. 1.1.

В вентиляционных полостях воздухообмен происходит под
действием ветрового и теплового (гравитационного) напора. Воз-
духообмен влияет на тепло-влагопередачу и на влажностный
режим материалов конструкций крыш.

Чердачные крыши могут иметь три разновидности чердаков:
холодный, теплый и открытый (рис. 1.2).

Крыши с холодным чердаком стали возводиться в Москве и
Таллине начиная с середины пятидесятых годов (рис. 1.2,а).
В Таллине такие крыши возводились над многими жилыми и
общественными зданиями [3], и их многолетняя эксплуатация
оценивается весьма положительно. К ним же следует отнести
крыши с полупроходным чердаком.

В конструкции крыши с холодным чердаком воздух из вен-
тиляционных каналов непосредственно попадает в атмосферу.
Для этого каналы в пределах секций при помощи вентиляцион-
ных коробов объединяются в чердачном пространстве, чтобы
уменьшить количество пересечений крыши и рулонного ковра.

На чердаке путем естественной вентиляции поддерживается
температура, препятствующая выпадению конденсата и образо-
ванию инея на нижней поверхности кровельных панелей, а так-
же ограничивающая потери тепла из помещений нормативными
значениями.

Преимущества крыш с холодным чердаком следующие:

1)	количество пересечений рулонного ковра с выступающими
над крышей надстройками и деталями сведено к минимуму, чем
достигается большая надежность кровельной гидроизоляции и
упрощается ее устройство;
С прослойками

С каналами

Рис. 1.1. Конструктивные схемы
совмещенных крыш

/ — рулонный ковер; 2 — основание
под кровлю; 3 — воздушная прослойка;
4 — теплоизоляция; 5 — пароизоляция;
6 — многопустотные железобетонные па-
нели; 7 — плоская железобетонная па-
нель; 5 —волнистая асбофанера; 9 —
канал

2)	имеется возможность технического осмотра и обслужи-
вания крыши со стороны чердачного помещения, включая опре-
деление мест протечек кровли;

3)	благодаря теплоизоляции чердачного перекрытия только
ограниченное количество тепла попадает из жилых (и произ-
водственных) помещений в чердачное помещение, чем умень-
шается площадь теплоотдающих (охлаждаемых) поверхностей;

4)	возможность использования чердачного помещения для
бытовых нужд, что важно во влажном климате.

Перечисленные преимущества позволяют обеспечить ком-
фортность проживания людей в верхних этажах, так как в по-
Рис. 1.2. Конструктивные схемы чердачных крупнопанельных крыш
а — с холодным чердаком; б — с теплым чердаком; в — с открытым чердаком

мещениях поддерживается нормальный воздухообмен, что умень-
шает вероятность промерзания и протекания крыши.

В соответствии с данными А. Н. Мазалова [4] в схеме, полу-
чившей название «теплый чердак» (рис. 1.2,б), чердачное пе-
рекрытие нетеплоизолировано. Закрытый объем чердачного
помещения служит сборной вентиляционной камерой статиче-
ского давления, входящей в систему вытяжной вентиляции
жилого дома. Вентиляционный воздух, поступающий в теплый
чердак из помещений, удаляется в атмосферу через общую вы-
тяжную шахту — одну для каждой секции дома. Объем чердака
обогревается теплым вентиляционным воздухом из помещений.
Поэтому ограждающие конструкции теплого чердака должны
иметь повышенную теплозащиту и быть тщательно герметизи-
рованы.
Техническими преимуществами крыш с теплым чердаком, по
мнению А. Н. Мазалова, являются:

1)	повышение долговечности и надежности кровли в резуль-
тате устранения многочисленных отверстий и примыканий во-
круг вентиляционных блоков;

2)	возможность осмотра, технического обслуживания и ре-
монта крыш в условиях постоянных положительных температур;

3)	снижение общих потерь тепла здания благодаря сущест-
венному уменьшению потерь тепла чердачного перекрытия при
относительно высокой температуре (до 15 °C) воздуха на чердаке;

4)	улучшение комфортности проживания на верхних этажах
при нормальном воздухообмене, исключение протечек и про-
мерзаний;

5)	обеспечение нормальной вентиляции верхних этажей
вследствие увеличения напора в системе вентиляции при высо-
кой вытяжной шахте;

6)	упрощение конструкции крыш путем исключения венти-
ляционных блоков.

Согласно санитарно-гигиеническим требованиям в объем чер-
дака не выводятся вытяжные трубы канализации и мусоропро-
вода, каналы из помещений, из которых выделяются вредные
вещества, каналы из технического подполья при наличии газо-
провода, каналы из помещений, оборудованных вытяжной вен-
тиляцией с механическим побуждением. Вытяжные части кана-
лизационных стояков объединяются в пределах секции чердака
преимущественно чугунными трубами и выводятся одной трубой
через вытяжную шахту.

Вытяжная шахта для выхода воздуха из теплого чердака в
атмосферу устанавливается обычно в средней части секции при-
мерно на равных расстояниях от вентиляционных блоков. Вы-
сота шахты принимается не менее 4,5 м от чердачного перекры-
тия до верха для обеспечения нормируемой вытяжки из поме-
щений верхнего этажа.

Крыши с открытым чердаком применяются в Свердловске и
других городах. По данным В. В. Домнина и А. Г. Марченкова,
в конструкции такой крыши чердачное перекрытие теплоизоли-
ровано. Чердак значительно открыт, и наружный воздух через
отверстия размером 700 X 300 мм, расположенные по его пери-
метру с шагом 1 м, попадает в него. Воздух удаляется также
через вытяжные шахты — по одной на секцию (рис. 1.2,в).

Принцип работы открытого чердака сводится к тому, что в
зимних условиях масса холодного и относительно сухого наруж-
ного воздуха попадает в чердачное пространство и выносит
влагу из помещений.	. .

Основные преимущества открытых чердаков, по мнению упо-
мянутых авторов конструкции, сводятся к следующим:

1)	меньшее количество пересечений кровли с выступающими
элементами, что обеспечивает надежность крыши’
2)	поддержание нормального эксплуатационного режима в
жилых помещениях;

3)	относительная простота конструкции.

По условиям эксплуатации крупнопанельные крыши подраз-
деляются на эксплуатируемые, поверхность которых использу-
ется для устройства на них соляриев, кафе, садов и т. п., и нё-
эксплуатируемые, пребывание людей на которых связано только
с уходом за ними.

По используемым материалам крупнопанельные крыши де-
лятся на конструкции с несущей основой из железобетона, газо-
бетона, металла, дерева, асбоцемента:

Нами рассмотрены в основном крыши с несущими элемен-
тами из железобетона, в меньшей мере — из газобетона и дре-
весины и совсем не рассмотрены крыши на основе профилиро-
ванного металла из-за малого объема их применения и опыта
эксплуатации.

По материалам утеплителя крупнопанельные крыши подраз-
деляются на конструкции с теплоизоляцией из ячеистых бето-
нов, пенопластов, минераловатных плит и матов, продуктов пе-
реработки древесины, перлита, стекла и т. д.

По способу удаления осадков крыши бывают с внутренним
организованным водоотводом, с наружным неорганизованным
и наружным организованным.

В зависимости от уклона скатов крыши бывают плоские (до
2,5°), плоскоскатные (от 2,5 до 10°) и скатные (^ 10°).

1.2.	Материалы для крупнопанельных крыш

Не рассматривая общеизвестные материалы для несущих
конструкций крупнопанельных крыш (из железобетона, профи-
лированного металла и древесины), дадим обзор утеплителей и
кровельных материалов на примере выпускаемых в Эстон-
ской ССР.

Наряду с традиционными утеплителями, применяемыми уже
в течение нескольких десятилетий (газобетон, фибролит, мине-

Таблица 1,1		
Показатели	Маты (ГОСТ 5742- 76)	Полужесткне плиты (ГОСТ 8928-81)
Плотность, кг/м3		75	100
Коэффициент теплопроводности при температуре 25±5 °C, ккал/(м • ч • °C)	0,040	0,042
Предел прочности:  при сжатии (усадке) под удель- ной нагрузкой 0,02 кгс/см2, %, не более 			20
при разрыве, кгс/см2, не менее . .	0,08	——
Размеры плит и матов, см		100X50X6	100X50X7

IQ
раловатные материалы), в последние годы разработаны новые:
пенопласты (фенольный, пенополистирольный, пенополиуретано-
вый) и материалы на основе перлита (струнит, мешкоперлит,
битумоперлит), физико-механические и строительно-эксплуата-
ционные свойства которых приведены ниже.

Теплоизоляционный газобетон на сланцезольном вяжущем
(газокукермите) имеет следующие физико-механические пока-
затели (ГОСТ 5742—76):

Плотность плит в высушенном до постоянной массы
состоянии, кг/м3................................

Предел прочности при сжатии (кгс/см2) в высушенном
состоянии *.....................................

Коэффициент теплопроводности при температуре
25±5°С. ккал/(м • ч • °C):
в высушенном до постоянной массы состоянии, не более
при влажности 20 %, не более....................

»	»	25 %, не более..................•	.

Размеры плит, см................................

450

20

0,11

0,20

0,22

30X86, 2ХЮ

Газобетонные утепляющие плиты отличаются гигроскопич-
ностью и высоким водопоглощением. Технологическая влаж-
ность их обычно значительна, причем высыхают они медленно.
Поэтому для невентилируемых крыш они не рекомендуются.
В случае же применения их в невентилируемых крышах область
их использования должна быть ограничена относительной влаж-
ностью воздуха в помещениях 50 %, а для ускорения их высы-
хания пароизоляционный слой не следует укладывать. Для вен-
тилируемых совмещенных и чердачных крыш использование
этого утеплителя допустимо.

Физико-механические показатели минераловатных материа-
лов на фенольной связке приведены в табл. 1.1.

Минераловатные маты и плиты наиболее рациональны для
вентилируемых крыш, не пригруженных вышележащими слоя-
ми, так как под нагрузкой этот утеплитель сжимается на 20—
30 %. Водопоглощение минераловатных матов и плит составляет
около 1 % по массе, капиллярный подсос незначителен.

Минераловатные маты и плиты укладывают в конструкцию
плотно друг к другу и к ее стенкам. Для уменьшения местной
инфильтрации воздуха эти утеплители надо покрывать воздухо-
непроницаемым материалом.

Особенно целесообразны минераловатные утеплители для
теплоизоляции легких каркасных панелей покрытия с деревян-
ными несущими ребрами (см. § 8.11).

Физико-механические показатели пенопластов представлены
в табл. 1.2.

* Здесь и далее некоторые показатели приведены в физической системе
единиц, так как испытательные приборы имеют такую тарировку, а также для
облегчения расчетов и оценки результатов. В конце книги приведена таблица
перевода единиц из физической системы в систему СИ.
Таблица 1.2

Показатели	Фенолоформальдегидныс марок		Пенополи- стирол марки 30 (ГОСТ 15588-70)	Пенополиуретан марок	
	50	1	60  (ТУ 21 ЭССР 92—80)			40	1	50  (ТУ 21 ЭССР 109-80)	
Плотность, кг/м3, не более 	  Предел прочности при сжатии, кгс/см2, не менее Напряжение при 10%-й деформа- ции сжатия, кгс/см2, не менее Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, ккал/(м*ч-°С) . . Размеры плит, см	50  0,8  0,5  0,035 150X120X5	60  1,0  0,6  0,035 150X120X5	30  1,3  1,0  0,033  90X65X5	40  4,0  1,3  0,030 200X120X5	50  4,0  1,5  0,030 200X120X5

Фенольные пенопласты на спиртовой основе (фенопласты
ФСП), обладая хорошими теплозащитными качествами, имеют
существенный недостаток — высокую гигроскопичность. Влаж-
ность по массе в таких плитах достигала 2000 % и более в не-
благоприятных условиях строительства и эксплуатации. Вы-
сыхают эти плиты довольно медленно. Поэтому их надо тща-
тельно защищать от увлажнения на всех этапах строительства
и эксплуатации. Они не рекомендуются для невентилируемых
совмещенных крыш еще и потому, что при устройстве над ними
цементной стяжки в них попадает влага. В вентилируемых кры-
шах их применение не ограничивается.

Пенополистирол отличается низким водопоглощением и мас-
сой, а также высокими теплоизоляционными показателями, что
делает его эффективным для утепления крыш. Наклеивать его
надо только на горячих мастиках с температурой не выше
ПО °C. Нельзя для этой цели использовать дегтевые и холод-
ные битумные мастики, так как они разрушают пенополистирол.
По той же причине должен быть предотвращен контакт его с
маслянистыми веществами, парами бензина и ацетона. При на-
клеивании пенополистирола наносить горячую мастику надо
только на основание. На пенополистирол не должна воз-
действовать температура выше 70—80 °C, ибо это приводит к
его разрушению.

Недостатком пенополистирола является его горючесть. По-
этому разработаны марки самогасящегося пенополистирола, ко-
торый загорается только под воздействием открытого огня. Про-
тивопожарные нормы (ГОСТ 12.0.004—79) регламентируют
его защиту в конструкциях негорючими материалами, например
слоем цементного раствора или бетона толщиной не менее 2 см.
12
Пенополиуретан, обладающий хорошими теплозащитными
свойствами и малым водопоглощением, в то же время весьма
горюч. Высокая стоимость ограничивает область его примене-
ния. Попытки вводить в состав пенополиуретана негорючие и
недорогие заполнители (в виде вспученных стеклянных гранул)
ограничились выпуском опытных партий.

К эффективным утеплителям, которые пока нс выпускаются
в ЭССР, следует отнести пеностекло, отличающееся огнестой-
костью, высокой прочностью (£<•« — 10 -т- 20 кгс/см2), малым
водопоглощением при замкнутой пористости, относительно хо-
рошими теплозащитными показателями [Ар = 0,1 ккал/(м-ч-°С)]
при плотности около 300 кг/м3. Данный утеплитель наклеивают
на горячей битумной мастике.

Обязательным условием успешного применения тепло-
изоляционных материалов в устойчиво влажном климате явля-
ется надежная их защита от увлажнения осадками при хране-
нии и строительстве, а также быстрейшая их изоляция кровлей.

К кровельным материалам, выпускаемым ПО «Силикат»
МП СМ ЭССР, относятся:

наплавляемый рубероид марки РК-420-1,0 (ТУ 21-27-35—74);

фольгорубероид повышенной гибкости марки РАх-420;
фольгорубероид марки РА-420 (ТИ 21 ЭССР 69—75);

рубероид, покрытый стеклотканью, марки РС-420 (ТУ 21
ЭССР 48—75);

кровельный гидробутил марки К-7 (ТУ 21-27-96—82);

кровельный армированный гидробутил марки АК-7
(ТУ 21-27-96—82).

Физико-механические показатели выпускаемых в ЭССР ру-
бероидов приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Показатели	РК-420-1,0	РК-420	РАх-420	РА-420	РС-420
Отношение массы пропиточ- ной смеси к массе абсо- лютно сухого картона, не менее 		1,25:1	1,25:1	1,30:1	1,25:1	1,25: 1
Количество покровной мас- сы, г/м2, не менее ....	1600	800	800	800	800
В том числе на нижней стороне, г/м2, не менее . .	1000	—		—	—
Разрывной груз при растя- жении полоски рубероида шириной 50 мм, кге, не ме- нее 		34	• 34	50	50	60
Общее количество раство- римого битума, г/м2, не менее 		1875  I	1075  i	1143	1100	1075
Кровельные гидробутилы имеют следующие
ческие показатели:

физико-механи-

К-7 АК-7

Прочность на растяжение, кгс/см2...................... 10	10

Относительное удлинение, %, не менее................. 300	300

Водопоглощение за 24 ч, %, не более.................. 0,2	0,2

Гибкость — при изгибании на стержне диаметром 10 мм

не должны образовываться трещины при температуре, °C —45	—50

Для наклеивания кровельных гидробутилов применяется бу-
тилкаучуковая мастика марки МБК (ТУ 21-27-90—80).

Физико-механические показатели материалов на основе пер-
лита, выпускаемых предприятиями Минстроя ЭССР, даны в
табл. 1.4.

Таблица 1.4

Показатели	Мешкоперлит подпрессованный марок		Битумоперлит марок	
	100	150	400	500
	(ТУ 69-	32—81)	(ОСТ 66	.15-84)
Плотность, кг/м3, не более	  Влажность вспученного перлитового песка, %, не более:  высшей категории		100	150	400	500
	0,7	0,7	—	—
первой	»		  Коэффициент теплопроводности при температуре 25±5°С:	1,5	1,5	—	—
Вт/(м • К)		0,058	0,069	0,110	0,134
ккал/(м • ч • °C)	  Водопоглощение за 24 ч, % (по	0,067	0,080	0,128	0,156
объему), не более	  Предел прочности при сжатии, кгс/см2,	—	—	5	5
не менее		—	—	2	3
Морозостойкость, циклов, не менее	—	—	25	25

Таблица 1.5

Показатели	Фибролит марок			
	300	|		400	
	Толщина		плит, мм	
	75	50	75	50
Плотность, кг/м3	  Предел прочности при изгибе, кгс/см2,	300	300	400	400
не менее		4	6	7	9
Влажность, %, не более	  Коэффициент теплопроводности, ккал/(м • ч • °C), не более		20	20	20	20
	0,090	0,090	0,105	0,105
Физико-механические показатели фибролитовых плит типа
ТЭП, выпускаемых предприятиями МПСМ ЭССР по ГОСТ
8928—81, представлены в табл. 1.5.

Глава вторая

ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИКО-КЛИМАТИЧЕСКИХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КРЫШИ

2.1.	Виды физико-климатических воздействий на крыши

Все в природе подчинено воздействию солнца: смена времен
года, смена дня и ночи, количественные изменения температуры
и влажности наружного воздуха, интенсивность солнечной ра-
диации, скорость и направление ветра и т. д. и т. п. Примени-
тельно к крышам эти многочисленные физико-механические фак-
торы по виду своего воздействия подразделяются на термиче-
ские, радиационные, ветровые и влажностные.

Таблица 2d

Виды климатических воздействий
и их источники

Механизм физического воздействия
на крыши

Термические

Температура наружного воздуха I Нагревание и охлаждение поверхности

Солнечная радиация

Эффективное излучение

Ветер

Атмосферное давление

Влажность воздуха
Осадки

Радиационные

Термические деформации (удлинение,
сжатие, перемещение)

Охлаждение поверхности

Ветровые

Инфильтрационное охлаждение (на-
гревание)

Интенсификация высыхания материа-
лов, особенно при осушающей венти-
ляции

Влажностные

Увлажнение или высыхание материа-
лов
Основные виды климатических воздействий, их источники и
механизм физического воздействия на крыши приведены в
табл. 2.1.

При термическом воздействии климата обязателен учет
наружной температуры и солнечной радиации.

При влажностном воздействии климата обязателен учет
влажности воздуха и материалов, количества и интенсивности
осадков, испаряемости влаги и т. п.

При ветровом воздействии климата обязателен учет ско-
рости и направления ветра в зависимости от рельефа местности,
расположения и высоты объекта, пульсационных характеристик
ветра и т. д.

В реальных условиях зачастую одновременно действуют все
перечисленные разновидности физико-климатических факторов.
Поскольку столь сложные их сочетания трудно вводить в ра-
счеты, в практических задачах принимаются упрощения.

Наиболее важные сочетания климатических воздействий сле-
дующие: температура — ветер; температура — влажность возду-
ха; температура — солнечная радиация; температура — осадки.

2.2.	Характеристика устойчиво влажного климата ЭССР

В соответствии со СНиП 2.01.01—82 «Строительная климато-
логия и геофизика» Эстонская ССР относится к климатической
зоне П-Б. Это значит, что климат Республики на севере мягкий
морской, с теплой зимой и прохладным летом. К югу он стано-
вится менее влажным и более теплым, со сравнительно более
жарким летом и холодной зимой. Так, средние температуры зи-
мой (в январе) в районе Таллина составляют —4,7 °C, летом
(в июле) +16,6°C. Годовой ход наружной температуры изме-
няется в районе Таллина от —5,5 до + 16,6 °C, в районе Тарту —
от —6,6 до +17,3 °C.

Количество среднесуточных переходов через ноль в течение
зимы достигает шестидесяти, причем обычно амплитуда колеба-
ний не превышает ±5 °C. Частое замерзание и оттаивание строи-
тельных материалов в увлажненном состоянии приводят к их
интенсивному разрушению.

Число дней с осадками в Республике велико и составляет,
по данным многолетних наблюдений, от 160 до 190 в году. В се-
верных ее районах ежегодно выпадает 600—700 мм осадков, из
них в виде дождя 400—500 мм. Дожди в Эстонии отличаются
значительной продолжительностью, зачастую при малой интен-
сивности. Чаще всего осадки в виде дождя выпадают при ветрах
западного и юго-западного направлений. Максимум осадков на
большей части территории приходится на август.

Наиболее часто наблюдаются дожди интенсивностью 0—
0,5 мм/мин, составляющие 90 % общего числа дождей и 84 %
всех осадков. Дожди со слоем осадков 10 мм и более составляют
10	% общего количества дождей и длятся от одного до десяти
часов.

Первые осадки в виде снега выпадают в начале ноября, од-
нако из-за частых оттепелей снег тает днем и замерзает ночью;
это вызывает льдообразование на крышах, снеговая нагрузка
становится выше нормативной (70—100 кгс/м2), что приводит
к авариям крыш. Толщина снега на крышах согласно замерам
составляет 0—24 см. Снег, как правило, скапливается у парапе-
тов, надстроек и деформационных швов, т. е. в тех местах, где
имеются препятствия сдуванию его ветром.

Средняя относительная влажность воздуха в Республике до-
стигает 82%. Годовой ход относительной влажности, например,
в районе Таллина изменяется от 86 в январе до 74 % в июле,
в районе Тарту — от 87 до 70 %; это обусловлено тем, что влаги
с поверхностей испаряется намного меньше, чем это требуется
для высыхания.

Годовой ход упругости водяного пара в районе Таллина из-
меняется от 14,9 летом до 3,8 Па зимой.

Интенсивность суммарной солнечной радиации на кровли за
день составляет в районе Тарту около 340 в январе и
4460 ккал/м2 в июле. Суммарная солнечная радиация летом в
районе Тарту равна 130 ккал/(м2-ч) в 6 ч утра и достигает
максимального значения 490 ккал/(м2-ч) в 12 ч.

Средняя скорость ветра в районе Таллина снижается от
7,7 м/с в январе до 4,9 м/с в июле. В районе Тарту эти вели-
чины соответственно равны 6,6 и 4,6 м/с. Средняя скорость ветра
в прибрежных районах Эстонии в 1,5 раза выше, чем в матери-
ковых. Здесь скорость ветра более 5 м/с составляет около 45 %,
а в материковых районах, удаленных от побережья,— 12—14 %.
Средняя скорость ветра более 7,5 м/с имеет повторяемость
на побережье Республики 16—24 %, а в глубине материка
около 3 %.

Все эти данные приведены для высоты 10 м, что соответ-
ствует высоте трехэтажного здания. Следует учитывать, что при
увеличении этажности зданий с 5 до 16 этажей скорость ветра
на крышах в условиях Таллина возрастает с 8,1 до 12,4 м/с,
т. е. почти в 1,5 раза.

Наиболее часты ветры скоростью 1—10 м/с (> 90 % от всех
наблюдаемых скоростей [14]); при этом давление на крыши
достигает 15 мм вод. ст. (147 Па).

При ветре создается ветровое давление, мешающее прове-
дению кровельных работ и способствующее увлажнению кар-
низа и стен зданий.

Для Эстонии характерна почти круглая роза ветров. При
более низких температурах зимой скорость ветра, как правило,
минимальна и наоборот.

Учитывая в общем неблагоприятные климатические условня-
Республики для устройства крыш (табл. 2.2), необходимо все-
Показатели	Месяцы												Год
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	
Средняя продолжительность осадков	157	128	80	79	57	50	58	63	77	89	122	157	1117
в течение месяца, ч	  Число дней с осадками в течение месяца		17,1	13,8	11,6	11,1	10,3	11,5	13,6	14,0	15,1	15,4	16,8	17,7	168
Средняя продолжительность одного осадка по месяцам, ч	  Число дней с относительной влаж- ностью воздуха более 80 % в 13 ч	6,5	9,7	6,9	7,1	5,5	4,3	4,3	4,5	5,1	5,8	7,3	8,9	6,6
	22,8	16,8	10,2	9,6	7,4	8,2	8,7	11,0	10,5	13,9	21,7	24,4	165,1

Таблица 2.3

Город	Число дней с осад- ками >0,1 мм в год	Количе- ство осадков, мм в год	Температура, °C		Интенсивность суммарной радиации, ккал/(м2«ч)		Относительная влажность воздуха, %		Средние скорости ветра, м/с	
			самого холодного месяца	самого жаркого месяца	самого жаркого месяца	самого холодного месяца	самого холодного месяца	самого жаркого месяца	самого холодного месяца	сам ого жаркого м есяца
Ленинград . . .	199	565	-7,9	17,8	189	3	82	48	4,2	0,0
Архангельск . . .	213	494	— 12,5	15,6	188	1	87	60	5,9	4,0
Петрозаводск . .	178	465	-9,8	16,6	197	3	84	60	5,9	3,2
Рига		189	634	-5,0	17,1	204	8	84	61	4,5	0,0
Минск 		204	650	-6,9	17,8	211	13	85	61	5,4	3,8
Москва		184	587	—9,4	19,3	197	14	84	60	4,9	3,4
Таллин 		173	687	—5,5	16,6	203	7	83	68	7,7	4,9
Пярну 		168	683	-5,8	17,4	206	8	84	67	8,6	2,5
Тарту		196	694	—6,6	17,3	206	8	81	58	6,6	4,6
Нарва 		189	721	-7,4	17,4	203	7	85	70	5,9	4,8
мерно стремиться к минимально возможной продолжительности
их возведения на строительных площадках, что предопределяет
высокую заводскую готовность их конструкций.

Следует отметить, что результаты данной работы могут быть
использованы и в других регионах Советского Союза, так как
неблагоприятные климатические воздействия не являются
исключительными для ЭССР, что видно из табл. 2.3, в которой
сравниваются климатические факторы различных городов стра-
ны. Из таблицы видно, что если в Эстонии среднее количество
дней с осадками составляет примерно 182 в году, то в таких
городах, как Архангельск, Ленинград, Рига, это число больше.
Среднегодовое количество осадков в Республике достигает
700 мм. Для Риги, Минска и других городов характерно при-
мерно такое же количество осадков в году. Средняя относитель-
ная влажность воздуха в наиболее холодном месяце в ЭССР со-
ставляет 83%, а во всех перечисленных в таблице городах,
включая Ленинград и приморские города Дальнего Востока,
она превышает 84%. В наиболее теплом месяце средняя по
Республике величина 66%, а в Мурманске и городах Дальнего
Востока она равна или больше указанной.

Приведенное сопоставление, конечно, не может всесторонне
и точно охарактеризовать все особенности климатических воз-
действий, однако оно показывает, что сделанные выводы и пред-
ложенные рекомендации могут быть использованы и в других
районах страны, климатические условия которых близки к усло-
виям Эстонии.

Глава третья

ДЕФЕКТЫ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ КРЫШ
ИЗ-ЗА НЕУЧЕТА ФИЗИКО-КЛИМАТИЧЕСКИХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ И ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Дефекты крупнопанельных крыш из-за неучета физико-кли-
матических воздействий возникают на стадиях их проектирова-
ния, строительства и эксплуатации.

Основные характерные дефекты крупнопанельных крыш,
причины их возникновения, мероприятия по предупреждению и
способы их ликвидации представлены в табл. 3.1, 3.2 и 3.3.
Все эти дефекты можно сгруппировать по шести основным
видам:

1)	протечки крыш и промерзание потолков (пн. 1, 3 и 12
табл. 3.1; пп. 1, 8 и 13 табл. 3.2);

2)	разрушение или нарушение рулонного ковра (пп. 13—16
табл. 3.1; пп. 3—7, 9—14, 16, 19 и 20 табл. 3.2; п. 2 табл. 3.3);
3)	плохая работа системы водоотвода (пп. 4, 5 и 7—11
табл. 3.1; пп. 15, 17 и 18 табл. 3.2; п. 1 табл. 3.3);

4)	разрушение крыш и стен из-за температурных и усадоч-
ных деформаций (п. 6 табл. 3.1);

5)	нарушение швов и стыков сопряжения (п. 2 табл. 3.2);

6)	недостаточное действие системы вентиляции (п. 2
табл. 3.1).

Рекомендации по рациональному устройству крупнопанель-
ных крыш содержатся в нескольких публикациях [3, 5, 6, 7, 8,
10, 11], а потому нами подробно не рассматриваются. Если ме-
роприятия по предупреждению и способы ликвидации дефектов
крыш в упомянутых таблицах не указаны, то они приводятся
в восьмой главе.

3.1.	Дефекты на стадии проектирования

Дефекты на стадии проектирования возникают из-за неучета
или неправильного учета физико-климатических воздействий на
крыши, в основном из-за отсутствия специальных знаний у про-
ектировщиков.

Виды дефектов, причины их появления на стадии проектиро-
вания, мероприятия по их предупреждению и способы ликвида-
ции приведены в табл. 3.1.

3.2.	Дефекты на стадии строительства

Дефекты на стадии строительства возникают в основном
из-за нарушения технологии работ, ведения их при неблагопри-
ятных погодных условиях, из-за изменения последовательности и
сроков их выполнения, из-за неудовлетворительного качества
примененных материалов и нередко из-за низкой квалификации
рабочих.

Виды дефектов, возникающих на стадии строительства, при-
чины их появления, мероприятия по их предупреждению и спо-
собы ликвидации приведены в табл. 3.2.

3.3.	Дефекты на стадии эксплуатации

Дефекты в крышах и кровлях, возникающие на стадии экс-
плуатации, образуются в основном из-за нарушения правил их
содержания и ремонта, плохого качества примененных материа-
лов и низкой квалификации рабочих-ремонтников.

Виды дефектов на стадии эксплуатации, причины их появле-
ния, мероприятия по их предупреждению и способы ликвидации
приведены в табл. 3.3.
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
1	Образование на нижних поверхностях крупных кровельных панелей инея или кон- денсата	Отсутствует или не- достаточна вентиляция чердачного простран- ства, вентиляционных прослоек крыш или от- сутствует пароизоля- ция	Вентиляция должна устраиваться в соответ- ствии с рекомендациями [3] или § 5.3 и 5.6 и гл. 8
2	Опрокидывание тя- ги в верхние этажи и попадание в них от- работанного воздуха из расположенных ни- же этажей	Недоучет ветрового воздействия, особенно при теплых чердаках или недостаточная вы- сота вентиляционных шахт	Проектирование в со- ответствии с [4] или ре- комендациями § 7.1 и 8.2
3	Образование влаж- ных пятен на потол- ках верхних этажей, переохлаждение по- верхности потолков	1.	Задувание снега в чердачное простран- ство, прослойки (кана- лы) совмещенных крыш и последующее его тая- ние  2.	Проектирование и строительство невенти- лируемых совмещенных крыш тогда, когда должны устраиваться вентилируемые  3.	Переувлажнение утеплителя в ходе строительства и экс- плуатации, потеря им теплозащитных качеств  4.	Неправильное про- ектирование системы осушающей вентиля- ции	совмещенных  крыш, в том числе рас- положение вентиляци- онных каналов в ниж- ней зоне утеплителей  5.	Повышенный воз- духообмен на черда- ках, в прослойках (ка- налах) , приводящий к дополнительным поте- рям тепла  6.	Пониженный воз- духообмен в конструк- ции, приводящий к не- достаточно интенсивно- му высыханию мате- риалов и их промерза- нию	Оборудовать приточ- ные отверстия жалю- зийными решетками; их расположение должно исключать попадание в них осадков [3]  Рекомендации гл. 5 и 8, а также [3]  Предохранять утепли- тели в ходе хранения, транспортировки и стро- ительства от увлажне- ния  Реконструкция систе- мы вентиляции для обеспечения требуемого воздухообмена и пред- отвращения выпадения инея в прослойках (ка- налах) . Рекомендации § 5.4, 5.6, 7.1—7.5 и 8.2  Рекомендации $ 4 4 5.4, 8.1 и 8.2	’ ’
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
4	Прекращение функ-	7. Инфильтрация (местная) холодного воздуха к верхней по- верхности потолочной панели и последующая его конденсация при использовании пористо- го утеплителя  Желоба и водосточ-	Покрывать сверху по- ристые утеплители воз- духонепроницаемым ма- териалом, а при его от- сутствии толщину слоя теплоизоляции увеличи- вать на 20—30 %  Водосточные воронки
5	ционирования вну- треннего водоотвода из-за	скапливания  снега у парапетных стен  Застой воды на	ные воронки располо- жены очень близко от наружных стен, вслед- ствие чего трубы вну- треннего водоотвода не прогреваются, снег у водосточных воронок не подтаивает  1. Водосточные ворон-	и водоотводящие трубы располагать на расстоя- нии не менее 50 см от парапетных стен и на- ружных стен в помеще- ниях. Водосточные во- ронки и трубы утеплить, особенно если они про- ходят через холодный чердак и помещение  1. Расстояние между
6	крышах  Образование тре-	ки запроектированы на значительных расстоя- ниях друг от друга. Малые уклоны желобов  2. Водосточные во- ронки установлены вы- ше поверхности кров- .ли, сечение труб зани- жено  Недоучет темпера-	водосточными воронка- ми — не более 24 м, ук- лон к ним — не менее 1-2 %  2. Водосточные ворон- ки углубить в теплоизо- ляционный слой или не- сущее основание крыши для обеспечения водо- слива  Расстояние	между
7	щин в парапетных стенах, на карнизах крыш, растрескивание стен, особенно кирпич- ных, по углам зданий  Обледенение карни	турных воздействий, приводящий к полному отсутствию или недо- статочному количеству температурно-усадоч- ных швов на крыше, к значительному расстоя- нию между ними. Нет прокладок скольжения между крышей и сте- нами  Неправильно запро-	температурно-усадочны- ми швами — не более 12 м. Швы шириной 2 мм при расстоянии между ними 2—3 м и 3—4 мм при расстоянии 4 м. Прокладки сколь- жения между опорой и панелями крыши из двух слоев склеенного рубероида  Рекомендации гл. 4 и 8, а также [3, 5, 111  Вынос карниза с во-
	зов, образование на них сосулек, подтеков на фасадах	ектирована система ор- ганизованного наруж- ного водоотвода: вы- нос водосборных лот- ков на значительном расстоянии от здания. Подтаивание снега на крыше и последующее замерзание воды на хо- лодном карнизе	досборным лотком не больше 15—20 см
Kg п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
8	Замерзание воды в водосборных лотках и воронках. Прекраще- ние функционирова- ния системы внутрен- него водоотвода	Недостаточный учет особенностей систем внутреннего водоотвода	Водосборные лотки должны иметь корыто- образный профиль с ма- лыми уклонами боковых поверхностей. Темпера- тура поверхностей во- досборных лотков и приемных	воронок  должна быть положи- тельной
9	Застой и замерза- ние воды у парапетов, ограждений кровли, архитектурных дета- лей, выходящих на крыши с наружным водоотводом	Неучет климатических условий, излишнее ко- личество на кровлях архитектурных деталей, парапетов, вертикаль- ных элементов, препят- ствующих стеканию	Реконструкция кры- ши, установка дополни- тельных воронок
10	Увлажнение карни- зов и стен, порча фа- садов	воды  Неучет климатиче- ских воздействий, не- достаточная высота подъема рулонных ма- териалов в местах при- мыкания кровли к вер- тикальным поверхно- стям (парапеты, трубы, лазы и т. д.), а также неправильно запроекти- рованные покрытия па- рапетов и карнизов, от- сутствие герметизации и температурных швов между элементами, от- сутствие на них слез- ников, недостаточный вынос карниза при не- организованном водо- отводе	Высота подъема ков- ра — не менее 250 мм [6]. Швы между пара- петными панелями дол- жны быть тщательно герметизированы
11	Массовое образова- ние сосулек зимой на карнизах крыш с на- ружным водоотводом	Недоучет климатиче- ских воздействий, недо- статочное утепление крыш, отсутствие вен- тиляционных прослоек (каналов), неорганизо- ванный водосток	Дополнительная теп- лоизоляция, реконструк- ция крыши по [7, § 5.4]
12	Увлажнение утепли- теля и появление кон- денсата на потолках, особенно в помещени- ях с повышенной влажностью	В проекте заложено пониженное теплосо- противление утеплите- ля, отсутствует паро- изоляция и вентиляция крыши, где они требу- ются, количество слоев кровли меньше норма- тивного, высота подъ- ема ковра недостаточна	Дополнительная теп- лоизоляция, устройство вентиляционных кана- лов. Наклеивание до- полнительных	слоев  кровли, реконструкция узла примыкания
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
13	Осадка рулонного ковра	Проектом предусмо- трена нежесткая тепло- изоляция; неравномер- ная осадка строитель- ных конструкций вслед- ствие высыхания и усадки материала	Замена утеплителя
14	Рулонный ковер бы- стро выходит из строя. Через 1—2 го- да образуются про- течки	1.	Проектом не пре- дусмотрена	защита  кровли от солнечной радиации и других ат- мосферных воздействий  2.	Ошибочно преду- смотрено применение кровельных материалов низкого качества; не- достаточная толщина битума в наплавляе- мом рубероиде	Устройство окрасоч- ной или гравийной за- щиты
15	Недостаточная дол- говечность и надеж- ность эксплуатируе- мых крыш	1.	В проекте преду- смотрены для основно- го рулонного ковра не- гнилостойкие материа- лы  2.	Занижено количе- ство слоев кровли  3.	Малые уклоны кровли  4.	Использование в дренирующем слое ма- териалов с низким ко- эффициентом фильтра- ции  5.	Применение за- щитных плит из недол- говечных материалов (например, доломито- вых)  6.	Неправильно спро- ектированы примыкания	Реконструкция в соот- ветствии с [6], § 5.27, 5,29, 5.30 и 5,31
16	Ускоренное разру- шение рулонного ков- ра из-за значительных наледей	Неудачное проектное решение, способствую- щее образованию сне- говых заносов на кры- ше. Повышенная теп- лопроводность утепли- теля	Реконструкция крыши
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
1	Увлажнение утепли- теля, переохлаждение поверхности потолков, конденсация влаги	1.	Неправильное хране- ние утеплителя, без защи- ты от осадков  2.	Утеплитель уложен при осадках или не был защищен от них в ходе строительства либо в даль- нейшем. Швы между ком- плексными панелями не проклеены после монтажа  3.	Система осушающей вентиляции выполнена не- удовлетворительно: кана- лы не утеплены, в них от- сутствует пароизоляция, каналы, приточные и вы- тяжные отверстия засоре- ны строительным мусором  4.	Не уложен воздухо- непроницаемый слой по пористым утеплителям, что приводит к внутренней ин- фильтрации холодного воз- духа к потолочной части крыши	Реконструкция в соответствии с [3, 7]
2	Инфильтрация хо- лодного воздуха че- рез стыки или в райо- не их расположения	Некачественная гермети- зация стыков, вследствие чего при ветре происходит значительная Инфильтра- ция	Реконструкция в соответствии с реко- мендациями гл. 4, 5, 8 и [5]
3	Трещины в рулон- ном ковре	1.	Наклеивание ковра без предварительной рас- катки рулонного материа- ла и выдерживания в хо- лодное время в теплом по- мещении  2.	Переохлаждение ма- териала во время его до- ставки на крышу и на- клеивания	Выполнение требо- ваний СНиП Ш-20— 74 *, ремонт или ре- конструкция
4	Ускоренный выход рулонного ковра из строя	Отсутствует защита ков- ра от солнечной радиации, применение некачествен- ных мастик при наклеи- вании кровельных мате- риалов  1. Мастика не соответ- ствует заданной тепло- стойкости. При наклеива- нии ковра нижележащие поверхности не очищались от пыли и мусора	Ремонт и нанесе- ние защитного слоя в соответствии с [7], § 5.6.8, 5.5.2, 5.6.3, 5.6.9 и др.
5	Расслоение рулон- ного ковра, раскры- тие швов		Ремонт в соответ- ствии с [7], § 5.3.11, 5.3.12 и др.
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
		2. Низкая температура мастики при наклеивании слоев. Пропуски при на- несении мастики. Недоста- точная прикатка. Увлаж- нение рубероида и осно- вания при наклеивании. При наплавляемом рубе- роиде — его пережог или неправильная дозировка растворителя, непроклейка мест сопряжения ковра с вертикальной поверхно- стью	
6	Отслоение рулонно- го ковра от основания	1.	Недостаточная про- сушка и очистка основа- ния от пыли и грязи  2.	Некачественная грун- товка основания. Неров- ная с бугорками поверх- ность основания. Низкая прочность основания (стяж- ки по утеплителю). Ис- пользование остывших ма- стик	Ремонт в соответ- ствии с [7], § 5.2.17 и др.
7	Вздутия на рулон- ном ковре	Использован переувлаж- ненный утеплитель. От- сутствуют пароизоляция и вентиляция крыши. Не выдавлен воздух при на- клеивании путем прикат- ки. Наклеивание ковра при осадках или на влаж- ное основание. Поврежде- на пароизоляция	Просушка утепли- теля путем вскрытия крыши, реконструк- ция в соответствии с [7], § 5.2.17 и др.
8	Переохлаждение по- верхности потолков верхнего этажа, обра- зование конденсата	Переувлажнение утеп- лителя в ходе строитель- ства или вследствие про- течек. Недостаточная тол- щина утеплителя или его замена менее эффектив- ным. Плохое выполнение работ. Отсутствует тепло- изоляция	Устройство систе- мы осушающей вен- тиляции
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
9	Сползание полот- нищ рубероида, выте- кание битумной ма- стики	Применение мастики по- ниженной теплостойкости. Завышенная толщина ма- стики при наклеивании ковра. Нарушение соотно- шения компонентов ма- стики	Толщина слоя ма- стики: горячей — не более 1—2 мм, хо- лодной — не более 1 мм. Теплостой- кость мастики — по СНиП 11-26-76
10	Просадка рулонно- го ковра	Использование рыхлого утеплителя и его недоста- точное уплотнение в ходе строительства. Неравно- мерная осадка утеплителя в процессе эксплуатации или строительства кон- струкций	Замена утеплителя или ремонт в соот- ветствии с [7], § 5.2.5 и др.
11	Механические по- вреждения рулонного ковра (задиры, вы- боины и т. д.)	Повреждение рулонного ковра в ходе строитель- ства (контейнерами, меха- низмами, транспортными средствами). Неправиль- ная установка рекламных щитов, телеантенн, обору- дования и т. д. Примене- ние для закциты ковра щебня вместо гравия	Реконструкция в соответствии с [7], § 5.2.15 и др.
12	Отслаивание и спол- зание полотнищ ру- лонного ковра в ме- стах	примыкания;  протечки кровли	Использование при на- клеивании ковра холод- ных или недостаточно теп- лостойких горячих мастик. Нанесение горячих мастик толстым слоем. Некаче- ственное крепление верх- ней кромки рулонного ковра в штрабе или ме- таллическими полосами и дюбелями. Защитная ок- раска не нанесена, раз- мягчение кровельной ма- стики вследствие радиаци- онного нагрева. Не уста- новлены защитные элемен- ты из оцинкованной ста- ли, не произведена или плохо выполнена гермети- зация между защитным элементом и вертикальной поверхностью	Ремонт в соответ- ствии с [7], § 5.3.11, 5.3.12 и др.
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
13	Разрывы и трещины рулонного ковра в ме- стах перехода с гори- зонтальной на верти- кальную поверхность	Не устроены переход- ные бортики (под углом 45°). Отсутствуют допол- нительные защитные слои рулонного ковра в местах перехода. Осадка строи- тельных конструкций и материалов	Реконструкция в соответствии с [7], § 5.3.5, 5.3.11, 5.3.12 и др.
14	Затекание воды под рулонный ковер в ме- стах примыканий к вертикальным поверх- ностям	Некачественно выполне- ны элементы из оцинко- ванной стали (нет соеди- нения в фальц карт, от- сутствие или неправиль- ное устройство слезника), недостаточная герметиза- ция верха элемента из оцинкованной стали. Не- достаточный подъем ру- лонного ковра на верти- кальную поверхность	Реконструкция в соответствии с [7], § 5.3.2, 5.3.11 и др.
15	Затекание воды на парапет и фасад зда- ния	Недостаточный относ слезника от вертикальной поверхности. Карты эле- ментов из оцинкованной стали покрытия парапета не соединены в лежачий фальц. Неправильная ус- тановка парапетных плит, отсутствие в них слезни- ков. Швы между плитами не герметизированы. Не- правильная герметизация плит и стального элемента со стеной или парапетом	Реконструкция в соответствии с [71, § 5.3.2, 5,3.8 и 5,3.11
16	Протечки в местах выхода вентиляцион- ных труб и антенн	1.	Несоответствие кон- струкции проекту (нет пе- реходной гильзы, защит- ного фартука или его пло- хая герметизация, не уло- жены дополнительные слои ковра в месте примыкания и т. д.)  2.	Плохое выполнение примыкания. Крепление растяжек антенн путем пробивки кровли, отсут- ствие бетонных элементов для крепления	Реконструкция в соответствии с [7], § 5.3.4 и 5.3.17  Реконструкция в соответствии с [7], § 5.3.4 и 5.3.17
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
17	Протечки воды в ендовах	Некачественное наклеи- вание ковра. Не соблюде- ны уклоны в ендовах. Не наклеены дополнительные слои в ендовах или они наклеены над основными слоями	Ремонт в соответ- ствии с [7], § 5.4.6, 5.4.7 и 5.4.1
18	Система внутренне- го водоотвода плохо принимает воду. За- стой воды на крыше, протечки	1.	Сопряжения рулонно- го ковра с воронкой вы- полнены с отступлением от проекта. Засорение при- емной решетки воронки трубопровода  2.	Оплывание мастики, уменьшение живого сече- ния решетки, отверстия воронки и трубопровода. Нет прижимного кольца и крепежных винтов  3.	Водосточные воронки установлены не по проек-' ту  4.	Прогиб (просадка) конструкций крыши в про- летах, вследствие чего во- ронки оказываются выше поверхности кровли  5.	Не соблюдены укло- ны кровли и нормируемые допуска поверхности стяж- ки	Реконструкция в соответствии с про- ектом. Очистка. Со- блюдение	правил  эксплуатации
19	Протечки в темпе- ратурных посадочных швах	Некачественное исполне- ние конструкций (отсут- ствие или неправильная установка компенсаторов; не проклеены примыкания; нет покрытия из оцинко- ванной стали)	Реконструкция в соответствии с [71, § 5.5.1 и 5.5.2
20	Разрушение верхне- го слоя рулонного ковра	Отсутствует защита ру- лонного ковра гравием или окраской. Использова- ние вместо гравия щебня или мелкого песка	Ремонт и нанесе- ние защитного слоя в соответствии с [71, § 5.6.2, 5.6.3, 5.6.6, 5.6.8, 6.6.9 и др.
№ п/п	Виды и характеристика дефектов	Причины возникновения	Мероприятия по преду- преждению и способы ликвидации
1	Застой воды на кровлях	Засорены водоприемные воронки и трубопроводы внутреннего водоотвода	Весной и осенью очищать крыши от мусора и пыли, на производственных зданиях 5—6 раз в год
2	Механические по- вреждения рулонного ковра	Очистка кровли от гря- зи и наледи острым ин- струментом (ломами, ме- таллическими лопатами и т. п.)	Очистка рулонного ковра деревянными лопатами
3	Увлажнение утепли- теля, переохлаждение поверхности потолков	1.	При капитальном ре- монте вентилируемая кры- ша реконструирована в невентилируемую, некаче- ственно произведен ре- монт  2.	Нарушение целостно- сти рулонного ковра при очистке его от снега и льда, при несоблюдении правил его эксплуатации или при длительном сроке службы	1.	Реконструкция по проекту  2.	Ремонт и экс- плуатация в соответ- ствии с [7]

Глава четвертая

УЧЕТ ФИЗИКО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
НА КРУПНОПАНЕЛЬНЫЕ КРЫШИ

4.1.	Состояние вопроса, цель и методы исследования

Тепловой режим крыш формируется при совместном воз-
действии физико-климатических факторов: температуры, ветра,
солнечной радиации, влажности воздуха и т. и. В условиях
нестационарного температурного режима все эти факторы отли-
чаются непостоянством, что чрезвычайно затрудняет их учет.
Однако большая часть изменяющихся внешних и внутренних
факторов подчиняется определенным закономерностям, установ-
ление которых представляется весьма актуальным. Как справед-
ливо считают Л. Е. Анапольская и Л. С. Гандин [12], «эмпири-
ческое определение многофакторных связей является чрезвы-
чайно трудной задачей. Это связано с тем, что при определении
влияния одного из многочисленных факторов другие надо
исключать или их величины должны быть примерно равными
во времени, что практически редко встречается, или выборка
для отбора необходимых факторов должна быть значительной».
Поэтому в литературе приводится крайне мало данных об учете
физико-климатических воздействий на крыши, особенно венти-
лируемого типа.

Цель настоящей главы заключается в оценке степени влия-
ния и учета физико-климатических воздействий на крупнопа-
нельные крыши при их проектировании и строительстве.

Под влиянием физико-климатических воздействий возникают
три вида распространения тепла через конструкции крыш: тепло-
проводностью, или кондукцией, конвекцией и излучением.

Теплопроводность — вид теплообмена, происходящий между
частицами материалов, находящимися в контакте друг с дру-
гом. Количество тепла, передаваемого через крыши теплопро-
водностью, определяется формулой

Q = — % grad t	(4.1)

Потери тепла в вентилируемых крышах с прослойками вы*
числяют для нижней (потолочной) их части:

Фнижн = ^нижн (/в - /пр) Рт.	(4.2)

Конвекция — вид теплообмена, происходящий вследствие пе-
реноса тепла потоками воздуха с определенным теплосодержа-
нием. Наиболее характерно конвекционное распространение
тепла в вентиляционных прослойках (каналах).

Количество тепла, передаваемого конвекцией, зависит от гра-
диента температур и коэффициента теплоотдачи конвекцией;
для прослойки крыш оно выражается формулой

QkOH = °К (/пов "" /пр) Р^1	(4.3)

где /пов — температура поверхности прослойки.

Излучение вид обмена тепла в прослойках (каналах)
крыш, происходящий между различно нагретыми поверхностя-
ми, ограждающими прослойку.

Количество тепла, передаваемого излучением в прослойках
плоских и пологих крыш, вычисляют по формуле

Ризл = 1/с, + 1/с2-1/с0 [(W ) ” (W) ] Fx- (44)

В вентилируемых прослойках (каналах) тепло передается
одновременно конвекцией и излучением, т. е.

Q = (Хпр (/пов — /пр) Ръ	(4.5)

где (Хпр = (Хк + ссл.
Рис. 4.1, 4.2. Комплекс измерительных приборов при испытаниях на опытном
объекте — Дворце пионеров в Таллине

1 — электронный самопишущий потенциометр типа КСП-4 к анеморумбографу типа
М63РП; 2 — измерительный блок к гигристорам, альбедометру и пиранометру; 3 — по-
тенциометр типа КСП-4 к гигристорам и к альбедометрам; 4 — измерительный блок
к анеморумбографу М63РП; 5 —• анеморумбограф типа М-12; 6 — преобразующий блок к
отметчику времени; 7 — отметчик времени типа Н-30, реконструированный для автома-
тической записи скорости ветра от чашечных и крыльчатых анемометров; 8 — измери-
тельный блок для измерения малых скоростей воздушных потоков в малогабаритных
каналах и прослойках типа ТАП-73; 9 — электронный самопишущий потенциометр типа
ЭПП-09 для замеров температуры с помощью термопар; 10 — то же, для замера ско-
ростей потоков ТАП-73

Для расчетов по приведенным формулам необходимо знать
значения /Пр, ^пр и апр. В справочной и нормативной литературе
эти данные не приводятся или же приводятся без достаточного
учета ряда факторов. Так, общераспространенная формула
В. Д. Мачинского для вычисления температуры воздуха в про-
слойках (см. ниже) не учитывает влияния солнечной радиации,
знакопеременного изменения направления ветра и т. д.

Поэтому ниже приведена методика и даны результаты опре-
деления температуры воздуха в вентиляционных прослойках
(/пр) и каналах, скорости воздушных потоков (Упр) и теплооб-
мена («пр) экспериментальным и расчетным способами, а так-
же рассмотрено их влияние на теплозащитные показате-
ли крыш; кроме того, даются некоторые рекомендации по
их учету.

Методика измерения температур предусматривала преобла-
дающее применение термопар и электронных самопишущих оте-
чественных потенциометров типов ЭПП-09-МЗ, КСП-4 и типа
KWT-06 (ГДР), а в начале замеров —микропотенциометра
ПП-1. Класс точности прибора КСП-4 равен 0,25; KWT-06 и
ЭПП-09 составляет 0,5—1; ПП-1 равен 0,1 (рис. 4.1 и 4.2). За-
меры температурных полей производились термощупом, разрабо*
тайным в НИИ строительства Госстроя ЭССР, и полупроводни-
ковым термометром ЭТП-2А Уральского ПромстройНИИ-
проекта.

Инструментальные измерения велись круглосуточно в тече-
ние трех-четырех недель, охватывающих периоды устойчивой
погоды, когда не происходили существенные понижения и повы-
шения температур. При этом измеряли температуру: наружного
и внутреннего воздуха, на поверхности потолка и кровли, в чер-
дачных помещениях, в вентиляционных прослойках (каналах)
по их длине, между слоями разнородных материалов, в углах
и т. п.

Методика измерения скорости воздушных потоков в прослой-
ках (каналах) крыш изложена в пятой главе, а влажности воз-
дух# — в § 4.7.

Инструментальные натурные измерения выполнялись на мно-
гочисленных опытных крышах в течение тридцати лет (1955—
1985 гг.). Подробное описание конструкций этих крыш и схем
вентиляции дано в [3]. Результаты измерений для установления
закономерных связей между изучаемыми физико-климатически-
ми воздействиями были аппроксимированы прямолинейными и
криволинейными функциями, надежность которых оценивали
среднеквадратичными отклонениями и максимальными значе-
ниями коэффициентов корреляции [13]. Статистико-математиче-
ская обработка результатов натурных измерений на опытных
крышах осуществлялась в основном на ЭВМ.

4.2.	Влияние холодного наружного воздуха и ветра
на потери тепла через крыши

В холодный период наружный воздух, попадая в вентиля-
ционные прослойки (каналы), охлаждает их, повышая тем са-
мым потери тепла через крыши.

По СНиП П-З—79*, для вентилируемых и невентилируемых
крыш в расчетную формулу (1) требуемого общего сопротивле-
ния теплопередаче не вводится поправочный коэффициент. Это
свидетельствует о том, что отсутствуют нормативные указания
о степени теплозащитных показателей совмещенных крыш при
наличии вентиляционных прослоек (каналов).

Степень влияния отрицательной температуры и ветра на по-
тери тепла через крыши с вентиляционными прослойками мо-
жет быть определена исходя из следующего: при подсчете потерь
тепла через покрытия с вентиляционной прослойкой в соответ-
ствии со СНиП П-З—79* учитывается только нижняя часть сов-
мещенной крыши от плоскости потолка до верха утеплителя в
прослойке:

Фиижн = Св ^пр)/^нпжн*	(4.6)
При вычислении по этой формуле температура в помещении
4 и /?иижн принимаются по СНиП П-З—79* и другим нормам.

Температура воздуха в прослойке может быть определена
экспериментальным путем или по формуле В. Д. Мачинского
[2]:

/пр=1Л + ['о(*в + М- Л]е Wc J/(Ab + Ah), (4.7)

А = Ав^в 4“ Ан/н.

Воздухообмен в прослойке (на 1 м ее ширины) может быть
определен по формуле, приведенной в [2]:

U^np — ЗбОО^прбпрУпр»

а в канале по выражению

М^кан = ЗбОО^кан/7 канУкан-

(4.8)

(4.9)

Рассмотрим теперь степень влияния на потери тепла через
крыши с вентиляционными прослойками следующих факторов:
общего сопротивления теплопередаче нижней части крыши
0?нижн)>

то же, верхней части крыши или экрана (Rверхи)J

высоты прослойки;

температуры наружного воздуха;

температуры внутреннего воздуха;

скорости воздушных потоков в прослойках, которая зависит
от скорости и направления ветра.

Наиболее трудоемко вычисление температуры воздуха в про-
слойках при изменении перечисленных выше факторов.

Для автоматизации вычисления температуры воздуха в про-
слойках по приведенным выше формулам для различных типов
крыш нами составлена программа для ЭВМ. В качестве исход-
ных были приняты следующие данные:

общее сопротивление теплопередаче через нижнюю часть
крыши /?нижн =1,43 м2 • ч • °С/ккал (1,66 м2 • °С/Вт);

высота прослойки 0,05; 0,10 и 0,15 м, что соответствует наи-
более распространенным на практике решениям;

температура наружного воздуха — в пределах ±27 °C, что
отвечает наиболее вероятному диапазону изменения температур
в теплый и холодный периоды на территории Прибалтийских
республик;

скорость воздушных потоков в вентиляционных прослойках —
от 0,1 до 1 м/с, с градацией через 0,1 м/с:

общее сопротивление теплопередаче верхней (кровельной)
части крыши /?верхн = 0.24 м' • ч • С/ккал, что соответствует трех-
слойной рубероидной кровле и основанию под нее в виде желе-
зобетонной плиты толщиной 3 см, а также сопротивлениям
теплоотдаче снизу и сверху кровельной части крыши;
плотность воздуха в зависимости от его температуры по вы-
веденному нами уравнению регрессии принята равной упр==
= 0,055/пр + 1,287.

По вычисленным с помощью ЭВМ значениям температур
воздуха в прослойке подсчитаны значения потерь тепла (рис. 4.3
и 4.4) через совмещенные крыши с вентиляционными прослой-
ками по (4.3) при различных отрицательных температурах, ско-
ростях воздушных потоков в прослойках и различной их высоте.

Из результатов вычислений видно влияние этих факторов
на потери тепла через вентилируемые крыши: температуры на-
ружного воздуха, высоты вентиляционной прослойки и скорости
движения в ней воздуха, причем два последних фактора харак-
теризуют воздухообмен. Высота прослойки, как явствует из
(4.5), связана с воздухообменом в ней прямой зависимостью.
Рассмотрим эту связь на примерах.

В соответствии с [14] средняя скорость ветра за три зимних
месяца (декабрь, январь, февраль) для района Таллина со-
ставляет 6 м/с. Исходя из этого и приняв по [15] среднюю тем-
пературу наружного воздуха за тот же период равной —4,3 °C
(7о = 0°С) и скорость движения воздуха в прослойке 0,5 м/с,
определим потери тепла. Так, для крыши с /?нижн =
= 1,43 м2-ч-°С/ккал при увеличении высоты,прослойки с 0,05
до 0,1 и 0,15 м величина Qhhwh изменится от 8 до 10 и
10,8 ккал/м2-ч), или на 2 и 0,8 ккал/(м2-ч).

'С

б) м/с
0,9

Рис. 4.3. Зависимость между темпера-
турой наружного воздуха, скоростью
воздушных потоков в прослойках и
величиной потерь тепла через крыши
а — при высоте прослойки 0,05 м; б — при
высоте прослойки 0.1 м

0-3-6-9 42-15-18-21-Vrfl

0,7

0,5

0,3

0,1

°пр tH

.25ккал/(мгч)

^Р’-о,ю

Рис. 4.4. Зависимость между темпера-
турой наружного воздуха, скоростью
воздушных потоков в прослойках и
величиной потерь тепла через крыши
при высоте прослойки 0,15 м
Еще более значительна разница в потерях тепла при расчет-
ных минимальных температурах наружного воздуха. Так, по
[15], средняя температура наружного воздуха наиболее холод-
ных суток в зимний период составляет для района Таллина
—25 °C. Температура воздуха в прослойке вблизи приточных
отверстий, по данным натурных измерений, составляет около
—15 °C. Повышение высоты прослойки с 0,05 до 0,1 и 0,15 м
при Ппр = 0,5 м/с увеличивает потери тепла для крыши с
/?нКЖН=1»43 от 14,8 до 18,5 и 20 ккал/(м2-ч), или на
5,2 ккал/(м2-ч), при общем повышении потерь тепла по сравне-
нию с tH = —4,3 °C почти в два раза.

Из приведенных данных следует, что при постоянной апр и
увеличении высоты прослойки (принимая пропорционально уве-
личенный воздухообмен) значительно возрастают тепловые по-
токи через совмещенные крыши. Это свидетельствует о целесо-
образности ограничения высоты прослойки крыш при проекти-
ровании. При этом высота ее должна быть не менее 5 см для
обеспечения постоянного воздухообмена в ней даже при обра-
зовании инея зимой на ее верхней поверхности.

Рассмотрим влияние скорости воздушных потоков в прослой-
ках и отрицательной температуры на величину теплового потока
через крышу.

Для крыши с /?нижн=1,43 дпр = 0,1 м, /о = 0 °C (темпе-
ратура у отверстия), /н = —4,3°C (рис. 4.3)' увеличение Опр с
0,1 до 0,5 м/с значительно повышает тепловой поток — с 4,8 до
10 ккал/(м2-ч), или на 5,2 ккал/(м2>ч). А повышение пПр с 0,5
до 0,9 м/с увеличивает тепловой поток гораздо меньше — с 10
до 11 ккал/(м2-ч), или всего на 1 ккал/(м2-ч).

Более наглядно изменение теплового потока через крыши в
зависимости от tH, vnp, бпр иллюстрируется номограммой на
рис. 4.4. Из анализа видно, что скорость воздуха в прослойках
желательно ограничивать для снижения скорости теплового по-
тока в пределах 0,2—0,5 м/с. Минимальная скорость 0,2 м/с
наблюдается, как показали натурные исследования, даже при
штиле из-за теплового (гравитационного) напора. Предельное
значение скорости 0,5 м/с рекомендуется потому, что выше этой
скорости потери тепла превысят допустимые СНиП значения.

Температура воздуха в прослойках (каналах) вентилируемых
крыш повышается по их длине по мере его прохождения от
приточного отверстия, и теоретически на некотором удалении от
него она должна стабилизироваться при длительном постоян-
стве ветра по направлению и скорости, а также при значитель-
ной протяженности самой прослойки. Ветер же фактически от-
личается изменчивостью по скорости и направлению. Поэтому
значения температур воздуха в вентиляционных прослойках на-
много отклоняются от теоретической зависимости, например по
формуле В. Д. Мачинского (4.7)—см. рис. 4.5.
Рис. 4.5. Характер из-
менения температуры
воздуха по длине вен-
тилируемой прослойки
совмещенного покры-
тия

/ — по расчетной формуле
В. Д. Мачинского при
ипр=0,5 м/с и постоян-
ном направлении ветра;
2—по эксперименталь-
ным данным и при зна-
копеременном направле-
нии ветра; 3 — по аппро-
ксимированным экспери-
ментальным данным; 4—
но формуле В. Д. Мачин-
ского с учетом изменчи-
вости ветра по направле-
ниям



____ >
ДУА йШУТУрД fi~А Д' ГАППППОД

Рис. 4.6. Принципиальные схемы вен-
тиляции крупнопанельных крыш

I — вентилируемая с подкарнизными от-
верстиями; //—то же, и с шахтой; III —*
полувентилируемая с шахтой
Как показали измерения температуры в прослойках, она по
мере удаления от приточных отверстий повышается. Так, зимой
средняя разность между температурой наружного воздуха и
воздуха в середине прослойки на расстоянии 6 м от приточного
отверстия составляет 6—10 °C, а на расстоянии 3 м от него
2—6 °C.

Для иллюстрации влияния внешних (скорости ветра ин и на-
ружной температуры /н) и внутренних (/») факторов на темпе-
ратуру поверхности потолка ниже приведены результаты много-
факторного корреляционно-регрессионного анализа эксперимен-
тальных данных: /n = f(<H; tB\ он) для крыш, имеющих равные
сопротивления теплопередаче (рис. 4.6). В результате анализа
получены уравнения регрессии и сопутствующие им корреля-
ционные величины при различных фиксированных направлениях
ветра.

Для крыши, оборудованной подкарнизными отверстиями и
вытяжкой через шахту (схема II) при ветре под углом 0° к оси
прослойки получено следующее уравнение регрессии:

= 0,898/в + 0,467рн — 0,075»д + 0,149 при 7? = 0,97,

где R — коэффициент множественной корреляции. Как видно из
этого уравнения, основное влияние на температуру поверхности
потолка оказывала температура внутреннего воздуха и ветер,
который вносил в прослойку холодный воздух.

В приведенном уравнении нет тесной связи между темпера-
турой наружного воздуха и температурой поверхности потолка.
Это объясняется тем, что из-за массивности крыши внешняя
температурная волна достигает поверхности потолка не в мо-
мент замера, а через значительно большее время, определяемое
величиной затухания расчетной амплитуды колебаний темпера-
туры наружного воздуха.

Для крыши, оборудованной только вытяжной шахтой, полу-
чены следующие уравнения регрессии:

при угле воздействия ветра 0°

<п = 0,568/н + 0,690<в-0,036/н«в+4,311 при R = 0,95;

при угле 90°

/п = 0,064/11 + 0.797/в + 3,064 при R = 0,89,

т. е. при отсутствии приточных подкарнизных отверстий преоб-
ладающую роль играют tB и /н, а скорость и направление ветра
не оказывают существенного влияния, так как в данном случае
действует в основном гравитационный напор. Зависимость
между температурой наружного воздуха и температурой в про-
слойках вентилируемых и невентилируемых совмещенных крыш
в зимних условиях приведена на рис. 4.7. Значение Ro для крыш
одинаково, измерения произведены в прослойках на расстоянии
3 м от карниза,
Рис. 4.7. Зависимость между темпера-
турой наружного воздуха и в про-
слойках вентилируемых совмещенных
покрытий зимой

Рис. 4.8. Зависимость между направ-
лением ветра и температурой воздуха
в прослойке

Изучением влияния на температурный режим в прослойке
направления ветра относительно ее оси при фиксированной ско-
рости установлено, что наибольшее охлаждающее влияние в хо-
лодный период наблюдается при его движении параллельно оси
прослойки (канала). При увеличении угла воздействия ветра
повышается температура в прослойке, что связано с уменьше-
нием воздухообмена в ней (рис. 4.8). При этом играет роль со-
противление теплопередаче крыш.

Изучение охлаждающего влияния ветра в осушающих пазах
газобетонных панелей показало, что днем при температуре на-
ружного воздуха —5 °C повышение скорости ветра с 1 до 7 м/с
(и соответственно воздухообмена) снижает температуру в пазу
(щели) на 1,5°C; это связано с незначительным радиационным
нагревом, так как эквивалентная температура наружного воз-
духа была близка к нулю.

Ночью на той же крыше при /н==—7 °C повышение скорости
ветра с 3 до 6 м/с (и соответственно воздухообмена) снижает
температуру в пазу на 7,7°C (при температуре ковра —10,6°C);
это объясняется радиационным охлаждением вследствие эффек-
тивного излучения (см. гл. 6).

Изучение влияния ветра на теплозащитные показатели трех
типов крыш, отличающихся только системой вентиляции, пока-
зало, что наибольшее воздействие оказывает ветер при направ-
лении его параллельно оси прослойки с отклонением от нее до
60° по обе стороны от оси. При этом понижение температуры в
прослойке по мере уменьшения этого угла достигает 20 % от ис-
ходной. Минимальные значения понижения температуры наблю-
даются при воздействии ветра под углом, близким к 90 и 270°
Рис. 4.9. Суточный ход температуры
наружного и внутреннего воздуха, в
прослойке, на поверхности потолка
и кровли в переходный период

оси величина охлаждающего

по отношению к оси прослоек
(каналов) из-за минимально-
го воздухообмена в них.

Измерениями установлено,
что у крыши с подкарнизны-
ми приточными отверстиями
при ветре, направление кото-
рого совпадает с осью прослой-
ки, наблюдается наибольшее
охлаждение поверхности по-
толка (в среднем по длине про-
слойки)— на 11—32 % по срав-
нению с показателями под уг-
лом 90° к оси прослойки. При
угле воздействия ветра 45° к
воздействия составила 8—18 %

по сравнению с показателями под углом 90° в зависимости от
типа вентиляции крыши и ее теплозащитных показателей.

Погодные условия изменяются в течение суток циклично, что
связано с солнечной активностью, а потому их можно предста-
вить в виде сложной синусоиды и аппроксимировать рядом
Фурье. Эти изменения повторяются многократно и приобретают
устойчиво установившийся — так называемый квазистацио-
нар н ы й характер.

В природе одновременно действуют несколько погодных фак-
торов. Целесообразно эти периодические изменения динамиче-
ского ряда представить в виде суммы нескольких синусоид, рас-

положенных в порядке убывания амплитуд и периодов колеба-
ний в виде ряда Фурье:

/Пр = ло + Al sin (лт/12 + <Pj) + А2 sin (лт/6 + <р2) + Л3 sin (лт/4 + <р3). (4.10)

С целью определения влияния внешних воздействий на
крыши выполнена аппроксимация результатов натурных изме-
рений рядом Фурье с применением ЭВМ по специально разра-
ботанной Институтом кибернетики АН ЭССР программе «Си-
нус». Она включает определение коэффициентов всех членов
уравнения, что позволяет вычислить средние температуры (Ао),
амплитуды изменения температур (Л), величины затухания тем-
пературной волны в крыше (v), сдвиг фаз (Дер). В качестве

Таблица 4.1

Показа- тели	л0			Л3	<Р1	Ф2	Фз
^пр	+6,8833  +7,4958  +23,3750	4-2,0442  4-2,1104  4-0,5662	4-0,1480  4-0,3725  4-1,0906	4-0,2352  4-0,0455  4-0,1602	—2,1244  —2,7400  4-1,3103	4-3,1224  -0,1799  4-2,3684	4-0,8815  4-0J5557  -0,4773
примера в табл. 4.1 и на
рис. 4.9 приведены вы-
численные коэффициен-
ты ряда Фурье для кры-
ши типа 19 при испыта-
ниях в переходный пе-
риод. В таблице коэффи-
циенты Л1 характеризу-
ют в основном влияние
температуры, Л2 — учи-
тывают ветровое воздей-
ствие, /43 — радиационный
нагрев и охлаждение. На
основании этих данных
может быть вычислено

Рис. 4.10. Суточный ход изменения темпера-
тур наружного воздуха, рулонного ковра и
в прослойках крыш в холодный период

отставание фазовых углов в ра-

дианах:

Лф^ф, — ф{

и последующий перевод фазовых углов из радиан в часы:

Дфч = (Д<р, • 24)/2л.	(4.11)

Показатель сквозного затухания температурной волны мо-
жет быть найден по формуле

r=AtJAtf	<412)

Исходя из данных таблицы и (4.11), отставание фазовых
углов Дф = Ф/н — Ф/пр составляет 0,6155 рад (—2,1244—2,7400),
или 2,4 ч, а для Дф = Ф*н — ф/в оно равно 13,1 ч. Сквозное зату-
хание температурной волны наружной температуры в прослой-
ках составит 1 (2,0442:2,1104), а у потолка 3,6 (2,0442:0,5662).

На рис. 4.9 плавными линиями обозначены аппроксимирован-
ные данные в противоположность опытным данным, изображен-
ным менее плавными линиями. Как видно из рисунка, экспери-
ментальные и расчетные кривые близко совпадают.

В качестве иллюстрации на рис. 4.10 приведен суточный ход
температуры наружного воздуха, в прослойке и на поверхности
рулонного ковра, на потолке и в Помещении в холодный период.

Рассмотренный метод вычисления кривых в виде гармониче-
ских функций позволяет оценить степень влияния на крыши
внешних воздействий и вводить их в программы расчетов тем-
пературно-влажностного режима крыш с помощью ЭВМ.

4.3.	Влияние температуры наружного воздуха
на тепловой режим крыш в теплый период

Тепловой режим крыш в теплый период зависит от^темпера-
туры наружного воздуха, внутренних тепловыделений, радиа-
ционного нагрева, ветрового режима и конструкции крыши.
6	12	18	24

Часы

Степень воздействия солнечной
радиации на температурный
режим в вентиляционных про-
слойках (каналах) зависит от
ее интенсивности, отражающей
способности поверхности ма-
териалов, параметров ветра,
теплофизических и аэродина-
мических показателей крыш.
Взаимосвязь между этими фак-
торами весьма сложна, она
еще недостаточно изучена и

Рис. 4.11. Суточный ход температуры пл?хо освещена в отечествен-

наружного воздуха, рулонного ковра нои и зарубежной литературе.

и в каналах крыши в теплый период

В качестве частного приме-
ра для условий ЭССР приве-

дена зависимость температуры в вентиляционных прослойках
совмещенной крыши с приточными и вытяжными отверстиями
в парапетах:

/пр = 0,34/н + 0,52/к + 0,32он + 0,11/к/н + 4,9.

Зависимость между температурой наружного воздуха и в
прослойках в весенний период описывается уравнением

/Пр = 0,64/н + 5,6.

Для покрытий с осушающими каналами эта зависимость в
теплый период выражается уравнением

/кан — 0,8/н + 5.

В совмещенных крышах с осушающими пазами средняя раз-
ность температур между наружным воздухом и в пазу составила
в теплый период 5 °C.

Многочисленные измерения показали, что под действием сол-
нечной радиации средняя температура в вентиляционных про-
слойках на 3—7 °C, а в каналах на 4—5 °C превышает летнюю
температуру наружного воздуха, а в отдельные часы до 20 °C
в зависимости от погоды и аэродинамических показателей крыш;
это намного ускоряет осушение покрытий.

Анализ суточного хода температур и аппроксимация получен-
ных данных рядом Фурье позволили установить, что характер
изменения температуры воздуха в прослойках (каналах) венти-
лируемых крыш описывается уравнением сложной синусоиды.
Пример приведен на рис. 4.11.

4.4.	Влияние изменчивости ветра
по скорости и направлению на тепловой режим крыш

В СНиП 2.01.01—82 («Строительная климатология и геофи-
зика») приводятся расчетные скорости и направления ветра, как
бы постоянно воздействующие на сооружение по скорости и на-
правлению. Ветер из-за своей изменчивости (пульсации) по ско-
рости и направлению очень влияет на характер распределения
температур по длине прослойки (канала). Вследствие круглой
розы ветров в районе Таллина изменяющийся по направлению
ветер вносит в прослойку холодный воздух поочередно то с од-
ной, то с другой стороны покрытия.

Пульсация представляет собой непрерывное изменение во
времени скорости и давления ветра на крышу. Мерой пульсации
ветра служит среднеквадратичное (остаточное) отклонение ско-
рости или направления

= У(*ы —vH)2,	<4ЛЗ)

где Vhi — мгновенное значение скорости (порыва) ветра; vH —
среднее значение скорости ветра за определенный период.

Скорость ветра за малый промежуток времени можно пред-
ставить как сумму некоторой средней скорости и пульсационной
составляющей:

°н1 = VH ± Q.

Для оценки степени изменчивости ветра анеморумбографом
М-63РП были произведены натурные измерения мгновенной его
скорости в диапазоне от 1,5 до 60 м/с и изменении направления
от нуля до 360°. Полученные данные были сгруппированы в мас-
сивы, после чего был выполнен их корреляционно-регрессионный
анализ на ЭВМ «Минск-32» по программе «OPER-01» [13].

Вычисленные значения амплитуды изменения при интервале
усреднения скорости 19 с и направления ветра при интервале
75 с, по опытным данным, при различной степени вероятности
приведены в табл. 4.2. Они характеризуют изменчивость ветра
по скорости и направлению. Так, изменение скорости ветра при
принятой степени вероятности изменяется в среднем на 17,1—
34,2 % от средней по трем массивам. Изменение направления

Таблица 4.2

Показатели	Номер массива	Средняя скорость t'H или направление И	Остаточное отклонение о	Скорость и направление при степени вероятности	
				0,683	0,950
Скорость	1	2,08 м/с	0,37	1.71—2,45	1,34-2,82
	2	2,32 »	0,42	1,90—2,74	1,48—3,16
	3	2,44 »	0,38	2,06—2,82	1,68—3,20
Направление	1а	120,9°	63,7	57,2—184,6	6,5-248,3
	2а	187,0°	61,2	125,8—248,2	64,6—309,4
	За	51,0°	9,1	42,0—60,2	32,9—69,3
Рис. 4.12. Зависимость между температурой воздуха по длине прослойки,
скоростью воздушного потока в различных сечениях совмещенного покрытия
при постоянном направлении ветра

ветра составляет 37,4—74,8 % от среднего по трем массивам.
При круглой розе ветров направление его имеет тенденцию ме-
няться на противоположное. Это требует внесения значительных
коррективов при расчетах скоростей воздушных потоков и темпе-
ратур по длине прослоек (каналов) вентилируемых крыш.

Рассмотрим, в какой степени изменения температуры воз-
духа по длине прослойки, рассчитанные по (4.7), отвечают дан-
ным измерений на опытных объектах. Значения температуры
воздуха по длине прослойки, вычисленные по формуле В. Д. Ма-
чинского, приведены на рис. 4.12.

Экспериментальные значения температур получены путем
непосредственных измерений на опытных объектах хромель-ко-
пелевыми термопарами и электронным потенциометром ЭПП-
09-МЗ. Измерения велись круглосуточно в различных сечениях
по длине вентиляционных прослоек (каналов), а также сна-
ружи и в помещениях. По экспериментальным данным вычис-
лены среднесуточные температуры более чем за месяц измере-
ний (см. рис. 4.5).

Результаты измерений среднесуточных температур были
аппроксимированы рядом Фурье и получено уравнение регрес-
сии, описывающее ход их изменения. Обработка опытных дан-
ных производилась по программе «Синус».

Из приведенных данных видно, что формула В. Д. Мачин-
ского не отражает реальное распределение температур по длине
вентиляционных прослоек; это свидетельствует о важности учета
влияния изменчивости ветра по скорости и направлению при
определении температурно-влажностного режима в вентиляцион-
ных прослойках крыш.

4.5.	Инфильтрационные потери тепла
через вентилируемые крыши

Вследствие воздухопроницания через материалы и конструк-
тивные неплотности (стыки и щели) происходит инфильтрацион-
ный массообмен. В СНиП П-З—79* указывается, что инфильтра-
ция в вентилируемых крышах происходит через слои, располо-
женные ниже прослойки. Потери тепла связаны с расходом его
на нагревание холодного наружного воздуха, проникающего в
помещение.

В основе инфильтрационного теплообмена лежит воздухопро-
ницание материалов, причем движение воздуха носит ламинар-
ный характер. При инфильтрации через конструктивные неплот-
ности (щели) характер движения воздуха, как правило, также
ламинарный, с низкими значениями Re. При основных (кондук-
тивных) потерях тепла воздействие температуры (и ветра) рас-
пространяется медленно и достигает поверхности потолка спустя
некоторое время. Инфильтрационные потери тепла от ветрового
давления через неплотности (щели) совпадают с внешними воз-
действиями во времени и изменяются вместе с ними.

Инфильтрационные потери тепла происходят через мате-
риалы крыш и неплотности (щели) в них под действием ветро-
вого и в меньшей мере теплового напора.

Количество тепла, фильтрующегося через материалы венти-
лируемых крыш, определяется по формуле

Qh. п = Wс Д/ = Дре (/в /пр) Fт//?0. и»	(4.14)

Количество тепла, фильтрующегося через неплотности (ще-
ли), по формуле В. Н. Богословского [17] составляет:

Фин = Лст^инС (^в ^пр)	(4.15)

где Дет — коэффициент, учитывающий некоторый подогрев на-
ружного воздуха, проходящего через щель, за счет основных
потерь тепла: Дст = 0,7; GHH — воздухопроницание через щель,
кг/ч-м или м3/ч-м.

В приведенных формулах нас интересуют значения расчетной
разности давления ветра (Др) и температура воздуха в про-
слойках (каналах).

Расчетную разность давления ветра на крыши, необходимую
для расчета инфильтрационных потерь тепла через неплотности,
можно вычислить по формуле

Др=	(4.16)
Рис. 4.13. Зависимость между этажно-
стью здания и разностью давления
ветра при зимних температурах

I — температура наиболее холодной пяти-
дневки; II — то же, отопительного сезона;
/ — в Таллине; 2 — в Тарту

Расчеты показывают, что
при средней за отопитель-
ный сезон температуре на-
ружного воздуха расчетная
разность давлений для при-
брежных районов ЭССР со-
ставляет 3,3 кге/м2. Поэто-
му здесь дополнительные
потери тепла на прогрев ин-
фильтрующегося воздуха в
среднем в 2,6 раза выше,
чем в материковой части
Эстонии, где расчетная
разность давления равна
1,25 кге/м2.

При повышении этажно-
сти здания с 5 до 16 этажей

разность ветрового давления
(рис. 4.13) возрастает для района Таллина с 34 до 75 Па (от
3,5 до 7,6 кге/м2), что особенно сильно воздействует на инфиль-
трацию через щели и стыки. Поэтому при проектировании сле-
дует учитывать, что при скоростях ветра 2—9 м/с (обычных
зимой) разность давления на покрытия и инфильтрационные

потери тепла через крыши могут возрастать в рассматриваемом
диапазоне температур до трех раз (при повышении этажности
с 5 до 16 этажей).

Инфильтрационные потери тепла через материалы крыш.
Нормативное воздухопроницание материалов (GH), по СНиП
П-З—79*, для покрытий и чердачных перекрытий равно: 0,5 в
жилых и общественных зданиях и 1,0 в производственных зда-
ниях.

По СНиП П-З—79*, сопротивление • воздухопроницанию
(Ro.и) определяется по формуле

Ro. и — $/Л

где 6 — толщина слоя материала, м; i — коэффициент воздухо-
проницания материала.

Количество воздуха, проходящего через многослойное ограж-
дение, согласно СНиП П-З—79* вычисляется по формуле

$ Ap/(Ro. и 1 4" Ro. и 2 4" Ro. и п)*	(4.17)

Величины потерь тепла вследствие воздухопроницания мате-
риалов и конструкций совмещенных покрытий в процессе филь-
трации холодного воздуха в помещение, вычисленные по (4.17),
приведены в табл. 4.3. Расчет произведен для покрытия с венти-
ляционной прослойкой высотой 0,1 м, для сечения на расстоя-
нии 0,4 м от приточного вентиляционного отверстия и Ro. и =
= 1248,7 м2-ч-мм вод. ст./кг.
Таблица 4.3

Район	Город, местность	Потери тепла					
		для наиболее холодной пятидневки			для отопительного сезона		
		Д/, 0 С	Др, Па	$И- П’  Вт/м2	М, °C	Др, Па	п»  Вт/м2
Приб-	Таллин	37	29,0	0,21	18,8	27,0	0,09
режный	Сырве	32	38,9	0,24	17,2	36,6	0,13
	Пярну	30	36,4	0,27	18,8	33,7	0,13
Матери-	Тарту	39	21,5	0,16	19,5	19,8	0,07
новый	Вильянди	42	9,6	0,10	19,4	8,8	0,04
	Валга	42	9,2	0,07	19,5	8,3	0,04

Как видно из приведенных данных, потери тепла для рас-
сматриваемой крыши из-за воздухопроницания материалов и
конструкций в общем балансе незначительны — менее 1 % от
кондуктивных (см. табл. 4.4), а потому их можно не учитывать.

Инфильтрационные потери тепла через конструктивные не-
плотности. Инфильтрационные потери тепла через неплотности
(щели и т. п.) происходят в узлах сопряжения с карнизными
(парапетными) элементами и в швах сопряжения панелей крыш
между собой. Наиболее подробные исследования данного во-
проса изложены в работах Ф. В. Ушкова [16] и В. Н. Богослов-
ского [17].

При инфильтрационном теплообмене сквозь щели движение
воздуха носит или ламинарный, или турбулентный характер и
скорость его пропорциональна квадратному корню из величины
ветрового напора.

В. Н. Богословский [17] рекомендует дополнительные потери
тепла от инфильтрации воздуха через щель (стык) определять
по (4.15).

Воздухопроницание через щель вычисляют по формуле

бин =	— ЗбОООщГ щУн>

(4.18)

где и Гщ—скорость воздушного потока и площадь щели.

Скорость воздушного потока через щель зависит от избыточ-
ного ветрового давления, сечения щели, коэффициента трения
при движении воздуха в щели (£щ) и других факторов.

К. Зайферт [19] рекомендует скорость воздушного потока
через щель вычислять по формуле

0щ == V(Др ’ 2^6)/(^щУн^) 1

(4.19)
Рис. 4.14. Скорость движения воздушно-
го потока в щели перекрытия шириной
1 мм при толщине плиты 5 см в зави-
симости от избыточного давления

/ — при £m=57/Re; 2—при £Щ=64/Ие

Пример: Др = 27 Па; /н = 
ун = 1,34 кг/м3; 2g = 19,62 м/с2; i

По рис. 4.14 при Др = 27 Па
= 1 м/с. Затем определяем

где Др — избыточное давле-
ние; b — ширина щели;
L — длина щели; —коэф-
фициент трения в щели, или
ориентировочно по графику
(рис. 4.14), исходя из вели-
чины избыточного давления.

Для нахождения коэф-
фициента трения в щели
предложена зависимость
между числом Рейнольдса и
коэффициентом трения (рис.
4.15). Число Рейнольдса на-
ходят по формуле

Re = (vmDr)/v. (4.20)

Затем определяют ско-
рость потока в щели и воз-
духообмен в ней.

-10°С; 6=0,001 м; L = l м;
= 12,2-10-6.

находим, что величина Ущ =

D	1,02-0,001

Re -------------------------— =164.

(0,001 + 1) • 12,2- 10“6

По рис. 4.15 принимаем £щ = 0,5; тогда

—

V27-2-9,81 -0,001
0,5-1,34-1

= 0,9 м/с,

что близко к первоначально принятой и равной 1 м/с. Исходя
из (4.18), для нашего примера имеем:

бин =	= 3600 • 0.9 • 0,001 • 1,34 == 4,34 кг/(м • ч),

инфильтрационные потери тепла по (4.15)

<?ин = 0,7  4,34 • 0,238 (18 + 7) = 18,1 ккал/(м • ч).

Инфильтрационные потери тепла на нагревание наружного
воздуха, поступающего в помещение, в прибрежных районах
Республики оказались в среднем в 2,6 раза выше, чем в мате-
риковой ее части, при расчетных температурах наиболее холод-
ной пятидневки и средней отопительного периода.

При повышении этажности зданий от 5 до 16 этажей (для
условий Таллина) расчетная скорость ветра возрастает с 8,1 до
12,4 м/с, т. е. почти в 1,5 раза; это оказывает особенно сильное
влияние на инфильтрационные потери тепла через неплотности
в конструкциях крыш.
Сравнение потерь тепла в зависимости от скорости ветра для
климатических условий ЭССР дано в табл. 4.4. При этом на
каждые 10 м2 крыши условно принимаем 2 м инфильтрационной
щели шириной 1 мм.

Из рассмотрения данных таблицы, вычисленных при Ун от 4
до 10 м/с, что характерно для зимнего периода, видно, что до-
полнительные потери тепла от инфильтрации могут достигать
при наличии инфильтрационной щели и принятом отношении ее
площади к площади крыши 1:5 от 6 до 38 % основных кондук-
тивных потерь, что приводит к нежелательным последствиям.
Так, в Таллине температура воздуха в помещениях верхнего
этажа отдельно стоящих девятиэтажных зданий с наветренной
стороны снижалась до 13—15 °C (при скорости ветра 6—9 м/с,

Таблица 4.4

Потери тепла	Скорость вет1				)а, м/с		
	4	5	6	7	8	9	10
Кондуктивные, ккал/(м2 • ч)	20	19	19	18	18	18	18
Приведенные инфильтрацион- ные через неплотности (щели), ккал/(м2 • ч)		1,2	1,6	2,8	3,6	4,0	5,2	6,8
Сумма, ккал/(м2 • ч)		21,2	20,6	21,8	21,6	22,0	23,2	24,8
Отношение инфильтрационных потерь к кондуктивным, % • •	6	8,4	14,7	20,0 ’	22,2	28,9	37,8
при его северном и северо-западном направлениях). В поме-
щениях восьмого этажа температура воздуха превышала 18 °C.
Понижение температуры в помещениях девятого этажа связано
с потерями тепла через крышу, в том числе и инфильтрацион-
ными.

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости учета
повышения при расчетах инфильтрационных потерь тепла в
условиях, например, ЭССР в пределах 30—50 %, а также о
необходимости особого внимания при проектировании и строи-
тельстве к тщательности устройства стыков между панелями и
их герметизации.

4.6. Влияние теплового и ветрового воздействий
на теплообмен в вентиляционных прослойках

На теплозащитные показатели совмещенных крыш большое
влияние оказывают теплообменные процессы в вентиляционных
прослойках и каналах, которые зависят от физико-технических
свойств материалов, аэродинамических параметров конструкций,
характера теплового и ветрового воздействий и других факторов.

Величина термического сопротивления прослойки с учетом
ее вентилирования находится в сложной зависимости от сопро-
тивления теплоотдаче ее поверхности, что приводит к трудностям
при аналитическом расчете теплопередачи в совмещенных
крышах.

По данным А. В. Пратта и Е. Ф. Бэлла [46], общего мате-
матического решения теплообменных процессов в вентилируе-
мых прослойках при различных температурах не имеется, а по-
тому приходится пользоваться полуэмпирическим методом.

В трудах В. Д. Мачинского, К. Ф. Фокина [2] при определе-
нии /Пр значения коэффициентов отдачи тепла на поверхностях
(включая коэффициенты теплоотдачи излучением) считаются
постоянными. При этом воздействие солнечной радиации или не
учитывается, либо учитывается введением условной темпера-
туры. Лучистый теплообмен на поверхности крыши принимается
без учета эффективного излучения между внешней поверхностью
покрытия и небосводом. Вместе с тем рулонный ковер, воспри-
нимая поток солнечной радиации, нагревается и теряет это
тепло конвекцией и лучеиспусканием и с наружной, и с внутрен-
ней сторон. Часть тепла попадает в прослойку и в результате
конвективного и лучистого теплообмена — на поверхность утеп-
лителя.

Согласно СНиП П-З—79*, общее сопротивление теплоотдаче
(/?о) для вентилируемых совмещенных крыш (рис. 4.16) опре-
деляется для нижней части конструкции, от потолка до низа
прослойки, по формуле

^=1/%+^^+ */«„₽•	(4-21)
Рис. 4.16. Расчетная схема теплообмен-
ных процессов в вентилируемой совме-
щенной крыше

а.б

Значения коэффициента теплоотдачи в прослойке аПрвСНиП
П-З—79* не приводятся, хотя при расчетах вентилируемых крыш
необходимо знать их величину. По СНиП П-З—79* (табл. 6, п. 2),
«пр при вентилируемой прослойке (канале) для зимних условий
можно косвенно принять равной 15, не учитывая скорость воз-
душных потоков в ней. В действительности изменение Упр ока-
зывает значительное влияние на величину апр.

Рассмотрим возможности уточнения величины апр; этот коэф-
фициент может быть вычислен в соответствии с [2] по формуле
апр = ак 4" ал-	(4.22)

По данным М. И. Поваляева, Н. Н. Щербака и Ю. А. Табун-
щикова [20], конвективный теплообмен ак для горизонтальных
прослоек в зависимости от уПр и их высоты бПр может быть
определен так:

ак = 2>ЧрЧ°’2-	<4’23>

Замеры на опытных совмещенных покрытиях показали, что
скорость воздушных потоков в вентиляционных прослойках со-
ставляла 0,1—1 м/с. Опытами установлено, что даже при без-
ветрии происходило движение воздуха (около 0,1—0,2 м/с) под
действием гравитационных сил, что и учитывалось в расчетах.

Влияние скорости воздушных потоков в вентиляционных
прослойках от 0,1 до 1 м/с и их высоты от 0,05 до 0,5 м на
величины коэффициентов конвективного обмена, вычисленное по
(4.23), приведено на рис. 4.17. Из этих данных видно, что изме-
нение скорости потока от 0,2 до 1 м/с повышает ак в среднем
в 3,6 раза. Величина ак при постоянной уПр возрастает при
уменьшении высоты прослойки.

Значения коэффициента лучистого теплообмена ал в про-
слойках зависят от поглощающих свойств материалов, образую-
щих их, и не связаны со скоростью воздушного потока. Вычис-
ление ал в соответствии с [2] может быть произведено по фор-
муле

рт. и+ 273 у _ рэ + 273 у

«л - (т- + у- - 0 1 ----J; 100-- . (4.24)

х Ь1 Ь2 /	Гт. И — Гэ

Несмотря на то, что данная формула выведена для прослоек
с параллельными плоскостями и уклон кровельной поверхности
крупнопанельных крыш в большинстве случаев не превышает
9°, для которых cos а — 0,9877 « 1, она применима и для наших
Рис. 4.17. Влияние скорости воздуш-
ных потоков в прослойках (ипр) и их
высоты (бпр) на величину коэффи-
циента конвективного теплообмена в
них (ак)

ТипЗ

ТипТ

Тип 2







Рис. 4.18. Конструктивные схемы наи-
более распространенных в ЭССР сов-
мещенных покрытий с вентилируемы-
ми прослойками

1 — рулонный ковер; 2—бетон; 3—вентили-
руемая прослойка; 4—фибролит: 5—бетон;

6 — газокукермит; 7—полистирол; 8 —фено-
пласт; 9—минераловатная плйТа

Рис. 4.19. Зависимость коэффициента
излучения от средней температуры в
прослойках вентилируемых крыш

Рис. 4.20. Изменение коэффициента
теплопередачи радиацией в зависимо-
сти от средней температуры в про-
слойках

/ — по данным [47]; 2 —- по данным вы-
числений

Рис. 4.21. Влияние скорости воздуш-
ных потоков в прослойках совмещен-
ных крыш и их высоты на величину
сопротивления теплоотдачи (апр) при
Сир = 0-4-1 м/с

Рис. 4.22. Зависимость между ско-
ростью воздушного потока и вели-
чиной коэффициента теплоотдачи в
прослойках совмещенных крыш при
различной их высоте при уПр = 0 -т-
-г 4 м/с
расчетов. Левая часть формулы представляет собой эффектив-
ную излучательную способность поверхности материалов, обра-
зующих прослойку.

Значения ал для конкретных, наиболее распространенных в
ЭССР, конструкций крыш (рис. 4.18) приведены на рис. 4.19;
для их расчета использованы результаты наших вычислений эф-
фективной излучательной способности материалов поверхностей,
образующих прослойку, и величины температурных коэффициен-
тов из правой части (4.24) согласно [21] при различных средних
температурах в прослойках. Из рассмотрения этих данных
видно:

изменение температуры в прослойках от +25 до —25 °C
уменьшает коэффициент излучения в 1,8 раза;

при повышении средней температуры воздуха в прослойках
коэффициент теплообмена излучением увеличивается, а следо-
вательно, уменьшается сопротивление теплопередаче вентиля-
ционной прослойки;

из-за различной излучательной способности материалов, огра-
ничивающих прослойки рассматриваемых крыш, значения коэф-
фициента излучения изменяются до двух раз.

Сравнивая полученные нами данные с результатами, опубли-
кованными X. Е. Робинсоном, Е. И. Паулихом и Р. И. Диллем
[47], видим (рис. 4.20), что они имеют близкие значения, осо-
бенно для крыш типов 3 и 6 (см. рис. 4.16).

Влияние скорости воздушных потоков в вентиляционных про-
слойках крыш и их высоты на величину коэффициента тепло-
отдачи в них иллюстрируется рис. 4.21. На рис. 4.22 построен
аналогичный график, который продолжен до значений апР = 15,
т. е. значений, принятых СНиП II-3—79*. Из графика видно, что
только при иПр = 3,9 м/с и более апР=15. Такая высокая ско-
рость воздушного потока в вентилируемой прослойке бывает
крайне редко (при ураганном ветре). Из этого следует, что в
СНиП П-З—79* значения коэффициента теплоотдачи должны
быть уточнены.

В климатических условиях ЭССР замерами установлено, что
средняя скорость потоков в прослойках составляет около 0,5 м/с,
что соответствует аПр = 4, т. е. апр почти в четыре раза меньше,
чем может быть принято по СНиП П-З—79*. Поэтому сопротив-
ление теплопередаче воздушных вентилируемых прослоек боль-
ше установленного нормами.

Исходя из того, что фактически апр ~ 4, значение /?пР может
быть принято равным 0,25 м2-ч-°С/ккал. Замеры тепловых jioto-
ков на ряде объектов в ЭССР показали, что ЯпР =
= 0,21 м2-ч-сС/ккал.

Изменение сопротивления теплоотдаче в прослойках (лпр)
при различных скоростях движения в них воздушных потоков
приведено на рис. 4.23; из него видно, что с увеличением рпр от
0,2 до 1 м/с (это соответствует реальным условиям эксплуата-
Рис. 4.23. Влияние скорости воздуш-
ных потоков в прослойках совмещен-
ных крыш и их высоты на величину
коэффициента теплоотдачи в прослой-
ку (Япр)

Рис. 4.24. Влияние скорости воздуш-
ных потоков в прослойках совмещен-
ных крыш и их высоты на величину
общего сопротивления теплопередаче

ции) величина Rnp в 2,5—5,6 раз превышает то, которое может
быть принято по СНиП П-З—79*.

Изменение высоты прослойки от 0,05 до 0,5 м при одинаковых
Япр незначительно влияет на сопротивление теплопередаче крыш
(средняя разность — около 3 %).

Степень снижения Ro совмещенных покрытий при увеличении
скорости потока в вентиляционных прослойках (каналах) и при
различной их высоте видна из рис. 4.24. При этом величина
Ro покрытия принята равной 1,33 м2-ч-°С/ккал, значение
Rnp— по рис. 4.23 при постоянном значении RB = 0,133.

Из приведенного примера видно, что при повышении цПр с
0,1 до 1 м/с величина Ro снижается в среднем на 12%. При
этом Snp мало влияет при одинаковой цПр на значение Ro (ARO
«3,3%).

Теплообменные процессы на потолочной поверхности покры-
тий. Коэффициент теплоотдачи на поверхности потолка
ав = ак + ал. По СНиП П-З—79* сопротивление теплоотдаче
потолков при отношении высоты ребра к расстоянию между
ними менее 0,3 равно RB = 0,133 м2-ч-°С/ккал или ав =
= 15 ккал/(м2-ч-°С).

Конвективная составляющая может быть вычислена по фор-
мулам Нуссельта и Юргенса:

ак = 3 + 0,08Д/ при Д/ < 5 °C;

ак = 2,75 д/Д/ при Д/ > 5 °C.

В. Н. Богословским [17] предложена формула для расчета
на поверхности потолков:

ак=1,8бУд7.	(4.25)
Таблица 4.5

Тип крыши		^макс		aq	At  1 п	Vb
40	1,51	Крыши  15,6	с прослойка  18,8	ми  -3,2	0,41	-7,8
41	1,07	24,7	27,8	-3,1	0,42	—7,7
37	2,14	6,3	8,3	-2,0	0,25	-8,0
28	1,00	40,1	43,2	-3,1	0,40	-7,8
20	1,40	40,1	43,0	-2,9	0,40	-7,3
32	1,45	13,9	17,6	-3,7	0,49	-7,6
13	2,45	Крыии  8,1	i с каналами  10,2	-2,1	0,29	-7,2
61	1,29	15,6	20,6	-5,0	0,66	-7,6

При нормируемой средней величине ? = (/в + /п)/2 = 16 °C
[17] и Д/ = 44-10°С коэффициент теплообмена излучением ал
составляет около 4 ккал/(м2-ч-°С) для многих типов крыш.
Суммарная величина ав находится в пределах от 7,2 до 8,5, что
соответствует /?в = 0,144 4-0,117. Эти величины следует рас-
сматривать как предельные значения, дающие среднюю норма-
тивную величину /?в = 0,133.

По данным натурных измерений на опытных крышах восьми
типов в условиях квазистационарного режима вычислены коэф-
фициенты теплоусвоения поверхности потолков, которые по
своему физическому смыслу адекватны коэффициентам тепло-
отдачи:

\ =	«26)

и приведены в табл. 4.5.

Амплитуду колебаний теплового потока вычисляли по фор-
муле

Aq ^макс

где величины максимального (?макс) и среднего (?) тепловых
потоков приняты по данным натурных измерений на опытных
объектах (типы крыш приведены в [3]).

Из приведенных данных видно, что значения коэффициента
теплоусвоения (vB) находятся в пределах от 7,2 до 8, что близко
к нормируемому значению осв = 7,5 ккал/(м2-ч-°С).

Теплообменные процессы на кровельной поверхности покры-
тий. Теплообменные процессы на кровельной поверхности
зависят от многих факторов: погодных условий, геометрии
объекта и др.

Приведенные в СНиП П-З—79* рекомендации по вычислению
коэффициента теплоотдачи кровельной поверхности касаются
только зимних и летних условий [табл. 6 и формула (24)], а
его величины для переходного периода (весны и осени) не ука-
Таблица 4.6

Месяцы	I	п	Ill	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Скорость ветра, м/с		4	4	4	3,8	3,4	3,4	3,0	3,1	3,4	3,9	3,9	4,0
ан по СНиП, ккал/ (м2 • ч • ° С)	20	20	20	20	23,4	23,4	22,3	22,6	23,4	20	20	20
ан по (4.26) . . . Отклонение от	21,3	21,3	21,3	20,8	19,2	19,2	18,0	18,4	19,2	21	21	21,3
СНиП	— 1,3	-1,3	-1,3	—0,8	4,2	4,2	4,3	4,2	4,2	— 1	-1	-1

заны. При этом коэффициент теплоотдачи для зимних условий
рекомендуется принимать равным 20 ккал/(м2-ч-°С) без диф-
ференциации по климатическим зонам, характеризующимся раз-
личными скоростями ветра. При расчетах в летних условиях
скорость ветра принимается только за июль, без учета того, что
в другие летние месяцы ее величина отличается.

В табл. 4.6 в качестве иллюстрации приведен годовой ход
изменения коэффициента теплоотдачи для района Тарту, его
величины, принятые по СНиП П-З—79* и вычисленные по фор-
муле, приведенной в [2]:

«н = 3 + 5с-°Л-°^	(4.27)

Для уточнения расчетов желательно, чтобы в СНиП П-З—79*
были введены дополнения, и это должно учитываться при ра-
счетах.

4.7.	Влияние влажности наружного воздуха
и скорости ветра на влажностный режим
в вентиляционных прослойках (каналах)

Материалы в вентилируемых крышах высыхают вследствие
проникновения в прослойки (каналы) более сухого наружного
воздуха, абсорбирующего из них влагу. Величина воздухообмена
в прослойках (каналах), абсолютная влажность воздуха в них,
а также наружного определяют интенсивность сушки мате-
риалов крыш.

Применяемые ныне методы расчета упомянутых параметров
из-за того, что они не учитывают воздействия на них пульсации
ветра, солнечной радиации и т. д., затрудняют точное их опре-
деление. Поэтому большой интерес представляет непосредствен-
ное измерение влажности воздуха в прослойках (каналах) крыш.

Еще не разработаны общедоступные методы непосредствен-
ного измерения абсолютной (и относительной) влажности воз-
духа в малогабаритных прослойках (каналах) крыш, что вынуж-
дает определять ее путем измерения относительной влажности
воздуха и последующего пересчета по общепринятым формулам.
Измерения относительной влажности воздуха в каналах
трудновыполнимы из-за отсутствия стандартных приборов. По-
этому по мере развития техники измерений нами применялись
различные методы, краткое описание которых дано ниже.

В начале исследований относительную влажность воздуха в
прослойках (фпр) измеряли психрометром Асмана с подведен-
ными к ним шлангами, причем из-за нахождения прибора вне
зоны измерения допускались ошибки, учет которых был возмо-
жен, но затруднителен.

На втором этапе измерения производили психрометром Ав-
густа с автоматической подпиткой водой влажного термометра
(термометра сопротивления); это позволило автоматизировать
измерения и вести их круглосуточно в течение длительного пе-
риода. Вторичным прибором служил электронный самопишущий
потенциометр типа ЭПП-09-МЗ.

С 1977 г. относительная влажность воздуха измерялась гигри-
сторами Ленинградского агрофизического института. Гигристор
представляет собой пластинку, на которую с равными интерва-
лами нанесена гигроскопичная пористая пленка толщиной
0,3 мк, изменяющая при изменении влажности воздуха свое
сопротивление от нуля до 1000 кОм. Для круглосуточного изме-
рения и регистрации результатов применяли реконструирован-
ный электронный потенциометр типа КСП-4 и преобразующий
блок (см. рис. 4.1 и 4.2).

В результате измерений более чем на 20 объектах установ-
лены зависимости между относительной влажностью наружного
воздуха и- в прослойках крыш с различными схемами вентиляции
(при коэффициенте вентиляции крыш kB = 0,001) и в различные
периоды года (табл. 4.7). Эти данные получены в итоге измере,-
ний при равновесной влажности утеплителя, соответствующей
сорбционному увлажнению его в прослойках. В качестве при-
мера на рис. 4.25 приведена зависимость между относительной

Таблица 4.7

Схема вентиляции	Уравнения регрессии для периодов года		
	теплого	переходного	холодного
1 ~  	-J ~~i	।	фпр = 0,43фн + 37,6  Фпр = 0,54фн + 34,7  Фпр = 0,52фн + 32,4  Фпр = 0,53фн + 33,3	фпр = 0,85фн —- 2,4  Фпр в 0,774фн + 9,3  Фпр = °»59Фн+ 21,2 фпр = 0>66фн + 16,2	Фпр = 0»39фн + 28,4  Фпр = 0,37фн + 103,0  Фпр = 0,16фн + 75,7  Фпр == 0,24фн+ 71,1
	74%	80%	72%
Рис. 4.25. Зависимость между относи-
тельной влажностью наружного воз-
духа (фн), в прослойке (<р) и ско-
ростью ветра (ин) в зимний период

Рис. 4.26. Среднесуточный ход отно
сительной влажности воздуха: наруж
ного, внутреннего и в прослойках
крыш в летний период

I

сти воздуха в прослойках
крыш в переходный период
(апрель — май)

Крыша типа 17 только с вы-
тяжной шахтой; типа 18 —с
вытяжной шахтой и подкарниз-
ными отверстиями; типа 19 —
невентилируемая; типа 20 — с
подкарнизными отверстиями

Рис. 4.28. Суточный ход аб-
солютной влажности наруж-
ного воздуха и в прослой-
ках крыш в летний период

влажностью воздуха в прослойках крыш, влажностью наружного
воздуха и скоростью ветра.

Влажность воздуха характеризуется гармоническим измене-
нием на протяжении суток. Знание суточного хода относитель-
ной влажности воздуха в прослойках и каналах крыш позволяет
определить: периоды, в течение которых крыша высыхает или
увлажняется; интенсивность ее высыхания в различные часы
суток и периоды года.

В качестве примера на рис. 4.26 приведен суточный ход отно-
сительной влажности воздуха в прослойках в летний период
(июнь) 1975 г., а на рис. 4.27 —в переходный период (апрель)'
того же года.

Относительная влажность воздуха достигает максимальных
значений утром, когда температура воздуха в прослойках ми-
нимальна, а минимальных — днем, когда температура в прослой-
ках становится максимальной.

Абсолютная влажность воздуха в прослойках и каналах на
протяжении суток также отличается четко выраженным гармо-
ническим характером (рис. 4.28), что позволило аппроксимиро-
вать опытные данные рядом Фурье. Вычисленные на ЭВМ коэф-
фициенты ряда Фурье и построенные по ним графики показали
хорошую сходимость между экспериментальными и расчетными
данными. Максимальная ошибка вычислений не превышала
3—5%. Наибольшие значения абсолютной влажности воздуха в
прослойках (каналах) отмечались в вечерние часы — с 16 до
18 ч, а минимальные — ночью с 4 до 6 ч. Амплитуда колебаний
абсолютной влажности воздуха в прослойках, например летом,
составила 7,7 г/м3. Значения абсолютной влажности воздуха в
прослойках при измерениях в холодный, переходный и теплый
периоды были значительно выше, чем наружного воздуха, что
ускоряло высыхание материалов крыш.

Из полученных данных сделан важный для практики вывод,
что в холодный период из-за того, что температура и влажность
воздуха в прослойках днем выше, чем наружного воздуха, а
ночью — ниже, покрытие днем высыхает, а ночью увлажняется.
В теплый период покрытия высыхают, как правило, в течение
круглых суток.

Измерениями и расчетами установлено, что в теплый период
(см. рис. 4.26) относительная влажность воздуха в прослойках
исследованных крыш была ниже, чем наружного воздуха. Мак-
симальная относительная влажность характерна для вентили-
руемых покрытий с приточными и вытяжными подкарнизными
отверстиями (тип 20). Минимальная относительная влажность
присуща покрытиям, оборудованным только вытяжными шах-
тами (тип 17).

Абсолютная влажность воздуха в вентиляционных прослой-
ках (каналах) в течение суток значительно изменялась (от 15
до 22,7 г/м3), достигая в летний и переходный периоды макси-
мума в 18 ч.

Абсолютная влажность наружного воздуха (9,7 г/м3) была
гораздо ниже, чем в прослойках (каналах)—около 18 г/м3, что
способствовало высыханию материалов крыш.

Максимальная абсолютная влажность характерна для кры-
ши с невентилируемой прослойкой (тип 19), что на 8—10 %
выше, чем у вентилируемых крыш.

Полученные результаты позволяют сделать заключение, что
цо мере увеличения воздухообмена в прослойках разность между
59
значениями абсолютной влажности воздуха в них и наружного
воздуха уменьшается. Это связано с тем, что в теплый период
значения относительной влажности воздуха в прослойках (ка-
налах) обычно ниже, а температура выше, чем наружного
воздуха.

Большим значениям температуры при одинаковой относи-
тельной влажности воздуха соответствуют большие значения
абсолютного содержания влаги в нем. Ночью абсолютная влаж-
ность в прослойках выше, чем наружного воздуха, что способ-
ствует высыханию материала крыш круглые сутки. Проиллю-
стрируем это примером. В теплый период днем /н = 15 °C; /Пр =
= 25°C; (рн = 50 %; ФпР = 40%; Рн = 6,3 и Рпр = 9,2 г/м3.
Ночью! /н = 5 С; /пр == 15 С; фн = 85 % ; фпр == 80 % \ Ри = 5,8
и Рпр = 10,5 г/м3.

В холодный период в силу того, что температура в прослой-
ках выше, а относительная влажность воздуха ниже, чем на-
ружного воздуха, абсолютная влажность воздуха в прослойках
днем выше, чем наружного воздуха, а ночью ниже, т. е. покры-
тие днем высыхает, а ночью увлажняется.

Так, днем /н = —10 °C; /пр = — 5 °C; фн = 50%; фпр = 60%;
Рн=1,7 и Рпр = 2 г/м3. Ночью: /н = —15 °C; /пр = —10 °C;
фн = 80 %; Фпр = 70 %; Рн = 1,9 и Рпр = 1,4 г/м3.

В дневное время при повышении температуры понижается
относительная влажность воздуха. Ночью же, наоборот, и при
сильном охлаждении температура достигает точки росы, и на
охлажденных поверхностях выпадает роса, а в воздухе обра-
зуется туман.

Для определения интенсивности высыхания материалов крыш
необходимо знать упругость водяного пара или парциальное
давление в их прослойках (каналах), а также в наружном
и внутреннем воздухе.

По данным измерений относительной влажности и темпера-
туры воздуха в прослойках (каналах) крыш вычислена упру-
гость водяного пара по формуле, приведенной в [23]:

е = Е' — Ар (t — t'),
где £'— упругость водяного пара (мб), насыщающего воздух
при температуре смоченного термометра; А — психрометриче-
ский коэффициент, равный 0,0007947; р — давление воздуха, мб;
t и t'—температуры сухого и смоченного термометров, °C.

Зависимость между упругостью водяного пара наружного
воздуха и в прослойках крыш с разными схемами вентиляции
в различные периоды года по данным измерений приведена
в табл. 4.8.

Анализируя полученные данные, можно сделать следующие
выводы:

средние значения упругости пара в прослойках значительно
выше, чем наружного воздуха;
Таблица 4,8

Схема вентиляции крыши	Уравнения регрессии для периодов года		
	теплого	переходного	холодного
"lZJL~~T  1	г  ,	1	#пр = 0,66ен -|- 11,4 впр = 0,64ен -f-11,1 б?пр 0,71ен 4- 10,5 £Пр = 0,74ен 4“	еПр = 0,77ен 4" 4,6 еПр = 0,80ен 4" 4,0 еПр = 0,77ен + 4,5 епр = 0,79ен 4“ 4,2	£пр = о,66ен 4“ 1,68  #пр0,66eH -f- 1,68 еПр = 0,68ен 4- 2,92 вПр = 0,67ен 4“ 1,44
	вц11,3 мб	ён = 4,8 мб	ён = 3,8 мб

максимальные значения упругости водяного пара отмечались
в прослойках невентилируемой крыши типа 30.

В результате аппроксимации опытных данных упругости во-
дяного пара в прослойках (каналах) крыш рядом Фурье опре-
делено, что этот показатель изменяется гармонически в течение
суток (рис. 4.29).

Измерение упругости водяного пара позволило установить,
что средние значения этого параметра в прослойках значи-
тельно выше, чем наружного воздуха, что способствует высы-
ханию материалов покрытий, поскольку водяной пар всегда
стремится в сторону пониженного давления (упругости).

Оценка результатов аппроксимации опытных данных упру-
гости водяного пара рядом Фурье показала хорошую сходи-
мость, так как максимальная ошибка между экспериментальны-
ми и расчетными данными находилась в пределах от 5 до 8%.

Максимальные зна-
чения упругости водя-
ного пара в прослой-
ках крыш наблюдались
в вечерние часы — с 16
до 18. В это время,
по данным измерений,
происходит наиболее
интенсивное удаление
влаги из покрытия. Ми-
нимальные значения
упругости водяного па-
ра в прослойках (кана-
лах) крыш отмечены в
утренние часы — с 4
до 6, когда температура

Рис. 4.29. Суточный ход упругости водяного
пара в прослойках совмещенных крыш в весен-
ний период
наружного воздуха близка к минимуму, а его относительная
влажность — к максимуму.

В крышах вентилируемого типа тепловой режим зависит от
температуры в осушающих прослойках (каналах). В холод-
ный период наружный воздух, попадая в вентиляционную про-
слойку (канал), охлаждает ее, вследствие чего изменяются теп-
лозащитные показатели совмещенных крыш.

Многочисленными опытами установлено, что температура
воздуха в прослойках (каналах) под действием теплопередачи,
солнечной радиации и температуры внутреннего воздуха выше
на 2—8 °C температуры наружного воздуха в зависимости от
теплозащитных и аэродинамических показателей крыш.

Ветер очень влияет на температуру в прослойках (каналах)
крыш. По мере увеличения угла воздействия ветра относи-
тельно продольной оси прослойки (канала) повышается раз-
ность между температурой в них и наружного воздуха. При по-
нижении температуры наружного воздуха абсолютная величина
перепада увеличивается.

4.8.	Влияние климатических факторов
на температурные деформации крыш

Воздействие изменяющихся факторов (температуры, увлаж-
нения) приводит к температурным деформациям крупнопанель-
ных крыш: образованию трещин в швах сопряжения кровельных
панелей и стеновых панелях верхних этажей зданий, разрывам
рулонного ковра и т. д. Это связано с тем, что. при монтаже
панелей и устройстве рулонной кровли не предусматривают тем-
пературные швы. Конструкции и методы устройства швов круп-
нопанельных крыш описаны в [5], а также в третьей и восьмой
главах.

Величина температурной деформации вычисляется по фор-
муле

AZ/ = a, ML,	(4.28)

где а/ — коэффициент линейного теплового расширения мате-
риала; Д/— перепад температур, °C; L — длина крыши или
панели, м.

Величины коэффициентов линейного теплового расширения
основных материалов для крыш (в м/м-°C) следующие: железо-
бетона— 14-10-6; бетона— 12-10-6; газобетона— 11-10+

Предельный перепад температур в течение года при макси-
мальной температуре нагрева ковра +60 °C летом и минималь-
ной температуре наружного воздуха —30 °C зимой достигает
90 °C.

При длине крыши 100 м максимальная деформация ее

Mt = 0,000014 • 90 • 100 = 12.6 см.

При длине панелей крыши 6 м температурная деформация
в летних условиях при нагревании днем до +60 °C и охлажде-
нии ночью до +5 °C составит:

АЬ == 0,000014 • 55 • 6 = 0,46 см.

62	1
Рис. 4.31. Карнизный узел крупнопа-
нельной крыши

/ _ водоотводящий желоб из оцинкованной
стали; 2 —- карнизный железобетонный
элемент; 3 — минераловатный утеплитель;

4 — цементно-песчаный раствор; 5 — утеп-
литель крыши; 6 — прокладка скольжения;

7 — железобетонная плита; 8 — воздушная
прослойка

Рис. 4.30. Узел сопряжения панели
крыши со стеной и парапетом

1 — фасонный элемент из оцинкованной
стали; 2 — парапет; 3 — рубероид; 4 — це-
ментно-песчаный раствор; 5 — минерало-
ватный утеплитель; 6 — цементно-песча-
ный раствор; 7 — воздушная прослойка;
8 — утеплитель крыши; 9 — несущая же-
лезобетонная плита; 10 — прокладка сколь-
жения

Следует подчеркнуть, что для предохранения рулонного
ковра от разрывов над монтажными швами панелей (через 6 м)
их нижний слой при устройстве кровли рекомендуется проклеи-
вать полосами рубероида шириной 20—25 см, причем битумную
мастику нужно наносить только с одной стороны шва.

С той же целью рекомендуется точечное или полосовое на-
клеивание нижнего слоя ковра. В этом случае уменьшаются вос-
принимаемые ковром деформации, напряжения в нем значи-
тельно уменьшаются, что снижает опасность его разрывов.

При соединении образующихся под ковром воздушных поло-
стей с наружным воздухом (у парапетов или карнизов) возни-
кает компенсационный (диффузионный) слой. Этот слой способ-
ствует выходу избыточного давления паровоздушной смеси в ат-
мосферу и предотвращает появление «дутиков» в ковре.

Важной является укладка прокладок скольжения из двух
слоев рубероида, склеенных битумной мастикой, в опорных ча-
стях панелей, как показано на рис. 4.30 и 4.31.

Глава пятая

ВЛИЯНИЕ ОСУШАЮЩЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ НАДЕЖНОСТЬ КРЫШ

5.1.	Особенности высыхания утеплителей
в крышах с вентиляцией

Сооружение крыш неиндустриальными методами полностью
на строительных площадках в большинстве регионов Советского
Союза (за исключением районов с сухим климатом) приводит
к увлажнению материалов осадками, особенно утеплителей.
Так, по данным исследований, среднегодовая влажность мате-
риалов крупнопанельных крыш, главным образом утеплителей,
в два-шесть раз превышает в Эстонской ССР расчетную весо-
вую влажность по СНиП П-З—79*, ибо здесь в течение 160—
190 дней в году выпадают осадки в виде дождя или снега.

Обеспечить нормальную влажность материалов крыш целе-
сообразно естественным способом при помощи осушающих вен-
тиляционных прослоек (каналов). Искусственное высушивание
связано со значительными дополнительными единовременными
и эксплуатационными затратами, в том числе и на топливо.

Следует отметить, что вопрос о наиболее рациональной си-
стеме естественной вентиляции крыш до сих пор еще оконча-
тельно не решен как в Советском Союзе, так и за рубежом.
В литературе даются общие рекомендации по данному вопросу
без учета климатической зоны строительства и ряда важных
факторов, от которых зависит продолжительность высыхания
конструкций: от принятой системы вентиляции, относительной
площади приточных и вытяжных отверстий, вида материалов,
их влагосодержания, влажностного режима в помещениях и т. д.

В интересном труде «Современные плоские совмещенные
крыши за рубежом», изданном Госстроем СССР в 1974 г., ска-
зано: «Вопросы влажностного режима ограждающих конструк-
ций относятся к числу наименее разработанных. Решение их
осложняется необходимостью учета во взаимосвязи климатиче-
ских факторов (температуры и влажности наружного воздуха,
а также интенсивности солнечной радиации), показателей микро-
климата помещений, конструктивных особенностей совмещенных
крыш (в частности, наличие или отсутствие пароизоляционного
слоя), свойств теплопроводности и паропроницаемости отдель-
ных слоёв конструкции и начальной влажности материалов. Раз-
работка метода расчета процесса высыхания совмещенных крыш
представляет собой весьма актуальную задачу, подлежащую ре-
шению в ближайшее время».

Зарубежная литература также не дает решения данной проб-
лемы. Американский исследователь Т. Роджерс в книге «Проек-
тирование теплозащиты зданий» [24] сообщает: «Исследования
вентиляции чердака ограничивались небольшими зданиями.
Экстраполяция этих данных на большие сооружения оправды-
вается в первую очередь недостатком каких-либо лучших дан-
ных».

В Нидерландах рекомендуют [50] «предусматривать эффек-
тивную вентиляцию, но не вызывающую переохлаждения кро-
вель. Вентиляционная система должна устраиваться таким
образом, чтобы кровля продувалась вся полностью, желательно
в наиболее коротком поперечном направлении».

Немецкий исследователь А. Н. Рик считает: «высушивание
покрытия не описывается известными на сегодняшний день
уравениями» и далее: «его не удается сопоставить с продувкой
воздухом и что общепринятые понятия диффузии недостаточны
для объяснения наблюдаемых взаимоотношений» [51].

Согласно данным Института строительной физики в г. Штут-
гарте (ФРГ) «используемый в проектной практике ФРГ метод
расчета влажностного режима совмещенных покрытий во мно-
гом основан на недоказанных предположениях, и до сих пор
не дано убедительного подтверждения его точности натурными
экспериментами».

Венгерские исследователи считают, что «еще не закончены
споры насчет проветривания крыш. Воздушные слои между от-
дельными слоями тяжело рассчитывать, или вообще нельзя их
рассчитать, поэтому, особенно при однослойных теплых крышах,
всегда проблематичным является устройство необходимого ко-
личества таких слоев».

Широкое распространение в строительстве в начале 60-х го-
дов совмещенных крыш (покрытий) и отсутствие апробирован-
ных рекомендаций по их высушиванию посредством вентиляции
поставили перед нами задачу самостоятельного решения двух
проблем:

выяснения роли естественной вентиляции в процессе высыха-
ния материалов крыш;

разработки предложений по подбору целесообразных систем
вентиляции крыш и их расчету.

Для успешного решения этих проблем нужно было распола-
гать достоверными экспериментальными данными о влажност-
ном режиме крыш и на их основе разработать конструктивные
меры для нормализации влажностного режима и обеспечения
в то же время оптимальных теплозащитных показателей крыш
и их долговечности.

Высыхание материалов в крышах гражданских зданий.
Влажность материалов крыш определялась путем отбора проб
(весовым методом) почти на ста объектах. Данные об измене-
нии влажности материалов совмещенных крыш вентилируемого
типа, возведенных в Эстонской ССР над гражданскими зда-
ниями, приведены в табл. 5.1. Из ее рассмотрения можно видеть,
что построечная влажность материалов, как правило, очень вы-
сока — в два-шесть раз превышает расчетную по СНиП П-З—79*.

Однако благодаря осушающему действию вентиляции влаж-
ность материалов крыш в процессе эксплуатации снижается, осо-
бенно интенсивно у крыш со сплошными вентилируемыми про-
слойками, расположенными над утеплителем (типы 24, 35, 37).

В крыше с каналами, образованными волнистой асбофанерой
(тип 21), влажность фибролита (по массе) за полтора года экс-
плуатации снизилась до нормативной (с 45 до 15%). Утепли-
тель из газокукермитовых плит высыхал значительно медленнее,
чем теплоизоляция из фибролитовых плит.
8

Таблица 5.1

Тип крыши	Объект	Вид осушающих устройств	Коэффициент вентиляции		Влагосодержание суммарное, кг/м2			Продолжи- тельность высыхания, лет	Экспериментально-расчетное уравнение регрессии высыхания материалов крыш
			приток	вытяжка	началь- ное	конеч- ное	раз- ность		
35	Жилое здание ....	Прослойка	0,004	0,004	18,4	6,7	11,7	1,0	1П Г = 17,11 -0,54т
37	То же			0,001	0,001	19,2	8,9	10,3	1,0	In W = 2,79 - 0,47т
14	Служебное здание . .		0,001	0,001	4,0	2,7	1,3	0,5	In W = 1,361 - 0,257т
21	Жилое здание ....	»	0,001	0,001	30,3	9,7	20,6	1,8	In W = 3,386 — 0,59т
24	То же			0,004	0,004	7,5	3,5	4,0	0,7	In W = In 7,64 -0,38т
13	Служебное здание . .	Каналы	—	0,001	56,2	41,9	14,3	12,0	In W = 4,007 — 0,145т
22	Жилое здание ....	»	0,001	0,001	19,2	9,7	9,5	2,3	In IF = In 19,24 — 0,35т
5	Библиотека 		Пазы	0,001	0,001	21,3	8,8	12,5	2,5	In W = 3,058 - 0,399т
6	Дом культуры ....		0,001	0,001	20,8	8,3	12,5	1,5	In U7 = 3,10-0,316т
7	Кинотеатр		2>	0,002	0,001	20,3	7,9	12,4	2,2	In W = 2,943 - 0,364т

Утеплители: фибролит—в типах 35, 37, 21, 24, 22, 5, 6, 7; газобетон—в типе 13; минераловатные маты—в типах 14 и 24 по [31<
Высыхание материалов в покрытиях производственных
зданий. В конструкциях вентилируемых покрытий, утепленных
фибролитовыми плитами, происходит высыхание теплоизоляции.
А в конструкциях невентилируемых крыш наблюдается влаго-
накопление в процессе эксплуатации (табл. 5.2).

Для покрытий, утепленных газокукермитовыми (газозолобе-
тонными) плитами, характерна очень высокая влажность теп-
лоизоляции. Во время строительства этот утеплитель легко
увлажняется осадками до влажности по массе 60 % вместо 12 %,
допускаемых СНиП П-З—79*. Ниже в качестве примера приве-
дены результаты определения влажности материалов утеплен-
ных покрытий, построенных в Эстонской ССР (табл. 5.2). Из
таблицы видно, что влажность газокукермитовой теплоизоляции
покрытия теплого склада мебели (тип 61) и механического цеха
(тип 66) составила около 60 % • Несмотря на вентиляцию, мате-
риал покрытия типа 61 высыхал очень медленно. Так, за пол-
тора года эксплуатации влажность снизилась в среднем с 56,7
до 45,8%, т. е. на 10,9%. Влажность газокукермита в другом
покрытии ветилируемого типа 63 уменьшилась в среднем за два
с половиной года эксплуатации с 14,9 до 5,1 %, т. е. на 9,8%.

В покрытиях же невентилируемого типа влажность такой же
теплоизоляции увеличивалась. Поэтому при сооружении крыш
на строительных площадках необходимо принимать меры по
защите теплоизоляции от увлажнения. Наиболее целесообразно
применять в конструкциях вентилируемого типа теплоизоляцию
из газокукермитовых плит.

Опытами установлено, что первоначальная (построечная)
влажность утеплителей в ряде случаев была весьма значитель-
на—в три-пять раз выше допускаемой СНиП П-З—79 *; это
объясняется высокой технологической влажностью выпускаемых
в Эстонии утеплителей. Так, технологическая влажность газо-
золобетонных утепляющих плит составляет 20—25 %, а фибро-
литовых плит ТЭП — достигает 40%. Вторая причина значи-
тельной влажности утеплителей в конструкциях крыш — это со-
оружение многих из них почти полностью в условиях строитель-
ной площадки, часто в неблагоприятную погоду.

Высокая первоначальная влажность утеплителей в конструк-
циях невентилируемых крыш остается без изменений или, что
наблюдалось чаще, в процессе эксплуатации увеличивается. В то
же время в вентилируемых крышах влажность утеплителей че-
рез полтора-два года эксплуатации намного снижается.

Большое значение имеет не только тип вентилирующих
устройств (сплошные прослойки, каналы, пазы), но и их распо-
ложение относительно утепляющего слоя.

Определение влажности материалов утепленных покрытий
при расположении прослоек (каналов) в верхней и нижней зо-
нах теплоизоляции показало, что наиболее интенсивно мате-
риалы крыш высыхают при расположении системы прослоек
Таблица 5.2

Тип покры- тия	Объект	Микроклимат	Теплоизоляция	Тип вентиляции	Коэффи- циент венти- ляции	Влажность. %	
						в начале опытов	в конце опытов
70	Цех рубероида 		Сухой	Фибролит	Прослойка	0,001	22,3	11,4
72	Литейный цех		»		»	0,001	18,5	10,1
47	Склад бакалеи		Нормальный	»		0,003	6,7	4,4
48	Цех варки древесины ....	Влажный	Газобетон		0,001	14,9	5,1
73	Птицефабрика		Сухой	Фибролит	Каналы в верхнем слое	0.0002	34,1	18,2
61	Склад мебели		Нормальный	Газобетон	То же	0,0001	56,7	45,8
43	Цех железобетона		Влажный	Фибролит	»	0,0001	21,3	20,2
44	То же		»	»	»	0,001	22,2	15,0
45	> 			»	Каналы в нижнем слое	0,0001	19,8	25,7
69	Цех изготовления мебели . .	Сухой	»	Невентилируемая	—	31,0	29,0
9	Бытовой корпус		Нормальный		То же	—	56,5	51,2
50	Цех обработки древесины . .	Влажный			—	68,8	70,4
52	Цех фибролита		»	»	»	—	46,0	45,9
66	Механический цех		Нормальный	Г азобетон	»	—	58,0	56,3
11	Административный корпус . .				—	52,0	54,4
57	Цех газобетона		Влажный	»	»	—	48,2	52,3
58	То же			»	»	—	52,3	64,7
59	»				»	—	51,4	52,2

Утеплители: фибролит—в типах 70, 72, 73, 47, 48, 43, 44, 45, 69, 9, 50, 52; газобетон —в типах 61, 66, 11, 57, 59; минеральная вата —в ти-
пах 47, 48.
•5  •5	L -1г -	•18	
	• 11	•Т7	
	U	.10	•16	— с
	Г .5 				•15	
•>		•/4	
		•13	
Участок 1	Участок 2	, Участок 3	
tt-l —п.	108 м		

Рис. 5.2. Характер сни-
жения влагосодержания
материалов и продолжи-
тельность высыхания ма-
териалов на опытных
участках
/ — экспериментальные дан-
ные; II — расчетные

Рис. 5.1. Схема опытных
участков и места отбора
проб на покрытии Тал-
линского завода железо-
бетонных изделий

1 — вентиляционные шахты;
11 — места отбора проб

(каналов) в верхней зоне утеплителей. Так, влажность фибро-
литовых плит крыш типа 6 с каналами в верхней зоне умень-
шилась за четыре года эксплуатации в пять-шесть раз.

Влажность теплоизоляции крыши универмага в Кингисеппе
с каналами в нижней зоне утеплителей при эксплуатации воз-
растала. Это же происходит с теплоизоляцией из фибролитовых
плит покрытия главного производственного корпуса Таллинского
завода железобетонных изделий (тип 45) при нижнем располо-
жении каналов (19,8 и 25,7 %).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что в условиях
устойчиво влажного климата вентиляционные каналы в нижней
зоне утеплителей неэффективны, так как материалы конструк-
ций крыш в процессе эксплуатации увлажняются.

В качестве примера рассмотрим результаты исследований
(рис. 5.1) трех типов крыш производственных зданий с влаж-
ным микроклиматом. Крыша типа 43 (участок /) оборудована
основными каналами сечением 4X7,5 см, расположенными в
верхней зоне утеплителя из фибролитовых плит ТЭП, и вытяж-
ными (вентиляционными) шахтами сечением 12,5X 12,5 см, вы-
сотой 0,7 м через 6 м. Шахты соединены с основными каналами
через магистральные каналы сечением 7,5ХЮ см. Крыша
типа 44 (участок 2) такая же, но без вентиляционных шахт,
а типа 45 (участок 3) имеет каналы в нижней зоне утеплителя
(рис. 5.1). Шаг каналов равен 1 м.

Чтобы определить ориентировочную продолжительность вы-
сыхания материалов для каждой из трех систем вентиляции, на
основании опытных данных выведены уравнения регрессии
между периодами отбора проб на влажность (весной и осенью)
и изменением суммарного влагосодержания. Продолжительность
высыхания крыши определяется точкой пересечения сум-
марного влагосодержания с величиной, допускаемой СНиП
П-З—79*. Для рассматриваемых конструкций эта величина со-
ставляет 9 кг/м2 (рис. 5.2).

Уравнение регрессии для крыши типа 43

In == 3,0196 — 0,1655т [кг/м2].

Уравнение регрессии для крыши типа 44

In W = 3,0014 - 0,0302т [кг/м2].

Уравнение регрессии для крыши типа 45

W = 21,655 - 0,485т [кг/м2].

Расчеты по данным формулам свидетельствуют о том, что
для крыши типа 43 продолжительность высыхания составляет
около 5 лет, а для 44 и 45 типов 10—15 лет. За это время пере-
увлажненная фибролитовая плита ТЭП неизбежно сгниет. Теп-
лозащитные показатели крыш последних двух типов в течение
указанного периода намного ухудшатся.

Исходя из результатов исследований можно заключить, что
в многопролетных зданиях с влажным микроклиматом рацио-
нально осуществлять схему осушающей вентиляции первого
типа, которая состоит из основных и дополнительных каналов,
соединенных с приточными карнизными отверстиями и вытяж-
ными шахтами, расположенными в коньковых частях каждого
пролета. Коэффициент вентиляции крыш должен быть не ме-
нее 0,002.

Прогнозирование продолжительности высыхания материа-
лов крыш. В условиях устойчиво влажного климата, когда
материалы крыш (особенно утеплители) вследствие частых
осадков в процессе строительства сильно увлажняются, очень
важно знать, за какое время они высохнут до нормативной
влажности. Однако стандартный метод расчета, учитывающий
сезонные колебания влажности, не разработан.

Как показали многочисленные исследования динамики вы-
сыхания материалов крыш на опытных объектах [2, 17, 42, 3],
этот процесс (с учетом сезонных колебаний) может быть опи-
сан затухающей гармонической кривой. Исходя из этого и до-
пуская незначительную погрешность в полученных результатах,
нами был разработан метод прогнозирования продолжительно-
сти высыхания материалов крыш. При этом в качестве исходных
принимались значения влажности материалов определенные
стандартным методом за два-три года измерений — по два изме-
рения ежегодно весной и осенью в периоды максимального и
минимального влагосодержания утеплителя.

Сущность предложенного метода заключается в построении
физико-математической модели процесса и на этой основе вы-
числении коэффициентов уравнения регрессии, а также в по*
70
Рис. 5.3. График перио-
дической функции, харак-
теризующей изменение
влажности материалов
крыш во времени

Рис. 5.4. Прогнозирова-
ние продолжительности
высыхания утеплителя в
конструкции опытной
крыши
1 — экспериментальные ис-
ходные данные

строении его графика. Далее графическим или аналитическим
способом определяется точка пересечения этой кривой с допус-
каемой нормативной влажностью материала. Расстояние по оси
абсцисс от нулевого значения до точки их пересечения опреде-
ляет прогнозируемую продолжительность высыхания материа-
ла в крыше.

Поскольку для периодической функции известны лишь ее
значения при t = 0 и при t = оо, то в качестве расчетной мате-
матической модели принята периодическая затухающая функ-
ция вида

ftl = а (/) cos 2nt + b (0,	(5.1)

где fn — влагосодержание материала, % или кг/м2; а и b —
функции от времени; / — время, годы.

В связанном с высыханием крыш процессе мы исходим из
следующих предположений:

da/dt 0; db/dt 0; lim а = а0; Hm b = Ьо при t -> оо.

Функция fn описывается в данном случае графиком (рис. 5.3).
Для выражения функций a(t) и b(t) выбрана простая сумма:

a(O = ao + ai(O; b (/) = b0 + bt (/);

тогда (5.1) можно переписать так:

fn = а, (/) COS 2лт + Ьх (0 + aQ cos 2лт + 1>	(5.1а)

при этом надо выполнить условия
dai/dt^O-, dbjdt^ty
lim «1 = 0; Hm bx = 0.
высыхания крыши определяется точкой пересечения сум-
марного влагосодержания с величиной, допускаемой СНиП
П-З—79*. Для рассматриваемых конструкций эта величина со-
ставляет 9 кг/м2 (рис. 5.2).

Уравнение регрессии для крыши типа 43

In = 3,0196 — 0,1655т [кг/м2].

Уравнение регрессии для крыши типа 44

In U7 = 3,0014 — 0,0302т [кг/м2].

Уравнение регрессии для крыши типа 45

W = 21,655 - 0,485т [кг/м2].

Расчеты по данным формулам свидетельствуют о том, что
для крыши типа 43 продолжительность высыхания составляет
около 5 лет, а для 44 и 45 типов 10—15 лет. За это время пере-
увлажненная фибролитовая плита ТЭП неизбежно сгниет. Теп-
лозащитные показатели крыш последних двух типов в течение
указанного периода намного ухудшатся.

Исходя из результатов исследований можно заключить, что
в многопролетных зданиях с влажным микроклиматом рацио-
нально осуществлять схему осушающей вентиляции первого
типа, которая состоит из основных и дополнительных каналов,
соединенных с приточными карнизными отверстиями и вытяж-
ными шахтами, расположенными в коньковых частях каждого
пролета. Коэффициент вентиляции крыш должен быть не ме-
нее 0,002.

Прогнозирование продолжительности высыхания материа-
лов крыш. В условиях устойчиво влажного климата, когда
материалы крыш (особенно утеплители) вследствие частых
осадков в процессе строительства сильно увлажняются, очень
важно знать, за какое время они высохнут до нормативной
влажности. Однако стандартный метод расчета, учитывающий
сезонные колебания влажности, не разработан.

Как показали многочисленные исследования динамики вы-
сыхания материалов крыш на опытных объектах [2, 17, 42, 3],
этот процесс (с учетом сезонных колебаний) может быть опи-
сан затухающей гармонической кривой. Исходя из этого и до-
пуская незначительную погрешность в полученных результатах,
нами был разработан метод прогнозирования продолжительно-
сти высыхания материалов крыш. При этом в качестве исходных
принимались значения влажности материалов определенные
стандартным методом за два-три года измерений — по два изме-
рения ежегодно весной и осенью в периоды максимального и
минимального влагосодержания утеплителя.

Сущность предложенного метода заключается в построении
физико-математической модели процесса и на этой основе вы-
числении коэффициентов уравнения регрессии/ а также в по-
Рис. 5.3. График перио-
дической функции, харак-
теризующей изменение
влажности материалов
крыш во времени

Рис. 5.4. Прогнозирова-
ние продолжительности
высыхания утеплителя в
конструкции опытной
крыши
1 — экспериментальные ис-
ходные данные

строении его графика. Далее графическим или аналитическим
способом определяется точка пересечения этой кривой с допус-
каемой нормативной влажностью материала. Расстояние по оси
абсцисс от нулевого значения до точки их пересечения опреде-
ляет прогнозируемую продолжительность высыхания материа-
ла в крыше.

Поскольку для периодической функции известны лишь ее
значения при t = 0 и при t = оо, то в качестве расчетной мате-
матической модели принята периодическая затухающая функ-
ция вида

fn = а (О COS 2nt + b (/),	(5.1)

где fn — влагосодержание материала, % или кг/м2; а и b —
функции от времени; / — время, годы.

В связанном с высыханием крыш процессе мы исходим из
следующих предположений:

da/dt^Q; db/dt ^0; lim а = а0; lim b = b0 при t -> оо.

Функция fn описывается в данном случае графиком (рис. 5.3).
Для выражения функций a(t) и b(t) выбрана простая сумма:

a(/) = ao + ai(O; b (0 == Ьо + Ьх (/);

тогда (5.1) можно переписать так:

fn = ах (/) cos 2лт + bx (I) + а0 cos 2лт + b	(5.1а)

при этом надо выполнить условия
dajdt^o- dbx/dt<0;
lim П| = 0; lim bx = 0.
/->oo	/->oo
Постоянные а0 и Ьо принимаются из нормативных источни-
ков или из результатов исследований и характеризуют показа-
тели высушенного до заданной влажности материала.

Поскольку естественно предположить, что средняя влажность
и амплитуда колебания влажности убывают пропорционально,
т. е. a\/b\ = const, расчет ведем по двум вариантам: по экспо-
ненциальной кривой и по степенной.

По экспоненциальной кривой принимаем:

ах = Ахе~^\ Ьх = Вхе~*!\

и (5.1) преобразуется:

fn = а0 cos 2jcZ + b0 + cos 2л/ +	(5.16)

где 4i, Bi и т — постоянные, характеризующие амплитуду
и время, вычисляемые методом наименьших квадратов.

По степенной кривой принимаем:

«1 = Д2/(/+ Ла)п: Лз > 0; 6. = В2/(/+ ЛзЛ

и уравнение (5.1) примет вид:

fn = а0 cos 2л/ + bQ + Л2/(/ + Лз)" cos 2л/ + В2/(/ + Л3)л,	(5.1 в)

где А2, Аз, В2 и и — постоянные, вычисляемые методом итера-
ции из условия, что сумма квадратов от логарифма ошибки ми-
нимальна.

После вычисления постоянных находим точку пересечения
кривой с линией нормативной влажности, что и определяет про-
должительность высыхания.

Исходя из изложенного была составлена программа расчета
параметров кривых, характеризующих динамику высыхания ма-
териалов крыш на ЭВМ ЕС-1033 с учетом сезонных колебаний
влажности, и программа графического построения полученных
кривых при помощи чехословацкого графопостроителя «Grafor»
(составлена нами совместно с Ю. Иозепсоном и Т. Пейпманом).

Результаты прогнозирования продолжительности высыхания
верхнего слоя фибролита на крыше административного здания,
вычисленные по данным непосредственного отбора проб и опре-
деления их влажности, приведены на рис. 5.4. При этом допус-
каемая влажность утеплителя по расчету равна 4,2 кг/м2, или
12 % по массе.

Из анализа расчетов видно, что ориентировочная продолжи-
тельность высыхания утеплителя составит около восьми с поло-
виной лет, что близко к фактическим данным. При этом оба
варианта расчета дали совпадающие результаты.

Рассмотренный метод прогнозирования продолжительности
высыхания материалов крыш, хотя и дает ориентировочные ре’
зультаты, все же позволяет рассчитать время для достижения
нормативной влажности материалов в чердачных и совмещенных
крышах. Данный метод весьма нагляден и применим для вен-
тилируемых и невентилируемых крыш.
5.2.	Влияние влаги на долговечность крыш

Климатическая долговечность — стойкость к температурным,
влажностным и радиационным воздействиям внешней среды —
является определяющим фактором долговечности крыш.

Профессор В. А. Дроздов в докладе на Международном сим-
позиуме «Строительная климатология» [1] утверждал: «В целом
проблема высокой климатической стойкости строительных ма-
териалов в ограждениях еще не решена полностью, для ее
успешного решения еще понадобятся широкие исследования».
Наша работа согласуется с этим тезисом, а поэтому вопрос
о климатической долговечности материалов крыш рассматри-
вается по данным исследований как весьма актуальный.

Наблюдениями установлено, что материалы на растительной
основе—фибролит (плиты ТЭП), древесноволокнистые плиты
и т. п. под воздействием увлажнения в течение двух-трех лет
вследствие гниения начинают разрушаться. Так, в результате
исследования, выполненного нами совместно с доктором техн,
наук А. И. Фоломиным, невентилируемой совмещенной крыши
без пароизоляционного слоя установлено: начальная влажность
фибролита в 11 % по массе через год эксплуатации повысилась
до 23%, намного превысив нормативную; причем наблюдалась
тенденция к дальнейшему интенсивному увлажнению утепли-
теля, что можно объяснить биологическим увлажнением вслед-
ствие ассимиляции глюкозы, образовавшейся под воздействием
жизнедеятельности грибков. Они были обнаружены на поверх-
ности древесины при рассмотрении проб, взятых из конструк-
ции крыши. Биохимический процесс увлажнения протекает
следующим образом:

мономер целлюлозы в результате гидролиза превращается
в водорастворимую глюкозу:

(C6H10O5) п п, Н2О = п (СбН12Об);

глюкоза, окисляясь, образует углекислый газ и воду:

С6Н12Об —> 6СО2 6Н2О.

В результате этой реакции из каждой молекулы глюкозы об-
разуется шесть молекул воды и углекислого газа. Установлено,
что при гниении каждый кубический метр древесины выделяет
более НО кг воды.

Переувлажненный утеплитель из местного газобетона (газо-
кукермита) из-за попеременного замораживания-оттаивания
разрушается, так как в Эстонской ССР температура за зиму
переходит через О °C примерно 60 раз в году.

Рулонные кровли подвержены солнечному облучению, дей-
ствию дождевой воды, ветра и т. д. Под воздействием солнечных
лучей и воды рубероид стареет, становится хрупким, в нем по-
являются «дутики». Механизм их возникновения — это превра-
щение жидкой влаги, попавшей под ковер, в водяной пар под
действием высоких летних температур на поверхности темных
рубероидных ковров, достигающих в климатических условиях
Северо-Запада 60—70 °C. При этом объем образующегося водя-
ного пара по сравнению с первоначальным объемом воды уве-
личивается во много раз, а давление водяного пара под ков-
ром достигает десятков кг/см2. В результате одновременного
размягчения битуминозных материалов и большого давления
рулонные материалы деформируются, что и приводит к образо-
ванию многочисленных «дутиков». Для ликвидации данного де-
фекта частично в СССР и широко в зарубежных странах стали
применяться рулонные кровли с диффузионным слоем — так на-
зываемые «дышащие кровли». Благодаря их конструкции из-
лишки влаги и пара удаляются из-под рулонного ковра.

Под действием разности парциального давления водяного
пара под ковром и во внешней среде водяной пар из-под кровли
удаляется во внешнюю среду. Опытное сооружение «дышащих»
кровель» в Таллине позволило установить, что за год эксплуата-
ции удаляется до 400 г/м2 влаги.

5.3.	Расчет системы вентиляции крупнопанельных крыш

В условиях устойчиво влажного климата крупнопанельные
крыши должны быть преимущественно вентилируемого типа.
При этом первостепенное значение приобретает подбор системы
осушающей вентиляции, ибо она должна удалять из конструк-
ции строительную и эксплуатационную влагу, сохраняя при
этом требуемую теплозащитную способность, т. е. воздухообмен
в прослойках (каналах) должен быть оптимальным.

Воздухообмен в прослойках (каналах) можно вычислить
по (4.5):

= ЗбООИррТ’ прТпр-

Скорость воздушных потоков в прослойках (каналах) зави-
сит от величины располагаемого напора ветра (Нв) и потерь
давления (Яп) на преодоление трения материалов, местные со-
противления и кинетическую энергию воздушного потока.

Располагаемый напор от действия ветра определяется фор-
мулой

Потери давления в прослойках (каналах) рассчитываются по
выражению

^n = (MDr+ZU₽’np/2'

Исходя из того, что Нв = Иполучаем уравнение энерге-
тического баланса:

(fej — Й2) Р°н/2 = ( S + \pV^r) Р°пр/2’
откуда

^пр == VА£/(£м + ^Тр//^г + 1) ’>	(5.2)

в знаменателе этой формулы слагаемое, равное единице, учи-
тывает потерю кинетической энергии потока.

Расчетная скорость ветра. Она зависит от ряда факторов:
высоты и месторасположения здания; вида застройки и ориен-
тации здания; параметров кривой распределения скоростей и на-
правления ветра, которые определяются циркуляционными ат-
мосферными условиями.

Приведенные в сводках Гидрометслужбы скорости ветра за
определенный час, которые затем обобщаются в СНиПах, по-
лучены путем непосредственных измерений, в большинстве слу-
чаев анеморумбографом М-63, а ранее М-12, который показы-
вает усредненную за 10 мин скорость, измеренную в начале
данного часа. Это среднеарифметическая скорость ветра за
сравнительно длительный промежуток времени — 600 с.

В действительности ветер очень изменчив как по скорости,
так и по направлению, и за малые интервалы времени показа-
тели мгновенной скорости многократно изменяются [25]; это
приводит к гашению ветрового напора и скорости в вентиля-
ционных прослойках (каналах). Поэтому правильный расчет
воздухообмена в них по приведенным выше исходным данным
дает лишь приближенные результаты.

Для учета воздействия ветра на здания СНиП 2.01.01—82
(«Строительная климатология и геофизика») регламентирует ве-
личины скорости и направления ветра, как бы постоянно воздей-
ствующие на сооружение; но в натурных условиях такое наблю-
дается крайне редко; оно может иметь место при испытаниях
в аэродинамических трубах или обработке опытных данных при
очень грубом усреднении, допускающем значительные ошибки.

Более точные данные о параметрах ветра могут быть полу-
чены путем непосредственных измерений на опытных объектах
с последующей обработкой информации методами математиче-
ской статистики на ЭВМ.

Ветровое воздействие на сооружения с учетом его пульсации
для зданий гражданского и производственного назначения строи-
тельные нормы вообще не регламентируют, за исключением
уникальных высотных сооружений: дымовых труб, башен, мачт.
Согласно СНиП 2.01.01—82 коэффициент пульсации скоростного
напора ветра р, а следовательно и коэффициент его порывисто-
сти kn считаются для заданной высоты над поверхностью земли
одинаковыми на всей территории СССР. В действительности ве-
личины ветрового воздействия и его образующие, как показали
наши исследования [3, И], а также работы других авторов,
значительно отличаются.

Доктор географических наук М. М. Борисенко [25] разра-
ботал методику расчета ветрового воздействия на объекты с
учетом его пульсации по скорости. На основе этой методики со-
ставлен алгоритм и программа обработки данных натурных из-
мерений скорости ветра на ЭВМ с целью уточнения пульсацион-
ного его воздействия на крыши. При расчетах использовались
следующие понятия и формулировки:

максимальный порыв ветра рмакс и средняя его скорость vH;
коэффициент порывистости ветра /гп:

= умакс/$н*>	(5.3)

отклонение максимального порыва от его средней скорости
Д^макс или его предельная составляющая

△^макс = $макс —	(5.4)

При вычислении величины максимального порыва ветра ис-
ходят из данных о стандартных (среднеквадратичных) пульса-
циях ветра. Переход от среднеквадратичных пульсаций к мак-
симальным порывам основан на предположении о том, что пуль-
сации продольной составляющей скорости ветра подчинены
нормальному закону распределения или закону Гаусса.

Отклонение максимального порыва вычисляют по формулам

Д^макс = МоИ»н	(5.5)

или

Д^макс = МсГст»	(5.6)

где М — переводной коэффициент, характеризующий вероят-
ность результатов выборки в генеральной совокупности и на
этой основе позволяющий осуществить переход от стандартных
пульсаций скорости ветра к максимальной в зависимости от ин-
тервала усреднения; ои — стандартная величина относительной
пульсации ветра:

ан = (&п-1)/М;	(5.7)

<Jct — стандартное отклонение средней скорости ветра:

<уст = Gh^h*	(5.8)

Значения переводного коэффициента Л4, по данным М. М. Бо-
рисенко [25], приведены в табл. 5.3.

Коэффициенты порывистости ветра kn при различных клас-
сах закрытости местности, высотах объекта и интервалах усред-

Таблица 5.3

Интервал усреднения скорости ветра т, мин	Интервал усреднения максимального порыва Дт, с											
	0,1	0,5	1	3	6	12	18	36	90	180	360	720
2	3,14	2,65	2,40	1,95	1,65	1,27	1,00	—	—	—			
10	3,75	3,14	2,91	2,58	2,32	2,10	1,90	1,55	1,00	—	—	—.
60	4,30	3,75	3,38	3,14	2,91	2,71	2,58	2,32	1,96	1,96	1,28	0,84
Класс закрытости местности	Местоположение объекта или характеристика класса закрытости местности	Интер- вал усре- днения, т. мин	Значения kn при высоте объекта //, м					
			10	15	20	25	30	35
А1	Городская застройка,	60	2,23	2,09	2,01	1,95	1,91	1,75
	здания высотой 30 м	10	2,03	1,92	1,85	1,80	1,77	1,63
		2	1,75	1,67	1,61	1,58	1,56	1,46
А	Городская застройка,	60	2,06	1,94	1,86	1,82	1,78	1,65
	здания высотой 10—20 м	10	1,88	1,78	1,72	1,68	1,65	1,54
		2	1,59	1,59	1,49	1,46	1,44	1,36
В	Умеренно пересеченная	60	1,67	1,63	1,60	1,57	1,57	1,47
	местность, сельские пунк-	10	1,54	1,51	1,48	1,46	1,43	1,37
	ты, лес высотой 10—15 м	2	1,37	1,35	1,34	1,32	1,30	1,26
С	Открытая равнина,	60	1,50	1,47	1,44	1,43	1,42	1,37
	степь, побережья круп-	10	1,42	1,40	1,37	1,36	1,35	1,31
	ных водоемов	2	1,30	1,29	1,27	1,26	1,25	1,23

нения скорости ветра можно определять по табл. 5.4, составлен-
ной по данным М. М. Борисенко [25].

Основываясь на изложенном выше, мы предложили методику
обработки опытных данных и алгоритм расчета, заключающиеся
в следующем.

1.	Исходя из экспериментальных величин интервала усред-
нения средней скорости ветра т, класса закрытости местности А
и высоты объекта или крыши Я, по табл. 5.4 определяют зна-
чение коэффициента порывистости kn-

2.	Исходя из экспериментальных величин интервала усред-
нения скорости ветра т и максимального порыва Дт, по табл. 5.2
находят коэффициент М для перехода от среднеквадратичной
пульсации скорости ветра к максимальной.

3.	По найденным значениям kn и М вычисляют стандартную
величину пульсации ветра аи по (5.7).

4.	Стандартное отклонение средней скорости ветра аСт опре-
деляют по (5.8).

5.	ВеЛИЧИНу ОТКЛОНеНИЯ МаКСИМаЛЬНОГО ПОрЫВа Дрмакс вы-
числяют по (5.6).

Для уточнения ветрового воздействия на крыше с учетом его
пульсации был составлен алгоритм и программа расчета на ЭВМ
ЕС на языке «Фортран».

По результатам натурных измерений скорости ветра на ис-
следованном нами объекте — Дворце пионеров и школьников
в Таллине — была обработана масса полученной информации на
ЭВМ ЕС-1020. Данный объект относится к классу закрытости
местности А; высота его около 10 м; интервалы усреднения ско-
рости ветра 2 и 10 мин; продолжительность максимального по-
рыва 3 с. В наших опытах скорость ветра измерялась анемо-
румбографом М-63РП с интервалом усреднения 2 мин и анемо-
Показатели	Условные обозначения	Результаты расчета при интервале усреднения скорости ветра	
		2 мин	10 мин
Средняя скорость ветра, м/с ....	Ян	2,77	2,16
Переводной коэффициент		м	195	2,58
Коэффициент порывистости ветра . .		1,75	2,03
Стандартное отклонение скорости ветра, м/с		°ст	1,05	0,86
Максимальное отклонение скорости ветра, м/с		Аймаке	2,04	2,22
Максимальный предел скорости вет- ра, м/с	  Минимальный предел скорости ветра, м/с		max	4,02	4,38
	min ин	0,72	0,00

румбографом М-12 с интервалом усреднения 10 мин. Одновре-
менное измерение двумя измерительными приборами позволило
установить влияние интервала усреднения на конечные резуль-
таты (табл. 5.5).

Предельные значения скорости ветра, воздействующего на
крыши с учетом его пульсации, можно вычислить по (5.4).

Максимальное значение скорости ветра

max + Аймаке,	(5.9)

минимальное

min ун = ун Армакс.	(5.10)

Результаты вычислений по этим формулам приведены в двух
последних строках табл. 5.5. Из рассмотрения полученных дан-
ных видно, что при интервале усреднения 2 мин предельное
отклонение от средней скорости ветра составляет 74 % и при
интервале усреднения 10 мин отклонение скорости составляет
около 100 % от средней скорости ветра.

Аэродинамические коэффициенты крыш. Аэродинамические
коэффициенты характеризуют величину давления на поверх-
ность крыши в долях от ветрового напора и зависят от профиля
крыши и направления ветра. Аэродинамический коэффициент

k = 2р/у2,

где р — плотность воздуха, кг/м3; t>B — скорость набегающего
потока (ветра), м/с; здесь у1р/2-—динамическое давление потока
воздуха, Па или кге/м2.

При определении аэродинамических коэффициентов зданий
в аэродинамической трубе воздействие ветра носит постоянный
характер как по направлению, так и по скорости, а потому боль-
шинство последующих расчетов ведётся на этой основе. В дей-
ствительности же ветер оказывает на конструкцию изменяю-
щиеся во времени воздействия как по скорости, так и по на-
правлению, он характеризуется пульсацией потока в зависимо-
сти от месторасположения здания и топографии местности. По-
этому простая экстраполяция результатов испытаний в аэроди-
намической трубе к зданию натурального размера (при низких,
как правило, значениях числа Рейнольдса) не совсем точно от-
ражает фактические значения аэродинамических коэффициентов.

В результате изучения зависимости между расположением
зданий, величинами аэродинамических коэффициентов, типами
покрытий установлено, что городская застройка снижает ско-
рость ветра на объектах в Таллине примерно на 18 % (в Москве
это снижение составляет 20%). Таким образом, приведенные
в СНиП 2.01.01—82 расчетные скорости ветра завышены для
центров крупных многоэтажных городов.

По данным исследований М. Г. Иванова [29], при строчной
застройке максимальная величина аэродинамических коэффи-
циентов для первого здания равна 0,78, для второго здания она
уменьшается на 40 %, для третьего — на 55 %, а далее она воз-
растает на 10 % по отношению к третьему.

Средняя сумма аэродинамических коэффициентов при воз-
действии ветра на здание с карнизом на 25—37 % больше, чем
для крыши с парапетом.

По данным наших исследований, ветровой скоростной напор
на крыши с наветренной стороны здания в прибрежных районах
для девятиэтажных зданий на 11 % выше, чем для пятиэтажных.

При действии ветра на сооружение действительное его дав-
ление на поверхности отличается от напора в зависимости от
того, какая это сторона здания — наветренная или заветренная,
от угла, под которым направлен ветер к сооружению, от конфи-
гурации поверхности крыши и т. д.

В СНиП П-6—74 приводятся величины скоростного напора
ветра без учета направления его воздействия на сооружение.
Поэтому расчетные значения аэродинамических коэффициен-
тов принимаются постоянными и равными их максимальной
величине.

В зависимости от условий застройки значения аэродинами-
ческих коэффициентов принимаются (табл. 5.6) по данным [26,
27, 28, 29].

Величина аэродинамических коэффициентов зависит также
от этажности зданий (рис. 5.5) и конструктивных особенностей
(моделей) карнизной части крыши (табл. 5.7).

Для пятиэтажных зданий сумма аэродинамических коэффи-
циентов на наветренной и заветренной сторонах на 24 % больше,
чем у девятиэтажных.

Исследование зависимости между этажностью зданий, зна-
чениями аэродинамических коэффициентов и скоростью ветра
(рис. 5.5) показывает, что при повышении этажности с 5 до 16
этажей расчетные скорости ветра возрастают с 8,1 до 12,4 м/с,
Вид застройка

Вид застройки

Вид застройка

0^0,11^90^0 0.7В

•~/ш4 ' ' ’ ' р--да

-щв Ф1-о,зн№ ом

-ох -о,п оо afi-о,п

wi;,f L-H*

-0,58 -0,17-0,0 Ofi -0,03

~О,53у—

ом

^-0.85 -Щ -0,22 -0,16 -0,10

Г~~1 „„ I . I--L---ьД-ДУ

-0,06

— -ОМ -ОМ -ОМ -0.25

-0^ w

-Л~~~0,37

0,38--'-
ом--^

-ОМ

-049

-0,60

-0,55 -0,52 -ОМ -0,41-0,42

-в»Н  •

О'М

Ж 0,31 0,36 ОМ 0.50
"0,02

„„ в®

-0,77----

~-0,15

-0,16

-0,38--О,Н

-ОМ

'°j71

-ом

0,58

т. е. почти в 1,5 раза; соответственно повышаются значения
аэродинамических коэффициентов.

Коэффициенты местных сопротивлений крыш. Сумма коэф-
фициентов местных сопротивлений зависит от аэродинамических
показателей крыш и может быть вычислена с помощью, напри-
мер, справочника И. Е. Идельчика [30], исходя из общих зако-
нов гидравлики. Величины наиболее часто встречающихся коэф-
фициентов местных сопротивлений крыш приведены в табл. 5.8.

Преобладающее большинство крупнопанельных крыш соору-
жают из крупных панелей с ребрами, обращенными в прослойку
или в чердачное пространство. Поэтому надо знать величины
коэффициентов местных сопротивлений крупных панелей с ре-
гулярной, как правило, ребристостью. Кроме того, такие панели
при строительстве устанавливают с уклонами к продольной оси
Схема вентиляции	Отверстия в крыше		Отверстия па кровле вытяжные	
	наветренное	ваветренное	шахта	щель

0,75	-0,33
0,75	-0,33
0,75	-0,30
0,66	-0,30
0,88	-0,40
0,43	-0,37

-0,60	
—	-0,62
—	—
—	—
		

здания для образования внутреннего водоотвода (конфузорно-
диффузорный тип сечения образующейся прослойки или чердач-
ного помещения) и наружного водоотвода (диффузорно-конфу-
зорный тип сечения). Однако эти данные отсутствуют в справоч-
ной литературе.

К. Зайферт в своей книге [19] пишет: «Процессы движения
воздуха в чердачных помещениях чрезвычайно сложны. Здесь
приходится сталкиваться со многими неопределенными парамет-
рами, в том числе с переменным поперечным сечением полостей
и т. п.» и далее: «Существенными помехами движению воздуха

Рис. 5.5. Зависимость ме-
жду этажностью здания,
разностью давления вет-
ра при зимних темпера-
турах и его скоростью
I — температура наиболее
холодной пятидневки; II —
то же, отопительного сезо-
на; 1 —. в Таллине; 2 — в
Тарту
Место	Вид сопротивления	Условное обозначе- ние	Значение	Схема местного сопротивления
Приточное отверстие	Вход с сжатием	£СЖ Ьвх	0,5—6,4	|	£ РАСП/.  ьвх ШДШОшюо
	Выход с расши- рением	tpacui =вых	0,6—1,5	
Выходное отверстие	Вход с расшире- нием или сжатием	fcCJK ®вых	0,6-1,5			  ДШДШШйШыыьи
	Выход с внезап- ным расширением или сжатием	ьрасш »вых	0,5—2,0	
Прослойка	Постепенное рас- ширение потока	^расш	0,3	^ЪРАСД/	—»>
	Постепенное сжа- тие потока	^сж	0,4—0,7	
Поворот	В прослойку	fcB пр ЭПОВ	0,2—5,3	План  1 /^ъпов \\ь пов  1_	1
	Из прослойки	fcH3 пр ЭПОВ	0,3-5,3	
Шахта	Вход в прослойку	fcB пр эвх	0,3—0,9	
	Выход из про- слойки	fcH3 пр ®ВЫХ	0,4-1,5	
	Выход из шахты	fcH3 ш ЭВЫХ	4,0	1S&# &мд’''
	Слияние или раз- деление потока	^СЛ  £разд	1,2—5,0	
Прослойка	Ребристость	£ребр	1,9	


в чердачном простран-
стве часто оказывают-
ся уложенные поперек
него балки или прого-
ны, а скорость потока
тормозится завихре-
ниями. Из-за много-
факторной зависимо-
сти между скоростью
потока и коэффициен-
том трения вопрос не
удается исследовать

Рис. 5.6. Схема моделей для измерения коэф-
фициентов местных сопротивлений крыш
а — с гладкими поверхностями; б — с ребристыми

глубже и приходится
вернуться к первона-
чальному уравнению
Re = u£>r/v».

Из-за отличия основного сечения прослоек (каналов) от
площади входных (приточных) и вытяжных отверстий в боль-
шинстве случаев происходит внезапное расширение (сужение)

воздушного потока.

Экспериментальное определение местных сопротивлений в

зависимости от аэродинамики прослоек вентилируемых крыш
проведено под руководством доктора техн, наук К. Лайгна [9]
путем моделирования на модели из органического стекла
(рис. 5.6), допускающей ее трансформацию. Воздух подавался
в модель центробежным вентилятором высокого давления через
профилированную прямоугольную насадку, позволяющую изме-
нять величину входного потока и его направление. Температуру
воздушного потока измеряли самопишущим уравновешенным
мостом КСМ-4 в комплекте с платиновым термометром сопро-
тивления.

Характеристику воздушных струйных потоков определяли
термоанемометром западногерманской фирмы «Wallac» GGA-238
и электротермоанемометром ЭТА-2А. Скорость и направление
потока измерялись трехканальной пневмометрической насадкой
со средним отверстием для измерения полного давления и двух
боковых отверстий для определения скорости потока и статиче-
ского давления в нем, а также F-образной эталонной трубкой-
насадкой. Давление измеряли микроманометрами ММН-240,
соединенными с моделью пластмассовыми трубками.

Продувку моделей производили при различных режимах
работы вентилятора и сечениях приточных отверстий. Коэффи-
циент местного сопротивления g прослоек с уклоном определяли
через коэффициент аэродинамического сопротивления:

а = (pF3)/(PLU72).	(5.11)

Коэффициент местного сопротивления g конструкций с укло-
ном вычисляли по формуле

6 = (8^а)/у.

(5.12)
Схема крыши

Аэродинамический тип крыши и расчетная
формула на 1 м длины

Диффузорно-конфузорный тип с ребристыми
поверхностями g = O,636Re~0,253

Конфузорно-диффузорный тип с ребристыми
поверхностями £ = O,636Re~0,253

Диффузорно-конфузорный тип с гладкими
поверхностями £ = O»167Re~0,257

Конфузорно-диффузорный тип с гладкими
поверхностями £ = O,167Re-0'257; здесь Re-
число Рейнольдса

Коэффициенты £ определялись при значениях числа Рей-
нольдса от 3-103 до 8,5-105.

В результате обработки экспериментальных данных полу-
чены значения коэффициентов местных сопротивлений, выра-
женные уравнениями регрессии (табл. 5.9), которые следует при-
нимать в расчетах.

При расчетах скорости движения воздушных потоков в про-
слойках (каналах) вентилируемых крыш необходимо знать ве-
личины коэффициентов сопротивления трению. Содержащиеся
о них в специальной литературе данные [30, 31, 32], основанные
на значениях абсолютной шероховатости материалов, приведены
для гладкостенных материалов (стальных и асбоцементных труб
и т. п.). Коэффициенты сопротивления трению общестроитель-
ных материалов (кирпич, дерево, бетон и т. п.) представлены
ограниченно, причем для таких эффективных и распространен-
ных утеплителей, как маты и плиты из минеральной ваты, фиб-
ролит, и новых — фенопласта, пенополистирола и пенополиуре-
тана, данные вообще отсутствуют.

Применяемые методы расчета не позволяют точно вычислить
Xip. Так, по методике А. К. Мартынова [31] коэффициент со-
противления трению материала вычисляется по формуле

Хтр = с (1,89 + 1,62 1g //Д)"2’5.	(5.13)

По формуле Блазиуса коэффициент сопротивления трению
определяется так:

Хтр = —0,3164/Re0,25.	(5.14)

Расчеты по приведенным формулам, формулам Л. Д. Альт-
шуля и другим позволили установить, что значения коэффициен-
Материал	у. кг/мЗ	к тр	Материал	Y. кг/м3	
Пенопол исти рол	50	0,0124	Фенопласт . . .	60	0,0163
Пенополиуретан	60	0,0204	Фибролит ....	350	0,0180

тов сопротивления трению материалов отличаются между собой
до десяти раз при одинаковых исходных данных, что не позво-
ляет вести по ним точные расчеты.

Определение коэффициентов сопротивления трению по
ГОСТ 2789—73 и ГОСТ 2309—73 трудновыполнимо, так как не-
обходимо измерять шероховатость на тонких срезах хрупких
или волокнистых материалов. Для расчетов нужно знать вели-
чины коэффициентов сопротивления трению, в первую очередь
для новых теплоизоляционных материалов. Для этого нами
были произведены экспериментальные исследования совместно
с К. Лайгна.

Величину ХтР определяли по формуле перепада статического
давления на стенки канала по длине его рабочей зоны Ар:

ДР = 4pY/8g‘^/^-^KaH-

Экспериментальные исследования велись на специальной
установке. Трубу квадратного сечения длиной 4 м и площадью
6,93-10—3 м2 изнутри облицовывали исследуемыми материалами:
фенопластом, пенополистиролом или пенополиуретаном. Обли-
цованные участки трубы находились от входного отверстия на
расстоянии, превышающем 70 гидравлических диаметров канала.
Воздух в трубу подавался центробежным вентилятором высо-
кого давления. На его входе был установлен тканевый пылеза-
держивающий фильтр, а на выходе — металлические сетки для
выравнивания потока.

Расход воздуха регулировался дроссельной заслонкой, уста-
новленной на выходе вентилятора. Расход и скорость воздуха
измеряли пневмометрической трубкой, подключенной к микро-
манометру ММН-240, и термоанемометром «Wallac». Темпера-
туру воздушного потока измеряли самопишущим уравновешен-
ным мостом КСМ-4 в комплекте с платиновым термометром со-
противления. Измерительные зонды скорости и давления были
прикреплены к держателю и вводились в модель через отверстия
в стенке трубы. Статическое давление потока измеряли посред-
ством дренажных отверстий, расположенных в стенке трубы.

Результаты измерений и расчетов коэффициентов сопротив-
ления трению приведены в табл. 5.10.

Гидравлические диаметры прослоек (каналов) крыш.
Гидравлический диаметр прослойки (канала) £>г может быть
вычислен по формуле

Dr = (4v)/(ynP^)>
Форма сечения

Таблица 5.11

Г идравлический
диаметр

Коэффициент
А

Круглая диаметром d...........................

Квадратная со стороной а .....................

Прямоугольная со сторонами а и Ь:
при а/Ь = 0,2.................................

»	» = 0,25	..........................

»	» = 0,33 ............................

»	» == 0,5.............................

d	64
а	57
1,67 а	76
1,6 а	73
1,5 а	69
1,3 а	62

Примечание.	Re.

где А — коэффициент формы сечения; для основных типов се-
чений он приведен в табл. 5.11 по данным В. А. Кострюкова
[32].

5.4.	Расчет воздухообмена в прослойках (каналах)

При расчете воздухообмена в прослойках (каналах) крыш
по (4.8) величина бПр характеризует высоту прослойки при ее
ширине 1 м. Поэтому площадь поперечного сечения прослойки
определяется ее высотой. При расчетах же величины воздухо-
обмена в каналах в формуле учитывается фактическая площадь
поперечного сечения канала.

Плотность воздуха в прослойке зависит от температуры в
ней и может быть вычислена по формуле

Упр = •“-0,004/пр + 1,299.

Зависимость между температурой и плотностью воздуха при
атмосферном давлении 760 мм рт. ст. приведена в табл. 5.12.

Температура воздуха в прослойке может быть вычислена по
формуле В. Д. Мачинского [2] — см. (4.7).

Для ускорения расчета воздухообмена в вентиляционных про-
слойках (каналах) крыш нами составлена номограмма [34], ис-
ходя из уравнения воздухообмена (5.2), при условии, что

Aw = £м 4“ Лтр//Рг 1.

Ключ к пользованию номограммой показан на рис. 5.7,
причем номера линий указывают последовательность их

Таблица 5.12

'пр- ’С	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+5	+ 10	+ 15	+20	+25	+30
Упр, кг/м3	1,452	1,423	1,396	1,368	1,342	1,317	1,293	1,270	1,248	1,226	1,205	1,185	1,165
Тип крыши	Ч		ч	ч	ч	ч	ч	ч	ч	Чо	41	Чг	и	иР н	6 пр	V пр	Afe	к тр	1	D п	W пр
35	2,0	0,7	0,7	1,50	0,42	0,19	0,9	0,9	—	—	—	—	7,30	2,3	0,08	1,287	1,28	0,064	12	0,16	266,0
37	2,64	0,7	0,7	6,14	0,42	0,19	—	—	0,30	0,36	—	—	15,45	2,3	0,08	1,287	1,08	0,059	12	0,16	192,7
40	0,5	0,7	1,0	6,14	0,59	0,29	—	—	—	—	—	—	9,22	2,3	0,10	1,287	0,80	0,054	12	0,24	264,0
41	0,5	0,7	1,0	6,14	0,59	0,29	—	—	—	—	—	—	9,22	2,3	0,10	1,287	0,80	0,054	12	0,24	264,0
14	2,0	0,57	1,0	2,00	0,34	0,28	—	—	0,5	1,5	4,0	5,0	31,10	2,0	0,18	1,287	1,28	0,032	14	0,50	333.5
24	2,0	1,5	1,5	3,00	0,29	0,40	—	—	—	—	—	—	7,70	2,6	0,36	1,287	1,28	0,037	14	0,80	1601,2
16													27,00	2,0	0,18	1,287	1.28	0,032	14	0,50	350,2

Таблица 5.14

Тип крыши	Еч.	к тр	1	D п	А		0Р-э н	и  пр	д пр	Ynp	пр
35	7,30	0,064	12	0,16	13,10	1,28	2,3	0,72	0 08	1,287	262
97	15,45	0,059	12	0,16	20,88	1,08	2,3	0,52	0,08	1,287	200
40	9,22	0,054	12	0,24	12,92	0,80	2,3	0,57	0,10	1,287	260
41	9,22	0,054	12	0,24	12,92	0,80	2,3	0,57	0,10	1,287	260
14	31,10	0,032	14	0,50	32,99	1,28	2,0	0,40	0,18	1,287	320
24	7,70	0,037	14	0,80	9,34	1,28	2,6	0,96	0,36	1,287	1800
16	27,00	0,032	14	0,50	28,90	1,28	2,0	0,42	0,18	1,287	340

оо Примечание. Значение э характеризует уточненную скорость ветра с учетом его пульсации.
Рис. 5.7. Номограмма для определения величины воздухообмена в вентиля-
ционных прослойках и каналах крыш (1Гпр)

I — ключ к пользованию номограммой

проведения. Примеры расчетов по номограмме приведены в
табл. 5.14.

Примеры расчета. Расчет воздухообмена выполнен для
конструкций крыш, имеющих исходные параметры, представ-
ленные в табл. 5.13. Результаты расчета воздухообмена в про-
слойках (каналах) крыш по программе на ЭВМ «Искра-125»
приведены в табл. 5.13. Расчет воздухообмена по программе на
ЭВМ осуществляется в два этапа.

Первый этап. В машину вводится программа П-I, запи-
санная на магнитной карте. По окончании счета по программе,
который ведется согласно табл. 5.13, получаем результат суммы
коэффициентов местных сопротивлений (£ £м).

Второй этап. В машину вводится программа П-П, запи-
санная на магнитной карте. Расчет по программе производится
в соответствии с данными табл. 5.13.

Примеры расчета воздухообмена по номограмме приведены
в табл. 5.14. Сравнение результатов вычислений в табл. 5.14 и
5.13 позволило установить, что ошибка при расчетах по про-
грамме и по номограмме не превышает 4 %.

5.5.	Скорость воздушных потоков в прослойках (каналах)
по данным измерений на объектах

Измерение скорости воздушных потоков проводилось нами
путем непосредственных замеров чашечными анемометрами и
созданным в НИИ строительства Госстроя ЭССР самописцем.
Малые скорости воздушных потоков замеряли крыльчатыми
анемометрами типа АСО-3 и электроанемометрами типа ЭА-1М,
а с 1974 г. — шеститочечным измерителем скорости воздушных
потоков типа ТАП-73 с автоматической записью, который был
запроектирован и изготовлен в Ленинградском агрофизическом
институте по техническому заданию автора. Датчики от изме-
рителя ТАП-73 устанавливали в прослойках (каналах) и пазах
по их длине, у приточных и вытяжных отверстий.

Крыши с вентиляционными прослойками. По результатам
измерений методом корреляционно-регрессионного анализа най-
дена зависимость между скоростью и направлением ветра и ско-
ростью воздушных потоков в прослойках (каналах) для раз-
личных конструкций совмещенных покрытий (рис. 5.8).

Зависимость между скоростью ветра и скоростью воздуш-
ного потока в прослойке вентилируемой крыши в зависимости
от угла воздействия ветра при прочих равных условиях выра-
жается синусоидальными кривыми на рис. 5.9. Как видно из
графика, при системе вентиляции крыш с вытяжной шахтой
направление ветра играет значительно меньшую роль (кроме
угла 0°), чем при других системах вентиляции. Так, при ско<
рости ветра 5 м/с соотношения между скоростями воздушных
потоков при углах 0, 45 и 90° равны 0,36; 0,16 и 0,1 м/с. При
средней скорости ветра 4 м/с средние скорости потоков в про-
слойке в соответствии с углом воздействия ветра составляют
0,21; 0,12 и 0,06 м/с.

Основываясь на результатах опытов и вычислений, можно
утверждать, что при проектировании крыш для обеспечения мак-
симального воздухообмена в прослойках (каналах) надо преду-
сматривать схему вентиляции с подкарнизными приточными
и вытяжными отверстиями, ориентированными к господствую-
щему направлению ветра. Минимальный воздухообмен может
быть достигнут при системе вентиляции только с коньковой
вытяжной шахтой, когда действует только гравитационный
напор.

Сравнение среднесуточного изменения скорости воздушных
потоков в прослойках двух типов крыш: с подкарнизными отвер-
стиями и с вытяжной шахтой (рис. 5.10) показывает, что си-
стема вентиляции с подкарнизными отверстями подвержена
большему влиянию ветра. Так, амплитуда изменения скорости
воздушных потоков в ней примерно в 2,5 раза больше, чем для
крыши, оборудованной только вытяжной шахтой, основой дви-
жения потоков в которой являются гравитационные силы и
расположение шахты в зоне со значительным разрежением; это
свидетельствует о большей чувствительности системы вентиля-
ции с подкарнизными отверстиями. Однако в холодный период
это приводит к повышенному воздухообмену и большему охлаж-
дению прослойки. Вместе с тем данная система обладает боль-
шой осушающей способностью, так как днем при наибольшей
(средней) скорости ветра отмечается и наибольшая температура
наружного воздуха и минимальная его влажность.
Рис. 5.8. Зависимость между ско-
ростью ветра, углом воздействия и
скоростью воздушных потоков в
прослойке

/ — угол 0°; 2 — угол 45е; 3 — угол 90°
к оси

Рис. 5.9. Зависимость между углом воз-
действия ветра на крышу и скоростью
потока в прослойках по эксперименталь-
ным данным. Крыши 1—3 имеют повы-
шенную ребристость
^ — коэффициент вентиляции

Рис. 5.10. Суточный ход скорости
ветра (г>н) и воздушных потоков в
прослойках (vnp) крыш по данным
измерений

Рис. 5.11. Зависимость между скоростью
ветра и скоростью потоков в каналах
(уКан) и пазах (ипаэ) газобетонных пане-
лей

Поэтому из двух упомянутых систем вентиляции предпочте-
ние следует отдать первой системе, ибо ей присуща большая
осушающая эффективность и относительная простота.

Крыши с вентиляционными каналами и пазами. Скорость
воздушных потоков измерялась в пазах газобетонных панелей.
Глубина пазов 5 см, средняя ширина 2 см, расстояние между
ними 20 см.

Перпендикулярно пазам через 6 м расположены сборные ка-
налы сечением 5 >< 10 см, соединенные с вентиляционными шах-
тами и с наружным воздухом.

Зависимость между скоростью ветра и скоростью воздушных
потоков в вентиляционных каналах и пазах газобетонных пане-
лей приведена на рис. 5.11. Из полученных данных видно, что
скорость воздушных потоков в сборных каналах в нашем при-
мере в среднем в 8 раз меньше, чем ветра, а скорость потоков
в пазах в среднем в 34 раза ниже.

В результате тщательного анализа суточного хода изучае-
мых факторов выведены следующие зависимости для скорости
ветра:
= 3,8958 + 1,1313 sin (0,0833пт — 1,8983) +

+ 0,4095 sin (0,1666лт — 1,3374) + 0,0982 sin (0,25лт - 2,3459);

для осушающих пазов

0паз = 0,0250 + 0,0062 sin (0,0833лт + 2,3114) +

+ 0,0081 sin (0,1666лт — 2,1835) + 0,0029 sin (0,25лт — 1,4009).

Выведенные закономерности характеризуют скорость потоков
и косвенно интенсивность высыхания газобетонных панелей при
наличии в них пазов.

Для вычисления зависимости между скоростью и направ-
лением ветра и скоростью воздушных потоков в прослойках
(каналах) и пазах по данным непосредственных замеров на
объектах нами совместно с В. Н. Ольманом была разработана
математическая модель и метод расчета на ЭВМ. В качестве
теоретической предпосылки для построения модели принята тео-
рема о разложении вектора скорости ветра на две ортогональ-
ные составляющие:

Е (*) 1>Пр = «пн cos (Р + А),	(5.15)

где £*(*)—- математическое ожидание; а —поправочный коэффи-
циент, характеризующий не учтенные нами аэродинамические
свойства конструкции; 0 — угол между направлением ветра и
продольной осью прослойки (канала); h — угол между продоль-
ной осью прослойки (канала) и северным направлением, приня-
тым за основу в модели расчета.

Скорость воздушного потока в прослойках (каналах) вычис-
ляется по (5.2). Приравнивая (5.2) и (5.15), получаем после
сокращения:	____________________

a cos (Р + Л) = VAZ7(£^ + W/°r+1).

Поправочный коэффициент а, к нахождению которого сво-
дится задача, может быть вычислен из предыдущего равенства:

—V[«/(2s«+ Лтр//^г + 1) /cos (р + А).	(5.16)

Для вычисления искомых величин а и ипр сотрудниками
СПКБ НИИ строительства Госстроя ЭССР была составлена про-
грамма для ЭВМ. Для удобства математической обработки ре-
зультатов измерений воздействие ветра на опытную крышу было

Таблица 5.15

Угол	гкан	пназ	гкан/ гпаз	^н/^кан	^н/^паз
0®	0,81	0,104	7,8		517
45®  90®	0,34  0,11	0,022  0,006	15,5  18,3	)з0,9	
Рис. 5.12. Зависимость между
аэродинамической характеристикой
покрытия, параметрами ветра и
скоростью воздушных потоков в
пазах газобетонных панелей крыш
в зависимости от угла атаки ветра

сгруппировано по восьми на-
правлениям — секторам (рум-
бам). Каждый сектор был равен
углу 45°.

В результате обработки опыт-
ных данных получены зависимо-
сти между углом воздействия
ветра (при ин = 7 м/с) и ско-
ростью потоков в каналах (уКан)
и пазах (уПаз), приведенные в
табл. 5.15.

Измерениями установлено, что
скорость воздушных потоков в
прослойках (каналах) в зависи-
мости от аэродинамических по-
казателей крыш, скорости и угла
воздействия ветра примерно в
10—30 раз меньше скорости вет-
ра. Измерения также показали,
что в прослойках скорость дви-
жения воздушных потоков мак-

симальна в тех случаях, когда
направление ветра совпадает с продольной осью прослойки (ка-
нала) или отклоняется в пределах 45° в зависимости от аэро-
динамических характеристик покрытий.

С увеличением разности аэродинамических коэффициентов,
а следовательно, и скорости воздушных потоков в прослойках
возрастают значения поправочного коэффициента а вследствие
перехода воздушного потока из ламинарной области течения
в турбулентную, с соответствующим возрастанием значений
местных сопротивлений и гидравлического трения в прослойках.

Зависимость между направлением ветра и скоростью потока
в прослойках согласно экспериментальным данным при vH до
10 м/с приведена на рис. 5.12.

Сравнение трех принципиально различных схем осушающей
вентиляции крыш показало, что наибольшее значение упр харак-

терно для крыши с приточными и вытяжными подкарнизными
отверстиями (см. рис. 4.6); среднее значение ипр — У крыши
с приточными отверстиями и с шахтой. Минимальные значения
Vnp присущи крышам, оборудованным только вытяжной конько-
вой шахтой.

Положительными качествами принятой математической мо-
дели расчета являются:

относительная простота;

адекватность ее физической сущности явления в случае по-
стоянной скорости ветра и постоянства угла 0;

введение коэффициента а дает возможность учитывать влия-
ние разных аэродинамических характеристик в зависимости от
типа изучаемых крыш, кото-
рые встречаются в практиче-
ских ситуациях.

5.6.	Рекомендации по выбору
систем и осуществлению
вентиляции крыш

Оптимально спроектирован-
ная система осушающей венти-
ляции должна обеспечить ин-
тенсивное удаление из кон-
струкции построечной и экс-
плуатационной влаги при ми-
нимальных потерях тепла в пе-
риод службы крыши. Поэтому
приведенные выше соображе-
ния рекомендуется использо-
вать при проектировании и
строительстве крупнопанель-
ных крыш.

Для предварительного вы-
бора системы осушающей вен-
тиляции предлагается постро-
енная нами номограмма (рис.

Рис. 5.13. Номограмма для подбора
системы вентиляции, площади про-
слоек, каналов, приточных и вытяж-
ных отверстий

а — влажный микроклимат; б — нормаль-
ный и сухой микроклимат

1 — сплошная прослойка; 2 — волнистая
асбофанера; 3 — каналы; 4 — отверстия;

5 — пазы

».13). Исходя из пролета проек-

тируемого здания и микроклимата в помещениях, по номограмме
определяют суммарное сечение вентиляционных устройств (про-
слоек, каналов и т. п.) на 1 м длины здания и целесообразный

тип системы вентиляции.

Исходя из возможностей строительства, наличия материалов
выбирают наиболее приемлемый вариант. При проектировании
и строительстве вентилируемых крыш иногда, по техническим
или экономическим соображениям, нежелательно устройство
сплошных прослоек или применение волнистой асбофанеры.
В этом случае можно обойтись более простыми и дешевыми в
исполнении системами в виде каналов, оборудованных осушаю-
щими трубками-вытяжками (рис. 5.14).

Такие трубки-вытяжки, соединенные со сборными каналами,
должны составить единую систему вентиляции покрытия
(рис. 5.15). Опытами установлено, что одна трубка-вытяжка
диаметром 8—10 см и высотой около 1 м способна осушить до
50 м2 площади крыши. Интенсивность высыхания материала
одной трубкой-вытяжкой составляет 0,5—2 кг/м2 в год в зави-
симости от материала утеплителя, его влажности, системы осу-
шающей ветиляции и погодных условий.

Относительную площадь осушающих каналов, приточных
и вытяжных отверстий для утепленных покрытий прозводствен-
ных зданий рекомендуется принимать равной от 0,002 до 0,0002
Рис. 5.14. Схема установки осушающих трубок-вытяжек на покрытии из ком-
плексных панелей

а — разрез по трубке-вытяжке; б — схема установки на покрытии

/ — труба 153X4 из металла или винипласта; 2 — комплексная панель; 3 — полоса
40X4;' 4 — оцинкованная сталь; 5 — болт М 10 с гайкой и двумя шайбами; 6 — герме-
тик или битумная мастика; 7 — дополнительный слой рубероида; 8—металлическое
кольцо, устанавливаемое после монтажа трубки-вытяжки; 9 — опорная металлическая
плита; 10 — отверстия; // — гравий; 12 — гвозди диаметром 5 мм. длиной 150 мм; 13 —
мелкозернистый бетон; 14 — полоска рубероида; 15 — утеплитель; 16 — вентиляционный
канал

Рпс. 5.15. Система осушающей вентиляции крыши

/ — комплексные панели покрытия; 2 — парапетные или карнизные элементы; 3 —
каналы между продольными сторонами комплексных панелей: 4 — сборные каналы между
поперечными (торцевыми) сторонами комплексных панелей; 5 — пересечение каналов;
б — приточные отверстия в парапетных или карнизных элементах; 7 — трубки-вытяжки;

8 — осушающие каналы между плитами ФСП
Рис. 5.16. Номограмма для под-
счета ежегодных эксплуатацион-
ных затрат на отопление и тепло-
вых потерь

площади крыши. В связи с
тем, что для особенно широ-
ких зданий трудно обеспе-
чить относительную площадь
каналов от 0,002 до 0,0002,
для их утепления следует
применять малогигроскопич-
ные материалы: пенополи-
стирол, пенополиуретан, пе-
ностекло, армоперлит и т. п.
При использовании других

материалов они будут разрушаться из-за длительности высыхания.
Требуемые площади канальной вентиляции можно обеспе-

чить также комплексными панелями покрытия с осушающими

каналами, движение воздушных потоков в которых направлено
поперек панелей. Это позволяет при широких зданиях значи-
тельной протяженности организовать воздушный поток перпен-
дикулярно продольной их оси, т. е. по более короткому пути
(см. рис. 5.15).
* *
*

Характерной особенностью крупнопанельных крыш из желе-
зобетонных панелей с многослойной рулонной кровлей является
то, что через них практически не происходит воздухо- и влаго-
обмен, как в кровлях из волнистого асбоцемента, этернита
и черепицы. Поэтому воздушно-влажностный режим в них
весьма сложен и требует особого внимания. Кроме того, такие
крыши имеют малые уклоны, что ограничивает водосток
с них, а это приводит к их дополнительному увлажнению че-
рез кровлю.

Поэтому в устойчиво влажных условиях очень важно удале-
ние из них влаги в процессе эксплуатации путем устройства в
них системы естественной вентиляции. В связи с этим был раз-
работан ряд решений крупнопанельных крыш с различными си-
стемами вентиляции [3].

Наблюдения и замеры на многочисленных объектах пока-
зали, что благодаря низкой влажности материалов в вентилиру-
емых крышах срок их службы значительно увеличивается. Это
уменьшает количество ремонтов и снижает эксплуатационные
расходы. Так как материалы в вентилируемых крышах посте-
пенно высыхают, дополнительные расходы на отопление сокра-
щаются от максимального значения до нуля.
Сплошные вентиляционные прослойки над утеплителем повы-
шают интенсивность высыхания материалов в 1,5—3 раза по
сравнению с системой в виде каналов. Так, в конструкциях сов-
мещенных крыш над крупнопанельными домами в Таллине це-
ментный фибролит изменил влажность с 35 до 10 % по массе за
шесть месяцев эксплуатации, а при канальной вентиляции за
1—1,5 года.

Для подсчета экономии затрат на отопление, исходя из влаж-
ности утеплителя по массе при высыхании, нами составлена но-
мограмма (рис. 5.16), на которой приведены величины тепловых
потерь и стоимость отопления 1 м2 крыш в год при стоимости
1 Гкал, равной 15 руб.

Г лава шестая

УЧЕТ РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ
ПРИ РАСЧЕТАХ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
ПОВЕРХНОСТИ КРЫШ

6.1.	Расчет составляющих теплового баланса

В связи с настоятельной необходимостью экономии мине-
ральных топливных ресурсов все большую актуальность приоб-
ретает использование других природных источников тепла, в том
числе радиационного нагрева. Положительно оценивая действие
радиационного нагрева в наших широтах, зачастую не учиты-
вают количественную сторону данного явления в период отопи-
тельного сезона, охлаждающее воздействие эффективного излу-
чения и других факторов, которые сводят экономию топлива
почти на нет. Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее.

Степень влияния солнечной радиации и эффективного излу-
чения на температурный режим крыш зависит от интенсивности
суммарной солнечной радиации, от числа солнечных дней, про-
зрачности атмосферы, облачности, давления (упругости) водя-
ного пара, отражательной способности кровельных материалов,
наружной температуры, скорости ветра, теплофизических и аэро-
динамических показателей крыш. Взаимосвязь между этими
факторами весьма сложна и до сих пор еще недостаточно изу-
чена, о чем свидетельствует отсутствие стандартных методов
расчета в руководствах для проектировщиков.

В крупнопанельном и крупноблочном строительстве крыши
подавляющего большинства зданий сооружают с верхней по-
верхностью, близкой к горизонтальной. Такие крыши в большей
степени, чем стены, подвержены длительному воздействию сол-
нечного облучения.
Рис. 6.1. Схема составляющих
радиационного теплового ба-
ланса крыш

Q°(l — Ал)—суммарная	радиация;

Еэф— противоизлучение; GL — по-
тери тепла на испарение;
Ек_н—	псевдотеплопроводность

(турбулентный обмен); QK_кр —
теплопоступления из помещений
1 — экран; 2 — прослойка; 3 —
утеплитель; 4 — потолок

В соответствии со СНиП П-ЗЗ—75* «Отопление, вентиляция
и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования» [фор-
мула (15)] при расчете поступления тепла в помещение через
покрытие учитывается воздействие только суммарной солнечной
радиации, а столь важные факторы, как эффективное излуче-
ние от поверхности крыш в атмосферу, расход тепла на испа-
рение влаги с кровель в теплый период и на таяние снега в хо-
лодный, затраты тепла из-за псевдотеплопроводности (турбу-
лентный обмен) путем его отдачи наружному воздуху, вообще
не учитываются, хотя они значительно снижают величину ра-
диационного нагрева, что приводит к погрешности при оценках
составляющих радиационного баланса тепла (рис. 6.1).

С учетом перечисленных факторов, конструктивных и аэро-
динамических особенностей крыш рассмотрим возможность рас-
чета составляющих теплового баланса поверхности крыш
(рис. 6.1).

Из литературы по климатологии были выбраны формулы рас-
чета составляющих теплового баланса. С целью оценки точности
расчетов по этим формулам в качестве эталона для наиболее
существенных из рассматриваемых факторов приняты итоги
натурных измерений, выполненных Тартуской астрофизической
обсерваторией и Главной геофизической обсерваторией имени
А. И. Воейкова.

Уравнение баланса тепла крыши можно описать так:

QO (1 _ Ал) - £эф - GL - QK_H ± QK—кР « о,	(6.1)

где Q0 —суммарная солнечная радиация, Вт/м2; Ал —альбедо
поверхности крыши; ЕЭф — эффективное излучение поверхности
крыши, Вт/м2; G — количество испарившейся воды, кг/(м2-ч);
L — скрытая теплота парообразования, Дж/кг; QK-H — турбулент-
ный съем тепла с поверхности рулонного ковра, Вт/м2; Qk-kp—
величина теплообмена между конструкцией крыши и кровлей,
Вт/м2.

Рассмотрим подробнее составляющие теплового баланса
крыш.

Нагрев крыш из-за суммарной солнечной радиации. Тепло
от действия солнечной радиации в основном поглощается кры-
шей, а частично отражается от нее. Количество тепла, погло-
Рис. 6.2. Среднесу-
точный ход солнеч-
ной радиации и ко-
эффициент погло-
щения рубероида
на крыше Дворца
пионеров в Талли-
не (август 1979 г.)
1 — суммарная ра-
диация (опытная
кривая); 2 — отра-
женная радиация;
3 — суммарная ра-
диация (вычисленная
кривая); 4 — коэффи-
циент поглощения
рубероида

щаемое поверхностью материала, определяется коэффициентом
поглощения солнечной радиации (р) кровли (р = 1 — Ал).

Под влиянием солнечного нагрева тепло с наружной поверх-
ности крыши переходит путем конвекции и излучения в окру-
жающую среду. В литературе [2] радиационное воздействие на
ограждение оценивается эквивалентной температурой (/Экв).
А. М. Шкловер [2] предложил определять условную темпера-
туру поверхности как сумму наружной и эквивалентной темпе-
ратур:

^усл =	+ (PQ°)/aH == tn + ^экв*	(6.2)

Коэффициент поглощения солнечной радиации рубероидом
с песчаной посыпкой по СНиП П-З—79* равен 0,9. Наши замеры
суммарной и отраженной радиации альбедометром и пирано-
метром показали, что коэффициент поглощения рубероида со-
ставляет 0,88—0,92 (рис. 6.2). Рубероид защищают крупным
песком или гравием, располагая их на его поверхности с боль-
шими промежутками, а не сплошным слоем.

Вторым фактором, определяющим значение эквивалентной
температуры, является интенсивность суммарной солнечной ра-
диации. Ее величина может приниматься по справочникам — на-
пример [35]. Однако для районов, где сосредоточено крупное
строительство, эти данные могут отсутствовать. Интенсивность
суммарной солнечной радиации для таких районов может быть
определена двумя путями:

по известным значениям наружной температуры, исходя из
связи между интенсивностью суммарной солнечной радиации
и наружной температурой, — по [36];

по среднеширотному распределению интенсивности суммар-
ной солнечной радиации, приведенному в [37]. Следует отме-
тить, что приводимые в этом справочном пособии данные не
учитывают ряд факторов: климатические особенности региона
(упругость водяного пара, облачность, прозрачность атмосферы,
близость моря, топографию местности и т. д.), аэродинамиче-
ские и т. п., что делает расчеты неточными.
Первые зависимости между Q и температурой наружного
воздуха были установлены А. И. Кругловой для района Москвы.
Изученный ею температурный диапазон составлял от —20 до
4-8 °C.

Аналогичные данные содержатся в работе Э. В. Йыгиоя и
Л. Н. Пахапиль [36] для района Тарту. Они получены путем
обработки опытных данных Гидрометслужбы ЭССР за 25 лет
измерений. Диапазон температур в этой работе охватывает
±30 °C.

Поскольку для многих районов Советского Союза зависимо-
сти между суммарной радиацией и температурой наружного воз-
духа, а также данные актинометрических измерений отсут-
ствуют, рассмотрим возможность использования данных о ра-
диации в зависимости от широты местности.

Анализ результатов вычислений интенсивности суммарной
солнечной радиации по четырем рекомендуемым в литературе
методам [38, 48] позволил выбрать наиболее точный относи-
тельно совпадения с данными натурных измерений и рекомендо-
вать его для расчетов. Интенсивность суммарной солнечной ра-
диации предлагается рассчитывать по формуле М. Е. и Т. Г. Бер-
ляндов [38]:

Q° = Q6° [1 - (а + Ьт) т],	(6.3)

где Q60 — интенсивность суммарной солнечной радиации при
безоблачном небе, принимается в зависимости от географиче-
ского региона и широты местности по [35, 37]; а и b — эмпири-
ческие коэффициенты, принимаемые по [28]; т — степень об-
лачности, принимаемая по [39] либо другому аналогичному
справочнику для конкретного города или района в долях
единицы.

Сравнение результатов расчетов по (6.3) и данных натурных
измерений, выполненных Тартуской астрофизической обсервато-
рией, показало, что расхождение между ними составило в сред-
нем 1,3 %.

Третий фактор, определяющий величину эквивалентной тем-
пературы,— это коэффициент теплоотдачи наружной поверхно-
сти (кровли) ан. Его значение может быть определено по
СНиП П-З—79* или вычислено по эмпирическим формулам
с учетом скорости ветра согласно рекомендациям литературных
источников [2].

По СНиП П-З—79*, значение ан для летних условий вычис-
ляется по формуле ан = 5 4- 10 ^VH, а для зимних оно равно
23,3 Вт/м2-°С [20 ккал/(м2-ч-°С)]. Для весеннего и осен-
него периодов величина ан в СНиП П-З—79* вообще не
указана.

Охлаждение кровель из-за эффективного излучения. В
противоположность нагреву кровель из-за суммарной радиации,
который в средних широтах является положительным фактором,
°C
18

16

/4

12

10

8

6

4

2

-Схема Вентиляции

Охлаждение от эффективной

v излучения

^777777777//

Температура ковра
Радиационный нагрев |

Охлаждение от
^эффективного

излучения

tH Температура наружного воздуха

4	6	8	10	12	14	16	18	20 22 24

Часы

Рис. 6.3. Среднесуточное изменение температуры рулонного ковра и наруж-
ного воздуха совмещенной вентилируемой крыши (весна 1975 г.)

так как снижает в холодный период потери тепла, а в теплый
способствует более интенсивному высыханию материалов крыш,
происходит охлаждение кровель из-за эффективного излучения;
оно является постоянно действующим фактором, не зависящим
от солнечной радиации.

Разность между радиацией, излучаемой поверхностью, и по-
глощаемым ею встречным противоизлучением атмосферы состав-
ляет так называемое эффективное излучение, обуслов-
ливающее эффект охлаждения поверхности, особенно заметный
ночью.

В общем виде эффективное излучение можно представить
так:

^эф — 6fa.

(6.4)

Так как собственное излучение крыши (£к) имеет более вы-
сокую температуру, чем атмосфера (£к>б£а), то вследствие
длинноволнового излучения поверхность крыши почти всегда
теряет тепло, что особенно заметно в безоблачные ночи. Длин-
новолновое излучение от кровель увеличивает потери тепла по-
крытием, что и отмечалось нами при натурных измерениях как
более низкая температура поверхности кровельного ковра по
сравнению с температурой наружного воздуха (рис. 6.3).

Как справедливо считают Б. П. Алисов, О. А. Дроздов и
Е. С. Рубинштейн [40], недостаток фактических материалов
измерений эффективного излучения, особенно для дневного вре-
мени, привел к поиску косвенных путей его определения.

Нами рассмотрены четыре метода расчета эффективного из-
лучения, произведена их аналитическая оценка, чтобы принять
наиболее точный и приемлемый из них для использования и
в других районах страны.

Из четырех апробированных для сравнения методов расчета
эффективного излучения, в том числе по формулам А. Баура,
Н. Филиппса, А. Ангстрема, Д. Брента, Л. Матвеева и других
исследователей, наибольшее совпадение с данными натурных
измерений Главной геофизической обсерватории (проведенных
в районе Ленинграда и принятых нами за эталон) достигнуто
при расчете по формуле А. Ангстрема с поправочными коэффи-
циентами П. Н. Тверского [22] на разность температур небо-
свода и кровли и степень облачности:

сэф = * [<^н U + в • 10—-) + О (т* - ^)] (1 - ст), (6.5)
где б — излучательная способность поверхности рубероида, рав-
ная 0,95 для применяемого в ЭССР; о—постоянная излучения,
равная 5,76 • 10-8 Вт/(м2-К4); Т„ и Тк — абсолютные темпера-
туры наружного воздуха и кровельного ковра, К; ен — упругость
водяного пара наружного воздуха, Па; m — степень облачности
неба; А и В — эмпирические коэффициенты, равные, по данным
X. Больца и Г. Фалькенберга, А = 0,18, В = 0,25; с—эмпири-
ческий коэффициент, характеризующий облака, их высоту, пе-
риод года.

Ошибка при расчете по (6.5) составила 0,2 % от данных на-
турных измерений, произведенных Главной геофизической об-
серваторией в г. Павловске (под Ленинградом), расположенном
примерно на одной с Эстонией широте и в одном регионе.

Значительность эффективного излучения подтверждается ис-
следованиями К. Зайферта [19]. Так, в ночное время зимой тем-
пература в чердачном помещении из-за противоизлучения была
примерно до семи раз ближе к отрицательной наружной, чем
к положительной внутренней.

Охлаждение поверхности крыш из-за испарения влаги. За-
траты тепла на испарение влаги могут быть определены исходя
из его интенсивности и скрытой теплоты парообразования.
В наших расчетах учтено, что 90—95 °/о выпадающих жидких
осадков стекает с поверхности крыши (обычно застой воды ха-
рактерен для ендов).

Расход тепла на испарение влаги с поверхности в теплый
период вычисляют по формуле

Qucn = GL,	(6.6)

где фисп — расход тепла на испарение влаги, Вт/м2; G — коли-
чество испарившейся воды, кг/(м2-ч); L — скрытая теплота
парообразования, Дж/кг.

Количество испарившейся с поверхности крыши влаги в теп-
лый период можно вычислять по формуле А. Мейера [22]:

О = 15 (£„ - ен) (1+ 9vH/40),	(6.7)

где Ен — максимальная упругость водяного пара, соответствую-
щая средней за исследуемый период температуре воздуха, Па;
ен — расчетная упругость водяного пара за тот же период, Па;
Пн — средняя расчетная за тот же период скорость ветра, м/с.
Для вычисления скрытой теплоты парообразования предла-
гается эмпирическая формула.

L = 595 — 0,57/н,	(6.8)

где tK — температура наружного воздуха, °C; L в ккал/кг.
Охлаждение поверхности крыш из-за турбулентного обмена.
Турбулентный съем тепла наружным воздухом происходит в ре-
зультате турбулентного обмена (псевдотеплопроводности) на
поверхности кровли.

Расчет тепла, отдаваемого наружному воздуху с поверхности
кровель путем псевдотеплопроводности, рекомендуется произво-
дить по формуле

<2к-н = «кд<-	(6.9)

Средняя скорость ветра при расчетах (он), необходимая при
вычислениях коэффициента конвективного обмена (ак), опре-
делена по справочнику [14] с учетом поправок, приведенных
в пятой главе. Величина ак может быть вычислена по формуле
Франка [2].

Градиент температуры Л/ между поверхностью кровли и на-
ружным воздухом на высоте 1,5 м принимается по данным за-
меров или по справочникам. По данным наших измерений, эта
величина достигает 10 °C для теплого периода и 12 °C для
холодного.

Теплообмен между конструкцией крыши и кровлей. Тепло-
обмен между конструкцией крыши и кровлей определяется для
летних и зимних условий, для дневного и ночного времени. Для
теплого периода расчет теплопередачи от конструкции крыши
к кровле производится по формуле

Ок-кР = (<к-СЖН)Лэ.-	(6.Ю)

где /"ижн — температура нижней поверхности экрана, отделяю-
щего вентиляционную прослойку от наружного воздуха, °C; tK —
температура поверхности кровли, °C; R3— сопротивление теп-
лопередаче экрана, м2-°С/Вт.

Для холодного периода при наличии снежного покрова ве-
личину теплопередачи можно вычислить по формуле

Qk-kp = Он - <р)/(*э + «в + RH + Rch),	(6.11)

где tH — температура наружного воздуха, °C; 4р — температура
воздуха в вентиляционной прослойке с учетом теплоизолирую-
щих свойств снега, °C; R3, RB, RH и RCH — сопротивление тепло-
передаче экрана, тепловосприятию, теплоотдаче и снежного по-
крова, м2-°С/Вт.

Для расчетов в дневные и ночные часы принимаются соот-
ветствующие значения температур по среднесуточным данным.
Установлено, что снежный покров оказывает более значительное
влияние на величину Qk-kp при невентилируемых крышах. Этот
вопрос подробно исследован в работе А. Н. Мазалова. *

* А. Н. Мазалов. Исследование теплозащитных свойств крупнопанельных
невентилируемых покрытий жилых зданий с учетом снежного покрова. Авто-
реф. дис. на соискание уч. степени к. т. н. М., ЦНИИЭП жилища, 1972.
Высота снежного покрова на крышах приводится в клима-
тологических справочниках — например [41]. Однако вследствие
сдувания снега с крыш высота его значительно уменьшается.
Количество снега, сдуваемое с крыш, может быть вычислено по
формуле, предложенной ЦНИИСКом. Коэффициент сноса снега
с крыш

с = 0,13ан — 0,24.

Например, для зимних условий ЭССР при средней скорости
ветра за три зимних месяца около 7 м/с коэффициент сноса со-
ставляет:

С = 0,13 -7 — 0,24 = 0,67, или 67 %.

Следовательно, при средней толщине снежного покрова около
50 см слой его, сдуваемый с крыш, составляет около 34 см. Тол-
щина оставшегося слоя снега достигает 16 см, что соответствует
толщинам, замеренным на ряде объектов.

Снег, лежащий на крышах, начинает подтаивать при темпе-
ратуре ковра, близкой или большей 0°С.

Температуру ковра под слоем снега можно вычислить по
формуле

=	[(^В	*н)/(₽о “I" ^сн)1	0»

На плоских и пологих крупнопанельных крышах с системой
внутреннего водоотвода вследствие тока теплого воздуха к во-
ронкам происходит постепенное подтаивание снега и нормальное
водоудаление. Поэтому сбрасывать снег с таких крыш при ис-
правном водоотводе не рекомендуется, чтобы не повредить ру-
лонный ковер.

6.2.	Пример расчета составляющих теплового баланса

Ниже приведен пример расчета составляющих теплового ба-
ланса крыш зданий, расположенных в городах-представителях
ряда климатических зон страны: Москве, Тарту и Таллине, Ере-
ване и Ашхабаде, Игарке и Якутске.

Для иллюстрации значимости каждой составляющей тепло-
вого баланса на рис. 6.4 приведены результаты вычисления его
годового хода для района Тарту. Данные представлены в физи-
ческих величинах и процентах относительно суммарной солнеч-
ной радиации, принятой за 100%. Исходные данные для рас-
четов взяты из климатических справочников, строительных
норм, литературы, материалов исследований Тартуской астро-
физической обсерватории и Главной геофизической обсерва-
тории.

На основании расчетов и анализа можно сделать изложен-
ныне ниже выводы.

1.	При расчете радиационного нагрева крыш необходимо учи*
тывать не только воздействие суммарной солнечной радиации,
но и охлаждение от эффективного излучения, затраты тепла на
Месяцы

Рис. 6.4. Годовой ход составляющих тепло-
вого баланса крыш в районе Тарту

испарение влаги, расход его в ре-
зультате псевдотеплопроводности
(турбулентного обмена) на поверх-
ности кровель.

2.	Затраты тепла на охлаждение
крыш за три летних месяца в сред-
нем составляют (от суммарной сол-
нечной радиации, принятой за
100%): вследствие эффективного
излучения — 47 %, в результате ис-
парения влаги — около 4% и псев-
дотеплопроводности (турбулентного
обмена)—около 14 %.

3.	Затраты тепла на охлаждение

крыш за три зимних месяца из-за эффективного излучения со-
ставляют в среднем около 300 % от суммарной солнечной ра-
диации. Этим обусловлено значительное понижение температу-
ры кровельного ковра (до 8 °C) по сравнению с температурой
наружного воздуха, измеренное нами в натурных условиях.

4.	Значимость рассмотренных факторов, снижающих радиа-
ционный нагрев кровель, обусловливает настоятельную необхо-
димость их учета при расчете теплового баланса крыш.

6.3.	Учет радиационного нагрева и охлаждения
при проектировании и строительстве крыш

Подсчет экономии топлива (кг), исходя из даты начала
и окончания отопительного сезона для конкретного региона, мо-
жет быть выполнен по формуле

Эт = (<?₽• нГт)/(Мп),	(6.12)

где </рн— среднее за сезон количество тепла (с учетом радиа-
ционного нагрева и охлаждения), проходящего через крыши,
Вт/м2 или ккал/(м2-ч); F—площадь крыши, м2; т — продол-
жительность отопительного сезона, ч; М — теплотворная способ-
ность местного топлива, Дж/кг или ккал/кг; п — КПД отопи-
тельного агрегата.

Экономию денежных средств при учете радиационного на-
грева и охлаждения можно вычислить по формуле

Эд = Эт/р,	(6.13)

где р — стоимость 1 Гкал или 1 ГДж топлива, руб.

Количество тепла, проходящего в 1 ч через 1 м2 конструкции
вентилируемой крыши с учетом радиационного нагрева, может
104
быть определено по выражению

<7Р’ н = /Рр )//?нижн>	(6.14)

а для невентилируемой крыши

н = (tn /£* Н)/ЯНижн.>	(6.15)

где /£'рН и н — температуры в прослойке и рулонном ковре
с учетом радиационного воздействия, °C;

* *
*

В теплое время под воздействием солнечной радиации крыши
нагреваются, что способствует высыханию в них материалов.
В холодный период радиационный нагрев снижает тепловые
потери через крыши.

Для правильной оценки радиационного нагрева крыш необ-
ходимо учитывать такие физико-климатические воздействия, как
эффективное излучение, затраты тепла на испарение влаги, тур-
булентный обмен и т. д. Достаточно сказать, что из-за эффек-
тивного излучения температура кровли, по нашим измерениям,
снизилась в среднем на 4—6 °C в холодный период. К. Зайферт
[19] приводит значения понижения температуры от 16 до 18 °C
при высоких теплозащитных показателях утеплителей и при
безоблачной погоде. Замечено, что вследствие эффективного из-
лучения в прослойках (каналах) и материалах крыш обра-
зуется конденсат и иней.

Приведенные результаты должны учитываться при проекти-
ровании и строительстве крупнопанельных крыш, а также при
расчетах радиационного нагрева.

Глава седьмая

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА
КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ КРЫШ

Для оценки эксплуатационных показателей и долговечности
крыш необходимо располагать данными об их тепловлажност-
ном режиме.

Построение достаточно объемлющей физико-математической
модели нестационарного теплового режима зданий, как спра-
ведливо считают Л. Е. Анапольская и Л. С. Гандин [12], свя-
зано с преодолением значительных трудностей, обусловленных
сложностью процессов, определяющих нестационарный режим,
и недостаточностью сведений о них. В связи с этим целесооб-
разно максимально использовать квазистационарные модели,
Рис. 7.1. Схема составляющих теплового баланса крыш

в —с холодным чердаком; б —с теплым чердаком; в —с открытым чердаком

построение которых не сопряжено со столь большими трудно-
стями, что позволяет наиболее полно учитывать основные физи-
ческие факторы. Этим методом мы руководствовались и в на-
стоящей работе.

Предлагаемые методы инженерного расчета, оставаясь при-
ближенными, должны обеспечивать достаточно достоверные
решения относительно эксплуатационной надежности и долго-
вечности.

В результате определения закономерностей изменения теп-
ловых и влажностных показателей в конструкциях чердачных
и совмещенных крыш различных типов в зависимости от изме-
нения параметров наружного и внутреннего воздуха, радиацион-
ного нагрева и охлаждения, инфильтрации воздуха, изменчиво-
Конструкции	Слои	Показатели							
		V	б	к		«н			«о  м2°С/Вт
		кг/м2	м	Вт/(м2-°С)	м2-°С/Вт				
Чердачное пере- крытие для откры- того и холодного чердака	Штукатурка Железобетон- ная панель Керамзит	1700  2500  600	0,001  0,10  0,18	0,87  2,04  0,20	10,37  18,72  2,87	0.001  0,049  0,900	0,083	0,115	0,148  (1,335)
То же, для теп- лого и холодного чердака	Железобетон- ная панель	2500	0,10	2.04	18,72	0,049	0,083	0,115	0,247 (0.287)
Экран для откры того и холодного чердака	То же Рубероидный ковер в три слоя	2500  800	0,03  0,01	2.04  0,17	18,72  3,56	0,015  0,059	0,043	0,083	0,200 (0,233)
Экран для тепло- го чердака	Газосланце зольный бетон Рубероидный ковер в три слоя	800  800	0,36  0,01	0,37  0,17	5,62  3,56	0,973  0,059	0,043	0,083	1,190  (1,384)
Стены теплого чердака	Железобетон- ная панель Фенопласт	2500  60	0.07  0,055	2,04  0,066	18,72  0.85	0,034  0,833	0,043	3,115	1,025 (1.192)
То же, открытого и холодного чер- дака	Железобетон- ная панель	2500	0,07	2,04	18,72	0,034	0,043	0,115	0,192 (0,223)
Двери лестнич- ных клеток	Клееная фа- нера	600	0,025	0,18	4,64	0,139	0,083	0,115	0,337 (0,392)
Вентиляционная шахта для откры- того и холодного чердака	Кирпич	1800	0,12	0.81	10,09	0,148	0,083	0,115	0,346 (0,402)
Соединительные короба для откры- того чердака	Фибролит	300	0,05	0,15	2,99	0,333	0,083	0,115	0,531 (0.617)
Вентиляционная шахта для тепло- го чеплакя	Железобетон- ная панель	2500	0,10	2,04	18,72	0,049	0,083	0,115	0,247 (0,287)

сти ветра по скорости и направлению, теплообменных процес-
сов, аэродинамических показателей крыш и т. д. представилась
возможность построить модели расчета их температурно-влаж-
ностного режима и разработать методы их инженерного расчета.
Исходя из этого, ниже даны предложения по расчету и проек-
тированию чердачных и совмещенных крупнопанельных крыш.

При расчете тепловлажностного режима крыш исходим из
уравнения их теплового баланса. Схема составляющих тепло-
вого баланса крыш представлена на рис. 7.1. Наименования кон-
Источники поступления тепла в чердак

Источники расхода тепла из чердака

Чердачное перекрытие:

Q— /в /ч. п р

ч- п - ~j^.n- Лч- пеР

Двери лестничных клеток:

хч __ ^Ч. п р .

-----FaB

Вентиляционные каналы:

Ы = ^в. к ^ч. п’ ^вен YB. к°в. к X

ХЛ>. к.3600

Крыша: QKp---'’^кр ~^кр

Вытяжная шахта: QB. ш = »в. шУч. пХ
X ^П. ш^р (^ч. п ^н) • 3600

Стены чердака: QCT = —	— FCT

структивных слоев и их теплофизические показатели приведены
в табл. 7.1.

7.1.	Крыши с теплым чердаком

Уравнение теплового баланса крыши с теплым чердаком
можно записать следующим образом:

Qt. б. “ Рч. пер. "Ь Фдв 4“ Qb. к. Qb. ш “ Qjcp — Qct*	(7.1)

Расчет составляющих теплового баланса (рис. 7.1,6) произ-
водится по формулам, приведенным в табл. 7.2.

Исходя из уравнения теплового баланса теплого чердака и
формул, приведенных в табл. 7.2, и решая их совместно, соста-
вим выражение для расчета температуры на чердаке:

(^ч. перУЛо- " + ('в^дв)/^ +

'• "	Рч. пер/^о " +	+ РКР№ +

4-/7стК+^(«7в.к + «7в.ш)

Следует отметить, что в литературе приведен ряд других
формул для расчета температуры на чердаке, например формула
в работе А. Н. Мазалова [4]:

_	(Ы? + *еТ) *оеР + ЛвСр*оРСРС

где со = су = 0,29 — объемная теплоемкость воздуха в системе
вентиляции, ккал/(кг-°С).

Ниже приводится рекомендуемая последовательность расчета.

1.	Воздухообмен (расход) через вентиляционные каналы из
помещений вычисляет-
ся по формуле

^в. к = 3600ов. KFв, кув. к*

(7.4)

Скорость воздушных
потоков в каналах оп-
ределяется экспери-
ментально или может
быть принята по лите-
ратурным источникам.

2.	Расход воздуха
или воздухообмен че-
рез вентиляционную

Рис. 7.2. План теплого чердака типовой жи-
лой секции здания серии 121-062/1 и объеди
нения вентиляционных шахт

шахту принимается равным воздухообмену через вентиляцион-
ные каналы или на 30 % больше, как это рекомендуется в [4].
Здесь принимаем

^В.Ш = ^в. к

(7.5)

Скорость воздуха в вентиляционной шахте можно вычис-
лить по формуле

ш = ^в. к == Fв* шУ^в- ш * 3600,	(7.6

^в. ш = ^в. к/У^в. ш ’ 3600,	(7.7)

где у — плотность воздуха в вентиляционной шахте, равная уч. п.

3.	Уточняется температура в чердачном помещении по (7.2)
путем подстановки в нее полученных данных, а затем расчет
повторяется до тех пор, пока тепловой баланс не станет близ-
ким к нулю.

4.	Проверяются условия невыпадения конденсата на чердаке
путем составления уравнения воздушного баланса:

Wв. ш^ч. п = Гв. К^В. К	(7.8)

и определяется	__	__

^Ч. П = (^В. К^В. Жв. Щ.	(7.9)

5.	Вычисляется температура низа покрытия (экрана):

^И3 = ^.п-(^.п “'«)/«	(7.10)

и определяется температура точки росы с нижней стороны
экрана.

Величина /”из должна быть больше или равна /р:

Г>'р.	(7.11)

Если это условие выполняется, то влажностный режим чердач-
ного помещения и всей крыши удовлетворительный.

Пример расчета. Конструктивная схема с теплым чер-
даком приведена на рис. 7.1,6, а его план — на рис. 7.2.

Температуру наружного воздуха находят по справочнику
[15], а температуру воздуха в вентиляционных каналах и вы-
тяжной трубе — по расчету или опытным данным. В наших
расчетах эта температура взята из опытных данных (tB. к —

Скорости воздушных потоков принимают по расчету или
опытным данным. Площадь сечения вентиляционных каналов
должна соответствовать проекту. Расход воздуха в вытяжной
шахте теплого чердака берется равным расходу в вентиляцион-
ных каналах или, согласно А. Н. Мазалову [4], на 30 %
большим.

Тепловая инерция экрана (покрытия)

Д = £ RtSt = 0,973 • 5,52 + 0,059 • 3,56 = 5,58, т. е. 4 < Д = 5,68 < 7;

следовательно, конструкция обладает средней инерционностью
и расчетная температура наружного воздуха t„ = —24 °C.

Воздухообмен в вентиляционных каналах определяется ис-
ходя из нормативного расхода воздуха и формулы (7.4). Нор-
мативный расход воздуха на секцию согласно СНиП 2.08.01—85
(«Жилые здания») равен LTP = 3735 м3/ч; тогда требуемый воз-
духообмен в каналах при /в к = 19 °C равен Н7в₽к = £трув к =
= 3735 • 1,209 = 4516 кг/ч.

Скорость в каналах принимается равной ов. к=1,12 м/с;
тогда №в. к = 0,93-1,12-1,209-3600 = 4533 кг/ч.

Определим температуру в чердачном помещении по формуле
(7.2). Исходные данные: приведенная величина воздухообмена
на 1 м2 площади чердака WB. к = 4533/277,2 = 16,35 кг/(ч-м2);
tB = —24 °C и —9 °C; tB. к =19 °C; tH = —24 °C — температура
наружного воздуха наиболее холодной пятидневки; tH =—9 °C —
то же, средняя наиболее холодного периода. Исходные данные
для расчета приведены в табл. 7.1.

После подстановки исходных данных при tH = —9 °C полу-
чим: <ч. п = 7,4°С, а при tn = —24 °C будем иметь /ч. п = 1,4 °C,
которые являются исходными для расчета теплового баланса
теплого чердака. Результаты вычислений этого баланса приве-
дены в табл. 7.3.

Проверим условие невыпадения конденсата на теплом чер-
даке из уравнения воздушного баланса по (7.9). Определим
d4. п при следующих исходных данных:

1)	при /в. к =19 °C и <рв. к = 80 % имеем dMaKC = 13,8 г/кг;
dB = 0,80-13,8 = 11 г/кг;

2)	Гв. к = ^вент/Гф п = 4533/277,2 = 16,35 кг/(ч. м2),

где IFb. к — воздухообмен, приведенный к 1 м2 площади чердака;

3)	WB. ш = WB. Ш/Рч. п = 4533/277,2 = 16,35 кг/(ч - м2);
тогда

d4. а «(16,35 • 11)/16,35 = 11 г/кг,
Процесс	Источники поступления и расхода тепла	Площадь, м2	Поступление и расход тепла на секцию- ккал/ч	
			<н=—24°С  <ч.п“Ь4°С	t„=-9 °C 'ч.п=™°С
Поступление тепла	Чердачное перекрытие . . . Двери лестничных клеток Вентиляционные каналы	277,2  1,7 0,93	16 052  72  19 009	10211  46  12484
	Итого:	—	35 133	22 741
Расход тепла	Вытяжная шахта	  Крыша 	  Стены чердака 		1,21  290,0  114,4	27 374  5 318  2 434	17 724  3 442  1577
	Итого:	—	35126	22 743

что соответствует максимальной упругости водяного пара Е =
= 13,25 мм рт. ст. Температуру низа экрана находим по (7.10) :

Ср = 7’4 - <7-4 + 9) • 0.083/1,19 = 6,3 °C,

чему отвечает Еч. п = 7,16 мм рт. ст.

Относительная влажность воздуха в чердачном помещении
Фч. п = (7,16/13,25) • 100 = 54 %.

Определим температуру точки росы при указанных условиях:
/ч. п = 7,4 °C и Еч. п = 7,73 мм рт. ст. Упругость водяного пара
еч. п = (Еч. пФч. п)/Ю0 = (7,73 • 54)/100 = 4,17 мм рт. ст., (7.12)
что соответствует /р= 1,1 °C < Ср = 6,3 °C, т. е. условие невы-
падения конденсата на теплом чердаке выполняется.

Проверим условия невыпадения конденсата при температуре
наружного воздуха tn = —24 °C. Температуру низа экрана вы-
числим по (7.10);

Ср = ’.4 - 1(1,4 + 24)/1,19] - 0,083 = -0,4 ’С и Е = 4,44 мм рт. ст.

Далее, по (7.9), d4. п = 11,04 г/кг; тогда относительная влаж-
ность воздуха в чердачном помещении

Фч. п = 4,44 • 100/13,25 = 34 %.

Температура точки росы при данных условиях: /ч.п= 1,4 °C
и Е = 5,07 мм рт. ст.;

еч. п = (5,07- 34)/100= 1,72 мм рт. ст.,

что соответствует tP = —11,1 °C <; —0,4 °C, т. е. условие невыпа-
дения при /н = —24 °C на теплом чердаке выполняется.
7.2.	Крыши с холодным чердаком

Расчет теплового баланса холодного чердака ведется по
уравнению

QT. б = Оч.п -Ь Фдв 4" Qb. к 4" Qc. к Qkp Qct Qok- (7.13)

Формулы для расчета составляющих теплового баланса
(рис. 7.1, а) приведены в табл. 7.4. Температуру чердачного по-
мещения холодного чердака найдем по уравнению теплового
баланса:

^ч.п ^вЛдв ^в.ш^в.ш <с. к^с.к ^н^кр

~#р~ + /?gB	+	/?;ш	+ /%-к	+~rF+	я? + Срн

ч‘11	-/"ч. п	Гдв Fb. щ Fc.k	. Fкр FCT	’

-------------I------------	I___ _|_____|_ Ц7Сп
СП-------------------------------------*оШ *оК W

(7.14)

Ниже приводится рекомендуемая последовательность рас-
чета.

1.	Вычисляется воздухообмен через окна:

^вент = ок	• 3600.	(7.15)

Расчетные площади приточных и вытяжных отверстий при-
менительно к климатическим условиям северо-западной части
СССР могут быть приняты по табл. 7.5 для каждой из
схем I—III в соответствии с ранее выполненными исследова-
ниями [3]. Отмечались случаи выпадения конденсата (и инея)
при несоблюдении этих расчетных площадей.

Таблица 7.4

Источники поступления тепла в чердак	Источники расхода тепла из чердака
Чердачное перекрытие: л		 ^Ч. П г  Чч-пеР	пЧ. пер ^ч-пеР  Ао  Двери лестничных клеток: л 	 ^Ч. П г,  Чдв	ДДВ ' £ДВ  Вентиляционная труба или шахта:  л		^в. ш 1ц. П г  Чв.ш	в<ш гв. ш  "о  Соединительные короба: л	к ^ч- п р  Qc.k — _с "к  пс. к “о	Крыша. QKp	кр	Fкр  "о  Стены чердака: QCT = ~‘ПСТ Гст ^0  Окна: Q0K = ^вентср^ =	X  ср (<ч. „-/„)• 3600
Схема вентиляции	Системы вентиляции		Коэффициент вентиляции	
	приток	вытяжка	приток	вытяжка
	Жалюзийные ре-	Жалюзийные ре-	1/1440	1/1440
17	1	4?	шетки	шетки		
	То же	Коньковые ще-	1/1300	1/1300
тт	ТГ		левые отверстия		
гА\\  1 t  -У//				
jj l!_		Дефлекторы	1/1300	1/1000
ЗГ ш "3?				
t1				

Примечания: 1. Коэффициент вентиляции — отношение площади вентиляцион-
них отверстий к площади чердачного помещения.

2. Живое сечение жалюзийных решеток принято равным 50% их общей площади.

3. Жалюзийные решетки рекомендуется устанавливать равномерно по периметру чер-
дака.

4. Приняты дефлекторы системы ЦАГИ.

2.	Уточняется температура в чердачном помещении по (7.14)
путем подстановки в нее полученных данных, затем расчет по-
вторяется до тех пор, пока тепловой баланс не станет близким
к нулю.

3.	Проверяются условия невыпадения конденсата в чердачном
помещении в соответствии с (7.9) и (7.11). Площадь приточных
и вытяжных отверстий в окнах вычисляется по формуле

У2онДр),

(7.16)

где 1Гвент— объем вентиляции через оконные проемы, кг/с; ц—
коэффициент расхода, зависящий от конструкции вентиляцион-
ных отверстий; g — ускорение силы тяжести, м/с2.

Величина ветрового давления выражается формулой

Р = k

(7.17)

здесь k = kn — kx = kx — kn, где kx обычно принимается в пре-
делах kH > kx > kn и определяется принятой схемой вентиля-
ции. В соответствии с расчетной схемой вентиляции чердачного
помещения и значениями аэродинамических коэффициентов
kH — 4-0,8 и kn = —0,6 принимаем kx = 0,1; тогда

k = 0,8 — 0,1 = 0,1 — (-0,6) = 0,7.

Разность давлений по обе стороны отверстия будет равна:
для приточного отверстия

Др, = Pi - рх = (Л, - kx). (v₽)2VH/2g;	(7 18)

ИЗ
для вытяжного отверстия

^P2 = Px~Pi =(Лх-*0-И)^н/2^-	<7-19)

Пример расчета. Конструктивная схема крыши с холод-
ным чердаком приведена на рис. 7.1, а. Значения температуры
наружного воздуха находим по справочнику [15], а температуру
воздуха в вентиляционных трубах — по опытным данным. Для
жилых домов, по данным измерений, она близка к 19 °C. Зна-
чения скоростей воздушных потоков принимаем по опытным
данным или по расчету.

Площадь теплоотдающей поверхности вентиляционных шахт
вычисляется с учетом схемы объединения вентиляционных шахт
в пределах чердака (рис. 7.2). Выходящие в чердачное поме-
щение вентиляционные шахты на высоту 0,5 м связаны соеди-
нительными коробами и трубой (одной на секцию). Температура
воздуха в коробах принимается равной 19 °C.

Расчетная скорость ветра определяется с учетом местораспо-
ложения объекта по следующей формуле (или по рекоменда-
циям пятой главы):

= vuH,	(7.20)

где йн — среднемесячная скорость ветра, м/с; Н—поправочный
коэффициент, зависящий от месторасположения объекта и из-
менчивости ветра.

В соответствии с [25] для Таллина Н — 0,6; тогда

о₽= 10,5.0,6 = 6,3 м/с.

Согласно схеме чердака, приведенной на рис. 7.2, объем его

= F4. ah = 277,2 • 1,4 = 388,1 м3.

Тепловая инерция чердачного перекрытия для холодного
чердака в условиях Таллина

D = £ RlSt = 0,001 • 10,37 + 0,049 • 18,72 + 0,9 • 2,82 = 3,51 < 4,

т. е. конструкция малоинерционна и /н = —26°C.

Площадь одного окна размерами 27 X 37 см составляет
0,1 м2. Живое сечение его при установке жалюзийной решетки
равно 0,05 м2. Отношение площади живого сечения отверстий,
работающих на приток или вытяжку, к площади чердака
277,2 м2 в соответствии с табл. 7,5 составит 1/1440, а на секцию

Рок = 277,2/1440 = 0,2 ма.

Рассмотрим возможность расчета температуры в чердачном
помещении по формуле В. Д. Мачинского (4.7), в которой тем-
пература у окна принимается равной температуре наружного
воздуха. Для расчета по этой формуле необходимо знать вели-
чину воздухообмена через оконные проемы. Из (3.2) имеем:

=	(7.21)
X, м	0,3	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0	11,7
*пр	—26,0			-25,8 ।	-25,7	-25.7	-25,7	-25,6	-25,5	-25,4 ।	-25,4	-25,4	—25,4

t4. п = - 25,7 °C

Исходные данные для определения величины воздухообме-
на при /н = —26 °C следующие: ц = 0,44 принято по [5];
FOK = 0,2 м2; ун= 1,429 кг/м3; i»p = 6,3 м/с; Др = [(0,7 • 6,32)/2 X
X9,8]. 1,429 = 2,03 кг/м2; тогда

Гвент = °-44• °-2 72'9,8.1,429-2,03 = 0,66 кг/с = 2376 кг/ч.

Кратность воздухообмена

п = 2376/388,1 =6,1 обмена в час.

Исходные данные для определения величины воздухообме-
на при /н = — 9 °C следующие: Fok = 0,2 м2; ун= 1,337 кг/м3;
с>р = 6,3 м/с; Др = (0,7 • 6,32) • 1,337/(2 • 9,8)= 1,9 кг/м2; тогда

Г^нт = 0,44 • 0,2 72-9,8- 1,337- 1,9 - 3600 = 2235 кг/ч.

Кратность воздухообмена

/1 = 2235/388,1 =5,8 обмена в час.

Зная величину воздухообмена, вычислим температуру в чер-
дачном помещении по (4.7) при следующих условиях: ta = /н =
= -26°C; £,.„ = 0,871 Вт/(м2 • °C); ^экР = 5 Вт/(м2 • °C); 1Г£Нт=
= 2376 кг/ч; ср = 0,238 ккал/(кг • °C); /в = 18 °C.

Проверим возможность использования (4.7) для расчета
t4. п. Значения температуры чердачного помещения в зависимо-
сти от расстояния х от приточного отверстия, вычисленные по
(4.7), приведены в табл. 7.6.

Как видно из результатов вычислений, формула (4.7) дает
заниженную величину /ч. п, ибо не учитывает поступление тепла,
выделяемого вентиляционными шахтами и соединительными
коробами, а также поступление тепла вследствие солнечной ра-
диации и повышение температуры в прослойке и на чердаке
из-за пульсации ветра по направлению.

Для уточнения значения температуры в чердачном помеще-
нии решается уравнение уравновешенного теплового баланса
(7.14). Подставив в него исходные данные, получим /ч п =
= —21,8 °C при /н = — 26 °C и /ч п = — 6,4 °C при /н = — 9 °C.

Приняв температуру, вычисленную таким способом, за ис-
ходную, вычислим составляющие теплового баланса крыши
с холодным чердаком (табл. 7.7).

Проверим условие невыпадения конденсата на холодном чер-
даке при /ч.п = —21,8°С. Составим уравнение воздушного ба-
ланса для него:	_

Kn-W^d4ttt=0,	(7.22)
Процесс	Источники поступления и расхода тепла	Площадь, м2	Поступление и расход тепла на секцию, ккал/ч	
			«н-26-С  'ч. П-21.8’С	'н—9 -С 'ч.п =-6Л’С
Поступление тепла	Через чердачное перекры- тие 		277,2	8256	5058
	Через двери лестничных клеток 		1,7	172	106
	Теплоотдача от трубы . . .	7,5	761	473
	От соединительных коробов	9,9	654	407
	Итого:	—	9843	6044
Расход	Через кровлю		290,0	5274	3286
	Через стены чердака . . .	114,4	2174	1354
	Через окна в пределах чер- дака 		0,2	2396	1404
	Итого:	—	9844	6044

Примечание. Величину воздухообмена через вытяжную шахту принимаем, как
для теплого чердака VFB ш=4533 кг/ч.

где U7ok"x = й^вент/^ч.п — приведенный расход наружного возду-
ха, поступающего в чердачное помещение, кг/ч-м2; IF““T =
= ^вент/^ч. п — приведенный расход внутреннего воздуха, выхо-
дящего из него, м3/(ч-м2); с1н = (фн^)/Ю0— влагосодержание
наружного воздуха, г/кг; d — влагосодержание 1 кг сухого воз-
духа, г/кг; <рн — относительная влажность воздуха, %; d4. п —
влагосодержание воздуха в чердачном помещении, г/кг.

Из формулы (7.22) получим:

^,.п = (ПриЧ)/^т-	(7’23>

Вычислим значение d4.n ПРИ следующих исходных данных:
/„ = -26 °C и ф„ = 86 %; акс = 0,40 г/кг; dK = 0,86 • 0,40 =
= 0,34 г/кг; Г ок“х = ГокТ== 2376/277,2 = 8,6 кг/(ч • м2); тогда

d4. п = (8,6 • 0,34)/8,6 = 0,34 г/кг.

Такое влагосодержание воздуха в чердачном помещении со-
ответствует максимальной упругости водяного пара Е =
= 0,36 мм рт. ст.

Температура низа экрана определяется по (7.10):

/яда = —21,8 — (—21,8 + 26) • 0,083/0,20 = —23,5°C.

При /“кр = —23,5 °C упругость водяного пара Е = 0,55 мм
рт. ст.; тогда относительная влажность воздуха в чердачном по-
мещении

Ф = 0,36 • 100/0,55 = 65 %;

Определим температуру точки росы при t4. п = — 21,8°С;
Е = 0,65 мм рт. ст.; еч. п = (£Г<р)/100 = (0,65-65)/100 ==
= 0,42 мм рт. ст.; она будет равна /? = —26°C. Таким образом,
/р = —26 °C < /"кр= —23,5 °C, т. е. условие невыпадения конден-
сата выполнено.

Проверим условие невыпадения конденсата при tn = —9 °C
и /ч.п = -4,7°C, <Рн = 86 %, dMaKC = 1,93 г/кг:

d„ = 1,93 • 0,86 = 1,66 г/кг.

Величина воздухообмена, приведенная к 1 м2 чердака,

^ОГ = WokH*/F4. п = 2235/277,2 = 8,06 кг/(ч • м2);
тогда

d4, п = (8,06 • 1,66)/8,06 = 1,66 г/кг и Е = 1,78 мм рт. ст.

Температура низа экрана

Ср = ~6-4 - К-6,4) - (-9)] • 0,083/0,20 = -7,5 °C;
тогда

Е = 2,43 мм рт. ст.; ф = 1,78 • 100/2,43 = 74 %.

При t4. п = —6,4 °C значение Е = 2,67 мм рт. ст. и

еч. п = (2,67 • 74)/100 = 1,98 мм рт. ст.; /р = -9,8 °C.

Таким образом, /р = —9,8°C < Ср = —7,5°C, т. е. условие
невыпадения конденсата выполнено.

7.3.	Крыши с открытым чердаком

При расчете температурно-влажностного режима открытого
чердака исходят из недопустимости выпадения конденсата на
холодной внутренней поверхности крыши при соблюдении теп-
лового, влажностного и воздушного балансов чердачного поме-
щения. Отсутствие конденсата обеспечивается уменьшением от-
носительной влажности воздуха в нем вследствие низкого влаго-
содержания поступающего холодного воздуха.

Учитывая возможные источники поступления расхода тепла
(см. рис. 7.1,в), уравнение теплового баланса для открытого
чердака можно представить так:

Qt. б = Рч. пер “Ь фдв 4* Qb. к — Qkp — Qok “ Qct “ Qb. ш*	(7.24)

Формулы составляющих теплового баланса приведены в
табл. 7.8.
Источники поступления тепла в чердак	Источники расхода тепла из чердака
Чердачное перекрытие: Q4. пер в  		^Ч. п р  - пч. пер ^чпеР  Двери лестничных клеток: фдв =  — 1ч. П с  =	Гдв  Вентиляционные каналы: QB к =  = ^в. к С₽Л/ = VB. кУв. кА. к • 3600 X  Х(<в.к-/ч.п)ср	Крыша. Qkp — ^кр	Fкр  Окна: Q0K = «7°“нтсрД/ = ^РНУн X ХУлЧеч(*ч.п-/нЬ-3600  Вентиляционная шахта: QB ш = = й7в.шсрД/ = бнГв.шУч.пХ Х(<ч.п- Uv3600  Стены чердака: QCT =	^ст — РСт

Температура в чердачном помещении может быть вычислена
по уравнению теплового баланса

^в^ч. пер ^в^дв	кр	ст

^ч. пер + ддв + дкр + "^сГ + й7в- кСР/в-к + ^отвМн + ^в. ш^н

F,. пер Fдв	^кр	^ст

------I-------1---L -1__21 4. пркан । гротв , ц7

r4. пер	^дв ~ ^кр ~ ^ст ' вент^р “ w вентср т № в. ш^р

(7.25)

Рассмотрим рекомендуемую последовательность расчета.

1. По (7.32а) вычисляется ориентировочная температура в
чердачном пространстве по формуле, предложенной В. В. Дом-
ниным и А. Г. Марченко (УНИИ АКХ, г. Свердловск):

t = печ (г,, л. к+ц^н)+сч+пер 726)

’ ” СР/?о ПеЧ(Ч + ^н) + «о Пе₽ + ^КР ’

где WB и Wa — приведенный расход воздуха, поступающего и
удаляемого из чердачного пространства, м3/(ч-м* 1 2) или кг/(ч«м2).

2. Определяется воздухообмен через вентиляционные каналы
из помещений по (7.4). Скорость воздуха в вентиляционной
шахте может быть найдена по формуле, в которой учтены гра-
витационная составляющая и составляющая от ветрового на-
пора:	._________________

’в. ш = <₽ш + °? ш “ 7(Лш (Ун - Vв) • 2g]/YH + V” ш. (7.27)

Распределение скоростей воздушных потоков в чердачном
пространстве от ветрового напора (^в. ш)> по данным опытов,
приведено на рис. 7.3.
Рис. 7.3. Схема вентиляции открытого чердака и распределение скорости воз-
душного потока в нем

Воздухообмен через вентиляционную шахту вычисляется по
формуле

^в. ш = fB.	в. шУч. п • 3600.	(7.28)

3.	Воздухообмен через вентиляционные отверстия в стенах
определяется по выражению

^™T = 3600pFOTBV2gYHAp; Lp = k (v₽)2 yH/2g. (7.29)

4.	Подстановкой полученных данных в (7.25) уточняется зна-
чение /ч. п с учетом значений воздухообмена через вентиляцион-
ные каналы, шахту и отверстия в стенах.

5.	Производится проверка невыпадения конденсата в чердач-
ном пространстве путем сопоставления уравнений воздушного
баланса. В данном случае приведенный расход воздуха, удаляе-
мого из чердачного помещения, составит:

w = w 4- U7Pacx
w н в. ш т отв ’

(7.30)

где Ж. ш — приведенный расход воздуха, удаляемого из чердач-
ного помещения через вентиляционную шахту; Won? — приве-
денный расход воздуха, удаляемого из чердачного помещения
через отверстия.

Количество воздуха, поступающего в чердачное помещение,
слагается из следующих компонентов:

Ж=Кк+Пвих;

здесь Ж,, к — поступление вентиляционного воздуха на чердак
из здания через вентиляционные каналы; Ж”?вХ — количество
воздуха, поступающего на чердак через приточные отверстия.

Составим уравнение воздушного баланса:

П А +	- Ж. нА. п - ПТ^- п = 0.	(7.31)

откуда	__ _	_

<*ч. п=(Ж. А + П₽виЧ)/(Ж. ш + ПТ)-	<7-32)

Пример расчета. Конструктивная схема крыши с от-
крытым чердаком приведена на рис. 7.1, в и 7.2. Значения
температуры внутреннего и наружного воздуха принимаются по
справочнику [15], а температура воздушного потока в вентиля-
ционных трубах и вентиляционной шахте — по расчетным или
опытным данным. Скорости воздушных потоков в вентиляцион-
ной шахте и канале берем по расчетным или опытным данным.

Тепловая инерция чердачного перекрытия

D у HiSi = 0,001 • 10,37 + 0,049 • 18,72 + 0,900 • 2,87 = 3,51 < 4,

т. е. конструкция малоинерционна и /н =—26 °C.

Предварительное значение температуры в чердачном поме-
щении определяем по формуле

_ п<в + ЛЛк _ 0,871 • 18 - 26 • 5
t4,n k4.„ + kB 0,871+5

19,5;°С.

(7.32а)

Согласно схеме распределения скорости воздушного потока,
полученной путем натурных измерений (рис. 7.3), принимаем:
vB. ш = 0,7 м/с и h = 1,2 м. Плотность воздуха: у» = 1,429 кг/м3
при =—26 °C и ув = 1,395 кг/м3 при t4. п =—19,5 °C.

Подставив исходные данные в (7.27), получим:

V1,2 (1,429 — 1,395) • 2 • 9,8 , п„ . ,, .
-----*-----+ 0,7 = 1,45 м/с.

Площадь сечения вентиляционной шахты Fa. ш = 1 м2.

Подставив исходные данные в (7.28), имеем:

= 1,45 • 1 • 1,395 • 3600 = 7282 кг/ч.

Расход вентиляционного воздуха, поступающего из здания на
чердак через вентиляционные каналы площадью 0,93 м2, при-
нимаем, как и для теплого чердака:

1,209 • 1,12 • 0,93 • 3600 = 4533 кг/ч.

Расчет воздухообмена через вентиляционные отверстия
выполняем по (7.29).

Расчетная скорость ветра = и™с-0,6= 10,5-0,6 = 6,3 м/с;
ун= 1,429 кг/м3 при /н = — 26 °C; 6 = 0,7; Ц = 0,44; F^ =
= 0,84 м2 при 6 = 0,7 м; 6 = 0,3 м; п = 4 шт. с каждой сторо-
ны фасада. Подставив эти исходные данные, получим:

Др = о,7 • 6,32 • 1,429/(2 • 9,8) = 2,03 кг/м2;

== °>44 • °«84 V2 • 9,8 • 1,429 • 2,03 • 3600 = 10032,9 кг/ч.

Предварительный расчет температуры чердачного помеще-
ния в соответствии с [2] производится по (7.26). В данной
формуле не учтено поступление воздуха через приточное отвер-
стие и расход его, удаляемого через вентиляционную шахту.
Процесс	Источники поступления и расхода тепла	Площадь, м2	Поступление и расход тепла, ккал/ч	
			*н“-26 °C  ^ч. п=-19‘5°с	гн—9 «с 'ч.п = -»-8’с
Поступление тепла	Чердачное перекрытие . . . Двери лестничных клеток Вентиляционные каналы	277,2  1,7 0,93	7787  163  41538	4738  99  25698
	Итого:	—	49488	30535
Расход теп- ла	Крыша (покрытие) ....  Окна (приточные) ....  Окна (вытяжные)	  Вентиляционная шахта  Стены чердака 		290,0 0,84 0,84  1,0  114,4	8088 15516 11290 11262  3334	5203  9341  7706  6084  2144
	И т ог о:	—	49490	30538

Таким образом, приведенный расход на 1 м2 площади чердака:

С = Гв к =	п = 4533/277,2 = 16,35 кг/(ч. м2);

= Ств = ч. n = 1W33/277.2 = 36,2 кг/(ч • м2).

Для уточнения температуры чердачного помещения решим
уравнение теплового баланса относительно t4. п и с учетом рас-
хода воздуха через шахту. Это должно понизить температуру
воздуха в чердачном помещении.

После расчета по (7.25) получим следующие значения тем-
пературы чердачного помещения: t4. п =—19,5 °C при /н =
= —26 °C и /ч. п = —4,8 °C при tH = —9 °C. Приняв температуру,
вычисленную таким способом, за исходную, выполним расчет
составляющих теплового баланса крыши с открытым чердаком
(табл. 7.9).

Проверим условие невыпадения конденсата при t4. п =
= — 19,5 °C по (7.32).

Вычислим значение d4. п при следующих исходных данных:
при tn — —26 °C и фн = 86 % имеем dvaKC = 0,4 г/кг;

dH = (<p„dMaKC)/100 = 0,86 • 0,4 — 0,34 г/кг;

при /в ~ 18 °C и фв = 55 % имеем:

dMaKC _ 12>9 г/кг. de = о,55 • 12,9 = 7,1 г/кг;

К К = Сен А. П = 4533/277,2 = 16,4 кг/(ч. м2);

гприх wno%x/F4 п = 10033/277,2 = 36,2 кг/(ч • м2);

СтвХ = C™7F4. п = 7300/277,2 == 26,3 кг/(ч • м2);

С°теш = Сё^ч. п = 7282/277,2 = 26,3 кг/(ч. м2);
Источники прихода-расхода тепла в чердачное помещение		Поступление и расход тепла, ккал/ч							
		Теплый чердак		Холодный чердак		Открытый чердак		Совмещенные крыши	
		и  сч II 1	к  II	V	«н—9°С \.п=™	и и ° О1 СО I сч 1 1 п  II с	ст> •  1 II  II с  Я V	/н=-26 "С 'ч. п=~19'5	о 2 о 1 । и  1 к  -V	а* я  •о ||  1 1  Л»  6	'пр-"6’3
1 _  Приход тепла в чердак	Чердачное перекрытие . . . Двери лестничной клетки Вентиляционные каналы Соединительные короба . . Теплоотдача от трубы . . .	16 052  72  19 009	10211  46  12 484	8 256  172  654  761	5 058  106  407  473	7 787  163  41 538	4 738  99  25 698	8 167	4 998
	Итого приход тепла . . .	35 133	22 741	9 843	6 044	49 488	30 535	8 167	4 998
Расход тепла из чердака	Крыша 	  Стены ограждения чердака Окна	  Вытяжная шахта		5318  2 436  27 374	3 442  1 577  17 724	5 274  2 174  2 396	3 286  1 354  1 404	8 088  3 334  26 806  11 262	5 203  2 144  17 107  6 084	4 758  3 410	2 991  2 006
	Итого расход тепла . . .	35 128	22 743	9 844	6 044	49 490	30 538	8 168	4 997
	Тепловой баланс, Вт:  Приход 	  Расход 		40 860  40 854	26 448  26 450	11 447  11 449	7 029  7 029	57 555  57 557	35 512  35516	949 8  949 9	5 813  5 812

Примечания: 1. Показатели приведены на типовую секцию здания серии 121.

2. Теплопотери через шахту в холодном чердаке составляют 48 548 ккал/ч.
при /н=—26 ®С и 30 208 ккал/ч при *л = -9 °C.
здесь IF —приведенный воздухообмен на 1 м2 площади чердака;
тогда

d4, п == (16,35 • 7,1 + 36,2 • 0,34)/(26,3 + 26,3) = 2,44 г/кг,

что соответствует максимальной упругости водяного пара Е =
= 2,58 мм рт. ст.

Температуру низа экрана определяем по (7.10):

гэкр = ~19>5 - (-19,5 + 26) • 0,083/0,2 = -22,2 °C;

при этом Е = 0,63 мм рт. ст. Тогда относительная влажность
воздуха в чердачном помещении

<рч.п = 0,63/(2,58 • 100) = 24 %.

Определим температуру точки росы при t4. п = —19,5 °C и

Е = 0,81 мм рт. ст.:

еч. п = (Еч. пфч.п)/100= (0,81 • 24)/100 = 0,19 мм рт. ст.,

что соответствует tp = —33,5 °C, т. е. при данных условиях кон-
денсация влаги не будет происходить, так как tp = — 33,5°C <.
< —22,2 °C. Аналогично производится проверка при tH = —9 °C;
при этой температуре tp = —9,7 °C, т. е. при данных условиях
конденсация влаги происходить не будет, так как tp = —9,7 °C
<-6,5 °C = («из.

Сравнение значений составляющих теплового баланса рас-
сматриваемых типов чердачных и совмещенной крыши Таллин-
ского ДСК (табл. 7.10) показывает, что расход тепла из поме-
щений через перекрытие типовой секции площадью 277,2 м2 со-
ставляет: с теплым чердаком—10211 ккал/ч; с холодным чер-
даком— 5058 ккал/ч; с открытым чердаком — 4738 ккал/ч; сов-
мещенной крыши действующей серии — 4998 ккал/ч.

Потери тепла из помещений в чердачное пространство (или
прослойку) при температуре наружного воздуха —9°C состав-
ляют [в ккал/(ч-м2)]:

с теплым чердаком.......... 82,2,	или	100%

с холодным чердаком........ 20.8,	»	25,3%’

с открытым чердаком........109,2,	»	133,5%

совмещенной крыши............ 18,2,	»	22,0%

Таким образом, относительно потерь тепла наиболее эконо-
мична крыша с холодным чердаком. Конструкция совмещенной
крыши Таллинского ДСК, приведенная по /?0 к крыше с теплым
чердаком, теряет тепло на 22 % меньше.

7.4.	Совмещенные однослойные крыши

В Эстонской ССР нашли значительное применение однослой-
ные кровельные панели из местного бесцементного газобетона —
газокукермита с осушающими вентиляционными пазами и без
них. Панели без пазов более просты в изготовлении и строи-
тельстве. Однако отпускная технологическая влажность тех и
других панелей в шесть-семь раз больше, чем допускают строи-
тельные нормы, что обусловило актуальность нахождения путей
быстрого высыхания материалов панелей в ходе эксплуатации.
Экономичные методы искусственной сушки таких панелей в за-
водских условиях еще не разработаны.

Расчет температурно-влажностного поля однослойных пане-
лей произведен методом последовательного изменения послой-
ной влажности материалов, разработанным доктором техн, наук
проф. А. И. Фоломиным [42]. Этот метод исходит из того, что
при влагосодержании материала ниже гигроскопического под
воздействием разности давления водяного пара парообразная
влага мигрирует к более сухому слою, что продолжается до вы-
сыхания материала. В изотермических условиях влага может
перемещаться через границу слоев разных материалов не только
от более влажного к более сухому, но и наоборот, в зависимости
от изотерм сорбции материалов, их температур, а тем самым
и от перепада давления водяного пара. Для определения давле-
ния водяного пара в каждом слое необходимо вычислить в нем
значения температуры и влажности.

Рассмотрим принятый нами алгоритм расчета.

После разбивки покрытия на горизонтальные слои опреде-
ляются коэффициенты сопротивления паропроницанию в /-ю
точку:

А(1)=1/п; А(О = Р/А, / = 2, ...,«; ^(п+1) = 1/гн.

Затем вычисляются следующие параметры:
начальное влагосодержание слоев:

сЮ (1) = иО (А) = (wоуА/2)/1ОО; иО (Z) == w0yA/100,
/ = 2, ..., «4-1,

где Wq — начальная влажность материала;

общее сопротивление теплопередаче крыши:

/?о = /?в4-АД(«-1)4-/?н;

усредненные среднемесячные температуры с учетом радиа-
ционного нагрева по формуле А. М. Шкловера:

ty == tn 4- (Qp)/aH;

температуры по месяцам (/) в ьй точке:

т (/, 0 = /в - рв - ty (/)] [Яв 4- АД (i - 2)]//?о,
/=1, .... 12; / = 2, ...» «4-1;

давление насыщения водяного пара в /-м месяце в воздухе
помещения по подобранным нами эмпирическим формулам,
удобным для расчетов на ЭВМ:

Е Ц, Z) = 4,58 4- 0,385/в 4" 0,0108/2;
то же, во внутренних точках покрытия в /-м месяце:

Е (I, Z) = 4,58 + 0,385т (/, I) + 0.0108т (/, /)2;

то же, в наружном воздухе:

Е (I, п + 2) = 4,58 + 0,385Zy (Z) + 0,0108/^ (Z);

относительная влажность воздуха как функция влажности
(по изотерме сорбции):

Ф (1,») = f (w0), i = 2, ..., п + 1;

ф(/,/) = /[и)(/ —1,Z-1)],	1 = 2, .... 12, Z = 2.n + 1;

давление водяного пара в l-м месяце в t-й точке:

е (Z, 1) = Фв-Е'в (Z, 1), Z = 1, .... 12;

е (I, Z) = Ф (Z, Z) Е (I, Г), I = 1, ..12, i = 2, ..., п + 1;

е (I, п + 2) = фн (Z) Е (I, п + 2), Z = 1, .... 12;

разность давлений водяного пара между соседними точками
в l-м месяце:

Де (/, Z) = е (Z, Z) — е (Z, Z — 1), Z=l, .... 12, Z = 2, .... п + 2;

количество влаги, ушедшей из /-го слоя в l-м месяце:

а» (Z, /) = I* (/) Ае (Z, / + 1) - k (j + 1) Де (Z, / + 2)] • 24LP (Z),
Z = 1.................12;	j = 1...п,

где LP — количество дней в l-м месяце;

влагосодержание /’-го слоя в l-м месяце:

О (1, /) =	(/) — W (1, j), j = 1.п;

о (Z,/•) = v (Z - 1,/) - да (Z,/), Z = 2, .... 12, /=1.п;

влажность /'-го слоя в l-м месяце:

w (Z, /) = [о (Z, /)/(уй)] • 100, Z = 1, ...» 12, / = 2.п - 1;

w (I, 1) = w (I, п) = [о (Z, /)/(уА/2)] • 100, Z = 1.12.

А. В. Крупенским была составлена программа вычислений на
ЭВМ «Минск-32», состоящая из основного блока и шести под-
программ на языке «Фортран».

Чтобы иметь четкое представление о характере процесса вы-
сыхания однослойной панели невентилируемой крыши из газо-
бетонных панелей толщиной 0,36 м, был произведен расчет
(рис. 7.4) с интервалом шага времени в 15 мин; результаты
печатались помесячно в течение десяти расчетных лет. Началь-
ная влажность газобетона по массе была принята равной 20%.
Значения наружных и внутренних температур, влажности воз-
духа приняты по справочникам Гидрометслужбы.

В течение первого полугодия эксплуатации потолочный слой
высыхает до влажности 1—3 %; в подкровельном слое накапли-
вается влага. В дальнейшем в потолочном слое сохраняется
равновесное влагосодержание, отклоняясь в пределах 1 %.
Рис. 7.4. Динамика высыхания одно-
слойной совмещенной крыши из газо-
бетонных панелей

1 — потолок; 2 — среднее значение влаж-
ности покрытия; 3 — подкровельный слой

Рис. 7.5. Принципиальная схема мно-
гослойной вентилируемой совмещен-
ной крыши

1 — кровельный ковер; 2 — основание под
кровлю; 1 + 2 — экран; 3— вентиляционная
прослойка; 4 — теплоизоляция; 5 — паро-
изоляция; 6 — несущая панель; 4 + 5 + 6—
нижняя (потолочная) часть крыши

Затем начинают высыхать более глубокие слои, т. е. зона высы-
хания постепенно перемещается вверх, к кровле. Максимум
влажности потолочного слоя отмечается в апреле — мае, мини-
мум— в августе — сентябре. Подкровельный слой около пяти
лет продолжает увлажняться и только через восемь лет после
сдачи крыши в эксплуатацию начинает высыхать; это объясня-
ется устойчиво влажным климатом ЭССР, особенностями кон-
струкции и материала крыши.

Исследование кинетики высыхания материалов однослойных
совмещенных крыш свидетельствует о существенном влиянии
климатических факторов и желательности перехода, для уско-
рения высыхания конструкции, к вентилируемым решениям, на-
пример с пазами или к наклеиванию на панели крыш «дыша-
щего» рубероида для образования диффузионного слоя.

7.5.	Совмещенные многослойные крыши

Температурный режим. Для расчета температурного поля
вентилируемых крыш при нестационарном тепловом режиме
нами совместно с А. В. Крупенским составлена программа для
ЭВМ ЕС-1020. При построении физико-математической модели
и алгоритма расчета учтено воздействие температур: наружной
и внутренней, в вентиляционных прослойках (каналах), а также
влияние солнечного радиационного нагрева и охлаждения кро-
вель, скорости ветра и воздушных потоков в прослойках (кана-
лах), инфильтрационных потерь.

Температурное поле рассчитывалось методом конечных раз-
ностей, изложенным в работах К. Ф. Фокина и А. И. Фоломина
[2, 42]. Этот метод позволяет прогнозировать поле температур
и теплозащитные показатели различных типов крыш в широком
диапазоне температур и производить расчеты на ЭВМ.
Задача расчета температурного поля в крыше (рис. 7.5) сво-
дится к решению трех подзадач: определению температур во
внутренней нижней (потолочной) части крыши, в воздушной
прослойке и в кровельной части крыши (экране); эти подзадачи
связаны между собой следующими граничными условиями.

Внутренняя часть покрытия. Распределение тем-
пературы описывается дифференциальным уравнением теплопро-
водности:

dt/dz = ad2tldx2-,	(7.33)

здесь a = %/(cv)—коэффициент температуропроводности, мг/ч.
Граничные условия следующие:

«в (<в - <//) = (- Kdtldx)II-,	(7.34)

ан (t/m - /Пр) = (- kdtldx)lm.	(7.35)

Уравнение (7.34) характеризует обмен тепла нижней части
крыши с внутренним воздухом, а (7.35)—теплообмен с прослой-
кой, где ав — коэффициент теплопередачи между внутренним
воздухом и потолком; ан — то же, между утеплителем и возду-
хом прослойки; t/I и t/m — температуры потолка и утеплителя.

Исходя из системы (7.33)—(7.35) для определения темпера-
турного поля во внутренней части покрытия, зададимся началь-
ным распределением температур t = t(x, 0).

Приближаемое решение задачи выполним методом конечных
разностей в соответствии с [2, 42]. Для этого покроем область
определения о= {(х, г), х<=[0, &], z<=[0, 7]} сеткой из узлов
(х,-, zk), где

xt = i Lx, Lx = b/m, i = 1, ...» m;

Zk = kLz, k = Q, 1, ...» [T/Lz].

Обозначим приближенные значения решения в узлах через
Zk). Аппроксимируем дифференциальное уравнение
следующим образом:

(Х? Ч)]/^ « <V&X2) (*W. к ~ k + tt_^ ft);
p/(xrZft)]/5Z = (l/Az)(/z,ft+1-/iift);

VA* (t{, Л+1 — tt k) = (a/Lx2) k — k +
отсюда

*i, A+i = h, k + Д*/А*2) (^+i, k — 2h, k +	1, a>), I

i = 1, m\ k = 0, 1, ...» [T/Lz] J (736)

Аппроксимируем далее граничные условия:

dt (х*, zk) I ~
дх I/ ~ Lx
и подставим их в (7.34)':

/о, k = (Св^в “F	“F Я/Ах),

k = О, 1, ...» [Г/Az].

Аналогично для (7.35) имеем;

tm, k = (aH*nP + ^m-i, л/А^)/(ан + Л/Ал:),
6 = 0, 1, ...» [T/Az].

(7.37)

(7.38)

Получена явная двухслойная разностная схема.

Задача (7.33)—(7.34) с помощью разностных схем (7.36)—
(7.38) решается так: методом стационарного расчета темпера-
турного поля находят 6,о, * = 1, ...» w; затем задается k=\
и рассчитываются //, ь Z = 1, ...» /и; далее — k = 2 и рассчиты-
ваются ti, 2, i = 1, ..., т и т. д.

На границе двух материалов используем соотношение

______	2Az / tn—1, k tn,k tntk tn+l,k t
/1,6+»— c1Y1 A*! + C2y2 Ax2 \	A*!	1 Алг2 / Л,Л’

(7.39)

которое получим следующим образом: к n-й плоскости от
(п—1)-й притекает некоторое количество тепла:

Qi — (tn—1, k — ^n, k) (^i/Axj) Az,

а уходит к (и + 1 )-й плоскости:

Q2 = (^п, k — ^n+i, б) (WAx2) Az

Зная, что изменение температуры в рассматриваемой пло-
скости от tn, k до tn, л+i приводит к изменению теплосодержания
в прилегающих к ней половинах слоев на

AQ = 1/2 (C1Y1 Axj + С2У2 Ах2) (tn, *+l — tnt *),
можно составить уравнение теплового баланса:

AQ = Q2 — Qi,
ИЛИ

1/2 (cjYj Axj + c2Y2 Ах2) (tnt k+i — tn, k) =
(tn — \,k tn,k tn,k tfl+l,k \
-------A	 	a- Л2 P
AXj--------------------------Ax2 /

отсюда, выделив tn, a»+i, и получим (7.39).

Вентиляционная прослойка. Расчет температуры
в вентиляционной прослойке производится по формуле В. Д. Ма-
чинского, приведенной в [2], исходя из следующего: количество
тепла, поступающее в прослойку от внутренней части конструк-
ции, с элемента dx по длине прослойки

Qi = а! (?! — tx) dx,

где <Xi — коэффициент теплопередачи от внутренней части по-
крытия к прослойке [ккал/(м2-ч-оС)], равен ан в (7.35); ti —
температура на верхней поверхности внутренней части покрытия
(°C) на расстоянии х метров от входного отверстия; tx — темпе-
ратура воздуха в прослойке на расстоянии х метров от входа
воздуха, °C.

Количество тепла, уходящего из прослойки к экрану,

Qz — а2 (tx — т2) dx,

где а2— коэффициент теплопередачи от прослойки к экрану
[ккал/(м2-ч-°С)], равен ав в (7.34); т2 — температура на ниж-
ней поверхности экрана, °C.

Количество тепла, расходуемого на изменение температуры
воздуха в прослойке на dtx градусов,

Q3 = Wc dtx,

где с —удельная теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/кг-°С;
W = 3600 Опрбу — количество воздуха, проходящее через про-
слойку шириной 1 м, кг/ч; оПр— скорость воздуха в прослойке,
м/с; б — высота прослойки, м; у — плотность воздуха, кг/м3.

По условию теплового баланса

Qa = Qi —

ИЛИ

Wc dtx = <X| (т, — tx) dx — a2 (tx — x2) dx;

отсюда

dtxldx + (cti 4- a2) txIWc = (atTt + a2r2) Wc.

Проинтегрировав, получим для tx следующее выражение:

С1 + С2 х

t _ aiti + а2т2 + Uo (cti + аг) — («iTi + а2Тг) e Гс
*	at + a2

здесь t0 — температура воздуха, входящего в прослойку; прак-
тически равна /и = + (1 -г- 2)°С — температуре наружного воз-
духа.

Экран. Так же, как и во внутренней части покрытия, рас-
пространение температуры описывается (7.33):

dtjdz = а' дЧ/дх1.

Граничные условия имеют вид:

«Жр(740

,	,	,, dt I

«н (t/m	;	(7.42)

itn'

здесь (7.41) описывает обмен тепла с воздушной прослойкой;
ав — коэффициент теплопередачи между прослойкой и нижней
поверхностью экрана, равен коэффициенту а2 в (7.40),
ккал/(м2-ч-°С); ///'—температура на нижней поверхности
экрана, °C.
Уравнением (7.42) описывается теплообмен экрана с наруж-
ной средой; в нем он — коэффициент теплопередачи между верх-
ней поверхностью экрана (кровлей) и наружной средой,
ккал/(м2-ч-°С); t/m' — температура на верхней поверхности
экрана, °C.

Используем для решения ту же разностную схему, что и для
решения (7.33), а именно:

Az

G. fc+i = ti,k + а'д7г(</+1, k ~ %i. k + G-t. k),

( = 1..tn'-,	fe = O, 1, .... [Г/Дг].

Для граничных условий получим:

^о, k —

Г 4 I	A

ав‘пр +	‘1, k

a' + Л,'/Дх

r. , A

°h*h "Г {т'— 1, k
а'н + V/Дх

fe = 0, 1,

[Т/Д2].

Вычисления на границе материалов произведем по (7.39).
Таким образом, мы получили разностную схему для определения
температур по всей толщине покрытия. Осталось подробнее рас-
смотреть вопрос об определении коэффициентов теплопередачи,
а также остановиться на устойчивости полученной разностной
схемы.

Коэффициенты теплоперехода. В ходе вычислений исполь-
зуются следующие коэффициенты теплоперехода: ai — внутрен-
ний воздух — потолок; аг — внутренняя часть покрытия — про-
слойка; аз — воздушная прослойка — экран; а4— экран —на-
ружный воздух.

Коэффициент теплоперехода a = ак + ал. В отапливаемых
помещениях для потолков В. Н. Богословским [17] предложена
следующая формула:	__

ак = 1,43 ^Д/ • 1,3,

где А/ = /1 —12 — перепад температур.

Для наружных поверхностей (а также поверхностей, выхо-
дящих в прослойку) используем формулу Франка:

aK = 6,31V0'656 + 3,25е-1’910,

где v — скорость воздушного потока, м/с; для шероховатых по-
верхностей — формулу Юргеса:

<хк — 6,49t>0,784 + 5,03е~°'6°.

Коэффициент теплопередачи излучением определяем по сле-
дующей формуле [20]:

«л = 1/(1/с> + \/сг - 1/Со) {[(<1 + 273)/100]« - [(/а + 273)/100П/(/, - /2), (7.43)
130
где Ci и с2 — коэффициенты излучения поверхностей; с0 —коэф-
фициент излучения абсолютно черного тела; 6 и /2’—темпера-
туры поверхностей.

При определении оц по (7.43) принимается — коэффициент
излучения пола, 6 — температура внутреннего воздуха.

Для вычисления сц по (7.43) принимаются с2 и с0 — коэффи-
циенты излучения потолка и абсолютно черного тела, t2 — тем-
пература наружного воздуха.

Устойчивость разностной схемы. При исследовании разност-
ной схемы (7.36) на устойчивость должно выполняться условие
aAz/Дх2 1/2, где а = А.(су); его особенно нужно учитывать
для многослойных конструкций. Тогда для каждого материала
рассчитывается

Дгмакс =

- _ f <в — <н

Тп~/в Ro

и принимается Дгмакс = min Дгмакс-

Расчет начального распределения температуры (при стаци-
онарных условиях). Используя приведенные выше разностные
схемы, нужно знать начальное распределение температуры в по-
крытии. Для внутренней части покрытия и экрана температура
может быть рассчитана по формуле

п-1
Яв+£ Ri
i-1

здесь Ro — общее сопротивление теплопередаче; /?в — сопротив-
ление теплопереходу на внутренней поверхности; Ri — то же,
отдельных слоев.

Для внутренней части /м = /пр, для экрана /в = /пр. Темпера-
туру в воздушной прослойке можно определить так:

feB+feH х

. ^в/в + &н/н 4" [/р (&В 4~ &н) — (fefl/fl 4“ Wh)] е	/у. л Л\

'пр--------------------( - }

где Лв — коэффициент теплопередачи внутренней части покры-
тия; kH — то же, экрана.

Расчет влияния солнечной радиации и противоизлучения
подробно изложен в шестой главе.

Фильтрация воздуха. При применении крупнопористых
теплоизоляционных материалов нужно учитывать фильтрацию,
которая весьма значительно увеличивает коэффициент тепло-
проводности.

Я. Э. Одельским f43] предложена формула для определения
коэффициента теплопередачи крыши с учетом эксфильтрации
воздуха: •

k3 = k„ « k + О,5с<то,
где k — коэффициент теплопередачи без учета движения воз-
духа; kz и kH — коэффициенты теплопередачи ограждения при
экс- и инфильтрации; с = 0,24 ккал/(кг-вС)—теплоемкость воз-
духа; а0 — установившийся поток фильтрующегося воздуха,
кг/(м2-ч); со <0,70 4- 1,35 кг/(м2-ч), если R = \/k=\-~,
4-2 м2-ч-°С/ккал.

Используя эту формулу применительно к слою материала
толщиной 6, с теплопроводностью X, получим:

= ли = М = б (Х/б + 0,5 • o,24cro) = X + о,12бсто.

С учетом всего изложенного выше, нами совместно с
А. В. Крупенским составлена программа расчета на ЭВМ одно-
мерного температурного поля совмещенных многослойных по-
крытий вентилируемого типа, в которой учтены факторы, наибо-
лее сильно влияющие на распределение температуры в по-
крытии.

Для расчета температурных полей различных конструкций
крыш в разных климатических условиях нами с А. В. Крупен-
ским составлена программа на языке «Фортран» для ЭВМ
ЕС-1020. В основу расчетов положены данные натурных измере-
ний, приведенные в предыдущих главах, в том числе скорости
воздушных потоков в вентиляционных прослойках (каналах),
суточного хода температур в прослойках, наружного воздуха,

Таблица 7.11

Время, ч	Температура потолка, •С		Температура в прослойке, •С		Температура ковра, 0 С		Температура эксперимен- тальная, * С		Скорость потока в прослой- ках, м/с
	расчет- ная	экспери- менталь- ная	расчет- ная	экспери- менталь- ная	расчет- ная	экспери- менталь- ная		#н	
1	22,5	23,3	7,3	8,1	3,1	2,7	24,5	5,0	0,16
2	22,3	23,0	7,0	7,9	2,8	2,4	23,9	4,8	0,16
3	22,1	22,9	6,8	7,6	2,7	2,7	23,9	4,8	0,17
4	21,8	22,5	6,9	7,1	2,7	2,3	23,3	5,3	0,16
5	21,5	22,3	7,2	7,6	3,0	2,0	22,9	4,7	0,16
6	21,3	22,1	7,5	6,9	3,5	2,7	22,8	4,6	0.17
7	21,2	21,9	8,1	6,8	4,1	4,9	22,7	4,8	0,17
8	20,9	21,8	8,7	7,1	9,0	7,3	22,3	6.6	0,17
9	21,2	22,0	9,1	7,2	10,7	10,2	23,3	7,1	0,21
10	21,8	22,4	9,4	7,6 -	12,2	12,0	24,3	7,5	0,22
11	22,1	22,7	9,6	8,2	13,4	13,8	24,5	8,0	0,24
12	22,2	22,5	9,6	8,9	14,0	15,3	24,1	8,4	0,25
13	22,1	22,4	9,7	9,1	14,1	16,4	23,7	8,5	0,2,7
14	21,6	22,1	9,9	9,8	13,6	15,7	22,3	8,8	0,25
15	21,3	22,1	10,0	10,5	12,7	15,4	22,4	8,4	0,25
16	21,1	21,9	10,0	10,9	11,5	14,6	22,3	9,0	0,25
17	21,0	21,7	9,8	И,1	10,2	13,3	22,3	8,8	0,25
18	20,8	21,5	9,5	11,4	8,9	10,7	22,0	8,3	0,24
19	20,8	21,7	9,1	10,8	7,8	9,2	22,4	8,2	0,21
20	20,9	21,7	8,7	10,2	7,1	6,7	22,7	7,5	0,18
21	21,5	22,4	8,3	9,9	4,3	5,1	24,1	6,6	0,18
22	22,1	22,7	8,0	9,1	4,0	4,3	24,8	6,8	0,18
23	22,3	23,0	7,7	8,6	3,7	3,6	24,7	6,0	0,18
24	22,5	23,1	7,6	8,4.	3,5	3,4	24,8	5,6	0,17
Рис. 7.6. Конструктив-
ные схемы крыш
/ — рубероидный ковер;
2 — экран из досок тол-
щиной 37 мм; 3 — воз-
душная прослойка сред-
ней высотой 35 см; 4 —
минераловатные плиты
толщиной 12 см; 5 —
окрасочная битумная па-
роизоляция; 6 — железо-
бетонная ребристая
плита толщиной 25—
30 мм; 7 — воздушная
прослойка толщиной
10 см; 8— фибролит
толщиной 20 см

Тип 2g

г/
-2
-3

-5

Г1

-6



6

Тип 37



1

на рулонном ковре, интенсивности солнечного нагрева и охлаж-
дения и т. д. Это позволило сравнить данные расчетов и натур-
ных измерений и сделать выводы о надежности разработанного
метода. Результаты одного из вычислений приведены в табл. 7.11,
где даны значения температур по расчету и полученные в ходе
экспериментальных измерений для двух типов крыш (рис. 7.6)
в точке, отстоящей в 3 м от приточного отверстия. Значения t
и р — по [15 и 41].

Из рассмотрения полученных значений видно, что расчетные
и экспериментальные данные на потолке отличаются незначи-
тельно— в пределах 0,9 °C. Температура в вентиляционной про-
слойке максимально отличается на 1,9 °C. Наибольшее отклоне-
ние наблюдается на поверхности рулонного ковра—1,3 °C; это
можно объяснить тем, что ковер более других подвержен влия-
нию внешних факторов и его температура (по эксперименталь-
ным данным) изменяется в течение суток в среднем от 2 до
16,3 °C. При этом значительную роль играет постоянная пуль-
сация ветра по скорости и направлению, а также изменяющаяся
облачность и интенсивность солнечной радиации.

Следует отметить, что характер суточного изменения расчет-
ных температур совпадает с точностью до 1 ч с данными натур-
ных измерений. Отклонение температуры поверхности ковра
отмечается в послеобеденное время — с 13 до 17 ч — из-за значи-
тельного влияния солнечной радиации. По данным НИИ строи-
тельной физики в это время облачность уменьшается в пределах
одного балла, что влечет за собой увеличение солнечной радиа-
ции, достигающей крыши. Вследствие этого действительная тем-
пература ковра оказывается выше расчетной при постоянной
облачности.

Таким образом, рассмотренный метод расчета температур-
ного поля дает достаточное для его практического использова-
ния совпадение расчетных значений температур с эксперимен-
тальными, причем наибольшая точность достигается на потолке,
т. е. наиболее важном относительно оценки эксплуатационных
свойств участке крыши,
Время, ч	Крыша типа 28			Крыша типа 37		
	Температура, ° С			Температура, • С		
	потолка	в прослойке	ковра	потолка	в прослойке	ковра
1	20,08	— 16,21	-23,77	13,01	-17,65	-23,07
2	19,87	-16,21	-23,77	12,88	-17,65	-23,07
3	19,76	-16,58	-23,77	12,75	-17,65	-23,07
4	19,45	-16,26	-23,77	12,65	-17,65	-23,07
5	19,13	-16,30	—23,77	12,59	-17,48	—23,07
6	18,91	-16,68	—23,77	12,51	-17,47	-23,07
7	18,73	-16,72	-23,77	12,50	-17,46	—23,07
8	18,46	-16,75	-23,77	12,52	-17,46	-23,07
9	18,71	-17,82	-22,61	12,56	-17,55	-22,10
10	19,21	-18,01	-22,61	12,61	-17,55	-22,10
11	19,53	-18,35	-22,61	12,63	-17,64	-22,10
12	19,54	-18,50	-22,61	12,62	-17,65	-22,10
13	19,38	-18,79	-22,61	12,65	-17,66	-22,10
14	18,73	-18,53	-22,61	12,66	-17,75	-22,10
15	18,44	-18,57	-22,61	12,66	-17,72	-22,10
16	18,22	-18,59	—22,61	12,70	-17,72	-22,10
17	18,10	—18,61	-22,61	12,72	—17,51	-22,10
18	17,90	-18,47	-22,61	12,77	-17,50	-22,10
19	17,97	-17,91	-22,61	12,83	-17,49	-22,10
20	18,15	-17,15	-23,78	12,86	-17,65	-23,08
21	18,85	-17,10	-23,78	12,88	-17,66	-23,08
22	19,50	-17,02	-23,78	12,93	-17,66	-23,08
23	19,82	-16,96	-23,79	13,03	-17,66	-23,08
24	20,06	-16,61	-23,79	13,01	-17,66	-23,08

Одним из рациональных путей применения рассматриваемого
метода расчета является прогнозирование теплового режима
крыш при экстремальных погодных условиях. В качестве при-
мера (табл. 7.12) такого прогнозирования приведен расчет двух
типов крыш (рис. 7.6) при достаточно жестких для ЭССР усло-
виях: средней за сутки температуре наружного воздуха —23 °C,
плотной облачности в семь баллов, отсутствии солнечной радиа-
ции и противоизлучении (радиационном охлаждении), действую-
щем с 20 до 8 ч (см. рис. 6,3). В таблице температура в воздуш-
ной прослойке определена на расстоянии 3 м от приточных
отверстий.

Наибольший интерес относительно оценки теплотехнических
показателей покрытий представляют температуры на поверх-
ности потолка. Максимальный перепад температур между по-
верхностью потолка и внутренним воздухом составляет 5,3 °C
для покрытия типа 28 и 3,9 °C для типа 37, а нормируемый
СНиП П-З—79* составляет соответственно 5,5 и 4 °C. Следова-
тельно, обе конструкции отвечают нормам.
Влажностный режим многослойных вентилируемых крыш.
Влага в покрытии перемещается при перепаде давления водяного
пара в отдельных слоях материала. При определении этого дав-
ления нужно учитывать следующие обстоятельства.

Существенное влияние оказывает температурное поле, так
как давление в более теплом слое при прочих равных условиях
превышает давление в более холодном. Поэтому параллельно с
расчетом влажностного режима покрытия необходимо вести
расчет распределения температуры при нестационарных усло-
виях. Методика такого расчета приведена в § 7.5.

Связь между значениями относительной влажности окружаю-
щего воздуха и влагосодержанием материала выражается кри-
вой сорбции. Если влагосодержание меньше предельного гигро-
скопического, то по кривой сорбции определяется относительная
влажность, а с учетом этой влажности и температуры — дав-
ление водяного пара в порах материала. Если же влагосодержа-
ние превышает предельное гигроскопическое, то давление водя-
ного пара при дальнейшем увеличении влажности остается
постоянным — давлением насыщения. Количество перемещаю-
щейся в единицу времени влаги является частным от деления
перепада давления водяного пара в соседних слоях на сопротив-
ление паропроницанию.

Изложенное выше представляет сущность метода последова-
тельного изменения влажности материалов покрытий, разрабо-
танного проф. А. И. Фоломиным для невентилируемых много-
слойных совмещенных покрытий [42]. В данной работе этот
метод (с соответствующими изменениями и дополнениями) ис-
пользуется для расчета вентилируемых покрытий, состоящих
из внутренней (несущей) части и экрана (см. рис. 7.5).

Давление водяного пара в вентиляционной прослойке рас-
считывается по формуле, вывод которой приведен ниже.

Пусть г'„ и г'п — сопротивления паропроницанию нижней и
верхней поверхностей воздушной прослойки. Выделим по длине
прослойки бесконечно малый элемент dy шириной 1 м. Тогда
количество пара, поступающего в прослойку от нижней поверх-
ности покрытия,	f

Р1=(е' ~еу) dy/rn>

где е' — давление водяного пара в слое материала, выходящего
к нижней части прослойки. Количество пара, поступающего в
прослойку от верхней ее поверхности (экрана),

р2 = (еу~ e")dy/r">

где е"— давление пара в слое материала, выходящего к верх-
ней части прослойки.

При Mx=\lrw и М2 = 1/гп эти формулы примут вид:

Pi = УИ1 (е' — еу) dy; Р2 = М2 (еу — е") dy.
Количество пара, идущего на изменение абсолютной влаж-
ности воздуха в прослойке на df,

р3 = w' df,

где W = ЗбООипрб; Упр— скорость воздушного потока в прослой-
ке; б — толщина прослойки.

Заменяя f на е по формуле f = 1,058е/(1 + Г/273), получим:
df = B de-,

здесь В = 1,058/(1 + ^/273), где ty — изменяющаяся темпера-
тура воздуха в прослойке по ее длине на расстоянии у [м] от
входа. Из условия баланса влаги (при отсутствии конденсации)
Рз = Pi — Рг, т.. е.

W'B de = Mi (е' — еу) dy' — М2 (еу — е") dy\

интегрируя, получим:

„ _ л-имм. + лы-лр--5™

у ~	Ml + м2

где еи — давление водяного пара в прослойке на расстоянии у
[м] от входа воздуха в прослойку; А = е'М\ + е"М2-, е — осно-
вание натуральных логарифмов.

Для расчета влажностных полей различных конструкций
крыш в заданных климатических условиях А. В. Крупенским
составлена программа на языке «Фортран» для ЭВМ ЕС-1020.
В основу расчетов положены данные натурных измерений, при-

веденных в предыдущих главах, в том числе скорости воздуш-
ных потоков в вентиляционных прослойках (каналах), суточный
ход температур в прослойках и наружного воздуха, на рулон-
ном ковре, относительная влажность воздуха и упругость водя-
ного пара в прослойках (каналах), наружного воздуха и воз-
духа в помещениях, сорбцион-
ные показатели местных мате-
риалов и т. д. Это позволило
сравнить данные расчетов и
Натурных измерений и прийти
к выводу о надежности разра-
ботанного метода.

Результаты вычислений,
выполненные, например, для
конструкции крыши четвертого

Рис. 7.7. Степень влияния климатиче-
ских условий на изменение средней
влажности фенопласта

1 — кровля; 2 — железобетон; 3 — прослой-
ка; 4 -— пенопласт; 5 — железобетон

и Рн2'~'^ол абсолютной влажности
воздуха в Таллине и Москве
Город	Месяцы											
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Таллин . . .	-4,7	-5,5	-2,7	2,6	8,4	13,2	16.6	15,6	11,4	6.0	1,2	-2.6
Москва ....	-9,4	-8,5	-3,6	4,9	12,9	17,0	19,3	17,4	11,7	5,0	-1.6	-6,9

Таблица 7.14

Город	Месяцы											
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Таллин . . •	86	85	80	78	74	77	80	82	84	84	87	87
Москва....	84	82	78	66	58	59	63	68	73	78	82	85

типа, утепленной фенопластом (см. рис. 4.18): первоначальная
влажность бетона несущей части (рис. 7.7) панели — 4 %, влаж-
ность бетона экрана — 2%, влажность фенопласта — 40 % и
скорость потока — 0,5 м/с.

Климатические условия Таллина и Москвы приведены: сред-
немесячные температуры наружного воздуха — в табл. 7.13,
среднемесячный ход относительной влажности — в табл. 7.14.

Результаты вычислений и записи результатов при помощи
ЭВМ температур, влажности материалов и относительной влаж-
ности воздуха в прослойках для района Таллина и Москвы
представлены в табл. 7.15, абсолютной влажности — в табл. 7.16.

Приведенные данные получены при помощи ЭВМ после од-
ного года эксплуатации крыш. Из рассмотрения таблиц видно,
что температура в условиях Таллина изменяется более плавно,
чем в условиях Москвы; амплитуда колебаний температуры в
Таллине меньше, чем в Москве. Это объясняется умеренным
климатом Таллина и незначительными по сравнению с Москвой
колебаниями наружной температуры.

Расчет влажностных полей сравниваемых вариантов пока-
зывает, что в Москве материалы крыш высыхают более интен-
сивно, чем в Таллине, даже на второй год эксплуатации, осо-
бенно экранной части.

Анализ степени влияния скорости воздушного потока в про-
слойках крыш на температуру поверхности потолка позволил
установить, что при изменении скорости от 0,1 до 1 м/с темпе-
ратура потолка снижается всего на 0,1 °C.

* *

*

1.	На основании ранее осуществленных нами исследований
температурно-влажностного режима крупнопанельных крыш в
условиях устойчиво влажного климата и исходя из принятых
Температурно-влажностное поле многослойного совмещенного покрытия вентилируемого типа

| Город	Месяцы	Потолок		Низ утеплителя		Верх утеплителя		Воздушная прослойка		Низ экрана		Под ковром	
		темпера- тура, °C	влаж- ность, %	темпера- тура, °C	влаж- ность, %	темпера- тура, °C	влаж- ность, %	темпера- тура, °C	относи- тельная влажность, %	темпера- тура, °C	влаж- ность, %	темпера- тура, °C	влаж- ность, %
	I	17,20	0,64	14,38	13,07	—3,12	35,53	—3,53	0,78	-3,71	19,96	-4,09	19,82
	II	17,18	0,44	14,30	7,87	-3,60	22,75	-4,01	0,75	-3,99	19,93	-3,96	19,62
	III	17,31	0,40	14,85	4,37	-0,38	9,62	—0,73	0,68	-0,25	19,89	0,77	19,25
	IV	17,51	0,39	15,79	4,90	5,13	9,35	4,88	0,66	5,74	19,84	7,55	18,75
я	V	17,74	0,40	16,84	6,32	11,25	9,32	11,12	0,62	12,40	17,58	15,10	17,80
	VI	17,94	0,41	17,73	8,36	16,44	10,18	16,41	0,65	17,84	14,74	20,86	16,63
СО	VII	18,06	0,43	18,26	10,42	19,52	11,34	19,55	0,69	20,87	11,70	23,65	15,42
Н	VIII	18,01	0,43	18,04	10,37	18,25	11,81	18,26	0,71	19,20	9,16	21,18	14,42
	IX	17,82	0,42	17,20	8,73	13,31	12,21	13,22	0,75	13,67	7,62	14,63	13,82
	X	17,60	0,41	16,19	6,59	7,48	11,77	7,28	0,77	7,37	6,66	7,56	13,49
	XI	17,42	0,40	15,36	5,15	2,60	11,51	2,31	0,80	2,16	6,10	1,83	13,31
	XII	17,28	0,39	14,72	4,10	1,12	10,74	— 1,49	0,79	-1,70	5,66	—2,14	13,17
	I	17 03	0,65	13,60	11,36	—7,62	50,26	-8,11	0,75	—8,23	19,96	-8,49	19,85
	II	17,08	0,43	13,81	7,26	-6,40	45,12	—6,87	0,71	-6,79	19,95	—6,62	19,65
	III	17,27	0,40	14,70	4,41	-1,21	9,55	-1,58	0,66	— 1,06	19,93	0,02	19,32
	IV	17,60	0,39	16,18	4,85	7,38	8,00	7,18	0,56	8,07	19,46	9,95	18,58
со  CQ	V	17,91	0,40	17,60	6,28	15,66	7,46	15,61	0,50	16,98	15,71	19,84	17,18
Я о	VI	18,08	0,41	18,35	7,67	20,02	7,82	20,06	0,51	21,47	11,25	24,42	15,51
о	VII	18,16	0,42	18,71	9,12	22,17	8,70	22,24	0,55	23,61	6,54	26,49	13,75
	VIII	18,08	0,42	18,35	9,19	20,03	9,51	20,07	0,60	21,05	2,81	23,12	12,39
	IX	17,84	0,41	17,28	7,64	13,80	10,10	13,72	0,65	14,31	1,22	15,56	10,88
	X	17,57	0,40	16,04	5,78	6,19	10,14	6,37	0,71	6,55	1,26	6,93	9,05
	XI	17,32	0,39	14,91	4,19	—0,01	10,12	—0,38	0,74	-0,45	1,29	—0,60	8,12
	XII	17,12	0,38	14,01	4,00	-5,25	9,64	-5,69	0,76	—5,85	1,31	—6,18	7,51
Месяцы	Таллин				Москва			
	Прослойка		Наружный воздух		Прослойка		Наружный воздух	
	'пр- °С	₽Пр- ‘7КГ	'н- ’с	Pw г/кг	t . °C пр	РПр. г/кг	'н- ’С	Рн, г/кг
I	-3,5	2,84	—4,7	2,87	-8.1	1,89	—9,4	1,88
II	-4,0	2,63	-5,5	2,65	-6,9	1,99	-8,5	1,66
III	—0,7	3,11	-2,7	3,13	—1,6	2,83	-3,6	2,82
IV	4,9	4,45	2,6	4,51	7,2	4,39	4,9	4.45
V	11,1	6,25	8,4	6,28	15,6	6,64	12,9	6,55
VI	16,4	9,08	13,2	8,83	20,1	8,88	17,0	8,56
VII	19,6	11,70	16,6	11,30	22,2	11,90	19,3	10,50
VIII	18,3	11,0	15,6	10,8	20,1	10,50	17,4	10,10
XI	13,2	8,61	11,4	8,63	13,7	7,69	11,7	7,65
X	7,3	6,07	6,0	6,11	6,4	5,31	5,0	5,29
XI	2,3	4,53	1,2	4,60	-0,4	3,45	—1,6	3,54
XII	-1,5	3,42	-2,6	3,43	—5,7	2,34	-6,9	2,41

Примечание. Данные после одного года эксплуатации.

в настоящее время теоретических концепций разработаны ме-
тоды расчета температурно-влажностного режима крупнопанель-
ных чердачных и совмещенных крыш.

2.	Для автоматизации инженерных расчетов основных кон-
структивных типов крыш составлены программы для расчетов
на ЭВМ.

3.	Анализ теплового баланса чердачных и совмещенных
крыш (см. табл. 7.1) рассмотренных типов позволил установить,
что в отношении минимальных потерь тепла через чердачное
перекрытие предпочтение следует отдать решениям с совмещен-
ной крышей и с холодным чердаком.

4.	По эксплуатационной надежности значительными преиму-
ществами, согласно данным наших 25-летних наблюдений, от-
личаются совмещенные крыши. Опыт 30-летней эксплуатации
в ЭССР крупнопанельных крыш с холодными чердаками также
положителен. В то же время в крышах с теплыми черда-
ками имелись случаи опрокидывания тяги в вентиляционных
каналах.

5.	Исследованиями ЦНИИЭП жилища [4], проведенными в
Свердловске на крышах с открытым чердаком над девятиэтаж-
ными зданиями, установлено, что воздух дополнительно посту-
пает в чердачное помещение, т. е. происходит потеря его из
квартир.

6.	Таким образом, крупнопанельные крыши с теплыми и от-
крытыми чердаками на данном этапе следует рассматривать
как экспериментальные, требующие дополнительной проверки
в Эстонской ССР и различных регионах Советского Союза.
Глава восьмая

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МЕТОДЫ УЧЕТА
ФИЗИКО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

8.1.	Факторы физико-климатических воздействий,
учитываемые при проектировании крыш

Преобладающее развитие крупнопанельного строительства
в нашей стране, в том числе и крыш, обосновано их технико-
экономическими преимуществами: индустриальностью, эконо-
мичностью, равнопроЧностью, повышенной капитальностью и ог-
нестойкостью. В то же время теория обеспечения нормальной
эксплуатации и сохранности конструкций крупнопанельных
крыш в условиях физико-климатических воздействий наименее
разработана и весьма сложна.

Для того чтобы качественно строить крупнопанельные кры-
ши, надо знать, каким физико-климатическим воздействием они
подвергаются и как они работают в таких условиях; это тре-
бует создания научно обоснованных методов их расчета, проек-
тирования и строительства с учетом практически значимых кли-
матических факторов.

В Эстонской ССР начиная с пятидесятых годов большое
внимание уделялось изучению воздействия физико-климатиче-
ских факторов на различные типы чердачных и совмещенных
крупнопанельных крыш, чему во многом способствовало широ-
кое опытное строительство [3, 5, 8, 9]. Обобщение и анализ
результатов опытного строительства первых в Республике круп-
нопанельных крыш позволил установить их положительные сто-
роны, выявить недостатки проектного, строительно-технологиче-
ского и эксплуатационного характера, а также предложить пути
устранения дефектов.

Значительная часть дефектов крупнопанельных крыш, до-
пускаемых при их проектировании и строительстве вследствие
пренебрежения физико-климатическими воздействиями, подроб-
но рассмотрена в третьей главе, где приведены также рекомен-
дации по их устранению. Ниже описаны те из них, которые тре-
буют особого внимания.

8.2.	Увлажнение крыш осадками и осушающая вентиляция

Массовое обследование чердачных и совмещенных крыш, по-
строенных в ЭССР, Ленинграде и других районах с устойчиво
влажным климатом, позволило установить, что подавляющее
большинство из них сооружалось (и сооружается зачастую и ло-
ныне) на объектах неиндустриального типа; это противоречит
требованиям индустриального строительства и эксплуатации.

Сооружение крыш неиндустриального типа на строительных
площадках в условиях устойчиво влажного климата приводит
к чрезмерному переувлажнению материалов. Так, средняя фак-
тическая влажность утеплителей по массе в три-шесть раз пре-
вышала приведенную в СНиП П-З—79* расчетную влажность.

Как показали многочисленные натурные обследования на
объектах и отборы проб, утеплители в переувлажненном со-
стоянии разрушаются в первые же годы эксплуатации; это при-
водит к неоправданным убыткам из-за преждевременного вы-
хода крыш из строя, затрат на дополнительные ремонты и отоп-
ление помещений.

Во влажных (особенно приморских) районах с периодически
дующими ветрами, несущими влажный воздух и осадки, до мас-
сового внедрения полносборных кровельных панелей первосте-
пенное значение имеет высушивание материалов крыш при по-
мощи естественной вентиляции посредством осушающих отвер-
стий, прослоек и каналов.

Отверстия, воздушные прослойки и каналы во влажных
условиях эксплуатации должны обеспечивать сухое состояние
материалов конструкций крыш и тем самым повышать их тепло-
защитные свойства.

Изучение эффективности различных систем вентиляции про-
водилось путем измерения влагосодержания материалов крупно-
панельных крыш более чем на 90 объектах. В результате опытов
установлено, что в утепленных фибролитовыми плитами ТЭП
крышах над помещениями с нормальным и сухим микроклима-
том в конструкциях вентилируемого типа происходит интенсив-
ное высыхание материалов слоев в течение первых двух-трех лет
эксплуатации.

В конструкциях невентилируемого типа при легковысыхаю-
щих фибролитовых плитах ТЭП влагосодержание остается не-
изменным или же происходит медленное высыхание материалов
внутрь помещения.

Медленное высыхание органических фибролитовых плит при
высокой первоначальной влажности приводит к их загниванию
и повышению эксплуатационных расходов. Это должно ограни-
чить или исключить их применение в невентилируемых крышах.

Устройство утепленных покрытий невентилируемого типа до-
пустимо над производственными помещениями с сухим микро-
климатом при использовании в качестве утеплителя легковысы-
хающих фибролитовых плит ТЭП в воздушно-сухом состоянии,
пенопластов и устройстве надежной пароизоляции. В этом слу-
чае влажность утеплителя практически не изменяется.

Исследование осушающего действия вентиляционных кана-
лов, расположенных в нижней зоне утеплителей, позволило
сделать вывод о нецелесообразности возведения утепленных
покрытий такого типа из-за прогрессирующего влагонакопления
в верхней зоне утеплителя.

Из изложенного выше видна важная роль вентиляции в обес-
печении нормального влажностного режима покрытий даже над
помещениями с нормальным и сухим микроклиматом.

Результаты измерения влагосодержания крыш, утепленных
газобетонными (газокукермитовыми) плитами, над помещения-
ми с нормальным и сухим микроклиматом показали:

в конструкциях вентилируемого типа происходит высыхание
высоковлажных материалов;

в конструкциях невентилируемого типа влагосодержание ма-
териалов, как правило, увеличивается.

Следует отметить, что из-за неудовлетворительной комплек-
тации или строительства утепленных покрытий, зачастую под
воздействием осадков, влагосодержание утепляющих газобетон-
ных плит очень высоко, так как они весьма гигроскопичны и
сильно увлажняются; причем их высыхание длится многие годы,
в то время как влагонасыщение происходит в считанные часы.
Из этого следует, что при применении газобетонного утеплителя
комплектация панелей покрытия должна происходить в цехах
или должны приниматься меры по защите теплоизоляции от
осадков в период строительства.

Данные определения влагосодержания материалов слоев
крыш с теплоизоляцией из газокукермитовых плит над помеще-
ниями с влажным микроклиматом позволили установить:

высокое влагосодержание материалов, которое в три-шесть
раз превышает расчетное по СНиП П-З—79*. Влагосодержание
теплоизоляционных слоев этих крыш достигает 60—80 кг/м2;
это требует запрещения применения газобетона при построечном
устройстве невентилируемых крыш;

влагосодержание материалов в конструкциях вентилируемых
крыш в процессе эксплуатации уменьшается;

влагосодержание материалов в конструкциях невентилируе-
мых крыш в процессе эксплуатации увеличивается.

Поэтому при сооружении совмещенных крыш и утепленных
покрытий в устойчиво влажных климатических условиях над
помещениями с влажным микроклиматом необходимо устраи-
вать крыши только вентилируемого типа.

Сравнение трех принципиально различных схем вентиляции
крыш (см. рис. 1.1) показало, что наиболее интенсивная венти-
ляция и воздухообмен характерны для конструкции с приточ-
ными и вытяжными подкарнизными отверстиями по сравнению
с решением с вытяжной шахтой и с решением с приточными под-
карнизными отверстиями и с вытяжной шахтой.

Исследование осушающего действия сплошных вентиляцион-
ных прослоек и каналов, расположенных в верхней зоне утеп-
лителей, позволило установить наиболее эффективные системы
вентиляции и площади приточных и вытяжных отверстий.
Относительная площадь как приточных, так и вытяжных
отверстий должна составлять 0,001 площади осушаемых ими
крыш гражданских зданий и 0,002—0,0002 крыш производствен-
ных зданий в зависимости от микроклимата в помещениях, из-
начального влагосодержания материалов, вида утеплителя, ши-
рины здания и других факторов.

При указанных относительных площадях вентиляционных
отверстий влагосодержание материалов крыш за два года экс-
плуатации снижается почти в два раза.

При устройстве вентиляции утепленных покрытий над много-
и большепролетными производственными зданиями технически
трудно обеспечить живое сечение каналов, равное 0,001—0,002
площади крыш, которые они должны осушать. Наблюдения
показали, что в данном случае живое сечение можно уменьшить
до 0,0001—0,0002, но при этом продолжительность высыхания
намного возрастает, если это допустимо по условию сохранения
долговечности утеплителей. Для ускорения высыхания материа-
лов возможно устройство коньковых шахт (см. рис. 5.1) и до-
полнительных трубок-вытяжек (см. рис. 5.11), устанавливаемых
в коньковых частях каждого пролета с шагом 3—6 м. Рекомен-
дуется утеплять такие покрытия малогигроскопичными мате-
риалами.

Предварительный выбор системы вентиляции, площади про-
слоек, каналов, пазов, приточных и вытяжных отверстий совме-
щенных крыш и утепленных покрытий осуществляют по номо-
грамме, представленной на рис. 5.13. Для правильного проек-
тирования и строительства совмещенных крыш и утепленных
покрытий отсылаем к [3, 5, 6, 7, 8, 9, 11].

Величины приточных и вытяжных отверстий, шахт, геомет-
рические их размеры должны обеспечивать скорость движения
потоков в них в пределах 0,2—0,5 м/с, при которой материа-
лы интенсивно осушаются при минимальных теплопотерях. Ско-
рость потоков больше 0,5 м/с не рекомендуется, так как
выше этой скорости теплопотери превысят допускаемые строи-
тельными нормами. Увеличение высоты вентиляционной про-
слойки влияет на теплозащитные показатели крыш, однако из-за
вероятности образования инея и закупорки живого сечения про-
слойки или канала она не должна быть меньше 5 см.

Недостаточная вентиляция крыш зачастую приводит к кон-
денсации водяного пара на нижней поверхности экрана и по-
следующему стеканию влаги на теплоизоляционный слой, что
часто оценивается как протечка кровли. Это вызывает неоправ-
данные затраты на ремонты, ибо не всегда устраняются причи-
ны увлажнения.

Каналы вентиляционных приточных и вытяжных отверстий
должны иметь уклон вверх, чтобы в них не попадала атмосфер-
ная влага. Эти отверстия или щели желательно располагать на
5—10 см над верхней поверхностью теплоизоляции для лучшего
вентилирования прослойки (каналов) и на противоположных
сторонах здания, если возможно попарно. Опытами установлено,
что система осушающей вентиляции наиболее эффективна при
расположении осушающих каналов только в верхней зоне утеп-
лителя.

В устойчиво влажных климатических условиях при проек-
тировании, строительстве и эксплуатации крупнопанельных
крыш с холодным чердаком должны быть приняты меры по
обеспечению их нормального температурно-влажностного ре-
жима в процессе эксплуатации путем устройства системы венти-
ляции чердачного помещения по одной из представленных в
табл. 7.5 схем (см. с. 113). Там же приведены рекомендуемые
расчетные площади приточных и вытяжных отверстий примени-
тельно к устойчиво влажным климатическим условиям.

В первый год эксплуатации для ускорения удаления из кон-
струкций построечной влаги рекомендуется дополнительно от-
крывать окна в пределах чердака для образования вентиля-
ционных отверстий, равных 1/150—1/200 площади пола чердака.
Это будет способствовать обеспечению нормальных санитарно-
гигиенических условий проживания людей в домах с крупнопа-
нельными крышами в первые годы эксплуатации и явится га-
рантией долговечности таких конструкций.

8.3.	Снижение теплозащитных показателей крыш
под действием ветра

Наибольшее охлаждающее воздействие на конструкцию
крыши зимой оказывает отрицательная наружная температура
и ветер, направленный под углом 0—60° по обе стороны от оси
прослойки или канала. Температура в прослойке по мере умень-
шения этого угла понижается в среднем на 20 %. Ветер, направ-
ленный под углом 90° к оси прослойки, в наименьшей степени
изменяет первоначальную температуру в ней.

При схеме вентиляции крыши с приточными и вытяжными
подкарнизными отверстиями и ветре под углом 0° охлаждение
поверхности потолка составляет 10—30 % по сравнению с пока-
зателями при угле 90° к оси прослойки.

При ветре под углом 45° к оси потолок охлаждается на
8—20 % в зависимости от скорости ветра.

Наибольшая скорость ветра и соответственно воздухообмен
в прослойках (каналах) в течение суток отмечаются около по-
лудня. К этому времени температура наружного воздуха при-
ближается к максимуму, а его влажность — к минимуму; эффек-
тивность вентиляции в части высыхания материалов становится
наибольшей.

Многофакторный анализ зависимости между температурой
поверхности потолка крыш и температурой наружного и внут-
реннего воздуха, скоростью ветра при различных его направле*
144
Ниях показал, что только при направлении, совпадающем с осью
прослойки, наибольшее воздействие оказывают температура на-
ружного воздуха и давление ветра. Из-за массивности конструк-
ций крыш охлаждающее действие наружной температуры сказы-
вается через несколько часов.

Изучение степени снижения теплозащитных показателей сов-
мещенных крыш и утепленных покрытий вентилируемого типа
при совместном воздействии ветра и наружной температуры по-
казало, что, например, при /?нИЖн=1,43 м2 • ч • °С/ккал, бпр =
= 0,1 м, /о = О Си/Н=—4,3 С увеличение скорости воздушных
потоков с 0,1 до 0,5 м/с повышает теплопотери с 4,8 до
10 ккал/(м2-4), или больше чем на 50%.

Снижение теплозащитных свойств совмещенных крыш в за-
висимости от температуры наружного воздуха, скорости воз-
душных потоков в прослойках, а также от их высоты иллюстри-
руется номограммами на рис. 4.3 и 4.4 (см. с. 35)^

Под воздействием избыточного ветрового давления происхо-
дят инфильтрационные потери тепла через конструктивные не-
плотности (стыки, щели) и материалы крыш. Потери тепла че-
рез неплотности при возрастании скорости ветра намного повы-
шаются. Так, увеличение скорости ветра от нуля до 10 м/с
приводит к повышению потерь тепла через неплотности крупно-
панельных крыш до 20 ккал/(м2-ч). Хотя потери носят времен-
ный характер, однако они значительны и в отдельные периоды
могут достигать 38 % от основных кондуктивных потерь тепла.

Инфильтрационные потери через материалы и конструктив-
ные элементы крыш из железобетонных панелей (из-за их не-
значительной воздухопроницаемости) сравнительно малы — до
1 ккал/(м2-ч) и составляют 1—4% от основных кондуктивных
теплопотерь, а потому в расчетах их можно не учитывать.

При неблагоприятном сочетании низкой наружной темпера-
туры и большой скорости ветра сумма кондуктивных и инфиль-
трационных потерь тепла может превысить 40 ккал/(м2-ч); это
свидетельствует о том, что предусмотренные СНиП П-ЗЗ—75*
добавки тепла на восполнение его потерь вследствие инфиль-
трации в 5—10 % к основным не отвечают действительным по-
терям тепла, в результате чего жилые помещения последних эта-
жей жилых зданий переохлаждаются, что неоднократно наблю-
далось в Таллине и других городах Эстонии. Это указывает на
необходимость увеличения таких добавок на 30—80 % в зави-
симости от месторасположения здания (прибрежные или мате-
риковые районы), их этажности, ветрового режима.

Так, потери тепла из-за инфильтрации в прибрежных районах
в среднем в 1,5—4 раза выше, чем в материковых. Повышение
этажности зданий с 4 до 16 этажей в прибрежном районе Тал-
лина увеличивает ветровое давление с 3,3 до 7,7 кгс/м2, т. е.
в 2,3 раза. В материковом районе Тарту ветровое давление
(а следовательно, и инфильтрация) повышается с 1,2 до
3,4 кгс/м2, или в 2,7 раза. Пропорционально возрастают потери
тепла из-за инфильтрации холодного воздуха.

Приведенные данные затрагивают вопросы большой важно-
сти, недоучет которых приводит к нежелательным последствиям
при эксплуатации зданий повышенной этажности. Поэтому не-
обходимо обращать особое внимание при проектировании и
строительстве на тщательность осуществления стыков между
панелями и их герметизации поропластом, тиоколовыми и дру-
гими мастиками. Так, при дополнительной герметизации швов
пороизолом сопротивление воздухопроницанию повышается до
четырех раз, а при нанесении гиоколового герметика — до де-
сяти раз по сравнению с швами, уплотненными только цемент-
но-песчаным раствором. Примеры устройства швов сопряжения
между панелями крыш приведены в [5].

Ветер из-за своей изменчивости (пульсации) по скорости
и особенно по направлению часто гасит воздушный поток в вен-
тиляционных прослойках (каналах) крыш, что подтверждается
многочисленными длительными измерениями на опытных кры-
шах. Пульсация ветра изменяет характер распределения тем-
пературы в прослойках (каналах), улучшает температурное
поле потолка под приточными и вытяжными отверстиями.

Измерениями установлено, что скорость воздушных потоков
в прослойках вентилируемых крыш в 10—20 раз меньше скоро-
сти набегающего ветра и зависит от его направления и аэроди-
намических показателей крыш. Скорость воздушных потоков
в каналах в 20—30 раз, а в пазах в 30 раз и более меньше ско-
рости ветра в зависимости от аэродинамических показателей
крыш, скорости и направления ветра.

При теплотехнических расчетах крыш важно знать величину
коэффициента теплоотдачи в вентилируемых прослойках в зим-
них условиях. СНиП П-З—79* для этих условий рекомендует
апр = 20 ккал/(м2-ч-°С).

Расчеты, выполненные в соответствии с рекомендациями
специальной литературы [16, 47], показывают, что для клима-
тических условий ЭССР и применяемых там конструкций совме-
щенных крыш величина коэффициента теплоотдачи почти в три
раза меньше, чем предусмотрено СНиП П-З—79* [аПр =
= 4-?6 ккал/(м2-ч-°С)]; это связано с тем, что величины ко-
эффициентов конвективного и лучистого теплообмена по СНиП
П-З—79* принимаются без учета ряда факторов.

На величину коэффициента конвективного теплообмена в
вентиляционных прослойках совмещенных крыш большое влия-
ние оказывает скорость воздушных потоков в них, величина воз-
духообмена и конструкция крыши. Так, при увеличении скоро-
сти воздушных потоков в прослойках от 0,2 до 1 м/с коэффи-
циент конвективного теплообмена возрастает в среднем в 3,6 раза
в зависимости от их высоты. Однако СНиП П-З—79* этот фак-
тор не учитывает.

На величину коэффициента лучеиспускания основное влия-
ние оказывают: средняя температура в прослойках, значения
перепада температур поверхностей, образующих прослойку, и
излучательная способность материалов..

Так, изменение температуры в прослойке от +25 до —25 °C
уменьшает коэффициент излучения в 1,8 раза. При рассмотре-
нии шести типов совмещенных крыш с различными утеплите-
лями (см. рис. 4.18) величина ал отличалась до двух раз из-за
различной отражательной способности материалов. В СНиП
П-З—79* этот фактор также не учитывается.

Анализ показывает, что при повышении скорости воздушных
потоков в прослойках от 0,1 до 1 м/с сопротивление теплоот-
даче вентилируемых совмещенных крыш снижается в среднем
на 50 % (см. рис. 4.23). Увеличение высоты прослоек от 5 до
50 см почти не влияет на сопротивление теплоотдаче крыш
(средняя разность — около 3 %).

Коэффициент теплообмена излучением на наружной кровель-
ной поверхности крыши примерно в восемь раз меньше, чем
коэффициент теплообмена конвекцией, из-за охлаждающего воз-
действия ветра.

Величина коэффициента теплоотдачи на потолочной поверх-
ности, по данным замеров, практически соответствует регламен-
тированной СНиП П-З—79*. Доля участия в теплообмене коэф-
фициента излучения и коэффициента лучеиспускания на пото*
лочной поверхности равна.

Для уточнения расчетов теплообмена на кровельной поверх-
ности целесообразно величину коэффициента теплоотдачи вы-
числять, учитывая воздействие на нее солнечной радиации и вет-
ра. При этом величина коэффициента теплоотдачи, например,
для условий Таллина изменяется от 21,7 до 26 ккал/(м2-ч-°С)г
или до 20 % от рекомендуемой СНиП П-З—79*.

8.4.	Влияние солнечной радиации на высыхание крыш

Под воздействием солнечной радиации в теплое время
кровли, а следовательно, и прослойки (каналы) нагреваются,
и температура в них превышает температуру наружного воздуха
на 3—7 °C (в зависимости от скорости движения в них воздуш-
ных потоков). Абсолютная влажность наружного воздуха при
средних для летнего периода условиях составляет около 10 г/м3,
а в прослойках (каналах)—до 18 г/м3. Разность в абсолютной
влажности воздуха способствует высыханию материалов крыш,
причем его интенсивность зависит от воздухообмена и физиче-
ских свойств материалов.

Зимой солнечная радиация уменьшает тепловые потоки че-
рез крыши. Однако рекомендуемая СНиП П-33—75* методика
расчета радиационного нагрева крыш учитывает лишь воздей-
ствие суммарной солнечной радиации. Такие факторы, как радиа-
ционное эффективное излучение, затраты тепла на испарение
влаги, расход его в результате псевдотеплопроводности на по-
верхности крыш, вообще не учитываются, что приводит к суще-
ственным неточностям в оценке радиационного нагрева.

При расчете теплового баланса крыш нужно учитывать
охлаждающее действие эффективного излучения, так как его
учет снижает в среднем на 50 % (от суммарной солнечной ра-
диации) тепловой нагрев крыш, принятый СНиП П-ЗЗ—75*.
В противном случае может быть допущена значительная пере-
оценка величины радиационного нагрева.

Годовой ход эффективного излучения в результате длинно-
волнового излучения носит гармонический характер и при об-
лачности повышается в районе Таллина от минимума в нояб-
ре— 25,9 ккал/(м2-ч) до максимума — 57,2 ккал/(м2-ч) в июне;
эти величины составляют около 40—45 % от эффективного излу-
чения при безоблачном небе.

В годовом ходе эффективного излучения в отношении ухуд-
шения теплового режима кровель во время отопительного се-
зона дополнительные потери тепла составляют от 25 до
57 ккал/(м2-ч) даже при облачности неба. Облачность сни-
жает эффективное излучение в среднем на 40—45 % в зависи-
мости от периода года, что обязательно надо учитывать при
расчетах.

Затраты тепла на охлаждение крыш за три летних месяца
вследствие эффективного излучения достигают в среднем (от
суммарной солнечной радиации, принятой за 100%) 47%, из-за
испарения влаги — около 4%, и псевдотеплопроводности —
около 14%.

Затраты тепла на охлаждение крыш за три зимних месяца
вследствие эффективного охлаждения составляют в среднем
около 300 % от суммарной солнечной радиации; этим обуслов-
лено значительное понижение температуры рулонного ковра (до
8 °C) по сравнению с температурой наружного воздуха, изме-
ренной нами в натурных условиях.

Значимость рассмотренных факторов, снижающих радиаци-
онный нагрев, требует их обязательного учета при рас-
чете теплового баланса крыш и интенсивности высыхания в них
материалов.

8.5.	Влияние влажности и упругости
наружного воздуха на крыши

Высыхание материалов в вентилируемых крышах происходит
в результате влагомассопереноса под действием разности тем-
ператур, влажности и упругости водяного пара внутреннего и
наружного воздуха, а также воздуха в прослойках (каналах).
Абсолютная влажность воздуха в прослойках совмещенных
крыш в летний и весенний периоды, по данным измерений в
среднем на 8—10 г/м3 выше, а зимой на 2 г/м3 больше влаж-
ности наружного воздуха.

Минимальная абсолютная влажность воздуха в прослойках
(каналах) отмечалась у интенсивно вентилируемых крыш с при-
точными и вытяжными подкарнизными отверстиями.

Максимальная абсолютная влажность воздуха в прослойках
(каналах) характерна для невентилируемых крыш из-за отсут-
ствия в них интенсивного воздухообмена с наружным (и внут-
ренним) воздухом. Она на 8—10% выше, чем в прослойках
вентилируемых крыш.

Вентилируемые крыши в теплый период сохнут, как правило,
на протяжении суток. В холодный период, как показали опыты
и расчеты, высыхание происходит только днем, а ночью мате-
риалы несколько увлажняются, поскольку максимального зна-
чения абсолютная влажность воздуха в прослойках совмещен-
ных крыш достигает днем — около 16 ч, когда абсолютная влаж-
ность наружного воздуха гораздо ниже. Ночью — с 2 до 6 ч —
абсолютная влажность воздуха в прослойке иногда бывает
ниже, чем наружного воздуха, и происходит некоторое увлаж-
нение материалов крыш.

Упругость водяного пара в прослойках была выше, чем сна-
ружи, в среднем на 1—3 мб в переходный, на 0,2—1,5 мб
в зимний периоды и до 1—7 мб в летний. Упругость водяного
пара в невентилируемых крышах в теплый период была выше
в среднем на 7 мб, чем снаружи. Минимальная упругость пара
(до 1,7 мб зимой) была в наиболее вентилируемой конструкции
крыши с приточными и вытяжными подкарнизными отверстиями,
а максимальная (до 8 мб) — летом.

Суточный ход упругости водяного пара характеризуется
максимальными значениями в 16—18 ч, когда температура воз-
духа в прослойках высока. Наименьшие значения этого пара-
метра отмечались утром (4—6 ч), когда температура воздуха
в прослойках достигала минимума. Разность упругости водя-
ного пара в прослойках и снаружи определяла интенсивность
высыхания материалов крыш.

Приведенные данные свидетельствуют о настоятельной
необходимости сооружения крыш вентилируемого типа
для обеспечения в устойчиво влажных климатических условиях
их нормального влажностного режима.

8.6.	Температурные деформации крыш
и устройство в них швов

Исследования, проведенные в Эстонской ССР, показали, что
летом в дневное время поверхности крыши вследствие солнеч-
ной радиации нагреваются до 55—65°C, а ночью в результате
противоизлучения они охлаждаются до 5—10 °C. Из-за этого
материалы швов подвергаются воздействию перепада темпера-
тур в 50—55 °C в течение примерно 12 ч. При грозе такое изме-
нение температуры может произойти в течение 1 ч.

В ходе наблюдений за крупнопанельными крышами в Эсто-
нии установлено, что раскрытие трещин в швах составляет
0,5—2 мм при расстоянии между ними около 3 м. Все это сви-
детельствует о важности устройства температурных швов для
компенсации температурных воздействий.

Температурно-усадочные швы необходимо выполнять при
размере карт 3 X 3 м путем насечки цементно-песчаной стяжки
мастерком в неотвердевшем растворе; при размере карт 6X6 м —
посредством изъятия из стяжки ранее заложенной в месте шва
деревянной рейки шириной 10 мм и укладки в борозду согнутой
полоски рубероида. При панелях длиной 6 м швы должны сов-
падать с швами в несущих панелях. При стяжке из асфальтобе-
тона шаг швов 4X4 м. Ряд рекомендаций по данному вопросу
содержится в [5] и в третьей главе.

Парапеты из крупноразмерных блоков должны иметь тем-
пературные швы на расстоянии не более 6 м, ибо в против-
ном случае образуются трещины в их стыках и по длине на рас-
стоянии 1—2 м.

Температурные швы могут быть устроены путем герметиза-
ции открытых поверхностей парапетов нетвердеющим гермети-
ком на глубину около 2 см.

Для уменьшения температурных деформаций вследствие на-
гревания— охлаждения ковра устраивают защитные слои из
гравийной посыпки, желательно толщиной не менее 5 см или
путем окрашивания поверхности рубероида на заводе или
стройке светлыми красками либо составами, преимущественно
на основе алюминиевого порошка. Кроме того, незащищенный
ковер становится хрупким из-за потери им легких фракций би-
тума (придающих ему эластичность) при нагревании.

Защитные окрасочные покрытия рулонных кровель нужно
регулярно контролировать, так как они сравнительно быстро
теряют отражающую способность из-за пыли, и их надо перио-
дически возобновлять. Гравийная посыпка для защиты более
предпочтительна, ибо она не подвергается длительное время
климатической коррозии.

8.7.	Теплозащита и теплоустойчивость крыш

По периметру крупнопанельных крыш в местах соединения
железобетонных элементов с парапетными блоками или пане-
лями и панелями стен образуются тепловые мостики из-за зна-
чительной массы бетона и его теплопроводности, большой пло-
щади охлаждения с наружной стороны здания и малой площади
подвода тепла к этому узлу со стороны помещения. Зимой в этом
узле температура со стороны помещений на потолке опускается
ниже точки росы, в результате чего образуется конденсат. Для
предотвращения этого в узле сопряжения надо устанавливать
вертикальные прокладки из пенопласта или минераловатных
плит для ликвидации или ослабления тепловых мостиков.

Измерениями установлено, что теплозащитные показатели
очень пористых теплоизоляционных материалов (фибролита,
минераловатных плит и т. п.) вследствие их значительной возду-
хопроницаемости зачастую ниже нормативных. Поэтому при со-
оружении вентилируемых крыш расчетное сопротивление теп-
лопередаче рекомендуется принимать на 15—20 % выше, а при
минераловатных утеплителях на 70—80 % больше требуемых
СНиП П-З—79* из-за особо высокой их воздухопроницаемости.

8.8.	Роль паро- и гидроизоляции крыш

Пароизоляция стыков должна осуществляться всегда, когда
она требуется по расчету. Надежная пароизоляция получается из
двух слоев стеклоткани, склеенной горячей битумной мастикой.

Пароизоляцию вентилируемых крыш рекомендуется выпол-
нять горячей битумной мастикой (за два раза, каждый толщиной
не менее 1.мм) или одним слоем рубероида на мастике. В не-
вентилируемых крышах целесообразна такая же пароизоляция
при упругости водяного пара от 9 до 16 мм рт. ст., а при упру-
гости 16 мм рт. ст. и более — из двух слоев рубероида.

Рулонный ковер в местах примыкания к вертикальным по-
верхностям подвергается сильному воздействию солнечной ра-
диации и ветра. В этих местах ковер расслаивается и сползает,
его эксплуатационные качества ухудшаются. Поэтому такие
места надо отделывать оцинкованной сталью, имеющей на рас-
стоянии не более 6 м температурные швы, образованные пу-
тем накладки одного элемента отделки на другой на 5 см вна-
хлестку.

Крепление рулонного ковра к вертикальным поверхностям
должно быть надежным, а укладка двух дополнительных
слоев кровли обязательной.

Вследствие попадания влаги в теплоизоляцию при нагрева-
нии кровельного ковра солнечной радиацией под ним возникает
избыточное давление, приводящее к вспучиванию ковра и об-
разованию «дутиков». Осушающие прослойки (каналы) способ-
ствуют снижению избыточного давления под ковром, и «дутики»
не появляются.

В случае застоя воды на крыше рулонный ковер разрушается
из-за образования трещин, коррозии агрессивными составляю-
щими воздуха и пыли, затекания влаги под ковер, последующего
коробления и «дутиков».

Много повреждений наблюдается в местах пересечения крыш
с дымовыми трубами, так как последние подвергаются темпера-
турным деформациям из-за климатических воздействий и при
отоплении. Поэтому данный узел крыш должен выполняться
особенно тщательно.

В Прибалтике из-за неустойчивых зим происходит частое
таяние снега на крышах. Поэтому отвод талых и ливневых вод
здесь должен производиться путем устройства систем внутрен-
него водоотвода с присоединением их к подземной ливневой
канализации. При отсутствии на крышах высоких парапетов
(при внутреннем водоотводе) их края и рулонный ковер должны
быть приподняты над поверхностью на высоту не менее 10 см
для предотвращения подтаивания в этих местах снега, образо-
вания сосулек и повреждения фасадов зданий.

Под действием нагрузок панели крыш (особенно легкие)
прогибаются, вследствие чего происходит поворот опорных сече-
ний и разрыв рулонного ковра. Водосточные воронки, располо-
женные у колонн, оказываются часто выше плоскости кровли,
что приводит к застою воды в пониженных частях; это создает
дополнительную нагрузку на несущие панели, а застой воды
способствует интенсивной климатической коррозии рулонного
ковра, что нужно учитывать и предотвращать.

По исследованиям В. Плонского [49], при устройстве тепло-
изоляции из минераловатных плит следует применять пароизо-
ляцию над помещениями, в которых давление водяного пара
превышает 8 мм рт. ст. (1067 Па).

Теплоизоляцию из пенополистирола можно устраивать в не-
вентилируемых крышах даже над влажными помещениями,
в которых давление водяного пара достигает 12 мм рт. ст.
(1600 Па). При этом пароизоляция должна быть надежной,
а сам утеплитель иметь повышенную толщину.

При газобетонных панелях вентилируемого и невентилируе-
мого типов пароизоляция не рекомендуется, так как она
затрудняет их высыхание. Газобетонные панели можно устанав-
ливать над помещениями с относительной влажностью до 55 %,
а при влажности до 75 %—такие же панели, но только вен-
тилируемого типа. Если относительная влажность превышает
75 %, особенно в животноводческих зданиях, как показала прак-
тика строительства в ЭССР, применять газобетонные панели
запрещается без принятия специальных мер по осушению
их в процессе эксплуатации.

8.9.	Переход к комплексным панелям крыш

Опытное строительство крупнопанельных крыш в Эстонской
ССР показало, что в неблагоприятных устойчиво влажных кли-
матических условиях предпочтительны решения, которым при-
суща малая продолжительность возведения на строительной
площадке. Это значит, что за основу при проектировании и
строительстве крыш должны приниматься полносборные
комплексные панели.	р

В ЭССР стремление устраивать крыши из полносборных
кровельных панелей, монтируемых за один прием, нашло свое
воплощение в том, что все крыши крупнопанельных жилых зда-
ний в Таллине сооружаются только из комплексных панелей.
Конструкция таких панелей была разработана Индустройпроек-
том совместно с ЦНИИЭП жилища и НИИ строительства Гос-
строя ЭССР при непосредственном участии автора. Конструк-
ция признана одной из лучших в Советском Союзе и удостоена
серебряной медали ВДНХ СССР [3].

Конструкции полносборных комплексных панелей крыш
гражданских зданий были разработаны под руководством автора
или при его непосредственном участии и успешно внедрены [3,
11]. Их разработке предшествовали многолетние исследова-
ния. Так, длительные наблюдения за изменением влажности
материалов в конструкциях вентилируемых крыш позволили
установить важную роль вентиляции в процессе их высы-
хания.

Были разработаны и осуществлены многочисленные кон-
струкции комплексных панелей производственных зданий, утеп-
ленные практически всеми выпускаемыми в Республике тепло-
изоляционными материалами, на основе несущих ребристых же-
лезобетонных панелей размерами 1,5X6, 3X6, 3X12 и ЗХ
X 18 м, пространственных железобетонных панелей размером
3X6 м крыш Таллинского ДСК и животноводческих зданий.
Их рабочие чертежи составляют основу ряда альбомов типовых
решений комплексных панелей покрытий производственных зда-
ний, разработанных Эстпромпроектом с участием автора, и Рес-
публиканских строительных норм [10].

Для производственных зданий с сухим и нормальным микро-
климатом широко распространенная комплексная панель со-
стоит из ребристой железобетонной стандартной панели, слоя
пароизоляции, слоя утеплителя из фенопласта марки ФСП, це-
ментно-песчаной стяжки и рубероида. Панель эта вентилируе-
мого типа с осушающими каналами по ее периметру, образован-
ными в стыках смежных панелей.

Для производственных зданий с влажным микроклиматом,
включая и животноводческие, комплексная панель аналогична
предыдущей, но утеплитель в ней имеет повышенную толщину,
обеспечивающую общее сопротивление теплопередаче 2,5—
3 м2-ч-°С/ккал; в плоскости панели и по ее периметру устроены
осущающие вентиляционные каналы. Последние образованы
в стыках смежных панелей.

Широко применяются в Эстонской ССР (около 54 тыс. м2
в год) крыши из армированных газобетонных панелей благо-
даря следующим их преимуществам: использованию в качестве
исходного сырья отходов теплоэнергетики (сланцевой золы),
простоте изготовления и малой трудоемкости бетонирования
и монтажа, хорошей транспортабельности, высокой несущей
способности и хорошим эксплуатационным показателям.

8.10.	Эффективность рекомендуемых мероприятий

Технико-экономический анализ (табл. 8.1) включает в себя
рассмотрение следующих показателей: стоимости и трудоемко-
сти возведения, расхода основных материалов при строительстве
трех видов чердачных крыш (с теплым, холодным и открытым
чердаками) и двух видов совмещенных крыш (вентилируемых
и невентилируемых с прослойками).

Показатели стоимости и трудоемкости двух типов крыш
(рис. 8.1) приведены в табл. 8.1, из рассмотрения которой
видно, что по этим показателям более экономична совмещенная
крыша Таллинского ДСК, которая на 30—40 % дешевле и имеет
почти в два раза меньшую суммарную трудоемкость, чем чер-
дачные крыши.

Расход материалов и трудовые затраты на возведение крыш
с теплым чердаком (табл. 8.1) в 1,5—2 раза больше, чем сов-
мещенных крыш Таллинского ДСК.

Сравнение стоимости и трудоемкости на устройство 1 м2
совмещенной крыши Таллинского ДСК серии 111-121 и чердач-
ной безрулонной крыши Рижского ДСК серии 111-133 приве-
дено в табл. 8.2.

Согласно расчетам съем продукции с I м2 производственной
площади снижается не менее чем в четыре раза при чердачной
безрулонной крыше.

Сравнение расхода основных строительных материалов на
устройство 1 м2 совмещенной крыши Таллинского ДСК и чер-
дачной крыши Рижского ДСК с безрулонной кровлей приве-
дено в табл. 8.3. Из табл. 8.3 видно, что при возведении чердачной
крыши с безрулонной кровлей цемента расходуется больше на

Рис. 8.1. Схемы совмещен-
ной крыши Таллинского
ДСК (а) и чердачной кры-
ши Рижского ДСК (б)
1 — рубероидный трехслойный
ковер; 2 — железобетонная
плита толщиной 2,5 мм; 3 —
воздушная прослойка (10 см);
4 — фибролит (5 см) и фено-
пласт (10 см); 5 — железобетон-
ная плита толщиной 35 мм;
6 — мастика «Вента>; 7 — же-
лезобетонная панель; 8 — чер-
дак; 9 — керамзит слоем
18 см; 10 — железобетонная па-
нель толщиной 10 см

Трудоемкость, чел.-ч			Расход стали, кг		Расход, м*		Расход цемента, кг	Расход тепла, из поме- щений, Вт/м2
на заводе	на монта-  же	сум- марная	арма- туры	заклад- ных частей	бетона	раствора		
3,88  206%	2,90  200 %	6,78  204%	20,5  150%	2,1 233%	0,61 610% (с газо- бето- ном)	0,01  17%	111  194%	82,2  100%
3,80  202%	2,82  195%	6,62  199%	18,2  136%	1,8  200%	0,25  313%	0,01  17%	114  200%	20,8  25,3%
3,70	2,60	6,30	18,2	1,8	0,25	0,01	114	109,8
197%	179%	189%	136%	200%	313%	17%	200%	133,5%
1,88  100%	1,45  100%	3,33  100%	13,7  100%	0,9 100%	0,08  100%	0,06  100%	5,7 100%	18,1  22%
1,45  77%	1,68  116%	3,13  94%	13,4  98%	0,9 100%	0,08  100%	0,06  100%	5,7 100%	
57 кг/м2, чем на совмещенную крышу. В то же время при
устройстве совмещенной крыши битума расходуется на 8,5 кг/м2
больше и рубероида на 4,9 м2 больше, чем на чердачную безру-
лонную крышу.

Стоимость устройства, трудоемкость и срок окупаемости
различных типов вентиляции и сравнение этих показателей
с данными невентилируемых совмещенных крыш приведены
в табл. 8.4. Из нее видно, что устройство вентиляции крыш тре-
бует единовременных дополнительных денежных средств и тру-
довых затрат при сплошной вентиляционной прослойке на 17 %,
а при прослойке, образованной листами волнистой асбофане-
ры,— на 16 % по сравнению с конструкцией невентилируемого
типа. При устройстве канальной вентиляции единовременные
расходы снижаются благодаря экономии утеплителя на 3%.

Таблица 8.2

Наименование	Сметная стоимость, руб./%	Трудозатраты, чел.-ч/%		
		на заводе	на мон- таже	суммар- ные
Совмещенная крыша Таллинского	42—00	1,88	1,445	3,325
ДСК серии 111-121 			100	100	100	100
Чердачная безрулонная крыша Риж-	55—45	3,80	2,824	6,624
ского ДСК серии 111-133 . . . .	132	202	195	199
Экономия при устройстве совмещен-	13-45	1,92	1,379	3,299
ной крыши по сравнению с чердачной	32	102	95	99

Таблица 8.3

Материалы	Единицы измерения	Нормы расхода материалов	
		на совме- щенную крышу	на чердачную крышу
Тяжелый бетон		м3	0,077	0,25
Раствор		  Цемент для приготовления бетона и	»	0,057	0,01
раствора 		кг	57,0	114,0
Арматурная сталь (Ст. 3)			13,4	18,15
Закладные части			»	0,893	1,82
Утеплитель — фибролит (плиты ТЭП) Керамзитобетон парапетных панелей и	м3	0,20	0,20
шахт		»	—	0,073
Металлические накладки оцинкованные	кг	—	1,83
Битумная мастика БЛК и битум БН-IV	»	14,44	5,94
Рубероид	•	м2	6,03	1,15

Примечания. 1. Составлена на основании данных Таллинского ДСК-

2. В качестве утеплителя в сравниваемых вариантах приняты фибролитовые плиты ТЭП.
В случае применения других утеплителей показатели соответственно изменятся.
Тип вентиляции		Стоимость		Трудоемкость		Разность в стоимости на 1 м2 к невентили- руемой	Срок окупае- мости, лет
		руб./м"	В % к невенти- лируемой	чел.-ч	в % к невенти- лируемой		
		14,8	117	2,1	110	2,2	9,2
							
							
							
		14,6	116	3,5	185	2,0	8,3
							
							
		13,0	103	2,3	119	0,4	1,7
							
							
		12,6	100	1,9	100	—	—
							

Расчет приведенных затрат на строительство и эксплуатацию
совмещенных крыш с учетом среднегодовой стоимости основ-
ных и оборотных производственных фондов, занятых при вы-
полнении текущих и капитальных ремонтов, а также снижения
расходов на отопление показывает, что сооружение совмещен-
ных крыш вентилируемого типа дает экономию в зависимости от
их конструкции по сравнению с крышами невентилируемого типа
на 4—15 %.

В то же время влажность материалов в невентилируемых
крышах, как показано выше, в процессе эксплуатации значи-
тельна. Потери тепла через 1 м2 таких крыш в течение отопи-
тельного сезона, например при фибролитовой теплоизоляции
с первоначальной влажностью 40%, составляют 130 тыс. ккал.
При средней стоимости 1 Гкал, равной 15 руб., это составляет
на 1 м2 крыши 195 коп. (см. рис. 5.13). В вентилируемых кры-
шах влажность фибролита по массе, как правило, не превышает
15%. При этом потери тепла достигают 90 тыс. ккал, а в де-
нежном выражении 135 коп. Ежегодные дополнительные потери
денежных средств на невентилируемые крыши на 100 м2 состав-
ляют 60 руб. При ежегодном возведении в Эстонской ССР около
250 тыс. м2 таких крыш ежегодные дополнительные потери до-
стигают 150 тыс. руб.

Сравнительная стоимость различных типов теплоизоляцион-
ных материалов при толщине, обеспечивающей теплосопротив-
ление 1 (м2-°С)/Вт, приведена в табл. 8.5.
Утеплитель	Коэффициент теплопро- водности	Толщина, м	Цена, руб		Сравнение, %
			мя	м’	
Пенополистирол ....	0,050	0,05	42—00	2—10	133
Пенополиуретан ....	0,040	0,04	159-26	6-37	403
Фенопласт ФСП ....	0,067	0,07	78—36	5—49	348
Минераловатные полу- жесткие плиты ....	0,073	0,07	22—50	1-58	100
Фибролит	•	0,150	0.15	22—70	3-41	216
Г азобетон		0,260	0,26	13-00	3-38	214
Битумоперлит 		0,130	0,13	37—00	4-81	304
Мешкоперлит		0,080	0,08	36—00	2-88	182

Из ее рассмотрения видно, что из выпускаемых в Эстонии
утеплителей наиболее экономичны по единовременным расхо-
дам минераловатные полужесткие плиты и пенополистирол.

Расчеты теплового баланса крыш показали (см. гл. 7), что
при /н = —9°C расход тепла из помещений через перекрытие
типовой секции площадью 277,2 м3 составляет для крыш
(ккал/ч):

с теплым чердаком— 10 211;

с холодным чердаком — 5058;

с открытым чердаком — 4738;

совмещенной крыши Таллинского ДСК —4998.

Поступление тепла из помещений в чердачные помещения
или прослойку совмещенной крыши при температуре наружного
воздуха —9 °C на типовую секцию площадью 277,2 м2 состав-
ляет для крыш (ккал/ч):

с теплым чердаком — 22 741;

с холодным чердаком — 6044;

с открытым чердаком — 30 535;

совмещенной Таллинского ДСК — 4998.

Сравнение единовременных затрат (см. табл. 8.1) и расхода
тепла (см. табл. 7.11) показывает, что для устойчиво влажных
климатических условий ЭССР наиболее целесообразны совме-
щенные крыши, а затем крыши с холодными чердаками.

Устройство крыш с холодными чердаками в устойчиво влаж-
ных климатических условиях позволяет использовать чердачные
помещения для бытовых нужд, в первую очередь для сушки
белья. В теплых чердаках это запрещено Санэпидемслужбой.

8.11.	Легкие каркасные панели покрытий

С целью индустриализации строительства, снижения трудо-
вых затрат при устройстве покрытий и повышения их качества,
исходя из материально-производственной базы, в Эстонской ССР
проводились работы по легким каркасным панелям покрытий
(ЛКПП). Были разработаны и испытаны восемь типов легких
каркасных панелей покрытия, в том числе:
размером 6Xh5 м с несущими балками из клееной древе-
сины;

размером 3X1,5 м с несущими ребрами из деревянных
брусьев.

Несущие балки из клееной древесины имели размеры
5980X260X80 мм и были изготовлены в Пыльве в цехе клее-
ных деревянных конструкций Эстколхозстроя. Каждая несущая
балка имела по своей длине шесть горизонтальных щелей раз-
мером 500X40 мм для осушающей вентиляции. Для защиты от
загнивания балки были окрашены пентафталевой эмалью ПФ 115.
Каждая панель имела каркас из трех-четырех продольных несу-
щих балок и поперечных элементов. Каркас панелей размером
ЗХ1»5 м собирали из деревянных продольных и поперечных
брусьев из древесины хвойных пород.

В качестве обшивки приняты плоские листы асбоцемента раз-
мером 3000 X 1500 X Ю мм и листы конструкционной клееной
фанеры размером 1500X 1500X 12 мм, изготовленной на Тал-
линской фанерно-мебельной фабрике. Сопряжение обшивки с
каркасом осуществлено при помощи шурупов длиной 50 мм.
Продольные и поперечные деревянные балки и поверхности фа-
неры окрашивали против загнивания и для огнезащиты соста-
вом ТСКП-2.

В качестве основного варианта утепления ЛКПП приняты
минераловатные полужесткие плиты производства Ахтмеского
комбината стройматериалов. Плотность плит 125 кг/м3, толщи-
на плиты 60 мм. В ЛКПП минераловатные плиты укладывали
в два слоя. Основным преимуществом разработанных панелей
является их универсальность, которая заключается в возможно-
сти их применения:

при строительстве гражданских и производственных зданий;

над помещениями с различным микроклиматом: сухим, нор-
мальным и влажным; при этом варьируется толщина утеплителя
в соответствии со строительными нормами;

в возможности использования для их утепления различных
местных плитных утеплителей (фенопласт, пенополистирол, пено-
полиуретан, минераловатные), а также матов из минеральной
ваты, мешкоперлита и струнита, применение которых в других
типах панелей затруднено из-за их сжимаемости и низкой проч-
ности.

При изготовлении панелей применялось несложное оборудо-
вание, а работу выполняли рабочие средней квалификации.
Средняя трудоемкость изготовления ЛКПП составила 5,7 чел.-ч
на панель с клееными деревянными ребрами (площадью 9 м2)
или 0,64 чел.-ч/м2 для панелей с несущими ребрами из брусьев
0,67 чел.-ч/м2.

Прочность и деформативность панелей определяли путем их
загружения ступенями равномерно распределенной нагрузкой и
сосредоточенной в 100 кг. Прогиб в середине пролета измеряли
прогибомерами Максимова ПМ-3, а также измеряли деформа-
цию опор. Величина измеренного максимального прогиба при
нормативной нагрузке для трех- и шестиметровых панелей со-
ставила около 4 мм.

По результатам испытаний рассматриваемые панели соответ-
ствуют требованиям норм, могут быть рекомендованы под нор-
мативные снеговые нагрузки 100 и 150 кг/м2, характерные для
большинства климатических зон страны.

Монтаж ЛКПП на объектах показал относительную про-
стоту строительных работ, их малую трудоемкость, равную
0,34 чел.-ч/м2; эта трудоемкость ниже, чем при монтаже ком-
плексных панелей покрытия на основе железобетонных ребри-
стых панелей. Швы сопряжения между панелями герметизиро-
вали и утепляли гернитом в верхней и нижней зонах стыка. Пе-
ред монтажом панелей гернит прибивали гвоздями к наружным
несущим ребрам панелей и с их торца.

После монтажа панелей происходило обжатие гернита. Тру-
доемкость устройства швов сопряжения панелей с их тепло-
гидроизоляцией при помощи гернита отличается простотой и
малой трудоемкостью.

Изучение теплозащитных показателей покрытий из ЛКПП на
объектах позволило определить, что общее сопротивление тепло-
передаче соответствовало требованию СНиП П-З—79* и директи-
вам Госстроя СССР о повышении уровня тепловой защиты про-
изводственных, сельскохозяйственных и складских зданий. Об-
щее сопротивление теплопередаче при двух слоях минераловат-
ных плит составило 2,8 м2-ч-°С/ккал. Измерение общего сопро-
тивления теплопередаче тепломерами Ленинградского техноло-
гического института холодильной промышленности дало вели-
чины порядка около 3,0 м2-ч-°С/ккал; это позволяет применять
ЛКПП при значительно более низких расчетных зимних темпе-
ратурах, чем те, которые наблюдаются в Эстонской ССР (око-
ло -26 °C).

Перепад температур внутри помещения и на потолке соста-
вил 1,7—1,8 °C по данным натурных измерений и при пересчете
на возможные экстремальные температуры 3,4 °C; это позволяет
применять панели над зданиями с высокими санитарно-гигиени-
ческими требованиями, где величина температурного перепада
не должна превышать 4 °C.

Температура потолка под швом сопряжения панелей, по дан-
ным натурных измерений и пересчетов на экстремальные ее зна-
чения, была весьма близка к температуре основного сечения.
Перерасчет допустимости применения ЛКПП над помещениями
с влажным режимом (фв 75 %) свидетельствует о том, что
панели отвечают требованиям эксплуатации для указанных зда-
ний, так как возможная температура потолка выше темпера-
туры точки росы на 2 °C.
Измерения температурных полей потолков на объектах при
помощи прибора ТЭРМ шведского производства и пересчет экс-
периментальных данных на экстремальные температуры позво-
лили установить, что значения полученных температур значи-
тельно превышают температуру точки росы как по основным
сечениям панелей, так и по швам сопряжения.

Легкие каркасные панели покрытия относятся к конструк-
циям с малой тепловой инерцией и к безынерционным. Тепло-
устойчивость покрытий характеризует их способность обеспечить
относительное постоянство температуры на поверхности потолка
при периодически изменяющихся температурах наружного воз-
духа, а также заданную величину затухания температурной
волны в конструкциях.

Теплоустойчивость ЛКПП, по данным опытов и расчетов в
зимних условиях эксплуатации, оцененная по амплитуде коле-
баний температуры на поверхности потолка (равной 0,4°C), до-
статочна, так как нормируемый показатель допускает колебания
± 1 °C. Величина затухания температурной волны в зимних усло-
виях равнялась 5,5, а в летних — 20.

Теплоустойчивость ЛКПП, по данным расчетов в летних ус-
ловиях эксплуатации, высокая, так как амплитуда колебаний
температуры на поверхности потолка составила 0,6 °C.

Предложенная и осуществленная в панелях система осушаю-
щей вентиляции со щелями в несущих ребрах ЛКПП обеспечи-
вает необходимый воздухообмен, удаление строительной и экс-
плуатационной влаги из утеплителей. Так, при требуемом воз-
духообмене для удаления влаги, равном 3 кг/ч, фактический
воздухообмен (минимальный) составил 6,4 кг/ч.

Воздухообмен в ЛКПП и температура наружного воздуха
незначительно влияют на величину тепловых потоков. Так, при
температуре наружного воздуха, близкой к среднемесячной хо-
лодного периода и равной —9 °C, теплопотери возрастают с 11
до 14 Вт/м2 при увеличении скорости ветра от 1 до 10 м/с.

Учитывая важность правильного проектирования системы
осушающей вентиляции покрытий из ЛКПП в устойчиво влаж-
ных климатических условиях, разработали методику расчета и
составили программу вычислений на ЭВМ.

Преимуществами разработанных ЛКПП являются: перенесе-
ние большинства строительных процессов со строительной пло-
щадки на завод; снижение затрат труда, особенно на строитель-
ных объектах; повышение качества строительства.

Технико-экономический анализ изготовления, монтажа и экс-
плуатации ЛКПП позволил установить, что, несмотря на более
низкую или равную трудоемкость их изготовления и монтажа
по сравнению даже с облегченными комплексными панелями
покрытий, высокая стоимость панелей (из-за значительной стои-
мости клееной древесины в Республике) ограничивает их при-
менение в настоящее время. Панели с несущими ребрами из
деревянных брусьев являются конкурентоспособными с ком-
плексными железобетонными панелями покрытий.

Следует сказать, что когда данная работа начиналась, при-
держивались установки, что в течение ближайших двух-трех лет
действовавшие в то время цены на клееную древесину будут
снижены в 1,5—2 раза. Это являлось предпосылкой конкуренто-
способности применения ЛКПП с клееными деревянными реб-
рами. Однако, вследствие общей тенденции повышения стоимо-
сти строительных материалов, цены на клееные деревянные кон-
струкции возросли, что, естественно, снижает их экономическую
эффективность.

В соответствии с расчетами долговечность минераловатного
утеплителя в ЛКПП должна составить в климатических усло-
виях ЭССР около 43 лет в крышах жилых зданий, около 31 года
в птичниках, около 26 лет в свинарниках и около 18 лет в ко-
ровниках при фактических температурах и относительной влаж-
ности внутреннего воздуха. Эти результаты поволяют рекомен-
довать организацию производства и внедрения легких каркас-
ных панелей покрытия и в первую очередь размером ЗХ 1,5 м,
так как экономятся дефицитные металл и цемент, облегчается
масса зданий.

Учитывая высокую теплоизолирующую способность рассмот-
ренных ЛКПП и современные требования к обеспечению высо-
ких теплоизолирующих свойств покрытий животноводческих
зданий, их применение для этой группы сооружений наиболее
целесообразно на коровниках, телятниках, свинарниках, птични-
ках, овчарнях и т. п. Возможно их использовать в покрытиях
для хранения сельскохозяйственной продукции, ремонта сельхоз-
техники и т. д.

Кроме того, областью применения ЛКПП с ребрами из клее-
ной древесины являются складские и производственные здания
с химически агрессивной средой. ЛКПП могут применяться так-
же в сооружениях лесопильно-деревообрабатывающей промыш-
ленности, где древесина более устойчива против коррозии, чем
железобетон и металл.

Особо следует подчеркнуть, что главные преимущества
ЛКПП могут быть полностью реализованы лишь при их ком-
плексном использовании. Наибольший эффект легких панелей
покрытий будет достигаться при их использовании в комплекте
с легкими каркасами и легкими стеновыми панелями. Выигрыш
в стоимости и трудоемкости возведения зданий при этом должен
составить около 30 % от аналогичных показателей объектов, воз-
водимых обычными методами с использованием традиционных
материалов и конструкций.

Наиболее целесообразным материалом для утепления ЛКПП
мог бы быть струнит, опыт изготовления в Республике которого
имеется. Струнит представляет собой вспученный перлит, заклю-
ченный в полиэтиленовую оболочку.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Крупнопанельные чердачные и совмещенные крыши сравни-
тельно недавно стали преобладать в практике отечественного
строительства. Однако из-за новизны конструкций и отсутствия
достаточного опыта их качественные показатели не всегда еще
отвечают требованиям эксплуатации, что объясняется в значи-
тельной мере их конструктивным несовершенством, связанным
с недостаточной изученностью их строительно-физических па-
раметров. Учитывая курс на преобладающее развитие крупно-
панельного строительства в нашей стране, необходимо разра-
ботать научно обоснованные нормы расчета и проектирования
крупнопанельных крыш усовершенствованных конструкций.

Многочисленные быстро изменяющиеся физико-климатиче-
ские факторы являются первоосновой при проектировании,
строительстве и эксплуатации крыш. Однако в специальной ли-
тературе недостаточно данных о закономерностях воздействия
этих факторов на конструкции крупнопанельных крыш.

Для установления закономерностей и обработки эксперимен-
тальных данных, полученных в результате натурных экспери-
ментов, включая многолетние исследования теплового, ветро-
вого и влажностного воздействий на различные конструкции
крупнопанельных крыш, были использованы ЭВМ; это позволило
обработать большие массивы научной информации, разработать
программы инженерного расчета на ЭВМ температурно-влаж-
ностного режима крупнопанельных чердачных и совмещен-
ных крыш в устойчиво влажных климатических условиях, до-
ступные для специалистов проектных организаций.

Исследованиями, проведенными в середине пятидесятых го-
дов, была установлена возможность изготовления беспокровных
кровельных панелей из плотного морозостойкого бетона из мест-
ных строительных материалов: щебня, цемента, песка. Рекомен-
дуемые составы для изготовления таких панелей приведены
в [9]. Были изготовлены серии опытных беспокровных панелей,
и в 1957—1959 гг. они были смонтированы на ряде объектов
в Таллине.

Наблюдения показали их хорошие эксплуатационные каче-
ства. Однако массового распространения в Эстонской ССР они
не получили из-за технологических трудностей: необходимости
промывки и фракционирования щебня и песка, ибо в противном
случае получается бетон недостаточно морозостойкий в условиях
знакопеременных зимних температур, так как число циклов за
зиму составляет 60—100. Опыт ЭССР был использован и успеш-
но распространен с 1967 г. в Сибири; этому способствовали два
важных обстоятельства:
число переходов через нулевую температуру в условиях Си-
бири не превышает десяти, что создает благоприятные условия
для работы бетона;

существенные трудности в нанесении рулонной или окрасоч-
ной кровельной изоляции в период суровых зимних морозов
и обильных снегопадов.

В семидесятые годы данный опыт был заимствован уже из
Сибири, но без учета местных климатических и технологических
особенностей, строителями Риги. Как и следовало ожидать, на
третьем году эксплуатации на бетонных поверхностях примерно
80 % панелей появились следы размораживания.

В связи с тем, что чердачные крыши в Эстонии в шестидеся-
тые годы были заменены более экономичными и технологичными
совмещенными (бесчердачными), — вопрос о применении беспо-
кровных панелей в Республике потерял свою актуальность в то
время.

Осуществленные в Эстонской ССР исследования имеют важ-
ное практическое значение, так как благодаря им в Республи-
ке— одной из первых в Советском Союзе — стали правильно
проектировать чердачные и совмещенные крупнопанельные
крыши, широко и успешно внедрять их в практику массового
строительства, обеспечивая их нормальную эксплуатацию в те-
чение длительного периода в неблагоприятных устойчиво влаж-
ных климатических условиях.

Таблица

Город	Число дней с осадками больше ОД мм в год	Количество осадков в год, мм	Средняя относительная влажность воздуха, %	
			самого холодного месяца	самого жаркого месяца
Таллин 		173	687	83	68
Пярну		168	683	84	67
Тарту 		196	694	81	58
Нарва 		189	721	85	70
Архангельск		213	494	87	60
Петрозаводск 		178	465	84	60
Ленинград ...	199	565	82	58
Мурманск				477	86	66
Новгород		184	592	86	60
Смоленск		181	608	85	62
Псков					584	84	59
Рига			189	634	84	61
Вильнюс			168	605	86	60
Калининград		189	711	84	60
Москва		184	587	84	60
Минск			204	650	85	61
Петропавловск-Камчатский	140	1119	63	73
Владивосток ....	117	742	62	78
Магадан		—	372	66	76
Там же, где внедрение опережало научные разработки это
привело к печальным последствиям, тем более, что ошибки
допущенные в одних местах, зачастую многократно повторя-
лись. Так было с совмещенными крышами, интенсивное внедре-
ние которых с конца пятидесятых годов без научных обоснова-
ний дискредитировало эту в принципе прогрессивную кон-
струкцию. В то же время за рубежом такие крыши получили
преобладающее распространение в современном, особенно мно-
гоэтажном, строительстве.

Итоги настоящей работы рекомендуется использовать в дру-
гих районах Советского Союза, так как климатические условия
Эстонской ССР не являются исключительными; это подтверж-
дается данными таблицы, в которой сравниваются климатиче-
ские условия ЭССР и ряда районов нашей страны.

Из рассмотрения таблицы видно, что если в Эстонии сред-
нее число дней с осадками составляет 182 в году, то в Архан-
гельске, Ленинграде, Новгороде, Риге, Калининграде, Минске
таких дней больше.

Среднее годовое количество осадков в Эстонской ССР дости-
гает 696 мм. В Риге, Калининграде, Минске и других городах
характерно примерно такое же количество осадков.

Средняя относительная влажность наружного воздуха в наи-
более холодном месяце в Эстонии составляет 83%, а во всех
перечисленных в таблице городах, исключая Ленинград и при-
морские города Дальнего Востока, она превышает 84 %.

Приведенное сопоставление, конечно, не может всесторонне
и точно характеризовать все особенности климатических усло-
вий, однако оно показывает, что сделанные в работе выводы
и предложенные ракомендации могут быть использованы и
в других районах, особенно в соседних республиках, климати-
ческие условия которых близки к условиям Эстонской ССР.

Предлагаемая работа не претендует на полное решение всего
комплекса теоретических и практических вопросов, связанных
с проектированием крупнопанельных чердачных и совмещенных
крыш; она должна рассматриваться как посильный вклад в ре-
шение столь большой и весьма сложной проблемы. Материалы,
представленные в ней, имеют прикладную значимость. Поэтому
проектировщики и строители должны учитывать физико-клима-
тические воздействия на крыши и величины возможных ошибок,
методы инженерных расчетов и конструирования, чтобы эти
расчеты, оставаясь приближенными, давали достаточно надеж-
ные результаты.

В книге представлены и рассмотрены альтернативные пути
решения проблемы крыш, достаточные с практической точки зре-
ния, уточнению которых (в том числе и некоторых положений
СНиП) будут способствовать дальнейшие исследования, опыт
их проектирования, строительства и эксплуатации в нашей
стране и за рубежом.
ПРИНЯТАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ

Крыша (покрытие) — элемент здания (сооружения), закрывающий его
сверху для обеспечения требуемой гидро- и теплозащиты, создания необхо-
димых санитарно-гигиенических условий в помещениях.

Крыша совмещенная (бесчердачная) — не имеющая чердачного простран-
ства (помещения), выполняющая функции гидро- и теплоизоляции и несущей
конструкции. Может быть вентилируемой и невентилируемой.

Крыша чердачная — имеющая чердачное пространство. Подразделяется на
чердачную с теплым чердаком, чердачную с холодным чердаком (или холод-
ную с закрытым чердаком) и чердачную с открытым чердаком.

Утепленное покрытие — бесчердачная крыша над производственным зда-
нием (сооружением), совмещающая функции гидротеплоизоляции и несущей
конструкции. Подразделяется на вентилируемое и невентилируемое.

Холодное покрытие — бесчердачная крыша над производственным зда-
нием (сооружением), выполняющая функции гидроизоляции и несущей кон-
струкции.

Кровля — верхний гидроизоляционный слой крыши, защищающий все ее
слои и здание в целом от увлажнения атмосферными осадками. Подразде-
ляется на рулонную и мастичную (окрасочную).

Осушающая вентиляция крыши — система приточных и вытяжных отвер-
стий, прослоек, каналов, трубок-вытяжек и т. п., обеспечивающих осушение
(в основном теплоизоляционного слоя) в результате естественного движения
в них воздуха под действием ветрового и гравитационного потоков.

Осушающая прослойка (продух)—воздушное пространство, в основном
над теплоизоляционным слоем; благодаря воздухообмену в нем происходит
осушение конструкции.

Осушающие каналы — система отверстий в теплоизоляционном слое пря-
моугольного или круглого сечения; вследствие воздухообмена в них конструк-
ция осушается.

Осушающие пазы — система каналов прямоугольного сечения шириной
2—3 см, особенно часто устраиваемые в газобетонных панелях крыш (по-
крытий) .

Высыхание (сушка) материалов — естественное снижение влагосодержа-
ния высоковлажных материалов.

Щель (инфильтрационная) — трещина в здании (сооружении), образую-
щаяся в процессе его эксплуатации в результате температурных и влажност-
ных деформаций, усадки материалов, осадки конструкций.

Прокладка скольжения — конструктивный слой, допускающий свободное
перемещение частей здания (сооружения) под действием в основном темпе-
ратурных деформаций без их повреждения.

Защитный слой (кровли) —слой, устраиваемый выше кровли путем окра-
ски или укладки дренирующих материалов (чаще всего гравия) для защиты
кровли от солнечной радиации и механических повреждений.

Аэродинамический коэффициент крыши — коэффициент, характеризующий
отношение действительного давления ветра к скоростному напору.

Коэффициент вентиляции (относительная площадь вентиляции) — отноше-
ние площади вентиляционных отверстий, прослоек (каналов) и пазов (живого
сечения) к площади крыши, которую они должны осушать.

Гидравлический диаметр прослойки (канала) — частное от деления удво-
енного произведения их площади на сумму длины и ширины.
Условные обозначения и индексы

/ — температура, °C;

Т — абсолютная температура, К;

/усл — условная температура, учиты-
вающая радиационный нагрев и тем-
пературу наружного воздуха, °C;

/экв — эквивалентная температура от
действия солнечной радиации, °C;

to — температура воздуха у приточно-
го отверстия, dC;

tp — температура точки росы, °C;

/нал — условная температура небосво-
да, К;

/с. к — температура воздуха в соеди-
нительных коробах, °C;

Ал — альбедо подстилающей поверх-
ности;

Q — интенсивность или величина сум-
марной солнечной радиации (Вт/м2)
или теплопередача через крышу,
Вт/м2;

Q° и Q6o — интенсивность суммарной
солнечной радиации при облачном и
безоблачном небе, Вт/м2;

AQ — интенсивность радиационного
нагрева поверхности кровель от воз-
действия солнечной радиации, Вт/м2;
QK-Kp величина теплообмена ме-
жду конструкцией крыши и кровлей,
Вт/м2;

QK_H — турбулентный съем тепла с
поверхности кровель, Вт/м2;

QT б — величина теплового баланса,
Вт/м2;

Qh. п — инфильтрационные потери теп-
ла через материалы, Вт/м2;

qp. н — количество тепла от радиаци-
онного нагрева, Вт/м2;

Е°ф и £^ф — эффективное излучение
при облачном и безоблачном небе,
Вт/м2;

Еа, Ез и Ек — излучение атмосферы,
Земли и от кровли, Вт/м2;

р — коэффициент поглощения солнеч-
ной радиации наружной поверхно-
стью ограждения (рулонного ковра);

6 — излучательная способность по-
верхности или коэффициент серости;
о — постоянная излучения, равная
5-10-8 Вт/(м2-К1);

с — коэффициент излучения материа-
ла, Вт/(м2К4);

₽оР и Ro — общее требуемое и рас-
четное сопротивления теплопередаче,
М2-°С/Вт;

Rh и RB — сопротивление теплоотдаче
наружной и внутренней поверхностей,
м2- С/Вт;

Rskp — сопротивление теплопередаче
экрана, м2-°С/Вт;

R°kP — сопротивление теплопередаче
верхней части конструкции совмещен-
ной крыши с вентилируемой прослой-
кой, м2-°С/Вт;

^нижн ~ общее сопротивление тепло-
передаче нижней части конструкции
совмещенной крыши с вентилируемой
прослойкой, с учетом теплообмена на
поверхностях, м2-°С/Вт;

Rhhmh — термическое сопротивление
нижней части панели между поверх-
ностями потолка и верхом утеплите-
ля, м2°С/Вт;

Rn — термическое сопротивление л-го
слоя (м2-°С/Вт) или сопротивление
паропроницанию (м2-ч-Па/г);

^Rn —сумма термических сопро-
тивлений нижней части панели,
м2-°С/Вт;

Rch — сопротивление теплопередаче
снега, м2-°С/Вт;

k — коэффициент теплопередачи огра-
ждения, Вт/(м2-°С);

ан — коэффициент теплоотдачи по-
верхности кровли, Вт/(м2-°С);

ав — коэффициент теплоотдачи вну-
тренней поверхности, Вт/(м2-°С);

ал — коэффициент теплообмена излу-
чением в прослойке или на поверхно-
сти, Вт/(м2°С);

о&пр — коэффициент теплоотдачи по-
верхностей крыши, выходящих в про-
слойку, Вт/(м2-°С);

ак — коэффициент конвективного теп-
лообмена, Вт/(м2-°С);

Dr, D — гидравлический диаметр воз-
духовода или характеристика тепло-
вой инерции ограждения;

X — расчетный коэффициент теплопро-
водности материала слоя, Вт/(м-°С);
Bi, Ь —степень черноты материалов,
образующих нижнюю и верхнюю по-
верхности прослойки;

х — расстояние от приточного отвер-
стия до точки измерения, м;

е — удельный тепловой поток через
панель (Вт/м2), основание натураль-
ных логарифмов;

q — среднее значение теплового пото-
ка, Вт/м2;
qo среднесуточное поступление теп-
ла в помещение, Вт/м2;

^полн и f/макс — ПОЛНЫЙ И МЗКСИМаЛЬ-
ныи суточный тепловые потоки, Вт/м2;

и — амплитуда колебаний
температур внутреннего и наружного
воздуха, °C;

ЛУСЛ — условная амплитуда колеба-
ли

ний температуры наружного воздуха
с учетом радиационного нагрева, С;

__ амплитуда колебаний темпера-

туры внутренней поверхности огра-
ждающей конструкции, °C;

Ад — амплитуда колебаний теплового
потока;

— амплитуда колебаний интенсив-
ности суммарной солнечной радиации,
эффективного излучения и др.;

До — среднее значение показателя;

Yo и Yw — плотность материала в су-
хом и влажном состояниях, кг/м3;

Go и Gw — масса сухого и влажного
материалов, кг/м3;

w — влажность материала, %;

Wo и wB — объемная или влажность
материала по массе, %;

Bw — влагосодержание материала
слоя, кг/м2;

У*, Bw — суммарное влагосодержа-
ние, кг/м2;

f — абсолютная влажность воздуха,
г/м3;

<р — относительная влажность возду-
ха, %;

е» — упругость водяного пара наруж-
ного воздуха, Па;

Еп — упругость насыщающего пара,
соответствующая среднемесячной тем-
пературе наружного воздуха, Па;

G — количество испарившейся воды,
кг/(м2-ч);

L — скрытая теплота парообразова-
ния, Дж/кг;

В — барометрическое давление, Па;

р — удельное давление на покрытие
(Па) или статическое давление;

Др— разность давлений воздуха, Па;

р — плотность воздуха, кг/м3;

Рпр, Ркан, Рпаз — абсолютное ВЛЭГОСО-
держание воздуха в прослойке, кана-
ле, пазу, г/кг;

ср — удельная теплоемкость воздуха
при постоянном давлении, равная
996,4 Дж/(кг-°C), или 0,238 ккал/
/(кг- °C);

cOt cw — удельная теплоемкость сухо-
го или влажного материала,
Дж/(кг-°С)г

i — коэффициент воздухопроницаемо-
сти материала, кг/(м-ч-Па);

/?н — сопротивление воздухопроница-
нию слоя, м2-ч-Па/кг;

Р и F — периметр и поперечное сече-
ние канала;

Е(*) — математическое ожидание;

Р — угол между направлением ветра
и продольной осью прослойки (ка-
нала) ;

h — угол между продольной осью
прослойки (канала) и северным на-
правлением;

рт — плотность снежного покрова,
кг/м3;

Хен — теплопроводность снежного по-
крова, Вт/(м-°С);

с — эмпирический коэффициент, зави-
сящий от высоты облаков и их ха-
рактеристики;

т — степень облачности, баллы или
доли единицы;

v — скорость ветра, м/с;

иа — скорость ветра по направлениям,
м/с;

^макс — скорость максимального поры-
ва ветра, м/с;

Д^макс — максимальный порыв ветра;

т — повторяемость скорости ветра по
направлениям, %;

qo — скоростной напор ветра на высо-
те 10 м по справочным данным, Па;
qh — скоростной напор ветра на лю-
бой высоте, Па;

kh — коэффициент, учитывающий из-
менение скоростного напора по высо-
те и тип местности;

kn — коэффициент порывистости;

q* — нормативная ветровая нагрузка,
Па;

Н — высота здания или уровень вет-
рового воздействия на крышу;

Нп — располагаемый напор от дей-
ствия ветра на покрытие, Па;

Нпр — потери давления в прослойках
(каналах) покрытий, Па;

k — аэродинамический коэффициент;
Д& — разность аэродинамических ко-
эффициентов у приточного и вытяж-
ного отверстия (шахты) крыши;

&защ — аэродинамический коэффици-
ент для защищенного здания;

kCB — аэродинамический коэффициент
для отдельно стоящего здания;

р — коэффициент пульсации скорост-
ного напора ветра, зависящий от вы-
соты над поверхностью земли;

т — интервал усреднения средней ско-
рости ветра, мин:
Ат — продолжительность максималь-
ного порыва, с;

W— воздухообмен в прослойках (ка-
налах), м3/ч или кг/ч;

Vnp, Vкан» Упаз — объем вентиляцион-
ной прослойки канала, паза, м3;

Fnp, ^кан, Fna3 — площадь вентилируе-
мой прослойки, канала, паза, м2;

Ркан, Рпаз — абсолютное влагосодер-
жание воздуха в прослойке, пазу,
г/кг;

kz — коэффициент турбулентного об-
мена;

Хтр — коэффициент гидравлического
трения или коэффициент сопротивле-
ния трению;

Ввх И ^вых коэффициенты местного
сопротивления (потерь) на входе и
выходе;

—сумма коэффициентов мест-
ных сопротивлений;

Re — критерий Рейнольдса;

v — коэффициент кинематической вяз-
кости воздуха, м2/с;

р, — коэффициент динамической вяз-
кости воздуха (Па-с) или паропро-
ницаемости материала, г/(м-ч-Па);

Д — коэффициент абсолютной шеро-
ховатости материала, мм;

Д — коэффициент относительной ше-
роховатости;

kB — коэффициент вентиляции покры-
тия;

£Уд — коэффициент сопротивления
внезапному расширению;

а — коэффициент аэродинамического
сопротивления;

Q — расход воздуха;

QCTp — расход воздуха в струе;

Q — начальный расход струи;

— коэффициент общих потерь;

АЛ — перепад статического давления
на рабочем участке канала;

у — плотность воздуха, г/м3;

g—ускорение свободного падения, м/с2;

g— ускорение свободного падения;

В — ширина здания, м;

L — длина здания, м;

L' — расстояние между экранирую-
щим и защищенным зданиями, м;

I,	L — длина рассчитываемого участ-
ка (прослойки, канала и т. п.), м;

Ло — высота, на которой измеряется
скорость ветра, м;

F — площадь покрытия, м2;

Fn — площадь потолка, м2;

бпр — толщина (высота) воздушной
прослойки, м;

— толщина п-го слоя, м;

Fce4 — площадь поперечного сечения
м2;	’

ДГсеч —- изменение поперечного сече-
ния, м2;

s«—расстояние от начального до рас-
сматриваемого сечения, м;

Ro — радиус начального сечения, м;

Р — периметр поперечного сечения, м;
a — ширина прослойки или канала, м;
b — высота прослойки или канала, м;
/гв и Лн — коэффициенты теплопереда-
чи через верхнюю (наружную) и ниж-
нюю (потолочную) части покрытия,
Вт/(м2-°С);

v' — затухание температурной волны,
раз;

т — время, ч;

Tq — время прохождения в помещение
теплового потока, ч;

v — затухание амплитуды колебаний;
s — остаточное отклонение;

ф/ — сдвиг фаз;

Az— шаг по времени;

Axt- — шаг по толщине;

г — коэффициент частной корреляции;
R — коэффициент множественной кор-
реляции;

Ох и Оу — среднеквадратичные откло-
нения.

Индексы сверху

э — экспериментальные данные;

р — расчетные данные;

с — справочные данные;

ГМС — данные Гидрометслужбы;

— температура рулонного ковра,
_тип покрытия 30;

п — черта сверху — среднее число,
средняя величина;

макс и мин — максимальное и мини-
мальное значения показателя;

тр — требуемая по нормам величина
параметра.

Индексы снизу

н — параметры наружного воздуха
или наружной поверхности;

в — параметры воздуха внутри поме-
щения или внутренней поверхности;
пр — параметры в прослойке;

пр2 — цифра 2 — точка замеров;

кан — параметры в канале;

п — параметры на поверхности потол-
ка;

к — параметры поверхности рулонно-
го ковра;

у — параметры в углу;

вв — замер вверху;
вн — замер внизу;

нижн — показатель на нижней по-
верхности ограждения;

верхи — показатель на верхней по-
верхности ограждения;

Д — разность показателей, градиент,
перепад;

ч. п — параметры в чердачном поме-
щении;

т. и — параметры на поверхности теп-
лоизоляции;

экр — параметры экрана или кровель-
ной части крыши;

кан, в. к — параметры в вентиляцион-
ном канале.

ш, в. ш — параметры в вентиляцион-
ной шахте;

выт — параметры в вытяжной тру-
бе;

макс и мин — максимальные и мини-
мальные параметры показателя.
Таблица перевода из физической системы единиц в систему СИ

Величина	Физическая система	Система СИ	Соотношение единиц
Сопротивление теплопередаче . .	м2 • ч • °С/ккал	м2 • °С/Вт	1 м2-ч-°С/ккал = = 0,86 м2-°С/Вт
Температура . . .	°C	(°C 4-273) К	1 °C = 1 (°С + 273)К
Потери тепла . . Солнечная радиа-	ккал/(м2 • ч)	Вт/м2	1 ккал/(м2 • ч) = 1,163 Вт/м2  1 ккал/ (ч • м2) = 1,163 Вт/м2
ция на покрытие Коэффициент теп-	ккал/(ч • м2)	Вт/м2	
			
лоусвоения . . .	ккал/(ч • м2 • °C)	Вт/(м2 • К)	1 ккал/(чм2°С) = = 1,163 Вт/(м2-К)
Теплопроводность  Удельная тепло-	ккал/(ч • м • °C)	Вт/(м • К)	1 ккал/(ч-м-°С) = = 1,163 Вт/(м-К)
емкость 	  Коэффициент теп- лообмена, тепло-	ккал/(кг • °C)	Дж/(кг • К)	1 ккал/(кг-°C) = = 4,2 кДж/(кг-К)
отдачи,теплопере- дачи 	  Количество тепло-	ккал/(ч • м2 • °C)	Вт/(м2-К)	1 ккал/(ч-м2-°С) = = 1,163 Вт/(м2 К)
ты		ккал	Дж	1 ккал = 4,2 кДж
Коэффициент теп-	ккал/(м • ч • °C)		
лопроводности . .  Давление ....		Вт/(м-К)  Па	1 ккал/(м-ч-°С) = = 1,163 Вт/(м К)
			
	мм рт. ст.		1 мм рт. ст. = 133,322 Па
	мм вод. ст.	Па	1 мм вод. ст. = 9,8 Па
	кгс/см2	Па	1 кгс/см2 = 9,8-164 Па
	мм рт. ст.	Па	1 мм рт. ст. = 1333,2 бар==
Сопротивление	кгс/м2	Па	= 1 торр  1 кгс/м2 = 9,8 Па
паропроницанию .  Коэффициент па-	м2 • ч • мм рт. ст./кг	м • с • Па/кг	1 м2ч-мм рт. ст./кг = = 4,7996 • 108 м • с • Па/кг
ропроницаемости	г/(м • ч • мм рт. ст.)	кг/(м-ч-Па)	1 г/(м-ч-мм рт. ст.) = = 7,5024-10-3 г/(м ч-Па)
Сопротивление воздухопроница- нию или инфиль- трации 		м2 • ч • мм вод. ст./кг	м2 • с • Па/кг	
			1 м2-ч-мм вод. ст./кг = = 35316 м2-с-Па/кг
Коэффициент воз- духопроницаемо- сти материала . .	кг/(м • ч • мм вод. ст.)	кг/(м • с • Па)	
			1 КГ/(М-Ч‘ММ вод. ст.) = = 0,102 кг/(м ч-Па)
Количество возду-			
ха, проходящего через покрытие .	кг/(м2 • ч • мм	кг/(м2- с-Па)	1 КГ/(М2‘Ч-ММ вод. ст.) =
	вод. ст.)		= 2,83-10-5 кг/(м2-с-Па)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.	Строительная климатология. II Международный симпозиум в Москве
20—24 сентября 1982 г. Труды симпозиума. М.: Госстрой СССР, 1982, 1983.

2.	К. Ф. Фокин. Строительная теплотехника ограждающих частей зда-
ний. М.: Стройиздат, 1973.

3.	И. И. Штейн. Устройство крупнопанельных крыш. Л.: Стройиздат, 1973.

4.	А. И. Мазалов. Рекомендации по проектированию железобетонных
крыш с теплым чердаком для жилых зданий различной этажности. М.:
ЦНИИЭП жилища, 1980.

5.	И. И. Штейн. Конструкции и методы устройства швов крупнопанель-
ных крыш. Л.: Стройиздат, 1977.

6.	И. И. Штейн, Ю. Е. Васильев, Э. Г. Еремина и др. Рекомендации по
проектированию и устройству рулонных кровель в Эстонской ССР. Таллин:
Госстрой ЭССР, 1984.

7.	И. И. Штейн, Л. А. Соколова, Э. Г. Еремина и др. Указания по экс-
плуатации и ремонту рулонных кровель в Эстонской ССР, Таллин: Минжил-
комхоз ЭССР, 1984.

8.	И. И. Штейн. Новые кровельные материалы для крупнопанельных
крыш. Л.: Стройиздат, 1966.

9.	И. И. Штейн, К. Ю. Лайгна. Определение коэффициентов сопротив-
ления движения воздуха в конструкциях крыш на аэромоделях. — В кн.:
Научные труды НИИ строительства ЭССР. Таллин; Валгус, 1984.

10.	Инструкция по проектированию и устройству в Эстонской ССР совме-
щенных покрытий из комплексных панелей для производственных зданий
(РСН 37—80). Составители: И. И. Штейн, Я. О. Коок, X. К. Тасса. Таллин:
Госстрой ЭССР, 1981.

11.	Рекомендации по проектированию совмещенных покрытий в Эстон-
ской ССР. И. И. Штейн. Таллин: Госстрой ЭССР, 1973.

12.	Л. Е. Анапольская, Л. С. Гандин. Метеорологические факторы теп-
лового режима зданий. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

13.	М. Каролин Программа «OPER-01» регрессионно-корреляционного
анализа данных в виде неполного квадратного полинома для ЭВМ «Минск-22».
Таллин: Институт кибернетики АН ЭССР, 1966.

14.	Справочник по климату СССР, Вып. 4 — ЭССР. Ветер. Л.: Гидроме-
теоиздат, 1966.

15.	Справочник по климату СССР. Вып. 4 — ЭССР. Температура воздуха
и почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

16.	Ф. В. Ушков. Инженерные проблемы теплопередачи ограждающих
конструкций крупнопанельных зданий. Автореф. диссертации на соискание
уч. степени д. т. н. М.: ЦНИИЭП жилища, 1967.

17.	В. Н. Богословский. Строительная теплофизика: М.: Высшая школа,
1970.

18.	Инструкция по проектированию сборных железобетонных крыш жи-
, ВСН 35	77 \

лых и общественных зданий | -=-----------—— |. Москва-Стройиздат, 1978.

\ Госгражданстрои /	н

19.	К. Зайферт. Расчет воздухообмена в вентилируемых крышах. Перев.
с нем. М.: Стройиздат, 1983.

20.	М. И. Поваляев, Н. Н. Щербак, Ю. А. Табунщиков. Температурно-
влажностный режим вентилируемых покрытий из асбестоцементных панелей.—
Промышленное строительство, 1969, № 8.

21.	В. М. Ильинский. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа, 1974.

22.	П. Н. Тверской. Курс метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

23.	Психрометрические таблицы. Составитель В. А. Савич. Л.: Гидроме-

теоиздат, 1957.

24.	Т. Роджерс. Проектирование теплозащиты зданий. Перев. с англ. М.:
Стройиздат, 1970.

25.	AL М. Борисенко. Вертикальные профили ветра и температуры в ниж-
них слоях атмосферы. — В. кн.: Труды Гл. геоф. обсерватории им. А. И. Воей-
кова, вын. 320. Л.: Гидрометеоиздат, 1974,
26.	Э. И. Реттер. Аэрация жилого микрорайона. Л.: Гидрометеоиздат,

27.	М. Г. Иванов. Влияние конструктивных особенностей совмещенных
кровель на их аэродинамическую характеристику. — Строительство и архи-
тектура, Изв. вузов. 1966, № 8.

28.	Ф. Л. Серебровский. Аэрация жилой застройки. М.: Стройиздат, 1971.

29.	М Г. Иванов. Аэродинамическая характеристика вентилируемых сов-
мещенных кровель жилых зданий различных геометрических размеров. — Изв.
вузов, № 11, Новосибирск, 1967.

30.	И. Е. Иделъчик.. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.:
Госэнергоиздат, 1960.

31.	А. К. Мартынов. Прикладная аэродинамика. М., 1972.

32.	В. А. Кострюков. Основы гидравлики и аэродинамики. М.: Высшая
школа, 1975.

33.	А. Дж. Рейнольдс. Турбулентные течения в инженерных приложениях.
М.: Энергия, 1979.

34.	И. И. Штейн. Расчет воздухообмена в вентиляционных прослойках
крыш. — Жилищное строительство, 1983, № 6.

35.	Справочник по климату СССР. Вып. 4 — ЭССР. Солнечная радиация,
радиационный баланс и солнечное сияние. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.

36.	Э. В. Иыгиоя, Л. Н. Пахапиль. Интенсивность суммарной солнечной
радиации при различных температурах воздуха в г. Тарту. — В кн.: Исследо-
вания по строительству. Строительная теплофизика. Долговечность конструк-
ций. Таллин: НИИ строительства Госстроя ЭССР, 1980.

37.	Руководство по строительной климатологии (пособие по проектирова-
нию). НИИ строительной физики Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1977.

38.	М. Е. Берлянд и Т. Г. Берлянд. Определение эффективного излучения
земли с учетом влияния облачности. — Изв. АН СССР, сер. геоф., 1952, № 1.

39.	Справочник по климату СССР. Вып. 4 — ЭССР. Облачность и атмо-
сферные явления. Л.: Гидрометеоиздат, 1968.

40.	Б. П. Алисов, О. А. Дроздов, Е. С. Рубинштейн. Курс климатологии.
Л.: Гидрометеоиздат, 1952.

41.	Справочник по климату СССР. Вып. 4 — ЭССР. Влажность воздуха,
атмосферные осадки, снежный покров. Л.: Гидрометеоиздат, 1968.

42.	А. И. Фоломин, Л. А. Кузина, Т. И. Костылева. Вопросы влажностного
режима элементов ограждающих конструкций жилых и общественных зда-
ний. — В кн.: Сборные железобетонные крыши. М.: ЦНИИЭП жилища, 1975.

43.	Я. Э. Одельский. Защитные свойства вентилируемых совмещенных
крыш. Минск. Изд-во БПИ, 1960.

44.	Е. Шильд, Х.-Ф. Кассельман, Г. Дамен и Р. Поленц. Строительная
физика. Перев. с нем. под ред. Э. Л. Дешко. М.: Стройиздат, 1982.

45.	Реттер Э. И., Баранов Е. И. Аэродинамический расчет движения
воздуха в каналах вентилируемых покрытий. —В кн.: Труды ЦНИИЭП сель-
строя, 1974, № 9.

46.	A. W. Pratt and Е. F. Ball. The thermal resistance of airspaces in
building struktures. Journal of the Institution of Heating and Ventilating Engi-
neers, 1966, nr. 34, N 8.

47.	H. E. Robinson, E. I. Powlitch and R. /. Dill. Housing Research Paper,
32, Washington, 1954.

48.	A. Elmroth, I. Hoglund. Analys av iche stationara varmestromstorhal-
landen for ett plant tak med RC-natverksmetod. Byggmastaren, nr. 11, 1966.

49.	W. Pionski. Badanie warunkow cieplych i wilgotnosciowych w stropo-
dacnach о roznej konstrukcji. Warszawa, Instytut techniki budowlany, 1970.

50.	В. H. Vos Condensation ... flat roofs under non-steady-state conditions.
Buildings Science, 1971, V, vol 6, nr. 1.

51.	A. N. Rick. Zweischalige Dacher, Bitumen-Teere-Asphalte-Peche. 1968,
nr. 10,
ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение............................................................3

Глава первая. Конструкции крупнопанельных крыш	....	6

1.1.	Виды крупнопанельных крыш................................ 6

1.2.	Материалы для крупнопанельных	крыш......................10

Глава вторая. Характеристика физико-климатических воздействий на
крыши..........................................................15

2.1.	Виды физико-климатических воздействий на крыши . . . . 15

2.2.	Характеристика устойчиво влажного климата ЭССР...........16

Глава третья. Дефекты крупнопанельных крыш из-за неучета физико-кли-
матических воздействий	и их предупреждение...............19

3.1.	Дефекты	на	стадии	проектирования........................20

3.2.	Дефекты	на	стадии	строительства.........................20

3.3.	Дефекты	на	стадии	эксплуатации..........................20

Глава четвертая. Учет физико-климатических воздействий на крупнопа-
нельные крыши................................................. 30

4.1.	Состояние вопроса, цель и методы исследования............30

4.2.	Влияние холодного наружного воздуха и ветра на потери теп-
ла через крыши................................................33

4.3.	Влияние температуры наружного воздуха на тепловой режим
крыш в теплый период..........................................41

4.4.	Влияние изменчивости ветра по скорости и направлению на
тепловой режим крыш...........................................42

4.5.	Инфильтрационные потери тепла через вентилируемые крыши 45

4.6.	Влияние теплового и ветрового воздействий на теплообмен в
вентиляционных прослойках ....................................50

4.7.	Влияние влажности наружного воздуха и скорости ветра на
влажностный режим в вентиляционных прослойках (каналах) . . 56

4.8.	Влияние климатических факторов на температурные деформа-
ции крыш......................................................62

Глава пятая. Влияние осушающей вентиляции на эксплуатационную на-
дежность крыш..................................................63

5.1.	Особенности высыхания утеплителей в крышах с вентиляцией 63

5.2.	Влияние влаги на долговечность крыш......................73

5.3.	Расчет системы вентиляции крупнопанельных крыш...........74

5.4.	Расчет воздухообмена в прослойках (каналах)..............86

5.5.	Скорость воздушных потоков в прослойках (каналах) по дан-
ным измерений на объектах.....................................88

5.6.	Рекомендации по выбору систем и осуществлению вентиляции
крыш..........................................................93

глава шестая. Учет радиационного нагрева и охлаждения при расчетах
теплового баланса поверхности крыш.............................96

6.1.	Расчет составляющих теплового баланса....................96

6.2.	Пример расчета составляющих теплового баланса............103

6.3.	Учет радиационного нагрева и охлаждения при проектировании
и строительстве крыш.........................................104

Глава седьмая. Расчет тепловлажностного режима крупнопанельных
крыш..........................................................105

7.1.	Крыши с теплым чердаком.................................108

7.2.	Крыши с холодным чердаком...............................112

7.3.	Крыши с открытым чердаком...............................117

7.4.	Совмещенные однослойные крыши...........................123

7.5.	Совмещенные многослойные крыши .........................126
Глава восьмая. Рекомендуемые методы учета физико-климатических воз-
действий ................................................... 140

8.1.	Факторы физико-климатических воздействий, учитываемые при
проектировании крыш..........................................140

8.2.	Увлажнение крыш осадками и осушающая вентиляция . . . 140

8.3.	Снижение теплозащитных показателей крыш под действием
ветра .	...	................144

8.4.	Влияние солнечной радиации на высыхание крыш .... 147

8.5.	Влияние влажности и упругости наружного воздуха на крыши 148

8.6.	Температурные деформации крыш и устройство в них швов 149

8.7.	Теплозащита и теплоустойчивость крыш....................}50

8.8.	Роль паро- и гидроизоляции крыш.........................*51

8.9.	Переход к комплексным панелям крыш . ...................*52

8.10.	Эффективность рекомендуемых мероприятий.............•	• |54

8.11.	Легкие каркасные панели	покрытий.......................158

Заключение.........................................................J63

Принятая терминология..............................................166

Условные обозначения и индексы.................................... 167

Таблица перевода из физической системы	единиц в систему СИ .... 171

Список литературы................................................  172

Производственное издание

Илья Израилевич Штейн

ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И СТРОИТЕЛЬСТВО
КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ

КРЫШ

Зав. редакцией И. Н. Днепрова
Редактор Я. В. Зарицкий
Оформление обложки художника В. М. Иванова
Технический редактор Я. Н, Дмитриева
Корректор Т. Б. Верникова

ИБ № 4511

Сдано в набор 21.11.86. Подписано в печать 14.04.87. М-21950. Формат 60X90’/ie.

Бумага типографская № 2. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Усл. печ. л. 11,0.

Уч.-изд. л. 12,6. Усл. кр.-отт. 11.25. Изд. № 2434Л. Тираж 10 500 экз. Заказ № 366.

Цена 70 коп.

Стройиздат, Ленинградское отделение
191011, Ленинград, пл. Островского, 6

Ленинградская типография № 2 головное предприятие ордена Трудового Красного
Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли. 198952, г. Ленинград, Л-52, Измайловский проспект, 29.