Болат құрылымды ангарларға қандай температураны реттеу қажет?

Болаттан жасалған қоймалардағы жылулық ұлғаю мен сығылуды басқару

Температураның тербелісі болат каркастарда өлшемдік тұрақсыздықты қалай туғызады

Күнбе-күн және маусым сайын температураның тұрақты өзгеруі болат рамалардың тұрақты кеңеюіне және сығылуына әкеледі. Бұл қозғалыстар құрылымның әртүрлі бөліктерінің арасындағы бұйымдарда проблемалар тудырады. Уақыт өте келе бұл алға-артқа қозғалыс бұл жалғану нүктелеріне кернеу түсіреді, бұл бүкіл ғимараттың тұрақтылығын нашарлатады. Болат қыздырылғанда ол кеңейеді, ал суыған кезде қайтадан сығылады. Егер бұл қозғалысты тоқтата алатын ештеңе болмаса, маңызды құрылымдық компоненттер иіле немесе бұралып кетуі мүмкін. Бұл әдетте жылу метал арқылы ұзақ қашықтыққа тасымалданатын немесе бөлшектердің арасындағы жалғаулар табиғи кеңеуге рұқсат етпейтін қатты болатын аймақтарда көбірек болады.

Жылулық кернеуді анықтау: Сызықтық ұлғаю коэффициенті және шын әлемдегі ауытқу мысалдары

Болаттың сызықтық ұлғаю коэффициенті (α = 12 × 10⁻⁶/°C) қозғалысты болжау үшін сенімді негіз болып табылады. Мысалы:

• Температураның 40°C өзгеруіне ұшыраған 30 метрлік болат арқалық 14,4 мм-ге ұзарды (30 000 мм × 40°C × 0,000012/°C).
• Әуеайлағыштың дәлелденген жобасында шатыр фермалары жаз мен қыс арасындағы ауысу кезінде ең көбі 22 мм-ге дейінгі тік бағыттағы деформацияны көрсетті — бұл қозғалысты толық ескермесе, теориялық есептеулер мен нақты жағдай жақын нәтиже беретінін растайды.

Зерттеу жағдайы: Орталық Америкадағы температураның ±35°C маусымдық тербелісі кезінде компенсацияланбаған болат конструкциялық әуеайлағышта пайда болған құрылымдық трещинаның және элементтердің орын ауыстыруының мысалы

2023 жылғы Құрылымдық Инженерия есебі Іллинойстағы –20°C-тан +15°C-қа дейінгі жылдық температуралық шектерге ұшырайтын 60 м × 90 м өлшемді әуе көлігі үшін әуеайлағышты талдаған. Арнайы жылулық қозғалыс шаралары болмаған жағдайда құрылымда мыналар пайда болды:

• Жанама бағыттағы ұзарудың шектелуіне байланысты тіреулердің табандарында диагональды трещиналар пайда болды,
• 18 мм үлкен есіктердің орын ауыстыруы — ірі кіру есіктерінің жұмыс істеуін мүмкін емес етті,
• Циклді қию жүктемесіне байланысты шатыр салбырларының бекіту орындарындағы болттардың сынғышы
  Бұл сынаулар қатты элементтердің шекаралық беттерінде шектелмеген жылу кернеуінің шоғырлануының серпімділік қабілетін тездетіп, қызмет көрсету мерзімін қысқартатынын көрсетеді.

Үзу орындарындағы конструкциялық шектер: болат қоймаларда сырғанау мойынтіректерін немесе саңылау негізіндегі үзулерді қолдану кезі

Конструкциялық шектер аралық мөлшері, конфигурациясы және қоршаған ортаның қауіп-қатері негізінде кеңеюдің сәйкес шешімдерін таңдауға бағыт береді:

Төмен үйкелісті тефлонды қаптамасы бар сырғанау тіреуіштері орташа қозғалысты жақсы өңдейді, сондықтан біркелкі кеңею жағдайларында оларды пайдалану тиімді. Бір мезгілде бірнеше бағытта қозғалуы керек үлкен құрылыстар үшін саңылаулы бұрандалар жақсырақ жұмыс істейді, себебі олар сығылатын материалдармен толтырылған герметикпен ғимараттың әртүрлі бөліктерінің арасында нақты бөліну жасайды. Бұл екі әдіс құрылыс басталғаннан кейін кейіннен қосуға емес, алғашқы жобалау кезеңіне енгізілуі керек, себебі құрылыс басталғаннан кейін оларды қайта жабдықтау өте қымбатқа түсуі мүмкін. Сонымен қатар, бастапқы кезден дұрыс орнатылған компоненттер кейінірек сыртқы қаптама мен шатыр жүйелерімен бірге жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Болат конструкциялы ангарлар үшін жылу оқшаулау шешімдері мен R-мәні талаптары

Жылу өнімділігін салыстыру: Шынылық мата панельдері, спрейлік көбік және оқшауланған метал панельдер

Қандай оқшаулау материалдары таңдалатыны температураны реттеу, конденсация проблемаларын болдырмау және жылдар бойы ғимараттың қаншалықты мықты болуына байланысты. Шыны талшық панельдері қондыру барысында әр дюйм қалыңдыққа R-3,1 рейтингіне ие, сондықтан қол жетімді болып табылады, бірақ конвекциялық ағымдар арқылы жылудың шығып кетуін болдырмау үшін ауа герметизациясына және ылғал кедергілеріне мұқият назар аудару қажет. Көбік полиуретан ескек әр дюймге шамамен R-6,5 мәнін береді және ауа саңылауларын да жауып тастайды, бірақ мұнда бір қиыншылық бар – қондырушы ылғал деңгейін қолдану кезінде мұқият бақылауы керек, әйтпесе будау ішіне тұрып қалады. Оқшауланған метал панельдер, қысқаша IMP, алдын ала дайындалып, үздіксіз оқшаулаумен шығарылады және жүйе рейтингі R-20 мен R-30 аралығында болады. Бұл панельдер рама нүктелерінде жылу көпірлерін тоқтататын өте жақсы интеграцияланған дизайны бар, бұл дәстүрлі әдістерге қарағанда объектіде қондырудың уақытын қысқартады. 2023 жылғы ғимарат қабықшасы бойынша жүргізілген соңғы зерттеулер IMP панельдерді қолдану арқылы қондыру уақытының шамамен 40% азаятынын көрсетті.

Климатқа негізделген R-мәнінің ең төменгі мәндері: суық, аралас және ылғал жылы аймақтардағы болат құрылымды ангарлар үшін ASHRAE 90.1 басшылық етеді

ASHRAE 90.1-2022 энергияны үнемдеу, конденсацияны бақылау және құрылымдық тұрақтылықты тепе-теңдікке келтіру үшін климатқа байланысты ең төменгі мәндерді белгілейді. Шатырдың жылуоқшаулағышы мынадай болуы керек:

• R-30 суық климатта (6-аудан) жылу жоғалтуын шектеу және мұз түзілуін болдырмау үшін,
• R-20 қоспалы климат жағдайларында (4-аудан) жылыту мен салқындату жүктемелерін басқару үшін,
• R-15 ылғалды ыстық аймақтарда (2-аудан), негізінен энергия үнемдеуге ғана емес, су нүктесін бақылауға арналған.

Нақты өлшеулерден келетін цифрлар болат шатырлардың оқшаулауы жоқ кезде 100 фут арақашықтықта температураның өте жоғары айырмасына ұшырағанда 1,5 дюймге дейін иіле алатынын көрсетеді. Будың кедергісін қай жерге орнату керек деген сұраққа келсек, орналасу орны үлкен маңызға ие. Суық аймақтарда оны ішкі жағына орнату логикалық, себебі бұл ылғалды суық металл беттерге қарай қозғалудан тоқтатады. Бірақ ыстық, ылғалды климат жағдайларында жағдай өзгеше болады. Мұнда будың кедергісін сыртқы жағына орнату немесе күтпеген бағытта (ішке қарай) қозғалғысы келетін ылғалды бақылау үшін «ақылды» мембраналық нұсқаларды қолдану тиімдірек болып табылады. Бұл мәселені дұрыс шешу ғимараттың ұзақ мерзімді жұмыс істеуі үшін өте маңызды.

Металл Ангарларда Температураны Оптималды Бақылау Үшін ЖЖҚ және Жылыту Жүйелері

Жүктеме есептеу факторлары: биік төбе көлемі, сорылу көрсеткіштері және қолданылуға байланысты BTU-дың қажеттілігі

Жылу, желдеткізу және кондиционерлер жүйесі үшін дұрыс өлшемді анықтау үш негізгі факторға байланысты. Біріншіден, төбенің биіктігін ескеру керек. Егер төбе шамамен 30-50 футқа дейін жетсе, жылу адамдардың болатын деңгейде емес, жоғарыда жиналады. Бұл төменгі аймақтарды ыңғайлы ету үшін жалпы жағдайда салқындату қуатын 25-40 пайызға арттыру қажет екенін білдіреді. Келесісі — үлкен жоғары орналасқан есіктер. Олар сыртқы ауаны ASHRAE мәлімдегендей, сағатына 0,8-1,2 рет тұрақты түрде өткізеді. Бұл кеңістіктегі жылыту немесе салқындатудың 30-50 пайызын құрауы мүмкін. Соңғысы — ғимараттың қолданылуы. Мысалы, ұшақтарды сақтау тоңу зақымдануын болдырмау үшін тек шаршы футына 10-15 BTU ғана талап етуі мүмкін. Алайда, жұмысшылары, машиналары мен құралдары бар белсенді цехқа барсаңыз, заттарды ыңғайлы және тегіс жұмыс істеу үшін кенеттен шаршы футына 35-50 BTU-ға дейін қажет болады.

Жүйені таңдау матрицасы: Көп аймақты дәлдік үшін сәулелі түтікті жылытқыштар мен VRF жүйелері

Жүйені таңдау кеңістіктің конфигурациясына және жұмыс күрделілігіне сәйкес болуы тиіс:

Сәулелі түтікшелі жылытқыштар айналадағы ауаны ғана емес, нақты нысандар мен адамдарды жылытуға бағытталған тиімді жылыту қамтамасыз етеді. Бұл үлкен кеңістіктерде температура қабаттарының пайда болуын азайтады және бос көлемдерді жылыту салдарынан энергияның кетуін төмендетеді. Ал VRF жүйелері өзге тәсілмен жұмыс істейді. Бұл жүйелер инверторлық компрессорлардан тұрады, олар әртүрлі аймақтарда бір уақытта жылыту мен салқындатуды басқара алады. Сондықтан ұшақ шатыры сияқты ғимараттарда, мысалы, офис, цех және жөндеу аймақтары сияқты әртүрлі бөліктерде, басқа бөліктерге әсер етпей-ақ өз климаттық режимдерін қажет ететін орындарда мұндай жүйелер өте жақсы жұмыс істейді.

Болат конструкциялық шатырларда конденсацияның пайда болуын болдырмау және ылғалдықты басқару

Шық нүктесінің қаупі: Изоляцияланбаған шатыр палубалары ішкі конденсацияға қалай әкеледі

Жылы, ылғал ауа ішкі жерде булану нүктесінің төменгі деңгейіне дейін суық болат бетімен кездескенде конденсация пайда болады. Бұл әдетте температураның шамамен 5 градус Цельсийге дейін төмендеп, ылғалдық деңгейі шамамен 60% құрайтын шатыр сәулелерінде жиі кездеседі. Дұрыс оқшаулауы жоқ ангарлар мұндай проблемаға тұрақты түрде ұшырайды, себебі сыртқы жағдайларға ұшыраған металл тез суып, ішкі ауаның құрғақ болуы үшін қажетті деңгейдің төменіне түседі. Нәтижесінде? Будың сұйыққа айналуы кезінде су тамшылары пайда болады. Нақты бір ұшақ сақтау объектісінде қысқы айлар ішінде тәулігіне шаршы метрге 12 литр конденсат пайда болғаны тіркелген. Бұл қалыптыдан үш есе тез коррозияның маңызды құрылымдық бөлшектерде дамуына әкеледі және тексерілмеген жағдайда сақталатын жабдықтарда плесень өсуі үшін жеткілікті жағдайды жасайды.

Ылғалды бақылау үшін будың кедергісін қосу және желдету стратегиялары

Ылғалды бақылау дегеніміз бу мен жеткілікті желдетуді жеке-жеке емес, бірге қарастыру болып табылады. Изоляциялық қабаттардың астына шамамен немесе 0,15 пермнан төмен рейтингі бар полиэтиленді бу кедергілерін орнатқан кезде бұл ылғалдың суық болат беттеріне қарай қозғалуын тоқтатады. Сол уақытта, дұрыс HVAC жүйелері ғимарат ішіндегі салыстырмалы ылғалдылықты шамамен 50%-дан төмен ұстауы керек. Жұмысшалар мен қызмет көрсету аймақтары сияқты белсенділігі жоғары орындарға да ерекше назар аудару қажет. Сағатына 1,5 ауа алмасуын қамтамасыз ететін көлденең желдету жүйелері жасырын ылғал жиналуын шамамен 40% дейін азайтуға мүмкіндік береді. Шынымен қатаң ауа-райы бар орындарға міндетті түрде қосымша ным алғыш құрылғылар қажет. Тәжірибеден көргеніміздей, ылғалдылық деңгейін 60%-дан төмен 5 пайыздық нүктеге дейін төмендету конденсация проблемаларын болдырмауда үлкен айырмашылық жасайды. Шатырларда, әсіресе қырлар мен еніздерде стратегиялық түрде орнатылған желдеткіштер ылғал жиналатын ауаның тұрып қалуы мүмкін орындарын бұзады. Бұл жылыту құнын шектен тыс көтермей-ақ ылғалдың табиғи түрде шығуына мүмкіндік береді.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Темір құрылымдарында жылулық кеңеюдің әсері қандай?

Жылулық кеңею мен бүктеудің салдарын дұрыс болдырмау темір құрылымдардың иілуіне немесе бұрмалануына әкелуі мүмкін. Бұл қозғалыс қосылу нүктелеріне кернеу түсіреді және құрылымдық істен шығуға әкелуі мүмкін.

Темір ангарлар үшін ұсынылатын жылу оқшаулау түрлері қандай?

Шыны мата панельдері, спрей көбік және жылу оқшауланған метал панельдер жиі қолданылады. Шыны мата панельдері бюджеттік нұсқа болып табылады, спрей көбік ауа салынатын жерлерді жақсы жабады, ал жылу оқшауланған метал панельдер жоғары өнімді жылулық және ылғалдылық интеграциясын ұсынады.

Темір ангарларда ұзарту жақтары неге маңызды?

Ұзарту жақтары жылулық кеңею мен сығылудан туындайтын құрылымдық мәселелерді болдырмау үшін бақыланатын қозғалысқа мүмкіндік береді. Оларды кейіннен қымбатқа түсетін қайта жабдықтаудан құтылу үшін бастапқы жобалау кезеңінде қарастыру керек.

Жылу оқшауламаған темір ангарларда конденсация қалай пайда болады?

Конденсация пайда болады, егер шымкылдак ауа ішінде суық болат бетіне ылғалдың түсу нүктесінен төмен жетеді, бул күйден сұйық күйге айналуға әкеледі. Бұл коррозия мен саңырауқұлақтың пайда болуына әкелуі мүмкін.

Болат ангарлар үшін қандай желдету жүйелері тиімді?

Сәулелі түтік қыздырғыштар мен VRF жүйелері тиімді. Сәулелі қыздырғыштар үлкен кеңістіктердегі заттарды тиімді қыздырады, ал VRF жүйелері бірнеше аймақта дәл температураны реттеуге мүмкіндік береді.