Современные научные исследования в дорожном и строительном производс

тем во внутренние слои битума вводят оставшуюся часть дизельного топлива

иадгезионную присадку в количестве 1–1,5 %. Время перемешивания 30 мин,

итемпература МАК-битума должна быть не ниже 155 ºС.

Приведенные технологии с успехом используются при ремонте дорог в условиях северного Казахстана.

Список литературы

1. Технические условия. ТУ 400-24-158–89. Смеси асфальтобетонные

илитой асфальтобетон / Госснаб РФ. – М., 1989. – 15 с.

2.ГОСТ 9128–97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные

иасфальтобетон. Технические условия.

3.ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний.

4.Рекомендации по расчету и технологии устройства оптимальных конструкций дорожных одежд с армирующими прослойками при строительстве, реконструкции и ремонте дорог с асфальтобетонными покрытиями / Минтранс РФ. –

М., 1993. – 64 с.

261

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ РЕСУРСОВ

К.В. Мигунова

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

Величина относительной влажности внутреннего воздуха оказывает большое влияние на эксплуатационную надежность ограждающих строительных конструкций. Для жилых и производственных зданий верхний предел ее нормирования составляет от 60 до 85 %.

Всвязи с введением СНиП 23.02–2003 технические и экономические требования к ограждающим конструкциям строительных объектов различного назначения многократно возросли, прежде всего за счет повышения энергоемкости самих помещений [1].

Взданиях гражданского назначения выполнение этих требований происходит за счет применения в ограждающих конструкциях эффективных теплоизоляционных материалов. Однако даже в этих зданиях неучет влажностного режима помещений при разработки конструктивного решения ограждающих элементов приводит к снижению их долговечности [2].

Впроизводственных животноводческих зданиях, по данным отечественных и зарубежных научных источников информации, продуктивность животных на 20 % зависит от состава и соответствующих параметров внутренней газовоздушной среды [3].

Для большинства климатических районов России холодная часть периода

со средней суточной температурой воздуха tн< 0 ºС составляет от 160 до 230 сут. Животные в это время находятся в закрытых помещениях. Микроклимат помещений определяют ее физические характеристики: температура, относительная влажность, скорость движения и загазованность воздуха [3, 4].

Нормативное значение температуры, относительной влажности и скорости

движения воздуха, предельно допустимые концентрации агрессивных газов в животноводческих зданиях для содержания крупного рогатого скота и свиней регламентируются нормами технологического проектирования НТП 1–99

иВНТП 2–96 [5, 6].

Вобщем случае расход тепловой энергии в животноводческих зданиях зависит от следующих факторов:

262

–воздействующих климатических условий;

–плотности заселения животными помещения;

–теплосопротивления ограждающих конструкций;

–температурно-влажностного режима помещений;

–мощности отопительно-вентиляционных систем.

Температура внутреннего воздуха в неотапливаемых животноводческих зданиях в климатических условиях России в разные периоды года их эксплуатации зависит от температуры наружного воздуха (рис. 1) [1, 4, 7].

Рис. 1. Зависимость температуры внутреннего воздуха в не отапливаемых животноводческих зданиях от температуры наружного воздуха

Физиологически оптимальной температурой внутреннего воздуха для коров и нетелей, в зависимости от способа их содержания, является температура от tв = +5 ºС до tв = +10 ºС. При температуре tв = +10 ºС наблюдается максимальная продуктивность молочных животных. При этом суточное выделение водяных паров одной коровой составляет 9 кг, свободной теплоты – в среднем 78 тыс. кДж, углекислого газа – около 3 тыс. л. Следует отметить, что относительная влажность воздуха в пределах от 60 до 85 % практически не влияет на самочувствие и продуктивность животных [5, 7].

Шкала нормативных значений относительной влажности между верхним

инижним пределом позволяет в животноводческих зданиях учитывать тепло, выделяемое животными, для повышения энергоемкости помещений.

Наличие тепловой энергии в животноводческих помещениях для крупного рогатого скота определяется теплотехническими характеристиками ограждающих конструкций и суммарной величиной тепловыделения животными.

Теплозащитные свойства наружных ограждений определяются их сопротивлением теплопередаче и паропроницанию в соответствии со СНиП 23-02–2003

иСНиП 23-01–99*. Необходимое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций в животноводческих зданиях молочного направления выбирается, исходя из санитарно-гигиенических и экономических требований [1, 4, 5].

263

Модуль теплопотерь Со помещения, характеризующий тепловое состояние неотапливаемого помещения, определяется по формуле:

Co = ∑ KF , [1/ºС],

(1)

∑Q0

где K – коэффициент теплоотдачи ограждения, Вт/(м2·ºC); F – площадь ограждения, м2; ∑ Q0 – тепловой поток выделяемый животными, кВт.

Годовые расходы тепловой энергии на обеспечение заданного темпера- турно-влажностного режима показаны на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость годового расхода тепла на отопление от температуры и относительной влажности

Увеличение относительной влажности воздуха в помещении с 75 до 85 %, не противоречащее нормативным требованиям, позволяет сэкономить энергию на отопление животноводческих зданий в 2 раза [3, 5].

Вентиляционно-отопительная система по значимости занимает ведущее место в средствах обеспечения микроклимата помещений животноводческих зданий [7].

Необходимость устройства отопления и производительность систем отопления и вентиляции определяются для каждого помещения расчетом в зависимости от нормативных значений параметров внутреннего воздуха, тепловых, паровых и газовых выделений животными, параметров наружного воздуха и теплотехнической характеристики ограждающих конструкций этих зданий.

Дополнительный расход тепла на отопление зданий фермы зависит от модуля теплопотерь Со, физиологической оптимальной для животных температуры воздуха и нормативного значения относительной влажности воздуха в помещениях (рис. 3).

264

Рис. 3. Зависимость годового расхода тепла на отопление от модуля теплопотери и относительной влажности воздуха помещения

В отапливаемом помещении с нормативной плотностью заселения животными, имеющими Со = 0,005, расход тепла на отопление может быть уменьшен в 2 раза по сравнению с помещениями, где Со = 0,01 при тех же параметрах внутреннего воздуха. При Со = 0,005 и относительной влажности φ = 85 % расход тепла по сравнению с вариантом Со = 0,01 и φ = 75 % снижается до 4 раз.

Влияние модуля теплопотерь, температуры и относительной влажности внутреннего воздуха на выбор необходимой мощности (кВт) системы отопления коровника на 230 коров приведены в таблице.

Необходимая (относительная) мощность системы отопления коровника на 230 коров в кВт (%)

	Со	φ = 75 %		φ = 85 %
		tв = +10 ºС	tв = +13 ºС	tв = +10 ºС	tв = +13 ºС
	0,0100	137 (85 %)	162 (100 %)	109 (67 %)	134 (83 %)
	0,0075	116 (72 %)	140 (86 %)	88 (54 %)	11 (69 %)
	0,0050	95 (59 %)	117 (72 %)	67 (41 %)	88 (54 %)

Для зданий с принудительной системой вентиляции характерно увеличение экономических затрат на восполнение удаляемой тепловой энергии из помещений, так как при вентиляции воздуха с растворенной в нем влагой теряется большое количество тепла.

265

Нормативный документ обязывает предусматривать мероприятия по повышению уровня использования вторичных топливно-энергетических ресурсов, максимального применения рекуперации тепла в технологических агрегатах [6].

Снижение экономических затрат получается при рекуперации тепла в зависимости от коэффициента K полезного действия теплорекуперативной системы вентиляции помещений.

Влияние рекуперации тепла на его расход при отоплении показано на рис. 4.

Рис. 4. График зависимости расхода тепла при отоплении от рекуперации тепла

Из рис. 4 видно, что даже при небольших величинах коэффициента полезного действия системы рекуперации тепла можно значительно уменьшить расход тепла на отопление и одновременно понизить мощности установок отопления. При коэффициенте полезного действия вентиляции с рекуперацией тепла K = 0,4 соответствующие животноводческие здания вполне могут обходиться без дополнительного отопления [4, 5].

Для улучшения эксплуатационной надежности ограждающих стеновых конструкций с учетом экономии энергосберегающих ресурсов в зданиях необходимо:

1)увеличивать сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций до нормативных значений;

2)содержать максимальное количество животных, допустимое нормами технологического проектирования, при эксплуатации помещений;

3)в холодный период года увеличивать значение относительной влажности внутреннего воздуха до максимального уровня с учетом соблюдения требо-

ваний НТП 1–99, ВНТП 2–96 и СНиП 23-02–2003;

4)использовать рекуперативные системы вентиляции.

266

Список литературы

1.СНиП 23.02–2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. – М.:

ЦПП, 2004. – 25 с.

2.Мигунова К.В. Долговечность ограждающих стеновых панелей жилых

зданий с учетом конструктивного решения. – М.: НИИСФ РААСН, 2009. –

С. 510–512.

3.Мигунов В.Н. Функциональные основы реконструкции животноводческих зданий: учеб. пособие для вузов. – Пенза: ПГАСИ, 1995. – 88 c.

4.СНиП 23-01–99*. Строительная климатология / Госстрой России – М.:

ГУП ЦПП, 2000. – 30 с.

5.Нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота. НТП 1–99 / Минсельхозпрод РФ. – М.: Гипрониисельхоз, 1999. – 38 с.

6.Ведомственные нормы технологического проектирования свиноводческих предприятий. ВНТП 2–96 / Минсельхозпрод РФ. – М.: НИПИ Агропром,

1996. – 70 с.

7. Мигунов В.Н. Проектирование и реконструкция зданий: учеб. пособие для вузов. – Пенза: ПГУАС, 2005. – С. 71–116, 138–139.

267

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМАТИВНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ НЕСУЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В ГАЗОВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ С УЧЕТОМ ИХ КОНСТРУКТИВНОГО РЕШЕНИЯ

К.В. Мигунова

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

При проектировании животноводческих зданий для содержания крупного рогатого скота и свиней особое внимание должно уделяться воздействию газовоздушной среды на несущие строительные конструкции из-за ее высокой нормативной относительной влажности и содержания агрессивных газов. Процесс проектирования зданий необходимо начинать с оценки степени агрессивности газовоздушной среды по отношению к строительным элементам. Она обеспечивает нормативную долговечность возводимых объектов с учетом разработки соответствующих мер защиты от коррозии строительных конструкций.

В первую очередь долговечность строительных элементов должна определяться первичной защитой, которая обеспечивает экономичную техническую надежность в течение нормативного срока эксплуатации как самих строительных элементов, так и здания в целом.

Степень воздействия агрессивных сред по отношению к строительным конструкциям из различных материалов определяет СНиП 2.03.11–85* [1]. Она подразделяется на неагрессивную, слабо-, средне- и сильноагрессивную и определяется видом и концентрацией газа, относительной влажностью и температурой газовоздушной среды. Взависимости от вида и концентрации воздушного агрессивного агента газовые среды классифицируются на четыре группы (А, В, С, Д). Влияние агрессивного воздействия газов на конструкции возрастает от А к Д и определяется относительной влажностью воздуха.

Нормативные значения концентрации технологических газов, содержащихся в атмосфере животноводческих зданий, приведены в табл. 1.

Нормативные параметры газовоздушной среды в животноводческих зданиях по содержанию крупного рогатого скота и в свиноводческих помещениях представлены в технологических нормах их проектирования НТП 1–99 и ВНТП

2–96 [2, 3] .

268

Таблица 1

Нормативные концентрации технологических газов, содержащихся в животноводческих зданиях

	Наименование газа		Концентрация, мг/м3
		А (до)	В	С	Д
	Углекислый газ
		2000	2000	–	–
	Аммиак	0,2	0,2–20	20	–
	Сероводород	0,01	0,01–5	5–100	100

Согласно этим нормам помещения животноводческих зданий подразделяются на соответствующие группы по наиболее неблагоприятным параметрам физических характеристик газовоздушной среды, а именно:

–здания для взрослых животных и молодняка молочных пород (в районах

срасчетной зимней температурой 25 ºС и ниже);

–помещения для животных мясных пород крупного рогатого скота;

–здания коровников для молодняка и скота на откорме;

–помещения для содержания холостых и супоросных свиноматок;

–помещения для содержания хряков;

–помещения для свиней на откорме.

Нормативные параметры газовоздушной среды соответствующих групп животноводческих помещений приводятся в табл. 2 согласно НТП 1–99 и ВНТП 2–96.

					Таблица 2
Нормативные параметры воздушной среды соответствующих
	групп животноводческих помещений
Группа		Характеристика атмосферы
		Температура,	Концентрация
помещений	Влажность, %		Н2S,		NН3,	СО2, %
		ºС
			мг/м3		мг/м3	по объему
1	85	3	1		20	0,25
2	85	3	1		20	0,25
3	75	10	5		15	0,25
4	75	13	10		20	0,20
5	75	13	10		20	0,20
6	70	14	10		20	0,20

Степень агрессивного воздействия среды во всех шести группах животноводческих помещениях согласно СНиП 2.03.11–85* (табл. 24) оценивается по отношению к металлическим конструкциям как среднеагрессивная. Данный нормативный документ пунктом 5.5 запрещает применение металлических конструк-

269

ций без вторичной защиты в среднеагрессивной среде. Применение же специальной поверхностной притивокоррозионной защиты в животноводческих зданиях в строительных металлических конструкциях с помощью лакокрасочных, полимерных и металоизоляционных покрытий является дорогостоящим мероприятием и во многих случаях технически неэффективным. Одни виды покрытия имеют сравнительно небольшой жизненный ресурс защитного действия, исчисляемый несколькими годами, другие – высокую стоимость по сравнению с использованием альтернативных видов конструктивных материалов. Кроме того, в атмосфере животноводческих зданий в процессе очередного планового восстановления защитного покрытия не всегда удается качественно нанести новый изоляционный слой на заранее подготовленную металлическую поверхность, особенно в узловых соединениях конструкций.

Использование строительных деревянных конструкций в газовоздушной среде соответствующих групп помещений (табл. 2) недопустимо без специальной защиты по техническим и противопожарным требованиям [1, 4].

Агрессивное воздействие на деревянные конструкции оказывают биологические агенты (дереворазрушающие грибы), вызывающие биологическую коррозию древесины, а также химически агрессивная газовая среда.

Газовоздушные среды, представленные в табл. 2, оказывают благоприятное влияние на биологическую коррозию. С учетом вероятного выпадения конденсата в холодный период года на деревянные конструкции степень агрессивности биологической коррозии оценивается для несущих конструкций как среднеагрессивная, а для плит покрытий и каркаса ограждающих конструкций – как сильноагрессивная согласно СНиП 2.03.11–85* (табл. 15). Степень химической агрессивности рассматриваемых газообразных сред шести групп помещений (см. табл. 2) определяется СниП 2.03.11–85* (табл. 16) к дереву, как материалу, как слабоагрессивная [1].

Защита деревянных конструкций от биологической коррозии в нормативных документах обеспечивается за счет антисептирования, консервирования, покрытия лакокрасочными материалами или поверхностной пропитки составами комплексного действия. Повышение предела огнестойкости древесины предусматривает ее поверхностное покрытие антипиренами, т.е. составами на основе натриевого или калиевого жидкого стекла [1, 4].

Однако не все защитные химические покрытия благоприятно влияют на здоровье животных. При рассматривании этих материалов к применению необходимо иметь в виду их высокую стоимость и сравнительно низкий срок службы по отношению к долговечности других строительных конструкций, например железобетонных.

Нормативная долговечность строительных элементов в газовоздушной среде животноводческих зданий может быть получена за счет применения в них железобетона как материала. Как правило, он используется в строительных конструкциях капитальных зданий со сроками эксплуатации более 50 лет [1, 6].

270