книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)
.pdfв свою очередь были приварены к закладным деталям двухскатных балок или ферм покрытия (рис. 10).
Плоские стекложелезобетонные панели устанавлива ли по несущим металлическим рамам размером 6 x 3 м,
которые приваривали к закладным элементам двухскат ных балок покрытия. Для исключения местной передачи нагрузки плоские панели опирали на металлические ра-
Рис. 10. Стекложелезобетонные панели на покрытии корпуса Барнаульского шинного завода
мы через резиновые прокладки. На 10 января 1967 г. был закончен монтаж всех стекложелезобетонных панелей ребристого и плоского типа на корпусе № 2 и 276 пане лей на главном корпусе Барнаульского шинного комби ната.
Обследование состояния смонтированных конструк ций зенитных фонарей из стекложелезобетонных панелей, показало:
1) снег со стеклопанелей сдувается, накапливаясь только в местах перепада высот покрытия;
2 ) стекложелезобетонные панели с эластичным слоем выдержали воздействие низких температур (до —50° С)
91
и резкие перепады температуры (до 32° С) в течение су ток;
3) количество стеклянных блоков, имеющих повреж дения (трещины, конденсация влаги внутри стеклоблока, отколы и т. п.), не превышает 0,3%; при этом причиной повреждения явился либо механический удар, либо нека чественный провар сварного шва между полублоками.
Стоимость изготовления стекложелезобетонных пане лей с эластичным слоем по фактическим заводским за тратам, включая стоимость материалов, общецеховые и накладные расходы, составила 134 р. 15 к. за одну па нель. Фактическая стоимость монтажных работ, отнесен ная к одной стекложелезобетонной панели, включая рас ходы на изготовление и монтаж опорных столиков, а так же работы по заделке стыков между панелями зенитного освещения и панелями покрытия, оказалась равной 44 р. 91 к. для зенитных фонарей из ребристых панелей и 61 р. 85 к. — при плоских стекложелезобетонных панелях. Та ким образом, полная стоимость конструкций зенитных фонарей в деле на Барнаульском шинном комбинате, от несенная к одной светопрозрачной панели, составила при ребристых панелях 179 р. 06 к., при плоских — 196 р. 00 к.
Экономический эффект от применения зенитных фона рей из стекложелезобетонных панелей взамен обычных П-образных фонарей на строительстве Барнаульского шинного комбината при площади покрытия в 50300 м2 составил по капитальным затратам 111 тыс. руб., по го довым эксплуатационным расходам 30 тыс. руб.
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1.Светопрозрачные ограждающие конструкции промышленных зданий. Под ред. В. А. Дроздова. Стройиздат, 1967.
2. С. П. С о л о в ь е в , |
А. А. К о л м о в с к о й , |
Э. М. Д у |
|||
бов. Светопрозрачные |
ограждения из |
пустотелых стеклянных бло |
|||
ков. Стройиздат, 1966. |
И. Определение величины деформации, пол |
||||
3. У л и ц к и й |
И. |
||||
зучести и усадки бетонов. Госстройиздат УССР, 1963. |
железобетон |
||||
4. А л е к с а н д р о в С. В. Расчет |
бетонных и |
||||
ных конструкций |
на |
температурные |
и влажностные |
воздействия |
(с учетом ползучести). Стройиздат, 1966.
92
Канд. техн. наук В. А. ДРОЗДОВ и инж. В. М. СОРОКИН
ИССЛЕДОВАНИЯ ФРАГМЕНТОВ ЗЕНИТНЫХ ФОНАРЕЙ
ВНАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ
Влаборатории светопрозрачных ограждений ЦНИИПромзданий проведены экспериментальные исследования по определению изменения эксплуатационных свойств новых типов зенитных фонарей в сложных климатических условиях. Для исследований было выбрано промышлен ное предприятие, расположенное на полуострове Ман гышлак (Казахская ССР). Климат полуострова резко
континентальный, среднегодовая температура составляет + 10,6° С, средняя температура наиболее холодных су ток —18° С, самого жаркого месяца (июля) +28° С, ко личество солнечных дней в году более 300. Количество тепла, поступающего при ясном небе от солнечной ра диации на горизонтальную поверхность, составляет за сутки: от прямой солнечной радиации 5820 ккал/мг, от рассеянной 1300 ккал/м2. Максимальный перепад темпе ратуры поверхности кровли за сутки достигает 70°. Сред несуточные значения относительной влажности для дан ного климатического района колеблются в пределах от 80% в зимние месяцы до 30% в летние.
Территория полуострова Мангышлак относится к наи более ветренным районам. В течение большей части года преобладают ветры восточного направления. Повторяе мость ветров со скоростью более 15 м/сек составляет в холодный период года до 15%, а со скоростью 14— 15 м/сек до 20%. Большие скорости ветра и незначи тельное количество атмосферных осадков способствуют усиленному выдуванию почвы и переносу продуктов вы ветривания. Основными компонентами солей, переноси мых с моря, являются хлориды, а с поверхностей солонча ков — сульфаты. При растворении компонентов этих со лей атмосферной влагой возникают слабые растворы соляной кислоты в первом случае и серной — во втором.
Фрагменты экспериментальных светопрозрачных кон струкций, изготовленные в лаборатории светопрозрачных ограждений ЦНИИПромзданий, были установлены в районе г. Шевченко на действующем авторемонтном за воде в цехе ремонтно-механических мастерских и цехе ремонта автомобилей (табл. 1).
Коэффициенты светопропускания и сопротивление
93
Т а б л и ц а I
Основные характеристики фрагментов зенитных фонарей, установленные для экспонирования
|
|
|
|
Габаритные |
Толщина |
"«и |
Коэффи |
|
|
|
|
|
размеры све |
5 S* у |
|||
|
|
|
|
тового |
про |
светопро |
* <о.А |
циент |
Светопропускающие запол |
<убСф |
|||||||
ема в мм |
пускаю |
4 <оа |
светопро- |
|||||
нения зенитного фонаря |
|
|
щего за- |
5 « |
пускання |
|||
|
|
|
|
|
|
полнения |
н с ; |
заполне |
|
|
|
|
|
ши |
о о т |
||
|
|
|
|
длина |
в мм |
О.е- «ч |
ния |
|
|
|
|
|
рина |
|
С с * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
62® |
|
Однослойный купол из |
1080 |
755 |
4,5 |
0,22 |
0,91 |
|||
прозрачного оргстекла |
||||||||
Двухслойный купол из |
1080 |
755 |
4,5+3,5 |
0,4 |
0,84 |
|||
прозрачного |
оргстекла |
|||||||
То же, |
с |
внутренним |
|
|
|
|
|
|
слоем из молочного орг |
1080 |
755 |
4,5+3,5 |
0,4 |
0,6 |
|||
стекла ............................ |
||||||||
То же, |
из |
|
стеклопла |
920 |
920 |
2+2 |
0,4 |
0,35 |
стика .............................. |
||||||||
Двухслойная панель из |
920 |
920 |
2+2 |
0,44 |
0,34 |
|||
стеклопластика . . . . |
||||||||
Стеклопакет |
с внеш |
|
|
|
|
|
||
ним слоем из прозрачно |
|
|
|
|
|
|||
го стекла и с внутрен |
|
|
|
|
|
|||
ним слоем из армирован |
960 |
560 |
4+5,5 |
0,41 |
0,61 |
|||
ного стекла ................... |
||||||||
То же, с верхним слоем |
|
|
|
|
|
|||
из узорчатого |
стекла с |
|
|
|
|
|
||
аэрозольным |
|
покрытием |
|
|
|
|
|
|
и с внутренним слоем из |
875 |
475 |
6+5,5 |
0,41 |
0,35 |
|||
армированного |
стекла |
теплопередаче светопропускающих заполнений фрагмен тов определены экспериментально в лабораторных ус ловиях.
Несущими конструкциями фрагментов зенитных фона рей являлись существующие сборные железобетонные плиты покрытия ПКЖ. По периметру отверстий устанав ливали обрамляющие металлические рамки из уголков, зазоры между рамкой и плитой заполняли цементным раствором. Опорные элементы для всех типов фонарей были выполнены деревянными. После утепления стакана, устройства выравнивающей стяжки и гидроизоляционно го ковра монтировали опорную раму. Для надежной гер метизации сопряжение опорной рамы со стаканом осу ществлялось вчетверть с прокладкой по периметру
94
полиизобутиленовой мастики УМС-50 (рис. 1). Образо вавшиеся зазоры между прижимной рамой и гидроизоля ционным ковром тщательно зачеканивали паклей, про питанной цементным раствором. После установки и за крепления защитного фартука, изготовленного заранее, на герметизирующих прокладках монтировали светопро пускающее заполнение. Двухслойные купола из органи ческого стекла и стеклопакеты крепили к опорной раме
Рис. 1. Опорные узлы светопрозрачных конструкций
а — узел опирания двухслойного купола из стеклопластика; б — узел опирания двухслойной панели из стеклопластика; / — фартук из оцин кованной стали; 2 — водоизоляциоиный ковер; 3 — шурупы с шагом 300 мм; 4 — губчатая резииа; 5 — светопропускающее заполнение; б—ма стика УМС-50; 7 — деревянная рама; 8 — деревянный стакан; 9 — утеп-
литель
с помощью металлических Z-образных кляммер, а одно слойные купола из органического стекла, двухслойные купола и панели из стеклопластика — с помощью шурупов с металлическими шайбами и прокладками из пористой резины.
Все фрагменты экспериментальных конструкций зе нитных фонарей были смонтированы в октябре 1964 г.
За установленными конструкциями были организова ны систематические визуальные наблюдения и инстру ментальные обследования. Основные результаты этих ис следований в течение трех лет приводятся ниже. За это время натурные исследования были проведены четыре раза (октябрь 1965, март 1966, сентябрь 1966 и июль 1967 гг.).
Обследования в октябре 1965 г. показали, что все элементы экспериментальных светопрозрачных конструк-
95
дий находились в хорошем состоянии. Однако наружная поверхность всех светопропускающих заполнений оказа лась покрытой плотным сплошным слоем мелкозернистой пыли. Поверхности органического стекла легко очища лись мокрой тряпкой, наружные стороны силикатного стекла поддавались очистке только металлическими щет ками.
Визуальный осмотр светопрозрачных элементов пос ле очистки показал, что поверхности силикатного и орга нического стекла имели гладкую и блестящую поверх ность без признаков помутнения, трещин, царапин и др.; в наружных слоях нестабилизированных стеклопластиков (состава: полиэфирная смола ПН-1—-70% и рубленое стекловолокно — 30%) обнаружены признаки атмосфер ного старения материала (точечные отслоения емс>лы диаметром 1—3 мм, потемнение стеклопластика в от дельных местах и др.).
До и после очистки экспериментально определены ко эффициенты светопропускания заполнения зенитных фо нарей. Для этого двумя люксметрами Ю-16 одновремен но определяли освещенность на горизонтальных пло щадках под куполом и открытым небом. Светотехнические измерения позволили определить влияние загрязнения на величину коэффициента светопропускания конструк ций (табл. 2).
Как видно из табл. 2, коэффициенты светопропуска ния заполнений из органического и силикатного стекла после 1 года эксплуатации фрагментов зенитных фонарей практически не уменьшились. Снижение коэффициентов светопропускания из стеклопластиков составляет от 34 до 36%, что говорит о недостаточной атмосферо- и свето стойкости изделий стеклопластиков, при изготовлении ко торых не применяли специальные меры по стабилизации.
Изучено также распределение температур и относи тельной влажности воздуха в помещении. Температуры замеряли с помощью хромель-копелевых термопар и по тенциометра КП-59, относительную влажность — аспира ционным психрометром. Относительную влажность заме ряли через каждый метр по высоте цеха. В период заме ров температура наружного воздуха была +9° С, относительная влажность 80%. При температуре в рабо чей зоне +14° С и относительной влажности 60% темпе ратура воздуха в подкупольном пространстве составляла + 17,9° С, относительная влажность 40%.
96
Т а б л и ц а 2
Коэффициенты светопропускания заполнений световых проемов после года эксплуатации
|
Коэффи |
Тип светопропускающего |
циент |
светопро |
|
заполнения |
пускания |
|
цо очист |
|
ки |
Светопотери В %
загрязне ние свер ху |
загряз нение снизу |
Коэффи |
Уменьше |
ние коэ - |
|
циент |
фицнента |
светопро |
светопро |
пускания |
пускания |
после |
в % от |
очистки |
первона |
|
чального |
Однослойный купол из |
0,5 |
6 |
31 |
0,87 |
||||||
прозрачного |
|
оргстекла |
||||||||
|
Двухслойный купол из |
0,62 |
|
7 |
0,8 |
|||||
прозрачного |
|
оргстекла |
и |
|||||||
То же, из прозрачного |
0,35 |
8 |
11 |
0,58 |
||||||
и |
молочного |
оргстекла |
||||||||
То |
же, |
из стеклопла |
|
|
|
|
||||
стика |
(отечественного) |
|
|
|
|
|||||
состава: |
|
полиэфирная |
|
|
|
|
||||
смола |
ПН-1— 70% |
и |
|
|
|
|
||||
рубленое |
|
стекловолок |
0,12 |
5 |
6 |
0,26 |
||||
но— 30% ........................ |
||||||||||
из |
Двухслойная |
панель |
|
|
|
|
||||
стеклопластика |
(им |
0,18 |
2 |
1 |
0,21 |
|||||
портного) |
|
................... |
||||||||
|
Стеклопакет |
из обыч |
|
|
|
|
||||
ного |
и |
армированного |
0,4 |
14 |
3 |
0,6 |
||||
силикатного |
стекла . . |
|||||||||
|
То же из узорчатого и |
|
|
|
|
|||||
армированного |
силикат |
0,14 |
|
4 |
0,34 |
|||||
ного стекла ................... |
8 |
4,4
0,6
3,6
34
36
1,7
СО |
эф |
Аналогичные исследования были проведены в марте и сентябре 1966 г. При осмотре состояния светопропуска ющих заполнений были обнаружены дополнительные признаки старения стеклопластиков на полиэфирных смо лах. На поверхностях куполов и панелей из стеклопла стика весною 1966 г. появились небольшие раковины, стекловолокно в отдельных местах начало отслаиваться от отвержденной полиэфирной смолы. Осенью 1966 г. число раковин на поверхностях стеклопластика увеличи лось, их поперечные размеры стали больше.
На поверхностях силикатного стекла появились плотносцементированные со стеклом образования, плохо под дающиеся очистке.
7—960 |
97 |
Купола из органического стекла легко очищались влажной тряпкой. Поверхности всех куполов после очист ки оставались блестящими без заметных механических повреждений.
Весною и осенью 1966 г. были экспериментально оп ределены коэффициенты светопропускания заполнений световых проемов экспериментальных конструкций (табл. 3).
Т а б л и ц а 3
Коэффициенты светопропускания заполнений опытных конструкций, замеренные в 1966 г.
|
|
|
|
Коэффициент светопро |
||
|
|
|
|
пускания |
|
|
Тнп |
конструкции |
|
|
в |
сентябре |
|
|
|
|
|
марте 1966 г. |
||
|
|
|
|
|
1966 г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Однослойный купол из прозрачного орг |
0,87 |
|
0,86 |
|||
стекла ......................................................... |
купол |
из |
прозрачного |
|
||
Двухслойный |
0,82 |
|
0,82 |
|||
оргстекла ................................................. |
|
|
|
|
||
Двухслойный купол из прозрачного и |
0,58 |
|
0,57 |
|||
молочного о р гс те к л а |
............................ |
|
|
|||
Двухслойный купол из стеклопластика |
0,28 |
|
0,25 |
|||
Двухслойная |
панель |
из |
стеклопла |
0,21 |
|
0,16 |
стика ........................................................ |
|
|
|
|
||
Стеклопакет из обычного и армирован |
0,6 |
|
0,59 |
|||
ного стекла ............................................... |
|
|
|
|
||
Стеклопакет из узорчатого и армиро |
0,34 |
|
0,32 |
|||
ванного стекла .......................................... |
|
|
|
|
Для большинства экспериментальных конструкций в течение 1966 г. светопропускание стабилизировалось (за исключением конструкций из стеклопластика).
Действующими нормами светотехнические характери стики светопрозрачных конструкций предусмотрено опре делять при диффузном (рассеянном) свете, так как толь ко в этом случае они постоянны и практически не зави сят от времени дня и высоты стояния Солнца. Однако в ряде районов СССР (например, Казахстан и Средняя Азия) число солнечных дней в году значительно больше, чем пасмурных. Поэтому в натурных условиях сделана попытка определить коэффициенты светопропускания экспериментальных светопрозрачных конструкций в яс ный солнечный день в зависимости от высоты стояния
98
Коэффициент сбетопрвлускашя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент пропускания |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2. |
Значение коэффициентов |
светопропускания и |
пропускания |
|||||
различных видов остеклений в зависимости |
от времени |
суток |
||||||
а — для |
чистых конструкций; |
б — для |
загрязненных |
конструкций: |
1 — купол |
|||
двухслойный прозрачный из |
оргстекла; |
2 — купол |
двухслойный |
с внутренним |
||||
слоем из |
молочного оргстекла; 3 — стеклопакет из |
прозрачного и |
армированно |
|||||
го стекла; 4 — стеклопакет с |
аэрозольным |
покрытием; 5 — купол |
из стекло |
|||||
|
пластика; |
б — панель нз |
стеклопластика |
|
|
Солнца. В этом случае коэффициенты светопропускания вычисляли по замерам освещенности на горизонтальных площадках, .причем вместо 8 точек измерения в послед нем случае брали не менее 12 на различных участках светопропускающего заполнения.
7* |
99 |
Для зенитных фонарей с плоскими светопропуска ющими заполнениями коэффициенты светопропускания зависят от высоты стояния Солнца (рис. 2).
Значения коэффициентов для силикатного стекла, за меренные в утренние и вечерние часы, на 40% ниже за меренных в середине дня. Для зенитных фонарей с за грязненными, светорассеивающими или криволинейными заполнениями коэффициенты светопропускания в зави симости от высоты стояния Солнца (в ясный солнечный день) изменяются мало (рис. 2,6). Чем меньше светопропускание заполнений по абсолютной величине, тем меньше изменяется коэффициент светопропускания в те чение дня.
Для куполов из оргстекла с двумя прозразными слоя ми криволинейного очертания коэффициент светопро пускания колеблется в незначительных пределах: от 75%
в16 н, до 85% в 12 ч при среднем значении 82%.
Взадачи летних натурных исследований также входи ло определение интегральных значений коэффициентов пропускания конструкций солнечного света, включая ви
димую, ультрафиолетовую и инфракрасную его части тл
г — |
*^п р |
• |
|
1л |
с |
|
|
|
^пад |
|
|
где 5„p— интенсивность прошедшей |
через светопропу |
||
скающее заполнение солнечной радиации; |
|||
5пад — интенсивность |
падающей |
на светопропуска |
ющее заполнение радиации.
Коэффициенты пропускания важно знать для тепло технических расчетов при проектировании отопления и вентиляции.
Интенсивность солнечной радиации определялась при помощи пиранометров Янишевского, установленных по характерным точкам (в середине и в ]Д проема) светового проема.
Закономерности изменения коэффициентов пропуска ния (см. рис. 2) и светопропускания в течение дня при мерно одинаковы. Для плоских чистых конструкций ко эффициенты пропускания в утренние и вечерние часы уменьшаются, для криволинейных остаются практически постоянными. По абсолютным значениям коэффициенты светопропускания для заполнений из органического и прозрачного силикатного стекла на 7—15% выше, чем ко эффициенты светопропускания для заполнений из стекла
100