Совершенствование теплозащиты совмещенных покрытий гражданских зданий в условиях сухого жаркого климата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственная акционерная железнодорожная компания

«Ўзбекистон темир йўллари»

Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание степени магистра

Совершенствование теплозащиты совмещенных покрытий гражданских зданий в условиях сухого жаркого климата

Рахимова Нозима Бахтиёровна

Специальность: 5А580204

«Проектирование, строительство зданий и сооружений»

Научный руководитель:

д.т.н., доцент Щипачева Е.В.

Ташкент 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ТЕПЛОЗАЩИТЫ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1 ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

1.2 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В КРЫШАХ

1.3 СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

1.4 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.5 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ

2.2 ПРИНЯТЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.2.1 МЕТОДИКА МОДЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

2.2.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.2.3 МЕТОДИКА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ

3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ ПОКРЫТИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ В ПОДКРОВЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

3.2 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ В КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ УЗБЕКИСТАНА

3.3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ СУХОГО ЖАРКОГО КЛИМАТА

3.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

теплозащита совмещенный покрытие здание

Актуальность работы. Разработка энергоэффективных мероприятий по обеспечению оптимального микроклимата вновь строящихся и существующих зданий при минимальных расходах энергии является одной из важнейших задач в мировом строительстве. Это связано с дефицитом и ростом стоимости на энергоносители, а также с возрастанием расхода энергии на инженерные системы, удовлетворяющие возрастающим потребностям к комфортному микроклимату помещений.

Для районов с экстремальными климатическими условиями, к которым относится Республика Узбекистан, особенно актуальна проблема улучшения микроклимата помещений гражданских зданий. Правительство Узбекистана удаляет особое внимание данной проблеме. В связи с этим были изданы Указы «Об усилении государственной поддержки жилищного строительства в городе Ташкенте» от 31 января 1996 г., «О мерах по дальнейшему совершенствованию архитектуры и градостроительства в Узбекистане» от 26 апреля 2000 г., а также приняты Закон «О рациональном использовании энергии» в 1997 г. и Постановление Президента № ПП-847 от 29 апреля 2008 г. «О мерах по дальнейшему совершенствованию деятельности проектных организаций».

Выше указанные правительственные документы приняты в целях дальнейшего усиления экономических реформ в капитальном строительстве, повышения качества и уровня проектной, архитектурной и строительной деятельности. Они направлены на построение и реализацию концепции и программы единой научно-технической политики, государственных стандартов и норм, а также ориентируют на проектирование энергосберегающих жилищ с комфортной средой и оптимизацию тепловой защиты зданий. Сокращение энергоёмкости продукции и бережное использование энергоресурсов, по мнению Президента РУз, является одним из комплексных мероприятий программы по преодолению Мирового финансово-экономического кризиса в условиях Узбекистана [8].

На формирование внутренней среды помещений гражданских зданий существенное влияние оказывает климат местности и теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций. При этом в условиях летней эксплуатации на территории Республики Узбекистан, находящейся в зоне сухого жаркого климата, особая роль отводится конструктивному решению покрытия, испытывающему наибольшее тепловое воздействие от солнечной радиации [13,28].

Значительное распространение в массовом гражданском строительстве получили совмещенные невентилируемые покрытия. Они сооружались при строительстве гражданских зданий в шестидесятые - восьмидесятые годы прошлого столетия. Обладая высокой долговечностью, по своим теплозащитным свойствам такие покрытия не соответствуют современным требованиям по теплозащите и требуют термообновления. В связи с этим, актуальной является задача разработки эффективного совмещенного покрытия с высоким уровнем тепловой защиты.

Степень изученности проблемы.

В настоящее время разработчики преимущественно уделяют внимание совершенствованием тепловой защиты наружных стен и светопрозрачных ограждений. А главные рекомендации по совершенствованию покрытий заключаются в необходимости устройства мансардного этажа. Однако это решение не всегда является приемлемым как по эстетическим, так и техническим соображениям. Выполненные в 70-х годах прошлого столетия исследования в ТашЗНИИЭП не в полной мере учитывают особенности формирования микроклимата помещений под влиянием предлагаемых конструктивных решений покрытий.

Изучение современных способов повышения теплозащиты совмещенных покрытий гражданских зданий в условиях летнего перегрева позволило определить возможный путь их совершенствования - это устройство в составе покрытия интенсивно вентилируемых пространств [28].

Цель настоящей работы - разработка эффективной конструкции совмещенного вентилируемого покрытия гражданского здания, обладающего повышенными теплозащитными свойствами в условиях летнего перегрева.

Методы исследований. В качестве основных методов исследований были приняты теоретические расчетные, экспериментальные, математического планирования эксперимента и математической статистики для обработки результатов.

Научная новизна работы состоит в выявлении влияния разработанной конструкции совмещенного покрытия здания на его теплотехнические и эксплуатационные свойства, а также микроклимат помещений гражданских зданий в климатических условиях Республики Узбекистан.

Практическая значимость работы заключается в разработке экономически целесообразного технического решения совмещенного вентилируемого покрытия, позволяющего значительно повысить энергоэффективность гражданских зданий в период летнего перегрева.

Объект и предмет исследования: разработка и оптимизация формы покрытия и его конструктивного решения, включая расположение слоев и воздушных прослоек, исходя из требований создания комфортных условий для людей при экономном расходовании энергии с учетом климатических особенностей Республики Узбекистан.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, библиографического списка из 38 наименований и приложения, изложена на 80 стр. печатного текста, содержит 16 таблиц и 27 рис.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ТЕПЛОЗАЩИТЫ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1 ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ В ПЕРЕГРЕВНЫЙ ЛЕТНИЙ ПЕРИОД

В климатических условиях Узбекистана летний микроклимат помещений имеет характерные особенности. Если зимой отопительная система уменьшает влияние внешних воздействий, то летом микроклимат жилища во многом зависит от климатологических факторов.

Микроклимат помещений - совокупность метеорологических процессов, создающих определенные условия теплообмена человека со средой. Данное определение связывает две его стороны: метеорологическую, представляющую собой объективную характеристику среды, окружающей человека в доме, и физиологическую, то есть действие данной среды на организм человека. Основные элементы микроклимата - температура, влажность и скорость движения воздуха, температура поверхностей ограждений и находящихся внутри помещений предметов. Качество микроклимата может быть охарактеризовано уровнем физиологических реакций организма. Несмотря на относительно широкую биологическую приспособляемость человека к условиям среды, терморегуляционные его возможности ограничены сравнительно небольшим диапазоном колебаний метеорологических условий. Дискомфортные условия микроклимата жилища могут вызвать простудные заболевания, заболевания периферической нервной системы, перегревы, нарушения сердечно-сосудистой деятельности и др [5]. Под зоной теплового комфорта понимается такой комплекс метеорологических условий, при котором терморегуляторная система организма находится в состоянии наименьшего напряжения, а протекание всех остальных физиологических функций проходит на уровне наиболее благоприятном для отдыха и восстановления сил организма. На формирование внутренней среды помещений, в первую очередь, оказывает влияние климат местности.

Для Узбекистана характерен благоприятный солярный климат. Благодаря незначительной облачности величина ультрафиолетовой радиации на территории значительно больше, чем в других районах СНГ, а спектральная граница короче. Отрицательные стороны климата Узбекистана проявляются в теплый период года и заключаются в перегреве внешней среды. Из факторов, вызывающих этот перегрев, в первую очередь следует отметить солнечную радиацию. Солнечная радиация является основной составляющей тепловых воздействий на здание. Интенсивность облучения ограждающих конструкций зависит от географического положения местности, степени прозрачности атмосферы, ориентации по странам света, времени года и суток. В часы максимального облучения на горизонтальную поверхность в Ташкенте в полдень в июле приходится 890 Вт/м2, на вертикальную - 610 Вт/м2 [1]. Еще выше действие солнечной радиации в Бухаре и Термезе. Помимо перегрева и сухости воздуха, дискомфортные условия усугубляют ветра, песчаные и пылевые бури, высокая запыленность воздуха, кислородная недостаточность. Такие условия обычны для 80…110 дней в году [26]. Особо неблагоприятными ветровыми условиями отличаются Кашкадарьинская область, район г. Термеза. Летом на месяц приходится три дня с пыльной бурей.

Значительная радиация и неблагоприятные ветровые условия приводят к формированию тяжелого термического режима, который характеризуется высокой температурой воздуха и поверхностей. Абсолютные максимумы температуры воздуха достигают на юге республики 47 - 49 0С (Ташкенте 43,6 0С). Резкие колебания в течение суток создают существенное напряжение всего организма человека, ведут к заметной деградации и ослаблению сердечной деятельности.

Улучшение микроклимата жилищ в летнее время является важнейшей проблемой для южных городов, где различия внутреннего микроклимата и климата города могут быть весьма велики.

Как известно, суточная динамика микроклимата жилищ в летнее время в южных районах имеет характерную особенность: вечером внутренняя температура комнат остается еще долгое время высокой после того, как наружная температура снизилась. В дневные часы, когда под воздействием солнечной радиации здания прогреваются, температура в помещении иногда на (8 - 10)0С превышает комфортную [26]. Длительное пребывание в таком помещении тяжело сказывается на общем состоянии человека.

Рекомендуемые гигиенические параметры в жилище в летний период года в Республике Узбекистан составляют: температура воздуха 26-270С, относительная влажность воздуха 30 - 45 % , подвижность воздуха 0,20 м/с [5,20].

Повышение температуры воздуха в жилище до 280С, даже при увеличении его подвижности до 0,25 м/сек, с гигиенической точки зрения, не может считаться благоприятным для организма и может быть допущено лишь в качестве временного расчетного норматива при радиационном охлаждении [20].

Для снижения перегрева жилой среды в Узбекистане необходим комплекс мероприятий по регулированию радиационного, аэрационного и температурно-влажного режимов. Защищать здания от перегрева, как правило, сложнее, чем от холода, и в 3 - 10 раз дороже [13]. Важнейший принцип улучшения микроклимата жилой среды - комплексная солнцезащита: использование отражающих свойств отделочных материалов наружных поверхностей ограждений и зеленых насаждений, применение солнцезащитных средств для светопроемов, несветопрозрачных конструкций и элементов территории.

В жарких районах озеленение прилегающих к зданию территорий приобретает особое значение как мера снижения температуры окружающего здание воздуха. Защищая здания от солнечных лучей, зеленые насаждения поглощают солнечную энергию и, выделяя влагу, охлаждают воздух, очищают и фильтруют его. Используя зеленые насаждения, можно снизить температуру воздуха на участке на 1,5…2,5 0С, интенсивность солнечной радиации - до 40…50%, загрязнение воздуха - на 25 … 40%. Озеленение территории повышает влажность воздуха (по сравнению с открытой местностью) на 7…12%. Травяной покров существенно (на 18…30%) снижает влияние отраженной радиации. Также зеленые насаждения влияют на условия вентиляции участка и здания [26].

На создание микроклимата в помещении оказывает влияние режим проветривания - аэрация. Однако влияние ветра может быть как позитивным, так и негативным. Это определяется скоростью ветра и температурой воздуха. Так при температуре (28 - 33)0С и скорости (1 - 4) м/с ветер снижает неблагоприятное воздействие температуры, проветривание улучшает микроклимат. При более высоких температурах, особенно при относительной влажности воздуха менее 25% и скорости более 4 м/с, ветер не дает облегчения и вызывает раздражение. Поэтому эффективным проветривание становится в прохладное время суток (ночное проветривание), в этом случае ускоряется охлаждение внутренних поверхностей ограждающих конструкций и предметов, также одновременно снижается средняя лучистая температура помещения. Удовлетворительной вентиляцией считается воздухообмен со скоростью 0,5 м/с [21].

Летний микроклимат помещений формируется при непосредственном воздействии внешней среды и зависит от различных конструктивных, планировочных и градостроительных факторов. В жарких сухих районах целесообразны ограждающие конструкции из материалов, обладающих малой теплопроводностью и высокой теплоустойчивостью [24].

Наибольшая доля теплопотерь и теплопоступлений приходится на прозрачные участки ограждений. Среди технических приемов снижения теплопотерь и теплопоступлений жилых и общественных зданий на одном из первых мест находится совершенствование заполнений оконных проемов. Минимальное отношение площади светопроемов к площади пола помещения должно быть не ниже 1 : 8. При уменьшении площади оконного проема к площади пола комнаты от 1 : 4 до 1 : 7 удельный расход тепла сокращается на 8-10% [1]. Потери тепла через остекление достигают 40-50% общих потерь тепла через остальные наружные ограждающие конструкции, поскольку через 1м2 окна с двойным остеклением уходит почти в 2 раза, а через одинарное стекло - в 3 раза больше тепла, чем через стену [17]. Современные технические решения позволяют заметно повысить энергоэкономичность светопроемов гражданских зданий [4].

Выбор типов солнцезащитных устройств зависит от степени регулировки солнцезащитного устройства, ориентации светопроема и положения солнцезащиты по отношению к остеклению. Чаще всего применяются различные варианты солнцезащитных устройств: козырьки, итальянские шторы со скручивающимся заполнением, откидные или сдвигающиеся ставни с регулируемым жалюзийным заполнением, жалюзи, раздвижные и складывающиеся экраны ставного типа, вертикальные регулируемые ребра, ячеистые регулируемые устройства, специальные устройства для вьющейся зелени (рис. 1.1). В Узбекистане рекомендуется применять наружные солнцезащитные конструкции, обладающие наибольшей эффективностью по сравнению с внутренними и межстекольными [1]. Использование солнцезащитных конструкций эффективно не только для светопрозрачных участков ограждений, но и для стен и покрытий зданий.

В жарком сухом климате стены должны надежно защищать помещение от горячих потоков воздуха, пыли, песка, яркого дневного света и, самое главное, от теплового воздействия солнца - высоких температур и их резких колебаний. Этому соответствуют сплошные массивные стены, обладающие большой теплоустойчивостью.



1 - стационарные козырьки (а - сплошные, б, в - решетчатые); 2 - маркизы (а - обычный тип с боковыми гранями, б - венецианский тип без боковых граней); 3 - наклонные регулируемые устройства (а - итальянский тип, б - ставенный тип, складчатый тип); 4 - горизонтальные жалюзи (а - ребра-жалюзи, б - венецианские шторы-жалюзи); 5 - вертикальная солнцезащита (а - нерегулируемые ребра-солнцеломы, б - регулируемые вертикальные жалюзи); 6 - ячеистая солнцезащита (а - с преобладанием горизонтальных, б - вертикальных элементов); 7 - штора и драпировка (а - шторы, б - шторы- драпировки, в - драпировки); 8 - ставни (а - откидывающиеся, б - скользящие, в - складчатые); 9 - экраны (а, б - сплошной и жалюзный на окна, в - для летнего помещения).

Рис. 1.1.Типы солнцезащитных устройств

Массивная стена днем нагревается, аккумулируя теплоту, а в ночное время, когда наружные температуры резко снижаются, отдает его более прохладной воздушной среде. Однако сооружение массивных конструкций связано с большими затратами. Снижение этих затрат может быть достигнуто применением многослойных стен и стен с воздушными прослойками [26].

I. Основные варианты решений; а - массивная стена; б - стена из эффективных материалов; в - то же, с солнцезащитными устройствами; г - полая стена; д - стена с экраном; е - то же, с регулируемыми жалюзи в верхней части. II. Деталь стены; 1 - кладка из пустотного кирпича; 2 - штукатурка; 3 - полое пространство; 4 - прокладка из алюминия и битумокартона; 5 - кладка из сплошного кирпича; 6 - элемент связи; 7 - железобетонная плита перекрытия; 8 - фундамент; 9 - камень, обеспечивающий перевязку; 10 - нижний воздухозабор

Рис. 1.2. Конструктивные решения наружных стен в жарких сухих районах

Современная конструкция стены может обеспечить существенное снижение толщины ограждений за счет использования воздушных прослоек и применения пустотелого кирпича (рис. 1.2).

Ученые Г. Куба и М. Данби, в противоположность традиционному решению здания с наружными массивными стенами, предлагают размещать массивные стены внутри здания (рис. 1.3). Такие стены не будут источником тепловыделений в помещения, так как не подвергаются солнечному облучению и охлаждаются при ночном проветривании. Окрашивать стены необходимо в светлые тона. Как известно белый цвет обладает высоким коэффициентом отражения: 79% солнечных лучей он отражает и только 21% поглощает [26].

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - традиционная конструкция стены; б - по конструкции ученых Г. Куба и М. Данби.

Рис. 1.3. Расположение массивных стен

Для защиты от солнечного облучения могут быть применены горизонтальные козырьки, вертикальные ребра, щиты-экраны и др. Особенно эффективны щиты-экраны; ими можно полностью затенить наружные стеновые конструкции здания. Они являются составной частью наружной стены и не допускают аккумуляции солнечного тепла в толще ограждения. Свободная циркуляция воздуха в образованной воздушной прослойке между щитом-экраном и стеной удаляет избыточное тепло и снижает теплопоступления через стеновые конструкции в летнее время. В результате температура стены снижается до температуры, какая должна быть у стены в тени или у стены северной ориентации. Солнцезащитные экран уменьшает максимальную температуру поверхности стены белого цвета на 9 - 10 0С [1]. Особенно эффективны дюралевые щиты-экраны, поскольку они имеют низкую поглощательную способность и высокий коэффициент температуроводности. Оптимальная толщина вентилируемой воздушной прослойки между щитом-экраном и стеновой панелью должна составлять 5-10 см. Отношение площади отверстий к площади панели рекомендуется принимать не менее 1:20 [23]. Применение солнцезащитного экрана с вентилируемой воздушной прослойкой значительно повышает теплоустойчивость указанных конструкций, которые могут применяться в любых климатических районах Узбекистана.

По сравнению с остальными элементами зданий, покрытие получает максимальное количество солнечной радиации - всего на 26% меньше, чем все четыре стены, вместе взятые [1]. Основная задача покрытий, кроме зашиты от атмосферных осадков, обеспечить защиту помещений от перегрева сверху, снизить температурный перепад между нижней поверхностью покрытия и внутренним воздухом. Конструкции покрытий играют большую роль в создании оптимального микроклимата помещений.

Известны два основных способа защиты зданий от перегрева посредством конструктивного решения покрытия.

I. Повышение тепловой инерции. Применение легких теплоизоляционных материалов, то есть конструкции с эффективными утеплителями малой толщины (с малой коэффициентом теплопроводности) не дает значительного теплозащитного эффекта и требует дополнительных конструктивных мероприятий для снижения теплопоступлений в помещение, в свези с чем необходимо применение массивных ограждений.

II. Солнцезащитные устройства. Для зашиты кровли от солнечной радиации применяются следующие мероприятия: а) светлая окраска; б) охлаждение водой (водонаполнение и орошение); охлаждение воздухом (вентиляция и затемнение).

Кровли светлых тонов, отшлифованные и рифленые поверхности, а также поверхности, покрытые алюминием, белом лаком, фольгой обладают высокой отражающей способностью, обеспечивают снижение температур поверхности кровли на 150С и более, а также уменьшают величину тепловых потоков в 1,5 - 2 раза. Однако быстрое их загрязнение и пыль снижают отражательный эффект и долговечность кровли [13].

В водонаполненных покрытиях слой воды снижает максимальную температуру кровельного материала летом до 40 - 50%, защищает от влияния атмосферных воздействий и резкой смены температуры [19]. Его эффективность зависит от интенсивности испарения с водной поверхности. Установлено, что чем ниже относительная влажность воздуха, тем выше величина испарения. При падении относительной влажности с 60 до 20% при одной и той же температуре испарение увеличивается в 2 раза [6]. Температура поверхности кровли зависит от толщины слоя воды [19]. Для государств Центральной Азии расход воды при толщине слоя 5 - 7 см равен 10 - 11 л/м2, при небольшом сливе через патрубки (от зеленения воды) - не менее 15 л/м2 за часы облучения [9]. Вместе с тем, для водонаполненных покрытий требуются нулевые уклоны, материалы высокого качества и точность работ. Вода - хороший аккумулятор пыли, различных примесей, хорошая среда для развития бактерий, микроорганизмов и водорослей. Поддержание на кровле определенного уровня воды требует специальных регулирующих устройств и оборудования.

Разновидность водонаполненных покрытий - орошение - системы обрызгивания кровельного ковра, включаемая в часы максимальных наружных температур.

Известны три способа орошения: непрерывное распыление, прерывистое и кратковременное. Все они дают примерно одинаковый теплозащитный эффект (среднесуточная и максимальная температуры наружной поверхности соответственно на 9,50С и до 300С ниже, чем покрытия без орошения). Если недостатком первых двух является значительный расход воды (250 - 140 л/м2), то кратковременное распыление позволяет снизить его до 15 - 25 л/м2 за часы облучения. Основной недостаток этого способа солнцезащиты - значительный расход воды и необходимость устройства разбрызгивающих установок.

Охлаждение кровли воздухом - одно из перспективных солнцезащитных решений покрытий зданий. Определенный эффект дают крыши-теневые устройства, выполненные в виде второй кровли [13]. Кровли с теневыми устройствами более дорогие из-за высокой стоимости солнцезащиты. Однако, при комплексной оценке недостатков водонаполненных покрытий, дефицитности воды для государств Центральной Азии, сравнительно большом сроке службы и долговечности покрытия с теневыми устройствами могут оказаться более экономичными. Для выбора солнцезащитных устройств нет твердых рекомендаций.

В сухом жарком климате применяются преимущественно следующие виды крыш - скатные (имеющие уклон более 10°) и плоские (с уклонами до 10°), а также купольные и сводчатые, позволяющие резко снизить эффект солнечного облучения и повысить эффект охлаждения при омывании воздухом за счет развитой поверхности покрытий. Устраивают также двойные покрытия с вентилируемым пространством. Не исключено применение тяжелых покрытий из теплоемких материалов, а также крыш - ванн и орошаемых крыш [26].

Скатные покрытия устраивают как в жарком влажном, так и в жарком сухом климате. Они могут быть односкатные и двускатные, с чердаком и с воздушной прослойкой. Односкатных покрытия, по сравнению с двускатными, имеют ряд преимуществ. Вентиляция в них осуществляется проще, отсутствует такой сложный элемент, как конек, сток воды идет в одну сторону, то есть необходимо устройство только одного карниза.

Бесчердачный вариант скатных покрытий удовлетворителен лишь при крыше из алюминия. Обладая большой отражательной способностью, он резко снижает теплопоступления через крышу. Однако необходимость тепловой защиты чердачного перекрытия сохраняется, поэтому поверх его несущей конструкции укладывают теплоизоляцию. Устройство проветриваемого чердачного пространства с естественной или побудительной вентиляцией значительно улучшает работу покрытия. Эффективная вентиляция чердака обеспечивает почти полную защиту от воздействия солнечной радиации.

В Бухаре и Ташкенте аналогичные по теплофизическим свойствам разные типы покрытий исследовались при максимальной температуре наружного воздуха 350С, при этом амплитуда температуры на потолке составляла 0,60С, а на наружной поверхности покрытия - от 17,1 до 37,40С [1]. Крыша надежно защищала помещения верхнего этажа от теплопоступлений, о чем свидетельствуют и данные температурных измерений по этажам (табл. 1.1 и 1.2) [1].

Таблица 1.1

Среднедневная температура воздуха по этажам с разными типами покрытий, 0С

Объект наблюдений	Этажи
	1	2	3	4
Жилой дом серий 310, чердачная крыша, г.Ташкент Жилой дом серий 1-464, совмещенное невентилируемое покрытие, г. Бухара Жилой дом с экспериментальной принудительно-вентилируемой крышей, г. Бухара	26,2 29,2 29,8	27,8 30,4 30,3	28,2 30,8 30,7	30,0 30,9 29,6

Таблица 1.2

Среднедневная температура воздуха по этажам (г. Бухара), 0С

Часы замера	Дом с вентилируемой крышей	Дом с совмещенной невентилируемой крышей
	1	2	3	4	1	2	3	4
8.00 10.30 13.00 15.00 Средняя	29,1 29,9 30,1 30,2 29,8	29,9 30,3 30,5 30,6 30,3	30, 30,6 30,9 30,9 30,7	28,8 29,6 30,0 30,0 29,6	28,1 29,2 29,9 29,9 29,2	29,4 30,4 30,8 30,8 30,4	30,4 31,0 31,0 31,0 30,8	30,4 31,1 31,1 31,1 30,9

Совмещенные покрытия наиболее распространенны в сухом климате и чаще всего являются эксплуатируемыми. Их конструктивные решения и пути совершенствования, с точки зрения повышения энергоэффективности, рассмотрены в разделе 1.3.

1.2 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В КРЫШАХ

Крыша - верхняя венчающая часть здания - служит для зашиты его от вредного воздействия атмосферных осадков (дождя, снега), резких колебаний наружной температуры, а также от действия солнца и ветра. Крыша должна обладать достаточной прочностью для восприятия различных нагрузок [29].

В крыше протекает множество сложнейших теплофизических процессов. Основной составляющей, которого является неоднородное солнечное облучение на поверхности крыши. Крыши зданий испытывают больше тепловых воздействий, чем стены. Объясняется это более интенсивным действием солнечной радиации на горизонтальную поверхность. Эксплуатационные качества покрытия крыши оказывают значительное влияние на условия проживания людей в верхних этажах жилого дома, а также сохранность наружных стен, чердачных перекрытий, балконов верхних этажей. Функция предохранения здания от воздействия солнца, атмосферных осадков возлагается на самый верхний элемент крыши - кровлю. Очень важным является содержание кровель. Различные кровельные материалы обладают разной чувствительностью к солнечной радиации. Асбошиферная крыша может нагреваться до 55 - 600С, а рубероидная запыленная - до 700С. В результате происходит перегрев верхних этажей многоэтажных зданий, и ухудшаются параметры микроклимата помещений [1]. Солнечное излучение практически не оказывает влияние на керамическую и цементно-песчаную черепицу, а также на кровли из металлов без нанесенных на них полимерных покрытий. Весьма чувствительны к солнечной радиации материалы на основе битума: от воздействия ультрафиолетового излучения у них ускоряется процесс старения. Поэтому, выбирая кровельный материал для применения, следует удостовериться, что он обладает достаточной теплостойкостью [29]. Чем больше (но не более 900) угол падения солнечных лучей к поверхности, тем большее количество солнечной радиации будет воздействовать на нее. Наибольшее количество солнечной радиации приходится на поверхность, перпендикулярную направлению солнечных лучей, наименьшее количество - на вертикальные поверхности, ориентированные на север [25].

Крыша функционирует в довольно жестком температурном режиме, испытывая как пространственные, так и временные температурные колебания. Как правило, ее нижняя поверхность (потолок) имеет температуру, близкую к температуре воздуха в помещении. Колебания температуры воздуха в помещениях в зимнее время не должны превышать санитарной нормы: для жилых и общественных зданий это величина не должно превышать при наличии центрального отопления +1,50 в течение суток [24]. Температура наружной поверхности крыши может быть неоднородной из-за неодинаковой освещенности солнцем разных ее поверхностей. Поэтому, во избежание деформаций и разрушения, очень важно, чтобы материалы, «работающие» в единой конструкции, имели близкие коэффициенты температурного расширения.

При суточных и сезонных колебаниях температуры на некоторых частях кровли может образовываться конденсат. Особенно активно это происходит в холодное время года, когда разность между температурой в середине постройки и снаружи очень большая. При этом главной целью «атаки» атмосферных воздействий выступает утеплитель, когда его верхние и нижние поверхности «ощущают» температуру, которая отличается десятками градусов. В то же время, чем ниже температура, тем больше давление водяного пара из помещения в подкровельное пространство, а холодный воздух способен удерживать меньше пара. Как следствие, утеплитель, вобрав в себя большое количество влаги, перестает выполнять свое целевое назначение. Чтобы теплоизоляционный материал выполнял свою функцию, он должен быть как можно более сухим. При увеличении влажности всего на 5% теплоизоляционная способность материала уменьшается почти в два раза [28].

Источником водяного пара, образующегося в помещениях зданий и который негативно влияет на кровельную конструкцию, может выступать приготовление пищи, стирка, купание и т.п. В процессе диффузии и конвективного переноса водяной пар поднимается вверх и, охлаждаясь до температуры ниже точки росы, конденсируется в подкровельном пространстве (рис. 1.4).

Количество образующейся влаги тем выше, чем больше разница температур воздуха снаружи и в помещениях здания, поэтому в зимнее время влага довольно интенсивно накапливается в подкровельном пространстве.

Существенным барьером на пути проникновения пара в подкровельное пространство является специальная пленка с низкой паропроницаемостью, которую в конструкции крыши помещают непосредственно под теплоизоляцией [29]. Одна пароизоляция не в состоянии полностью исключить поток пара изнутри в подкровельное пространство. Поэтому необходимо, чтобы вся влага, накопившаяся в теплоизоляционном слое зимой, летом выходила наружу. Эта задача решается конструктивными мерами. Так для плоских крыш рекомендуется не сплошная, а частичная приклейка кровельных материалов к основанию, а в скатных крышах устраивают специальные вентиляционные зазоры - верхний и нижний. Вентиляционный зазор в основном зависит от длины ската и угла наклона кровли. В большинстве случаев высота вентиляционной камеры - 5 см (рис. 1.5).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.4. Схема движения водяного пара в под кровельном пространстве [28]

Для скатной конструкции необходимы три основных элемента вентиляции: каналы для притока воздуха, каналы над теплоизоляцией (для циркуляции воздуха), вытяжные каналы (в верхней части кровли).

Необходимо защищать крыши от снега, дождя, направление которых под влиянием ветра может быть горизонтальным. Большое влияние на влажностный режим бесчердачных покрытий оказывает гидроизоляционный ковер, назначение которого предохранять покрытие от увлажнения его дождевой или талой водой. Гидроизоляционный ковер является, в то же время, и хорошим пароизоляционным слоем, а расположение его с наружной поверхности покрытия - это причина конденсации влаги под ковром. Особенно опасной будет конденсация влаги в покрытиях деревянных или утепленных органическими материалами, так как она может привести к загниванию их [25].

Рис. 1.5 Устройство вентиляционных зазоров в скатных крышах [28].

Устройство в таком случае второго пароизоляционного слоя у внутренней поверхности покрытия не вполне достигает цели, так как этот слой всегда будет более паропроницаем, чем рулонный ковер, и уменьшение интенсивности конденсации, совсем ее не устранит.

Прекрасно справляются с вышеперечисленными негативными явлениями вентилируемые покрытия, имеющие много преимуществ. Зимой такая крыша позволяет оптимизировать затраты на отопление помещений и предупреждает теплопотери. Летом кровельная конструкция прекрасно противостоит жаре благодаря тому, что свежий воздух, поступающий в вентилируемое пространство, нагреваясь, поднимается вверх и выходит, унося с собой тепло, полученное от кровельного покрытия, и влагу, взятую от утеплителя [25].

Вентилирование покрытия наружным воздухом гарантирует от конденсации влаги (рис. 1.6). Если воздушная прослойка невентилируемая, в покрытии происходит конденсация влаги, несмотря на то, что у внутренней поверхности его уложена железобетонная плита.



Рис. 1.6. Совмещенное покрытие с вентилируемой воздушной прослойкой

Конденсация влаги в покрытии будет значительно большей при вентилировании воздушной прослойки внутренним воздухом здания. Поэтому воздушная прослойка с внутренним воздухом недопустима [16].

Наиболее полно теплофизические преимущества вентилируемой крыши проявлялись в период принудительной вентиляции. Постоянный поток воздуха в прослойке со скоростью 0,8 - 1,0 м/с улучшает температурный режим крыши. Температура поверхности утеплителя приближается к температуре наружного воздуха, превышая ее лишь на (1 - 2)0С [25]. Таким образом, действие принудительной вентиляции позволяет снять значительную долю тепла с покрытия, а это, в свою очередь, улучшает микроклимат в здании. Вентилируемые конструкции являются наиболее эффективным типом покрытия для жилищ в условиях Республики Узбекистан.

Совмещенные невентилируемые покрытия - бесперспективные с теплофизической точки зрения, так как этот тип крыш снижает суточную амплитуду и соответственно максимальную температуру, но не уменьшает среднесуточную. Для совершенствования данного типа крыши следует применять более легкие ячеистые бетоны, совмещая в одном конструктивном слое несущие и теплоизолирующие функции [1].

1.3 СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СОВМЕЩЕННЫХ ПОКРЫТИЙ

В настоящее время крыши многоэтажных гражданских зданий проектируются из сборных железобетонных элементов. Это обусловлено прежде всего высокой надежностью по сравнению с традиционными крышами. Такие крыши выполняются, как правило, малоуклонными с внутренним водоотводом. Применяются три типа конструкций крыш: чердачные, бесчердачные (совмещенные) и эксплуатируемые (рис.1.7).

Рекомендации по типу конструкции крыши, метода гидроизоляции покрытия и системы водоотвода осуществляется с учетом назначения здания, его этажности, климатических условий района строительства представлены табл. 1.3 [12].

Совмещенные крыши - это пологие бесчердачные покрытия, в которых крыша совмещена с конструкцией чердачного перекрытия, а нижняя поверхность является потолком помещений верхнего этажа. Совмещенные крыши рекомендуется устраивать пологими, с уклоном 2,5% в виде гидроизоляционного ковра, выполненного из рубероида в три слоя [2]. По сравнению с чердачными, такие крыши стоят дешевле, требуют при возведении меньших затрат труда и поэтому широко распространены в современном строительстве [1].



а - чердачные; б - бесчердачные.

Рис. 1.7. Принципиальные схемы крыш из железобетонных элементов

Обозначение климатических районов в таблице дано в соответствии с СНиП 2.01.01-82.

При устройстве совмещенной крыши весьма целесообразно в одном монтажном элементе сочетать несущие тепло-, гидроизоляционные и вентиляционные функции, создавая крупноразмерную панель большой заводской готовности [2].

По конструктивным признакам совмещенные покрытия делятся на три группы:

Покрытия из крупных панелей заводского изготовления, монтируемые в один прием:

§ однослойны из легких и ячеистых бетонов (керамзитобетон, пенобетон, газобетон, газосиликат и др.);

§ коробчатого сечения с заполнением полости теплоизолирующим материалом;

§ двумя железобетонными плитами, между которыми заложен утеплитель (рис. 1.8)

Таблица 1.3

Выбор конструкций крыш и их уклонов в зависимости от типа зданий и климатических условий района строительства [25].

Покрытия из крупных панелей заводского изготовления, монтируемые в два приема (рис. 1.9 а)



а, б - однослойные панели (1 - несущий утеплитель из легкого бетона, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, газосиликат; 2 - гравий светлых тонов, втопленный в битумную мастику; 3 - гидроизоляционный ковер из рубероида; 4 - каналы осушающей вентияции); в - панели коробчатого типа, г - панели из двух ребристых плит (1 - коробчатая панель из железобетона или армоцемента; 2 - жесткий или гибкий утеплитель: пеностекло, минераловатная плита; 3 - прослойка осушающей вентиляции; 4 - гидроизоляционный ковер из рубероида; 5 - гравий светлых тонов, втопленный в битумную мастику; 6 - железобетонная ребристая плита).

Рис. 1.8. Конструкции совмещенных покрытий

Комплексные панели покрытий повышенной заводской готовности (рис.1.10) совмещают несущие, паро- и теплоизоляционные функции. Они состоят из двухслойных плит, нижний слой (несущая основа) которых - из тяжелого железобетона, верхний -- из ячеистого бетона или керамзитобетона, пенопласта, фибролита. Комплексные панели могут быть различных конструкций. В качестве несущей основы иногда применяют сборную предварительно напряженную плиту. Пароизоляцией служит рубероид марок РПП-300А (Б; В) и РПЭ-300. Комплексные панели покрытий повышенной заводской готовности позволяют исключить в построечных условиях операции по устройству паро- и теплоизоляции, цементно-песчаной стяжки, грунтовки основания и выполнения гидроизоляционных слоев [1].

а - с несущим утеплителем (1 - несущая железобетонная плита; 2 - несущий утеплитель из легкого бетона: керамзитобетон, пенобетон, газобетон; 3 - каналы осушающей вентиляции; 4 - гравий светлых тонов, втопленный в битумную мастику; 5 - гидроизоляционный ковер из рубероида); б - с засыпанным утеплителем (1 - несущая многопустотная или сплошная плита; 2 - утеплитель - керамзит, доменный шлак; 3 -цементная или асфальтовая стяжка; 4 -четыре слоя рубероида на горячей битумной мастике; 5 - светлый гравий в битуме);

Рис. 1.9. Конструкции совмещенных покрытий

В качестве несущей основы иногда применяют сборную предварительно напряженную плиту. Пароизоляцией служит рубероид марок РПП-300А (Б; В) и РПЭ-300.

Совмещенные крыши бывают:

- невентилируемые, отличающиеся простотой устройства, но требующие в построечных условиях защиты утеплителя от увлажнения;

- частично вентилируемые через поры или каналы в толще панели;

- вентилируемые, имеющие каналы (прослойки), предназначенные для сушки утеплителя и предупреждения вздутий рулонного ковра кровли.

1 - кровельный ковер; 2 - стяжка; 3 - теплоизоляция; 4 - пароизоляция; 5 - несущая плита

Рис. 1.10. Комплексная панель покрытия повышенной заводской готовности

Невентилируемые крыши (называемые ранее теплыми) - это однослойные крыши, в которых утеплитель и кровля лежат на несущей конструкции [34].

Невентилируемые совмещенные покрытия могут иметь два конструктивных решения -- с теплоизоляцией, раздельной от несущей конструкции и совмещенной с ней.

В конструкцию невентилируемого совмещенного покрытия входит:

· несущая плита;

· пароизоляция - битумная мастика или рулонные материалы;

· утеплитель - 2-х слойный (шлак, а по верху - плитный утеплитель). Толщина принимается по расчету;

· выравнивающая стяжка из цементно-песчаного раствора или асфальтобетона толщиной 15-20 мм, если утеплитель сыпучий - стяжка 25-30 мм с армирующей сеткой;

· рулонная кровля.

Невентилируемые крыши применяют в тех случаях, когда исключается накопление влаги в покрытии в период эксплуатации. Такие покрытия могут выполняться с теплоизоляцией, совмещенной с несущей конструкцией (рис.1.11).

Рис. 1.11. Невентилируемая крыша

Пароизоляционный слой в виде одного или двух слоев рубероида или пергамина на мастике предусматривают для защиты теплоизоляции от увлажнения водяными парами, проникающими со стороны внутренних помещений. В качестве утеплителя применяют плитные или сыпучие теплоизоляционные материалы. При выборе теплоизоляционных материалов учитывают их прочность и деформационные свойства под действием эксплуатационных нагрузок. Поверх теплоизоляции делают выравнивающий слой (стяжку) из цементного раствора. По стяжке устраивают кровлю. Ее выполняют из рулонных кровельных материалов в несколько слоев. Наклеивают их на холодную или горячую мастику. Для защиты гидроизоляционного ковра от повреждений делают защитный слой в виде насыпок из песка или мелкозернистого гравия, втопленного в верхний слой мастики, или слоя рубероида.

Утеплителем для невентилируемых совмещенных крыш служат доменные и котельные шлаки средней плотностью 500 - 1000 кг/м3, керамзит, пенокерамзит, пеностекло, пенобетон и др.

Невентилируемые крыши построечного изготовления всегда имеют пониженные эксплуатационные свойства относительно вентилируемых [34].

Теплые покрытия устраивают над отапливаемыми помещениями с нормальной и повышенной (более 70-75%) влажностью воздуха [36]. Отвод талой воды с покрытия делают наружным: организованным или неорганизованным (рис.1.12).

Другим особым типом плоской невентилируемой крыши является инверсионная крыша. Гидроизоляция в ней находится под слоем теплоизоляции для защиты от неблагоприятных погодных воздействий. Конструктивное решение покрытия с кровлей в инверсионном варианте включает: железобетонные сборные или монолитные плиты; кровельный ковер; теплоизоляцию; разделительный (фильтрующий) слой -- холст из синтетических волокон; пригруз из гравия или бетонных плиток из расчета 5,0 МПа (рис.1.13).

В конструкции «инверсионной» кровли гидроизоляционная мембрана защищена от температурных воздействий (перепады температуры, предельные значения, циклическое замораживание-оттаивание), от разрушающего воздействия УФ - облучения и механических повреждений, а к преимуществам можно отнести: возможность быстрого монтажа при любой погоде, отсутствие необходимости в пароизоляционном слое [33].

При реализации концепции «инверсионной» кровли возможно создание «зеленых» крыш, эксплуатируемых террасных конструкций вплоть до организации автостоянок путем использования теплоизоляционных плит (экструдированного пенополистирола) различной прочности на сжатие (возможные нагрузки до 70 тонн на квадратный метр) [33].



а -- невентилируемая крыша с наружным неорганизованным водосбросом; б - вентилируемая крыша с наружным неорганизованным водосбросом; в -- невентилируемая крыша с внутренним отводом воды; 1 -- приточное вентиляционное отверстие; 2 -- основание под гидроизоляционный ковер; 3 -- вытяжное вентиляционное отверстие; 4 -- гидроизоляционное вентиляционное отверстие; 5 -- утеплитель; 6 -- пароизоляция; 7 -- арматурная сетка в слое цементного раствора; 8 -- воронка внутреннего водостока; 9 -- несущие конструкции крыши.

Рис.1.12. Схемы и детали совмещенных крыш

В жарких климатических районах при строительстве зданий находят применение озелененные крыши (рис.1.14). В этом случае поверх теплоизоляционного покрытия укладываются по очереди фильтрующий слой из геотекстиля, дренирующий слой из гравия или вспененного перлита, противокорневой слой из геотекстиля и слой почвенного субстрата. Высаживать на такую кровлю можно только специально предназначенные для этого растения [37].



1-стена; 2-грунтовка; 3-дополнительный кровельный ковер; 4-дюбели; 5-оцинкованная кровельная сталь; 6-пригруз из гравия; 7-предохранительный (фильтрующий) слой из синтетического холста; 8-теплоизоляция из экструдированного пенополистирола; 9-точечная приклейка теплоизоляции; 10-основной кровельный ковер; 11-сборная железобетонная плита покрытия; 12-легкий бетон; 13-гидроизоляционная прокладка.

Рис.1.13. Инверсионная кровля с теплоизоляцией из экструдированного пенополистирола

Обычным недостатком почти всех крыш является их перегрев под непосредственным воздействием солнечных лучей. Озелененная крыша от этого недостатка избавлена благодаря воздушной подушке, которая образуется травой, достигающей высоты 30 см и дающей дополнительную теплоизоляцию [1]. Кроме того, в травяной крыше происходит частичное саморегулирование теплового режима за счет испарения: чем выше температура, тем интенсивнее испарение и, соответственно, теплозатраты на него. Также снижается температура воздуха в летнее время (в среднем, до 100С) и исключается выделение опасных для здоровья человека летучих веществ и соединений из битумных кровельных материалов.



1 - растительный слой; 2 - противокорневой слой; 3 - дренажный слой; 4 - фильтрующий слой; 5 - теплоизоляционные плиты «ПЕНОПЛЭКС»; 6 - гидроизоляционный слой; 7 - уклонообразующая цементно-песчаная стяжка; 8 - железобетонная плита покрытия.

Рис.1.14. Устройство инверсионной кровли с озеленением

Однако постоянно поддерживать жизнеспособность озелененной крыши очень трудно. Поэтому более органичными выглядят предложения по организации озелененных крыш в жилых зданиях переменной этажности, в которых крыша пространственно расчленяется на ряд расположенных на различных уровнях относительно небольших по площади частей, что позволяет превратить их в индивидуальные озелененные участки [1].

Основной проблемой инверсионных кровель является влага, которая практически всегда присутствует между тепло- и гидроизоляцией. Она способствует образованию растительного слоя, зачастую нарушающего герметичность кровли, создавая разрывы, через которые происходит инфильтрация воды. К тому же даже очень тонкая прослойка воды между тепло- и гидроизоляцией приводит к уменьшению термического сопротивления конструкции, которое может оказаться весьма существенным [34].

Невентилируемые совмещенные покрытия, несмотря на ряд производственных преимуществ и высокие технико-экономические показатели, в отапливаемых зданиях применяются ограниченно. Причиной являются неудовлетворительный температурно-влажностный режим таких покрытий, а также возможность образования наледей и постепенного разрушения верхних слоев кровли при попеременном перегреве и охлаждении ее. Эти недостатки в меньшей мере проявляются в покрытиях, где несущими конструкциями служат настилы и панели с круглыми, овальными, вертикальными и другой формы пустотами.

Невентилируемые совмещенные покрытия рекомендуются в тех случаях, когда благодаря применению конструктивных мероприятий исключается прогрессирующее в процессе эксплуатации накопление в покрытиях влаги.

Как было упомянуто выше, совмещенные покрытия бывают также вентилируемые и частично вентилируемые. Вентилируемые совмещенные покрытия рекомендуется применять в районах с расчетными температурами ниже минус 300 (для удаления водяных паров), а также в жарком климате (для проветривания и охлаждения). Вентилируемая крыша на 30 - 35% дороже бесчердачной глухой и является более трудоемкой. Однако устройство ее в условиях, указанных выше, а также над влажными помещениями является необходимым [3].

Вентилируемые совмещенные покрытия проветриваются через воздушные прослойки, щели или каналы, предусматриваемые в толще покрытия и вентилируемые наружным воздухом, который поступает через специально устраиваемые продухи.

Частично вентилируемые покрытия имеют в материале панели поры или каналы, расположенные в верхней толще панели (рис. 1.15).



1 -- гидродроизолиционный 3 - 5 слойный рулонный ковер с защитным слоен из мелкого гравия, втопленного в битум; 2 -- плоская несущая железобетонная плита; 3--мопс из легкого бетона; 4 -- цилиндрические каналы диаметром 30 -- 40 мм.

Рис. 1.15. Конструкции частично вентилируемой крыши

Воздушная прослойка уменьшает влияние солнечной радиации в летний период и снижает влагонакопление в теплоизоляционных слоях покрытия в зимний.

В конструкцию покрытия с вентилируемой воздушной прослойкой входят следующие слои, считая от нижней поверхности: несущая плита, теплоизоляционный слой, вентилируемая прослойка, наружный экран, гидроизоляция, верхний защитный слой (рис. 1.16). В зависимости от климатических условий района строительства, назначения здания и его температурно-влажностного режима, вида используемых материалов и т. п. некоторые слои могут отсутствовать или совмещаться в одном слое [32].

Воздушные прослойки устраивают с выводом приточных отверстий в карнизной части крыши, а вытяжных -- в коньковой либо карнизной на минераловатных, фибролитовых, камышитовых и других плитах и матах, а также в виде самонесущих армированных плит из ячеистого бетона. Практикуются покрытия из ребристых железобетонных панелей, к которым подвешены щиты из листов сухой штукатурки с уложенным поверх них минеральным заполнителем. Потолок может быть подвешен с помощью брусков, забетонированных в ребра плит, или выпусков арматуры, к которым прибивают (привязывают) щиты [32].

Рис. 1.16. Конструктивное решение вентилируемой крыши

Вентилируемые покрытия могут выполняться по нескольким конструктивным схемам: составными из нескольких раздельных слоев с расположением теплоизоляционного слоя и воздушной прослойки над несущими элементами или под ними, сплошными с внутренними вентиляционными каналами [35].

Теплотехнический эффект вентилируемого покрытия достигается при расходе воздуха через прослойку 300 - 350 кг/ч. В связи с этим вентилируемые покрытия следует проектировать для районов, где скорость ветра в дневные часы не ниже 3 м/с. Высота воздушной прослойки крыши в этом случае может быть равна 10 - 15 см. При скорости ветра ниже 3 м/с, но не менее 1,5 м/с, она должна быть увеличена до 30 - 35 см.

Вентиляционные отверстия необходимо закрывать решеткой или сеткой. В вентилируемых покрытиях зданий шириной более 20 м рекомендуется вытяжные шахты. При искусственной вентиляции помещений под вентилируемыми крышами должно быть пониженное давление. В противном случае тепло из помещений будет выдавлено в воздушную прослойку крыши [1].