книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)
.pdfДействием солнечного излучения нагреваются, что необ ходимо учитывать при проектировании светопрозрачных ограждений.
Теплоотражающие светопропускающие материалы изготовляют путем нанесения на поверхность стекла тон ких пленок, хорошо отражающих тепловое излучение. К числу таких покрытий, изменяющих спектральную прозрачность стекла, относятся вещества на основе си
ликоновых смол и некоторые |
|
металлы или их |
окислы. |
|||||||||
Эти пленки могут быть на |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
несены методами химиче |
1 |
1 |
|
|
|
|
/' |
|||||
ского |
осаждения |
из |
рас |
|
|
|
|
|||||
творов, аэрозольного |
или |
|
|
( 1 |
4 |
|
|
\ |
||||
катодного |
диспергирова |
|
|
|
|
|||||||
ния |
веществ, термическо |
|
|
: г 1 |
|
|
|
|||||
го |
испарения в |
вакууме |
V » |
z ' |
1 |
|||||||
и др. |
Теплоотражающие |
I Л2 |
||||||||||
покрытия в |
значительной |
| |
оЦ 2 0,6 |
|
|
|
|
|||||
степени избавляют массу |
1 |
1,4 |
1,8 |
2,2 2,6 |
||||||||
стекла от нагревания сол |
|
|
Д лины волн в м к |
|||||||||
нечными лучами. Наибо |
Рис. |
1. Спектральное пропуска |
||||||||||
лее эффективным из пред |
||||||||||||
ложенных |
Государствен |
ние обычного (/) |
и теплопогло |
|||||||||
щающего |
стекла |
«Контрака- |
||||||||||
ным |
|
институтом |
стекла |
|
|
|
лор» (2) |
|
||||
покрытий для теплоотра |
|
|
|
|
|
|
|
жающих стекол являются окисные оловянно-сурьмя нистые пленки с содержанием сурьмы до 5%. Иссле дования стекол с аэрозольными оловянно-сурьмянисты ми покрытиями показали, что они задерживают до 55— 60% тепловой энергии Солнца независимо от светопропускания в видимой части спектра. В ЦНИИПромзданий проведен комплекс исследований по разработке новых светопрозрачных изделий из существующих светопро пускающих солнцезащитных материалов с определением их физико-технических показателей и эффективности применения в промышленном строительстве. В частно сти, проведены исследования пропускания солнцезащит ных стекол. Графики спектрального пропускания стекол в видимой части спектра получены на спектрофотомет ре СФ-10 (рис. 2), а в инфракрасной части — на спект рофотометре СФ-4 (рис. 3). Кроме того, изучено интег ральное пропускание солнцезащитных стекол в интерва лах длин волн 0,35—0,6 мк и 0,6—1 мк на фотометри ческом шаре ФМШ-56 (табл. 1).
171
Из приведенных экспериментальных данных видно, что коэффициенты светопропускания солнцезащитных стекол ниже, чем обычных. Наряду со снижением про пускания в инфракрасной области спектра в этих стек-
Рис. 2. •Светопропускание стекол
/ — оконное, 6=2,5 мм; 2 — то же, 6 = 5 мм; |
3 — полированное, |
6 = 7 JKJK; 4 — армированное, 6 =5,5 мм; 5 — с |
окиснокобальтоным |
покрытием, 6=5 мм; 6 — узорчатое с окисножелезистым покрыти
ем, 6=4,5 мм; 7 — теплопоглощающее. 6=4 мм; 8 |
— матированное. |
6= 4 мм; 9 — безосколочное, 6=3 мм; 10 |
— стевит |
лах в той или иной мере уменьшается пропускание ви
димых лучей.
Оценку эффективности применения различных солн цезащитных стекол целесообразно проводить по методи ке, разработанной в лаборатории светопрозрачных ог раждений ЦНИИПромзданий [3] и получившей назва ние «оценка энергетической эффективности светопро зрачных конструкций
1 Теоретическое обоснование методики изложено в статье
А.Г. Гиндояна, Ю. П. Александрова и Г. П. Лавреновой, помещенной
внастоящем сборнике.
172
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
И нтегральное |
пропускание стекол в интервалах длин |
||||||
|
|
|
|
волн 0,35—0,6 н 0,6—1 мк |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Толщина |
Коэффициент пропускания |
|
|
Вид стекла |
|
|
в интервале длин волн в м к |
||||
|
|
|
образца в мм |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,35—0,6 |
0,6—1 |
Оконное |
............................ |
|
|
|
2 ,5 |
0 ,9 |
0 ,7 6 2 |
|
» |
................................. |
|
|
|
|
5 |
0 ,9 0 8 |
0 ,7 6 |
Полированное.................... |
с |
окис- |
7 |
0 ,8 9 4 |
0 ,7 4 |
|||
Теплоотражающее |
|
|
|
|||||
нокобальтовым |
покрыти- |
|
|
|
||||
ем (на |
внутренней |
сторо |
|
|
|
|||
не) |
................................... |
с окнсножелези- |
5 |
0 ,4 2 6 |
0 ,4 7 3 |
|||
Узорчатое |
|
|
|
|||||
стым |
покрытием на внут- |
|
|
|
||||
ренней стороне . |
. . |
. |
4 ,5 |
0 ,5 5 9 |
0 ,6 9 1 |
|||
Теплопоглощающее |
. |
. . |
4 |
0 ,6 6 5 |
0 ,1 3 |
|||
М атированное................... |
|
|
(из |
4 |
0,7 1 1 |
0 ,5 9 2 |
||
Светорассеивающее |
|
|
|
|
||||
двух |
оконных |
стекол |
с |
|
|
|
||
прокладкой стеклорогож- |
|
|
|
|||||
к и ) |
.................................. |
|
|
|
|
2 ,5 + 0 ,5 + 2 ,5 |
0 ,6 1 |
0 ,4 3 9 |
Рис. 3. Пропускание теплоотражающих и теплопогло щающих стекол
/ — оконное, 6=4 мм; 2 — узорчатое с окисножелезистым по крытием, 6=5 мм; 3 — то же, с более интенсивной окраской; 4 — с окиснокобальтовым покрытием, 6=5 мм; 5 — теплопогло щающее, 6=2,5 мм; 6 — то же, 6=5 мм
Сущность методики заключается в установлении со отношения между светотехническими и теплотехничес кими показателями светопропускающего материала и конструкции в целом.
173
При расчетах коэффициента энергетической эффек тивности К, приведенного коэффициента энергетической эффективности Ks, а также коэффициентов, характери зующих теплопоступления от инфракрасной области солнечного спектра Ki и теплопоступления за счет пере пада температур внутреннего и наружного воздуха и поглощения тепла остеклением Кг, приняты следующие исходные данные: толщина стекол 5 мм, коэффициент теплопроводности Я=0,65 ккал/м ■ч • град, средняя тем пература наиболее жарких суток ^Н=30°С, интенсив ность суммарной солнечной радиации £=357 ккал/м2-ч, температура внутреннего воздуха (В=20°С, коэффициент световой активности 1= 1. Результаты расчета энергети ческих коэффициентов конструкций с применением солн цезащитных светопропускающих материалов приведе ны в табл. 2.
Т а б л и ц а 2
|
Энергетические коэффициенты |
|
|
||||
Материал светопропускающего заполне |
К, |
К, |
К |
|
|||
|
ния конструкций |
|
|
||||
Оконное |
с т е к л о |
............................ |
|
0,722 |
0,44 |
2,162 |
2,4 |
Стекло с окисножелезистым покры- |
0,943 |
0,98 |
2,923 |
5,85 |
|||
т и е м ....................................... |
.... |
. |
. |
||||
Стекло |
с окиснокобальтовым по- |
1,253 |
1,22 |
3,473 |
8,7 |
||
к р ы т и е м ............................................... |
|
|
|
||||
Стекло с окисным оловянно-сурь- |
0,587 |
0,64 |
2,227 |
3,72 |
|||
мянистым покрытием |
(5% сурьмы) |
. |
|||||
Теплопоглощающее |
стекло (окра - |
0,262 |
0,99 |
2,252 |
3,22 |
||
шенное в м а с с е ) ................................. |
|
|
|||||
Анализируя приведенные |
энергетические |
коэффици |
енты, можно сделать следующие выводы:
предложенные ГИСом солнцезащитные стекла недо статочно Эффективны;
дальнейшая работа по улучшению качества солнце защитных стекол должна идти в направлении повыше ния коэффициента светопропускания этих стекол.
|
Л И Т Е Р А Т У Р А |
1. |
В о р о б ь е в а О. В. Теплозащитные стекла с окиснометал- |
лическими покрытиями. В сб. «Стекло», вып. 1, 1964. Государствен ный институт стекла.
174
2. Б о т в и н к и н О. |
К., |
Б о р и с о в а И. И. и Р я б о в |
В. А. |
Новый вид солнцезащитного |
строительного стекла. «Стекло и кера |
||
мика», 1964, № 5. |
Г и н д о я н А. Г. Энергетическая |
оценка |
|
3. Д р о з д о в В. А., |
эффективности светопрозрачных конструкций. «Промышленное стро ительство», 1967, № 11.
Канд. техн. наук В. А. ДРОЗДОВ и арх. Т. И. СМИРНОВА
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТИПОВ ФОНАРЕЙ ДЛЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИИ
По методике ЦНИИПромзданий на примере произ водственного корпуса размером в плане 288X288 м, с сеткой колонн 18x6 м и высотой до низа ферм 6 м (рис. 1), с двумя рядами ленточных оконных проемов высотой 2,4 и 1,2 ж проведены исследования эффективно сти применения новых типов зенитных фонарей, разра ботанных в лаборатории светопрозрачных ограждений. Кровли рассматривали плоские и скатные. В плоских кровлях предусмотрен четырехслойный рубероидный ко вер без защитного слоя или с защитным слоем из гравия, в скатных — трехслойный. В качестве утеплителя приме нены плиты из пенобетона. Светоаэрационные (типовой проект серии ПК-01-126) и зенитные фонари размещены в покрытии зданий равномерно без учета технологического оборудования с таким расчетом, чтобы обеспечить нор
мированный |
коэффициент естественного освещения |
(к. е. о.) 3 и |
5% (рис. 2). |
Основные светотехнические показатели зенитных фо нарей, необходимые для расчета естественного освеще ния, приведены в табл. 1.
В процессе исследований на БЭСМ-2М проведены 7 серий расчетов с целью изучения основных закономерно стей изменения технико-экономических показателей, включая влияние климатических условий строительства, зависимость приведенных затрат от стоимости эксплуа тации отдельных элементов (очистки светопропускающих заполнений от пыли, снега, очистки кровли от снега, за щиты остекления от инсоляции и др.), влияние изменения снеговой нагрузки на покрытие здания с различными ти-
175
пами фонарей на общестроительные расходы, продолжи тельности рабочего дня на эксплуатационные затраты, изменения стоимости электроэнергии и системы освеще ния на приведенные расходы.
I I O L O
Рис. 1. План (б) и поперечный разрез (а) условного производ ственного корпуса
При проведении расчетов последней серии стоимость электроэнергии изменяли от 0,005 руб/квт • ч до 0,04 руб/квт • ч. Исследовалось также влияние техноло гических теплопоступлений на экономические показатели зданий.
Влияние климатических условий района строительст ва на технико-экономические показатели зданий с раз-
176
Т а б л и ц а 1
Светотехнические показатели зенитных фонарей
Типы зенитных фонарей
Ч
Скуполами из оргстек ла (III) ........................
Скуполами из стекло
пластика |
(IV) . . . . |
||
Со |
стекложелезобетои- |
||
ными |
панелями с эла |
||
стичным слоем |
(V) . . |
||
С панелями |
из стекло |
||
пластика |
(VI) . . . . |
||
С панелями из стекло |
|||
пакетов (V I I ) ................. |
|||
ш |
II |
' |
т |
г т т т т т г Т |
fiseccc n |
g.6 |
о |
|
SS |
|
|
К С |
га |
|
-В-о |
о |
|
.0.0, |
Н со. |
|
|
с |
<и |
|
га га |
|
ОО |
« S |
|
* 5 ь* |
о S> |
|
« |
со _ |
2 g |
Я У® |
ОО, |
|
щ |
35 |
etc |
\о я «а |
1 е |
|
о |
« * |
|
0 ,4 7 |
1 ,0 7 |
|
0 ,2 9 |
1 ,9 |
|
0 ,2 5 |
3 ,6 6 |
|
0 ,2 3 |
2 ,4 |
|
0 ,3 7 6 |
2,4 |
|
IV |
V |
|
г м и и п |
|
Коэффициент светоактивности световогопрое |ма |
Расчетное |
отно |
||
3 |
|
|
5 |
|
|
шение площади |
|||
|
световых прое |
|||
|
мов фонарей к |
|||
|
площади пола |
|||
|
здания |
при |
к.е. о. |
|
|
|
|
В % |
|
0 ,6 |
1 0 |
,5 |
|
16 |
0 ,7 2 |
1 3 |
,5 |
|
22 |
0 ,8 2 |
1 4 |
,7 |
|
2 4 ,4 |
0 ,7 5 |
16,1 |
|
2 7 ,5 |
|
0 ,7 5 |
1 0 |
,0 |
|
16 |
|
VI |
|
V/1 |
|
|
|
|
|
|
IIIII |
|
|
|
|
|
|
IIIII |
Рис. 2. Схема размещения фонарей в покрытии производствен |
||||||
|
ного корпуса при к. е. о.=3% (а) и к. е. о.=5% |
(б) |
||||
Фонари: / / — светоаэрационные: / / / — зенитные с куполами |
из оргстек |
|||||
ла; |
IV — то |
же. из стеклопластика; |
V — то же, из |
стекложелезобетон |
||
ных |
панелей; VI — то же, из стеклопластика; V II — то |
же, |
нз стекло |
|||
|
|
пакетов |
|
|
|
|
личными типами фонарей определено |
для |
производств |
||||
с технологическими тепловыделениями |
10 ккал/мй-ч и |
|||||
требуемым |
коэффициентом |
естественной |
освещенности |
|||
3% (рис. 3) и 5% (рис. 4). |
|
при применении |
||||
Капитальные затраты на покрытие |
рассматриваемых конструкций фонарей превышают ана логичные затраты в бесфонарных зданиях. Во всех кли-
1 2 -9 6 0 |
177 |
ю
»
2
Воздуха В град.
Рис. 3, Влияние климатических условий на технико-экономические показатели зданий с |
раз |
|||||||||||
|
личными |
конструкциями |
фонарей |
при нормируемом к. е. о,—3% |
|
|
||||||
а — общестроительиые расходы на покрытие: б — расходы |
на санитарио-техническое |
обслуживание: в — рас |
||||||||||
ходы |
иа электроосвещение; |
г — общие затраты; / — бесфонарное |
здание; / / — здание со светоаэрацион |
|||||||||
ными |
фонарями; I I I — здание |
с |
зенитными |
фонарями с |
применением куполов |
из |
оргстекла; |
I V ~ т |
же, |
|||
из стеклопластика; V |
то |
же, |
нз |
стекложелезобетонных |
панелей; |
VI — то же, |
с |
панелями из |
стеклопла |
|||
|
|
|
|
|
|
стика; VII — то же, |
из стеклопакетов |
|
|
|
(Р
дог g г» /pfid g snHHsgggndu
■
csf W
дог g zn /p f id g 9i4HH0nhoutofitfu3)t£
2
i
.ea
«■a —(
г » / р М 9 3i4Hitrouinuo)i
180