6.2 Моделирование теплозащиты конструкции бревенчатых наружных стен с дощатой обшивкой на относе

Рассмотрим теплозащитные свойства ограждающей конструкции, состоящей из деревянного сруба толщиной 0,26 м, воздушного пространства толщиной 0,06 м и дощатой обшивки на относе толщиной 0,02 м и определим распределение в нем температур.

Воздушные пространства толщиной 5-6 см получили широкое распространение в конструкциях наружных стен. Как известно [209] дальнейшее увеличение их толщины нерационально.

Рассмотрим использование номограмм на примере определения коэффициента теплообмена излучением в конструкции деревянной стены

При расчете температурных полей примем, что коэффициент теплопроводности ели или сосны для условий Б составляет λ= 0,18 Вт/(м°С); пакли плотностью γ = 150 кг/м³λ = 0,069 Вт/(м°С); коэффициент теплопроводности мха λ = 0,065 Вт/(м°С) [130]. Как видно, коэффициент теплопроводности пакли и растительного мха не отличаются друг от друга.

Расчет температурных полей проведем для конструкции стены из бревен толщиной 0,26 м без обшивки и с деревянной обшивкой досками на относе толщиной 0,02 м [195]. Толщина воздушного пространства принимается равной 0,06 м. Расчет температурных полей проводился в программном комплексе «NASTRAN».

На первом этапе расчетов была выбрана стена из бревен без дощатой обшивки с припазовкой бревен 11,5 см (рисунок 6.4), 15,5 см (рисунок 6.5) и 8,6 см (рисунок 6.6).

На втором этапе был проведен расчет стены из бревен толщиной 0,26 м с обшивкой на относе из досок толщиной 0,02 м с припазовкой бревен 11,5 см. При этом толщина воздушного пространства принималась равным 0,06 м (рисунки 6.7-6.12).

Проведенные расчеты показали, что при отсутствии дощатой обшивки температура на внутренней стороне бревенчатой стены в зоне припазовки будет составлять:

- при припазовке равной 15,5 см температура внутренней поверхности опускается при ⅛=-20 ^оС до 11,46 ^оС; при ⅛= -30 ^оС до 9,77 ^оС; при ⅛= -40 ^оС — до 8,52 ^оС.

- при припазовке равной 8,6 см температура внутренней поверхности опускается при ⅛=-20 ^оС до 8,97 ^оС; при ⅛= -30 ^оС до 6,59 ^оС; при ⅛= -40 ^оС до 5,35 ^оС. При температуре внутреннего воздуха ґ_в=18 ^оС конденсат на внутренней поверхности

стены в зоне припазовки будет образовываться при влажности внутреннего воздуха соответственно выше 55%, 47% и 43%.

Проведенные расчеты показали, что наибольшее влияние на температуру на внутренней поверхности стены оказывает величина припазовки бревен. Поэтому при строительстве рубленных домов следует особое внимание обращать на этот узел сопряжения бревен по вертикали. Особо необходимо соблюдать припасовку бревен 15,5 см при строительстве деревянных домов из оцилиндрованного бруса: для обеспечения высоких эстетических качеств наружный и самый плотный слой древесины на стволе снят, из-за чего оцилиндрованые бревна сильнее подвергаются воздействию дереворазрушающих грибов.

Устройство деревянной обшивки на относе при толщине воздушном пространстве 0,06 м с наружной стороны сруба позволяет повысить температуру на внутренней поверхности бревенчатой стены при припазовке, равной:

- 15,5 см при їн=-20 ^оС до 14,89 ^оС; при їн=-30 ^оС до 14,21 ^оС; при 1н= -40 ^оС до 13,48 ^оС. При температуре внутреннего воздуха ї_в=18 ^оС конденсат будет образовываться в зоне припазовки при влажности внутреннего воздуха соответственно выше 82%, 78% и 75%;

- 8,6 см при їн= -20 ^оС до 13,96 ^оС; при ⅛= -30 ^оС до 13,19 ^оС; при їн=-40 ^оС до 12,00^оС. При температуре внутреннего воздуха ї_в=18 ^оС конденсат будет образовываться в зоне припазовки при влажности внутреннего воздуха соответственно выше 77%, 73% и 68%.

Рисунок 6.4 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной 26 см с припазовкой бревен 11,5 см; а - Температурное поле в толще стены при ⅛ = +18 ^оС, ⅛ = -40 ^оС; б - Распределение температур по поверхности стены при: I - ї_в= +18 ^оС, ї_н= -40 ^оС; II - t_B= +18 ^оС, ї_н= -30 ^оС; III - t_B= +18 ^оС, ї_н= -20 ^оС; в - Распределение температур по внутренней поверхности стены (укрупнённо)

Рисунок 6.5 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной26 см с припазовкой 15,5 см: а - Температурное поле в толще стены при ⅛ = +18 ^оС, t_H= -40 ^оС; б - Распределение температур по поверхности стены при: I - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -40 ^оС; II - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -30 ^оС; III - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -20 ^оС;

в) распределение температур по внутренней поверхности стены (укрупнённо)

Рисунок 6.6 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной 26 см с

припазовкой 8,6 см: а - Температурное поле в толще стены при їв = +18 ^оС, їн = -40 ^оС; б - Распределение температур по поверхности стены при: I - їв = +18 ^оС, їн = -40 ^оС; II - їв = +18 ^оС, ⅛ = -30 ^оС; III - їв = +18 ^оС, їн = -20 ^оС; в) распределение температур по внутренней поверхности стены (укрупнённо)

Рисунок 6.7 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной 26 см с

припазовкой бревен 11,5 см и конопаткой паклей с деревянной обшивкой из досок при толщине воздушного пространства 0,06 м: а - изополя температур в толще стены при t₃ = +18 ^оС, ї_н= -40 ^оС; б - распределение температур по поверхности стены при: I - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -40 ^оС; II - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -30 ^оС; III - ⅛ = +18 ^оС, ї_н= -20 ^оС; в - распределение температур по поверхности стены (укрупнённо)

Рисунок 6.8 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной 26 см с

припазовкой бревен 15,5 см и конопаткой паклей с деревянной обшивкой из досок при толщине воздушного пространства 0,06 м: а - изополя температур в толще стены при ї_в= +18 ^оС, t_H= -40 ^оС; б - распределение температур по поверхности стены при: I - ⅛ = +18^о, t∏ = -40 ^оС; II - ⅛ = +18 ^оС, t∏ = -30 ^оС; III - ⅛ = +18 ^оС, t∏ = -20 ^оС; в - распределение температур по поверхности стены (укрупнённо)

Рисунок 6.9 - Распределение температур в толще и по внутренней поверхности бревенчатой стены толщиной 26 см с

припазовкой бревен 8,6 см и конопаткой паклей с деревянной обшивкой из досок при толщине воздушного пространства 0,06 м: а - изополя температур в толще стены при t₃ = +18 ^оС, ⅛ = -40 ^оС; б - распределение температур по поверхности стены при: I - ⅛ = +18 ^оС, t_H= -40 ^оС; II - ⅛ = +18 ^оС, t_H= -30 ^оС; III - ⅛ = +18 ^оС, t_H= -20 ^оС; в - распределение температур по поверхности стены (укрупнённо)

В настоящее время широкое распространение в строительстве получили малоэтажные дома из оцилиндрованного бруса. По сравнению со стенами из бревен стены из оцилиндрованного бруса имеют более привлекательный вид.

Также, проведенные расчеты температурных полей позволили констатировать, что устройство деревянной дощатой обшивки с наружной стороны сруба позволяет повысить температуру на внутренней поверхности стены в зоне припазовки бревен и защитить сруб от увлажнения конденсационной влагой и загнивания в холодное время года.

6.3