Технология восстановления битумосодержащих мягких кровель
Для повышения надежности работы примыкания ковра к вертикальным и наклонным плоскостям, являющихся наиболее уязвимыми участками мягких кровель нами разработана новая конструкция примыкания [11, 12].
Разработанная конструкция примыкания и технология его изготовления использованs нами на 12 объектах Томской области (выполнено более 1780 м пог. примыкания). Комплект необходимых инструментов и технология по устройству строительного элемента для влаго и радиационной защиты примыкания переданы в шесть строительных организаций г. Новосибирска, Томска и г. Северска Томской области.
Для восстановления мягкой кровли и устройства примыкания оптимальным является бригада, состоящая из пяти человек. Звено из трех человек выполняет восстановление водонепроницаемости мягкой кровли посредством теплосиловых воздействий с помощью трех плоских термоспекателей (рис. 7), а звено из двух человек осуществляют монтаж примыкания ковра мягкой кровли к вертикальным поверхностям.
Рис. 7. Схема организации тепловых воздействий тремя
прямыми термоспекателями
Реализация схемы перестановки трех прямых термоспекателей, сводится к следующему. После разметки кровли квадратами 0,9 х 0,9 м с учетом зоны вторичной тепловой обработки, шириной 5 см (на рис. 7 показана заштрихованной площадью) три плоских термоспекателя помещаются на квадраты 3, 5, 11. После завершения тепловых воздействий, ТСП перемещаются в последовательности а–б–в на квадраты 13, 15, 1 и т.д. Этим обеспечивается одновременность работы спекателей и надлежащая организация силовых воздействий в квадратах 3, 5, 11 и других. Данная схема организации технологического процесса при восстановлении мягкой кровли позволяет звену из трех человек, работая с комплектом из трех ТСП за восьмичасовую смену, обрабатывать в среднем до 50 - 80 м2 мягкой битумосодержащей кровли.
Разработанная технология и опытные образцы комплекта оборудования КВВК прошли апробацию при ремонте кровель для учреждений сферы образования: на школах пос. Десятово и пос. Елгай Кожевниковского района Томской области; на школе пос. Калтай Томского района Томской области; на здании 5-го корпуса Томского ГАСУ. По этой технологии выполнен ремонт мягких кровель зданий администрации МУП ЖХ, ЖЭУ-10 г. Северска и четырех объектов в Томском аэропорту. Сметная стоимость выполненных работ по предлагаемой технологии на 40-65 % ниже сметной стоимости при ремонте традиционным методом, трудозатраты также ниже, в среднем на 15 %.
По результатам теоретических и опытных исследований, результатам промышленной апробации технологии разработаны рекомендации по температурно-временным режимам тепловой обработки.
Результаты теоретического исследования закономерности радиационно-конвективного теплообмена использованы при разработке конструкции сушильных устройств для сыпучих материалов [14, 15].
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1. Определены факторы, влияющие на процесс тепловой обработки кровельного покрытия и разработаны две математические модели, связывающие эти факторы.
2. Получено приближенное аналитическое решение одномерной задачи теплопроводности в системе «битумосодержащее покрытие – цементно-песчаная стяжка» при радиационно-конвективном подводе теплоты на поверхность покрытия. Расчетным путем установлено, что при ограничении температуры поверхности битумосодержащего покрытия (180 °С) и температуры греющих элементов плоских электронагревателей (240 °С), время достижения требуемой температуры на границе со стяжкой (не менее 80 °С) составляет: для двухслойного покрытия – 12 минут; для четырехслойного по
крытия – 16 минут. Только в этих случаях обеспечивается спекание покрытия в монолит с плотным прилеганием к поверхности стяжки.
3. Получено численное решение двумерной задачи теплопроводности в системе «битумосодержащее покрытие – цементно-песчаная стяжка» при радиационно-конвективном подводе теплоты на поверхность покрытия с учетом конечных размеров нагревательного устройства. Расчетным путем установлено, что рекомендуемая ширина зоны повторных тепловых воздействий по периметру нагревательного устройства составляет порядка 5 см.
4. Выполнено экспериментальное лабораторное исследование коэффициента теплопроводности эксплуатирующихся покрытий мягких кровель. Установлено, что этот коэффициент в процессе эксплуатации кровель может изменяться в пределах 0,18…0,32 Вт/мК. Выполнено опытное исследование температурных режимов нагревательного устройства и системы «покрытие – стяжка» в натурных условиях. Получено удовлетворительное согласие результатов численного расчета полей температуры в системе “кровельное покрытие – цементно-песчаная стяжка” с результатами расчета по приближенным аналитическим зависимостям (погрешность не превышает 1,8 %) и опытными данными (расхождение не превышает 10 %), что позволяет рекомендовать полученные аналитические решения для расчета режимов тепловой обработки подлежащих восстановлению мягких кровель.
5. Разработан и защищен 4 авторскими свидетельствами на полезные модели комплект энергоресурсосберегающего, экологически ориентированного и мобильного оборудования для восстановления водонепроницаемости мягких кровель. Для производства работ с использованием разработанного комплекта термоустановок и вспомогательного оборудования оптимальным будет звено из трех операторов. При этом обеспечивается: удаление межслойной влаги в покрытии; прочное склеивание слоев рулонного материала между собой и формирование гладкой поверхности после механического воздействия на разогретый участок кровли.
6. Разработана защищенная авторским свидетельством на полезную модель конструкция примыкания, отличительной особенностью которой является наличие выполненного из армированного полимера фартука, и технология ее монтажа, обеспечивающая свободное пространство между средней частью этого фартука и поверхностью выступающего над кровлей элемента здания. Такая конструкция и технология существенно повышают эксплуатационную надежность наиболее уязвимых участков кровли.
7. Разработанный комплект оборудования для восстановления водонепроницаемости мягкой кровли, новая конструкция примыкания и технология их применения прошли промышленную апробацию на 12 строительных объектах Томской и Новосибирской областей. Были выполнены ремонтно-
восстановительные работы на кровлях общей площадью 9,3 тыс. м2 и на примыканиях кровли общей длинной 1780 погонных метров. При производстве этих работ было практически подтверждено преимущество новых технических и технологических разработок по сравнению с существующими.
8. По результатам практического использования научных положений диссертационного исследования и их технологической и технической реализации можно сделать итоговый вывод о том, что решена важная задача строительной отрасли, а именно задача продления эксплуатационного ресурса зданий с мягкой кровлей за счет проведения своевременных ремонтных работ по энергоресурсосберегающей технологии и формирования более надежных и долговечных примыканий кровли к выступающим над ней строительным элементами.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Дегтяренко А.В., Цветков Н.А. Технология восстановления водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом \\ Арх. и стр.-во. Наука, образование, технологии, рынок: тезисы докладов науч.-техн. конф., 11-12 сентября 2002 г., Томск, с.23-25. | ||||
Управление температурными режимами в технологии восстановления водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом / Дегтяренко А.В., Цветков Н.А.: НИИ строит. материалов при Том. гос. архит. - строит. ун-те. - Томск, 2002.- 11 с.: Деп. в ВИНИТИ АН РФ 10.07.02 № 1288-В2002 | ||||
Дегтяренко А.В., Цветков Н.А. Теплоперенос при восстановлении водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом// XXVI Сибирский теплофизический семинар: Тезисы докладов. – Новосибирск, 17 – 19 июня 2002 г., с. 72-74. | ||||
Теплоперенос в технологии восстановления водонепроницаемости мягких кровель термохимическим способом / Дегтяренко А.
| ||||
Комплект оборудования для восстановления водонепроницаемости мягких кровель/ Дегтяренко А.В., Цветков Н.А. // Вестник Томск. гос. архит. стр. ун.-та.- 2002. –№ 1, с. 67-75. | ||||
Дегтяренко А.В. Экологически ориентированная ресурсосберегающая технология ремонта мягких кровель// Экологическая политика и устойчивое развитие регионов России: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. -Пенза, 19-20 января 2002, с. 56-58. | ||||
Свидетельство на полезную модель №21796 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, А.Н. Хуторной, И.И. Подшивалов, А.А. Таткин. (РФ). - № 2001121274/20 (022806); Заявлено 30.07.2001; Приоритет 30.07.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 25.10.2001. | ||||
Свидетельство на полезную модель №21796 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, А.Н. Хуторной, И.И. Подшивалов, А.А. Таткин. (РФ). - № 2001121274/20 (022806); Заявлено 30.07.2001; Приоритет 30.07.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 25.10.2001. | ||||
Свидетельство на полезную модель №21797 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумосодержащего покрытия кровли/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, А.Н. Хуторной, И.И. Подшивалов, А.А. Таткин. (РФ). - № 2001121276/20 (022804); Заявлено 30.07.2001; Приоритет 30.07.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 29.10.2001. | ||||
Свидетельство на полезную модель №20765 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Устройство разогрева битумной массы/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, А.Н. Хуторной, И.И. Подшивалов, А.А. Таткин. (РФ). - № 2001109298/20 (007571); Заявлено 05.04.2001; Приоритет 05.04.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 04.07.2001. | ||||
Свидетельство на полезную модель №19547 РФ, МКИ Е04Д 15/06. Приспособление для уплотнения разогретого многослойного битумосодержащегося кровельного материала/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, А.Н. Хуторной, И.И. Подшивалов, А.А. Таткин. (РФ). - № 2001107208/20 (007571); Заявлено 19.03.2001; Приоритет 19.03.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 19.06.2001. | ||||
Дегтяренко А.В., Цветков Н.А. Технология и комплект обрудования для восстановления водонепроницаемости многослойных мягких кровель с устройством фартука примыкания // Изв. вузов. Стр.- во. –2002.- № 4.- с. 66-69. | ||||
Свидетельство на полезную модель № 25028 РФ, МКИ Е04Д 13/14. Строительный элемент для влаго и радиационной защиты примыкания / О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.В. Дегтяренко, И.И. Подшивалов. (РФ). - № 2002101857; Заявлено 28.01.2002; Приоритет 28.01.2002; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 10.09.2002. | ||||
Дегтяренко А.В., Цветков Н.А., Гришин А.В. Экологически ориентированная технология восстановления водонепроницаемости мягких кровель // Архитектура, строительство, экология: Программа, доклады и сообщения международной научно-практической конференции - семинара. – Барселона, Испания, 18 – 25 мая 2002 г., с. 17-18. | ||||
Свидетельство на полезную модель №23964 РФ, МКИ 7 F26B 17/12. установка для сушки сыпучих материалов/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, Дергачева Е.Л., И.И, Подшивалов А.В, Дегтяренко. (РФ). - № 2001131802/20; Заявлено 26.11.2001; Приоритет 26.11.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 20.07.2002. | ||||
Свидетельство на полезную модель №23964 РФ, МКИ 7 F26B 17/12. установка для сушки сыпучих материалов/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, Дергачева Е.Л., И.И, Подшивалов А.В, Дегтяренко. (РФ). - № 2001131802/20; Заявлено 26.11.2001; Приоритет 26.11.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 20.07.2002. | ||||
Свидетельство на полезную модель №23965 РФ, МКИ 7 F26B 17/12. установка для сушки сыпучих материалов/ О.И. Недавний, Н.А. Цветков, Дергачева Е.Л., И.И, Подшивалов А.В, Дегтяренко. (РФ). - № 2001131802/20; Заявлено 26.11.2001; Приоритет 26.11.2001; Решение о выдаче свидетельства на полезную модель от 20.07.2002. |
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1, 2, в - теплопроводность битумосодержащего покрытия, цементно-песчаной стяжки и воздуха, соответственно, Вт/(мК); 1, 2 – толщины цементно-песчаной стяжки и гидроизоляционного материала, м; о – постоянная Стефана-Больцмана; Sk, Fо, Bi – числа Старка, Фурье; Био, соответственно; Nuв, Reв, Raв, Prв – числа Нуссельта, Рейнольдса, Релея, Прандтля при определяющей температуре воздуха, соответственно; в – кинематическая вязкость воздуха; , н – коэффициенты конвективного теплообмена в рабочем пространстве нагревательного устройства и на поверхности, контактирующей с наружным воздухом, Вт/(м2К); а1, а2 – коэффициент температуропроводности цементно-песчаной стяжки и гидроизоляционного материала, м2/с; 1, с – степень черноты поверхности кровли в рабочем пространстве нагревательного устройства, излучающих стенок нагревательного устройства; - время тепловой обработки, с.; Тс – температура излучающих стенок нагревательного устройства, К; Тв – температура конвектирующей среды, К; Тн - температура окружающей среды, К; Т0 – начальная температура системы “кровельное покрытие – цементно-песчаная стяжка”, К; L – длина и ширина нагревательного устройства, м; h – высота нагревательного устройства, м; с11, с22 – объемная теплоемкость покрытия и цементно-песчаной стяжки, Дж/(м3К).