книги / Светопрозрачные конструкции. (Результаты исследований)

ней оболочек измеряли электронным измерителем дефор­ маций АИ-1. Датчики сопротивления с базой 20 мм при­ клеивали к поверхности конструкции и для защиты от повреждения при загружении закрывали сверху полоса­ ми пористой резины.

Максимальная величина нагрузки на двухслойную секцию из органического стекла составила 1080 кГ/м2. Под этой нагрузкой конструкция находилась в течение 25 ч, после чего грузы и песчаная засыпка были сняты.

щего напряжения в нижней 11 кГ/см2.

Испытания позволили выявить многократный запас несущей способности светопропускающих элементов из органического стекла при кратковременном воздействии распределенных и сосредоточенных нагрузок в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации.

Теплотехнические исследования. Целью исследова­ ний являлось определение и изучение основных теплотех­ нических характеристик конструкций. Исследования про­ водили в климатической камере, специально оборудован­ ной для изучения горизонтально расположенных свето­ прозрачных конструкций. Камера обслуживалась комп­ рессорами марки АК-400 и ФАС-1М, позволяющими по­ лучать в холодном отделении температуры до —50° С. Светопропускающие элементы устанавливали на высо­ те 1800 мм. При проведении испытаний в холодном от­ делении камеры поддерживали необходимый темпера­ турный режим. Диапазон наружных температур был принят с учетом различных климатических зон Советско­

го Союза. Для обеспечения равномерной температуры й перемешивания воздуха в холодном отделении по углам климатической камеры были установлены вентиляторы.

Температуру и влажность внутреннего воздуха уста­ навливали согласно действующим санитарным нормам для промышленных зданий (СН 245—63). Во время ис­ пытаний температура в теплом отделении камеры под­ держивалась электрическими нагревателями и регули­ ровалась электронным автоматическим потенциометром

Рис. 10. Общий вид фрагмента зенитного фонаря панель­ ного типа, установленного в климатической камере

типа ЭПР. Заданное значение относительной влажности воздуха в теплом отделении камеры создавалось специ­ альным увлажнителем и поддерживалось на необходи­ мом уровне с помощью автоматического психрометра ПЭ.

Теплотехнические свойства зенитного фонаря панель­ ного типа изучали на фрагменте, состоящем из двух тор­ цовых и одной фронтальной секции (рис. 10), выполнен­ ных в натуральную величину. Секции соединяли друг с другом в торцах с помощью упругих прокладок и опи­ рали на специальную раму. Вертикальные торцовые реб­ ра элементов были накрыты профилированными наклад­ ками из органического стекла.

Температуры измеряли термопарами (хромель-ко- пель), тепловые потоки определяли на основании пока­ заний термотранзитометров, установленных с теплой сто­

52

роны конструкций. Для контроля показаний термотранзитометров тепловые потоки определяли также по пере­ паду температуры на внутренней и наружной оболочках двухслойных секций. Термопары и термотранзитометры были размещены на элементах зенитного фонаря таким образом, чтобы получить наиболее полную картину тем­ пературного поля конструкции. Всего для проведения испытаний было установлено 120 термопар и 3 термотранзитометра.

Измерение показаний термопар и термотранзитометров производили непрерывно с помощью автоматических потенциометров ЭПП-09 и потенциометра КП-59 с интер­ валом в 2 ч при стационарном температурно-влажност­ ном режиме.

Величина относительной влажности измерялась элек­ тропсихрометром с непрерывной записью показаний на диаграммной ленте. Контрольные замеры влажности производились аспирационным психрометром Асмана.

Теплотехнические исследования проводили при 10 различных температурно-влажностных режимах. Макси­ мальный перепад температуры внутреннего и наружного воздуха при испытаниях составил tB—£„=55°С. Темпе­ ратура внутреннего воздуха и относительная влажность оставались постоянными, и только для испытаний при режимах 8 , 9 и 10 величина относительной влажности была изменена. Значение температур и относительной влажности для различных режимов испытаний даны в табл. 1.

53

' При температурно-влажностных режимах с 1 по 5

.определяли основные теплотехнические характеристики опытных конструкций. Образование конденсата на по­ верхности светопрозрачных ограждений значительно осложняет их эксплуатацию, а для ряда производств не­ допустимо. Проведенные в ЦНИИПромзданий исследо­ вания различных методов борьбы с конденсатом показа­ ли эффективность некоторого повышения температуры в подфонарном пространстве до пределов, обеспечивающих условие тв > тр с помощью трубчатых электрических нагревателей.

Экспериментальные конструкции были оборудованы специальными устройствами переменной мощности, мо­ делирующими систему подогрева подфонарного прост­ ранства. В процессе исследований в случае, когда в подфонарное пространство экспериментальных конструкций подавали необходимое ' количество тепла

для предотвращения образования конденсата. Проведенные при 10 температурно-влажностных ре­

жимах исследования фрагментов зенитного фонаря поз­ волили получить экспериментальные температурные и термические характеристики конструкций (табл. 2 и 3).

54

Результаты проведенных исследований показывают, что величины сопротивления теплопередаче оказались близкими при различных режимах испытаний; среднее значение составляет 0,43 м2• ч • град1ккал. Эта величина может быть рекомендована для применения в практиче­ ских расчетах.

Распределение средних температур по характерным точкам конструкции зенитного фонаря приведено на рис. 11 и 1-2. Можно отметить, что распределение темпе­ ратур внутренних поверхностей элементов достаточно равномерно. В стыках между элементами наблюдается некоторое снижение температуры, что указывает на необ­ ходимость качественной герметизации стыков.

55

При экспериментальном исследовании эффективности применения электрообогрева подфонарного пространства для борьбы с конденсатообразованием были изучены во-

Рис. 12. Графики распределения температур в поперечном сечении конструкции фрагмента зе­ нитного фонаря панельного типа

/ в, тв, тн, /н — соответственно температуры внутрен­ него воздуха помещения» внутренней и наружной по­ верхностей конструкций и наружного воздуха; т

ит — температуры на поверхностях оболочек, обра­

щенных в сторону воздушной прослойки; <в л — темпе­

просы рационального размещения источников тепла, рас­ хода электроэнергии при различных значениях темпера­ туры наружного воздуха и относительной влажности внутри помещения, закономерности изменения тепло­

57

технических характеристик конструкций зенитного фо­ наря.

Установлено, что расход энергии на предотвращение образования конденсата существенно зависит от разме­ щения нагревателей в плоскости светового проема. Наи­ меньший расход энергии наблюдается при размещении источников тепла по периметру прбема. Такое располо­ жение нагревателей обеспечивает подачу тепла на участки конструкции с наиболее низкими температурами поверхностей.

Приведенный комплекс исследований позволяет ре­ комендовать разработанные конструкции зенитных фо­ нарей для естественного освещения промышленных зданий.

Кандидат техн. наук В. А. ДРОЗДОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЕНИТНЫХ ФОНАРЕЙ СО СВЕТОПРОПУСКАЮЩИМИ ЗАПОЛНЕНИЯМИ

ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА

Изделия из стеклопластиков, сочетающие удовлетво­ рительное светопропускание с высокой прочностью, не­ большим удельным весом и стойкостью против агрессив­ ных сред, открывают широкие перспективы к созданию легких, быстро и просто монтируемых светопрозрачных ограждений, превосходящих по своим технико-экономи­ ческим и эксплуатационным качествам применяемые до сих пор конструкции окон и световых фонарей производ­ ственных зданий.

В ЦНИИПромзданий в творческом сотрудничестве с ВНИИ стеклопластиков и стекловолокна и другими ор­ ганизациями разработаны новые типы светопрозрачных конструкций из полиэфирных стеклопластиков, изго­ товлены опытные образцы и экспериментально исследо­ ваны прочностные, теплотехнические и светотехнические свойства этих конструкций. Результатом исследований явилась разработка оригинальных конструкций цельно­ формованных светопрозрачных панелей и куполов из стеклопластика с решением основных вопросов механи­ зированного их изготовления. По технологическим зада­ ниям, составленным на основании результатов прове­

58

денных исследований, киевским СКВ «Строммашина» запроектированы установки для механизированного из­ готовления цельноформованных панелей и куполов, а Укрниипластмаш разработал лабораторную установку для изготовления криволинейных цельноформованных панелей.

1. Конструкции зенитных фонарей

Конструкция и способ изготовления цельноформован­ ных светопрозрачных коробчатых панелей из стеклопла­ стика заключаются в следующем. Светопрозрачная па­ нель изготовляется как набор прямоугольных коробча­ тых элементов-заготовок, состоящих из пропитанного полиэфирной смолой стекловолокнистого наполнителя, намотанного на оправки прямоугольной формы. Нужное количество неотвержденных заготовок вместе с оправка­ ми подвергают боковому сжатию и вертикальной запрес­ совке для создания гладких поверхностей и удаления воздушных-включений. После отверждения смолы оправ­ ки извлекают из изделия и обрабатывают торцы. Путем набора соответствующего количества оправок можно изготовить панели любой ширины. Длина оправок вы­ бирается соответственно принятому рабочему пролету панели. Цельноформованные панели можно изготовлять любой требуемой ширины при достаточной их длине, при этом отпадает необходимость частого стыкования. Разработана технология изготовления цельноформован­ ных панелей непрерывным методом.

Конструкция зенитного фонаря из плоских цельнофор­ мованных панелей включает в себя стакан, опорную ра­ му и светопропускающее заполнение (рис. 1). Стакан устанавливают на железобетонные плиты покрытия и приваривают к закладным деталям несущих конструкций

сравнению с плоскими. Они лучше соответствуют стати­ ческим условиям работы, а их очертание способствует са­ моочищению поверхности во время дождя и снегопада.

59

Благодаря тому что ребра в цельноформованных криво­ линейных панелях продольные, последние можно гото­ вить по той же технологии, что и плоские. При продоль­ ном расположении ребер сильно облегчается решение опорных узлов зенитных фонарей.

ванный стеклопластик; 3 — резина морозостойкая; 4 — деревянная опор­ ная рама; 5 — металлический стакан; 6 — фартук; 7 — гидроизоляция; 8 — плнтный утеплитель

Купола из полиэфирных стеклопластиков в отличие от аналогичных конструкций из органического стекла не связаны размерами листов и дают возможность получать светопрозрачные элементы большей площади. Такие кон­ струкции имеют небольшой собственный вес, устойчивы к действию агрессивных жидкостей и газов и позволя­ ют получить диффузное освещение внутри помещения.

Сферическая поверхность куполов способствует самоочи- , щению их от загрязнений и атмосферных осадков. Купо­

60