TİKİNTİ MATERİALLARININ NӘMLİYİNİ NӘZӘRӘ ALMAQLA ÇOXQATLI QORUYUCU KONSTRUKSİYALARIN İSTİLİKKEÇİRMӘYӘ QARŞI MÜQAVİMӘTİNİN TӘYİN OLUNMASI Текст научной статьи по специальности «Физика»

UOT 693

TÎKÎNTÎ MATERiALLARININ NQMLiYiNi N9Z9Ra ALMAQLA ÇOXQATLI QORUYUCU KONSTRUKSiYALARIN iSTÎLiKKEÇiRM9Y9 QARÇI MUQAViM9TiNiN T9YiN OLUNMASI

9LiYEV MUSTAFA ALI

Azarbaycan Memarliq va Înçaat Universiteti

K9RÎMOV AQÇiN K9R9M

Azarbaycan Memarliq va Înçaat Universiteti

Xulasa: Otaq daxilinda konveksiya va xarici muhitdan kulayin tasiri naticasinda daim harakatda olan hava axini konstruksiya sathinin qarçisinda suratini kaskin azaldir. Kiçik suratla harakat edan hava boyuk suratla harakat edan havaya nisbatan yuksak istilik izola etma qabiliyyatina malikdir, ona gora bilavasita konstrusiya sathinin qarçisinda kiçik harakatli hava zonasi alava istilik muhafiza qati funksiyasi rolunu daçiyir, hansi ki, bu alava qati xarakteriza etmak uçun istilik mubadila muqavimati anlayiçi daxil edilir va onun qiymati 1/<&d, xarici sath uçun 1MX kimi tayin olunur.

Açar sôzfor: istilikkeçirma, konveksiya, doymuç hava, parsial tazyiq, istilik mubadila, qoruyucu konstruksiya, istilik muhafiza, termiki muqavimat, buxarkeçirma.

Аннотация: В результате конвекции внутри помещения и воздействия ветра из внешней среды постоянно движущийся поток воздуха резко снижает свою скорость перед поверхностью конструкции. Воздух, движущийся с низкой скоростью, имеет более высокую теплоизоляционную способность, чем воздух, движущийся с высокой скоростью, поэтому зона низкоскорост-ного воздуха непосредственно перед поверхностью конструкции выполняет функцию дополнительного слоя теплозащиты, который характеризуется понятием теплообменное сопротивление, и его значение определяется как 1/оСвнутр, и 1/оСвнеш. для внешней поверхности.

Ключевые слова: теплопередача, конвекция, насыщенный воздух, парциальное давление, теплообмен, защитная конструкция, тепловая защита, термическое сопротивление, паропроницаемость.

Abstract: As a result of convection inside the room and the effect of wind from the external environment, the constantly moving air flow sharply reduces its speed in front of the surface of the structure. Air moving at low speed has a higher thermal insulation capacity than air moving at high speed, so the low-speed air zone directly in front of the surface of the structure performs the function of an additional layer of thermal protection, which is characterized by the concept of heat exchange resistance, and its value is defined as 1/Кш. internal, and 1/Kext. external for the outer surface.

Key words: heat transfer, convection, saturated air, partial pressure, heat exchange, protective structure, thermal protection, thermal resistance, vapor permeability.

Qoruyucu konstruksiyalarin qatlarinin istilik muhafiza xassalari qatin qalinliginin (5) onun istilike^rma amsalina (Л.) olan nisbati kimi tayin olunur ki, bu da hamin qatin termiki muqavimati adlanir. £oxqatli qoruyucu konstruksiyalarin termiki muqavimati a§agidaki dusturla hesablanir [1] :

R=T + T+-+T = R1+R2 + - + Rn C1)

Л-1 И.2 An

Burada d1, d2, ..., dn - konstruksiya qatlarinin qalinliqlari, m; Л1, Я2, Лп- istilikke9irma amsallaridir, vt/m- dar; R1t R2, Rn - konstruksiya qatlarinin termiki muqavimatidir, m2 • dar/vt.

Otaq daxilinda konveksiya va xarici muhitdan kulayin tasiri naticasinda daim harakatda olan hava axini konstruksiya sathinin qar§isinda suratini kaskin azaldir. Ki9ik suratla harakat edan hava boyuk suratla harakat edan havaya nisbatan yuksak istilik izola etma qabiliyyatina malikdir, ona gora

bilavasita konstrusiya sathinin qar§isinda ki9ik harakatli hava zonasi alava istilik mühafiza qati funksiyasi rolunu da§iyir [1], hansi ki, bu alava qati xarakteriza etmak ü9ün istilik mübadila müqavimati anlayi§i daxil edilir va onun qiymati 1/ad, xarici sath ü9ün 1/ax kimi tayin olunur. Konstruksiyanin daxili va xarici sathinin istilikverma amsallarini nazara almaqla onun ümumi termiki müqavimati a§agidaki düsturla tayin olunur:

n

1 1

Rüm= — +)T + — (2) 4-f ¿i ax 1=1

(1 - 2) ifadalarinda Л qatlari ta§kil edan in§aat materiallarinin istilikke9irma xassalarini xarakteriza edir. Namliya maruz qalan qati ta§kil edan in§aat materiallarinin qalin tabaqalarinda istiliyin ke9masi bir ne9a yolla ba§ verir. Qatin móhkam góvdasindan va nam maye tabaqasindan istilik bilavasita istilikótürma yolu ila, nam hava ila dolmu§ tabaqalardan isa istilik, istilikótürmadan ba§qa konveksiya va §üalanma yolu ila ke9ir. Nam mübadila prosesinda istilik maye va buxara banzar nam formasinda ke9irilir. Ona gora ayri-ayri materiallarin istilike9irma amsallari materiali ta§kil edan tarkibin kimyavi-mineroloji tarkibindan, sixligindan, temperaturdan va materialin namliyindan asilidir. Ancaq, agar materiallarin mineroloji tarkibii va sixligi zamana gora nisbatan sabitdirsa, onda istismar zamani materiallarin namliyi va temperaturu hami§a dayi§ir. Müxtalif tadqiqat9ilar ayri-ayri materiallarin istilike9irma amsallarinin namlikdan asililigini ifada edan empirik düsturlar verirlar. Nam materialin istilike9irma amsalini tayin etmak ü9ün a§agidaki asililiq taklif olunur [1]:

An=A^(1 + W •Z/lOO) (3) Burada A - quru materialin istilike9irma amsali, vt/m^dar; W - materialda namin miqdari, %; Z - 1% namliya istilikke9irma amsalinin artma amsalidir. A§agidaki cadvalda qoruyucu konstruksiyalarda daha 9ox istifada olunan materiallar va 1% namliya Z - in artma amsalinin qiymati verilmi§dir [1].

Cadval 1.

№ ín§aat materiallarinin adlari 1% namliya Z-in artma amsali

1 Karpic: bütóv bo§luqlu 20 12.5

2 Beton: silikatli karpic; qazobeton; §lakobeton; pemzo-beton; agacbeton 12.5

3 Gips plitalar 12.5

4 Agac kapayindan lifli plitalar; Agac qbigindan yüngül plitalar; qmi§dan bo§luqlu plitalar. Digar üzvi lifli isidici materiallar 1

5 De§ikli plitalar 1

6 Qeyri-üzvi lifli isidici materiallar 2

7 Kópüklandirimi§ süni materiallar 2

Muasir yeni nasil istilik izolyasiya materiallari (penoizol, penopolistrolun yeni muxtalif novlari va s.) u9un (3) asililiginin va Z - in qiymatinin daqiqla§dirilmasi talab olunur. Har bir material u9un Z - in qiymati fardi qaydada eksperiment yolu ila tayin olunur, in§aat norma va qaydalarinda in§aat materiallarinin istilikoturma amsalinin onun namlanma daracasindan asililigini tayin etmak u9un standart usul verilmir. Yeni nasil istilik izolyasiya materiallari haqqinda bu verilanlarin adabiyyatlarda mahdud olmasi va normativ sanadlarda onlarin olmamasi Rusiya istehsali olan penoizol va penopolistrol u9un (3) asililigi a§agidaki metodika ila laboratoriya §araitinda daqiqla§dirilmi§dir.

(100±5)°C temperaturda qurudulmu§ va avvalcadan 9akilmi§ (25х25х5) sm ol9uda istilik izolyasiya materiali numunalari kip baglanmi§ kamerada su qati uzarinda tor §aklinda altliq uzarina qoyulmu§ (§akil 1) va 6 saat muddatinda saxlanmi§dir, sonra oradan 9ixarilmi§, 9akilmi§ (cari nam udma - sorbsiya daracasini tayin etmak u9un) va hamin anda in§aat materiallarinin termiki

muqavimatini olçan cihazda (ИСК-У) sinaqdan keçirilmi§dir. Sonra sinaqlar numunanin su uzarinda qalma muddati 12, 18, 24, 30, 36 va s. saat uçun takrarlanmi§dir, bu proses saxlama muddati olaraq

numunanin nam udmasinin maksimal qiymata çatmasina qadar davam etmiçdir cadval 2.

7

У

5BSBBBBSBB6SgBSSBB5BSBBg^^

M

/

§akil 1. Numunalarin sorbsiyali namlandirma kamerasi 1 - qapaqla kip baglanan kamera; 2 - snaq olunan numuna; 3 - tor§akilli altliq; 4 - su. Alinan naticalarin aproksimasiya olunmasi naticasinda istilik izolyasiya materiallarinin iistilikoturma amsalarinin namin miqdarindan empirik asililigi açagidaki çakilda alinmi§dir [3]:

Àn = Я • (1 + kW) (4) Burada Я - quru materialin istilikeçirma amsali, vt/(m • dar); W - materialda namin miqdari, %; k - dayiçma amsalidir, har bir istilik izolyasiya materiali uçun tayin edilir. Masalan, Rusiya istehsali penoizol uçun к = 0.046, penopolistrol tiçun к = 0.033 (§akil 2).

§akil 2. istilik izolyasiya materiallarinin istilikoturma amsalarinin namin miqdarindan asililigi

Cadval 2.

№ Numunanin kamerada saxlanma muddati, saat Numunada namin ça-kisi, W% Numunanin isti-likkeçirma am-sali,Vt/m-dar Numunanin isti-likkeçirma amsa-linin dayiçma amsali, к

1 0 0.000 0.0252 1.000

2 6 0.741 0.0267 1.071

3 12 1.596 0.0302 1.118

4 18 3.878 0.0307 1.221

5 24 6.162 0.0334 1.3301

6 30 7.305 0.0356 1.4202

7 36 9.586 0.0394 1.5703

8 42 11.878 0.0412 1.6402

9 48 14.155 0.0435 1.7303

10 54 17.604 0.0457 1.7904

£oxqatli qoruyucu konstruksiyalarin xarici dekorativ qatlari ифип istilikoturmanin temperaturdan asililigi da muhum ahamiyyat kasb edir. Bela ki, manfi temperaturda eyni namlikda materiallarin istilikoturmasi daha boyuk qiymat alir. Alinan naticalarin aproksimasiya olunmasi naticasinda in§aat materiallarinin istilikoturma amsalarinin temperatur va namlikdan asili olaraq dayi^masi asililigi (4) §экНпс1э alinmi§dir va qrafik olaraq §экЛ З-ёэ gostarilmi^dir.

§akil 3. Sixligi 1800 kq/m3 olan silikat karpicinin musbat va manfi temperaturlarda istilikoturma amsalinin nam miqdarindan asililigi

in§aat materialinin namliyi W daxili va xarici havanin temperaturlarinin, ham9inin konstruksiya qatlarinin sorbsiya xassalarinin zamana gora dayi§masindan asili olaraq dayi§ir. in§aat materiallarinin hamisi az va ya 9ox daracada sorbsiya xassalarina malikdir. Har bir in§aat materialinin (mutlaq bark materiallar istisna olmaqla, §u§a, metal) namliyinin sabit temperaturda havanin nisbi namliyindan "ozunun" asililigi - sorbsiya izotermi var, hansi ki, iN va Q 24816-81 normalarina gora standart usulla eksperiment yolu ila tayin olunur [2].

A§agidaki §akilda qoruyucu konstruksiyalarda daha 9ox istifada olunan in§aat materiallarinin sorbsiya izotermiэп gostarilmi^dir.

0,026

1

я

t: 0.016 . б <я

Penoizol Mineral vata

Havanin nisbi namliyi, 12%

Penopolistirol Silikat karpic

§akil 4. in§aat materiallarinin sorbsiya izotermlari §akildan gorunduyu kimi sorbsiya izotermlari ila xarakteriza olunan in§aat materiallarinin sorbsiya xassalari har bir material u9un fardi xarakter da§iyir, ancaq namliyin potensialinin dayi§masindan asili olaraq onlarin paylanma xarakteri ox§ar mu§ahida olur. §akilda gostarilan sorbsiya izotermlarinin qrafik analizi gostarir ki, EHM-da tendensiya xattini se9makla muayyan

olunmu§dur ki, bu proseslarin hamisi analoji funksiyalarla aproksimasiya olunur va bu funksiyalar korrelyasiya amsali R2=0.99943^0.99994 olan a§agidaki §akilda u9un9u daracali 9oxhadlidir:

Ws = Ai(p + A2(p2 + Аз(р3 (5)

Burada Ws - materialin nami udmasidir, %; ^ - havanin nisbi namliyidir, %; A1 , A2 , A3 -dayman amsallardir, sorbsiya izotermlari §akil 4-da gostarilan materiallar u9un bu amsallarin qiymatlari EHM-da hesablanmi§dir cadval 3.

Cadval 3.

Materialin adi Sixligi,q/sm3 A1 A2 A3

Penoizol 17 0.0124 -0.0176 0.0138

Penopolistrol 25 0.0248 -0.0322 0.0272

Mineral vata 50 0.0076 -0.0104 0.0210

Silikat karpici 1700 0.0126 -0.0198 0.0124

Qoruyucu konstruksiyalarin qatlarini ta§kil edan materiallarin nam udmasi, materialin masamalarinda havanin parsial tazyiqinin qiymati ila tayin olunan nisbi namliyin qatlarda dayi§masindan asilidir. Doymu§ havada su buxarinin parsial tazyiqinin haddi Pd havanin T temperaturundan asilidir, temperaturun artmasi ila artir va i-d diaqraminin [4, 5, 6] va ya aparilan eksperimentlarin naticalarina asasan tartib olunmu§ cadvallarin komayi ila tayin olunur [7, 8].

Qeyri - stasionar rejimda EHM-da hesablamalar apararkan cadval va diaqram qiymatlarindan istifada etmak qeyri-mumkundur, mutlaq funksional asililiq lazimdir. [8] - da temperaturun -41 °C -dan +30° - ya qadar dayi§masindan asili olaraq doymu§ su buxarinin parsial tazyiqinin cadval qiymatlari verilmi§dir. Bu qiymatlarin qrafiki ara§dirmalai naticasinda muayyan olunmu§dur ki, temperaturdan asili olaraq su buxarinin parsial tazyiqinin dayi§masi qeyri-xatti xarakter da§iyir (§akil 5) va korelyasiya amsali R2 = 0.9998 olan u9daracali 9oxhadli ila aproksimasiya olunur: Pdoy. = 0.022T3 + 1.68T2 + 48.04T +614 (6)

-38 -34 -30 -26 -22 -18 -14 -10 -6 -2

2 6 10 14 18 22 26 30

Havanin temperaturu, T, °c

§akil 5. Doymu§ havada buxarin parsial tazyiqinin temperaturdan asili olaraq dayi§masi Havanin nam hali nisbi namlikla xarakteriza olunur , hansi ki, Boyl-Mariot qanunu ila tayin olunur [9]:

V = (7)

^s.b.doy

Burada pp - havanin parsial tazyiqi, Pa; ps.b.doy. - havanin su buxari ila tam doymu§ hissasinin parsial tazyiqidir. Pa. Doymu§ hava u9un ^ = 1 va ya 100%, doymami§ nam hava u9un ^ < 1. Yxarida aparilan tadqiqatlardan va hesablamalardan bela naticaya galmak olar:

Belalikla, qatlari ta§kil edan materiallarin namliyinin faktiki qiymatlarini nazara almaqla, qoruyucu konstruksiyalarin istilikke9irmaya qar§i müqavimatini tayin etmak ü9ün a§agidaki parametrlarin qeyri - stasionar §araitda riyazi modelinin hesabatini aparmaq zaruri §artdir.

1. Qoruyucu konstruksiyanin enkasiyinda va daxili sathinda temperatur paylanmasini (temperatur sahasini);

2. Konstruksiya qatlarinin enkasiyinda parsial tazyiqi;

3. Konstruksiya qatlarinin enkasiyinda nisbi namliyi.

9D9BiYYAT

1. Шильд Е, Строительная физика. /Е.Шильд, Х.Ф. Касселман, Г. Дамен, Р. Поленц; Пер. с нем. В.Г. Бердичевского; под ред. Э.Л. Дешко. - Стройиздат. - 1982. - 296 с., ил.

2. ГОСТ 24816-81 Материалы строительные. Методы определения сорбционной влажности. 01.01.1982. - М.: Издательство стандартов, 1983.

3. Франчук А.У. Определение теплотехнических показателей строительных материалов./

A.У. Франчук - НИИСФ Госстроя СССР, 1965.

4. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): учеб. для вузов. В.Н. Богословский. - 2-е изд. перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1982. - 415 с., ил.

5. Лариков Н.Н. Общая теплотехника: учебное пособие для вузов/ Н.Н. Лариков. - изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1975.-559 с.

6. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача: учебное пособие для вузов/

B.В. Нащокин. - Высшая школа, 1969. - 560 с., ил.

7. Лариков Н.Н. Теплотехника: учебное пособие для вузов/ Н.Н. Лариков. - изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985.-432 с., ил.

8. СП 23-101-2004 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. - введ. 01.06.2004.-М.,2004

9. Гусев Н.М. Основы строительной физики: учебник для вузов/ Н.М. Гусев.- М.: Стройиздат, 1975.-4с.