Проблемы определения динамических нагрузок на облицовочный слой навесных фасадных систем при ветровых порывах

Разработаны требования к методике определения динамических нагрузок на облицовочный слой ограждающих конструкций зданий с навесными фасадными системами (НФС) при ветровых порывах. Распределение внешнего ветрового давления на облицовочном слое фасадов с НФС не зависит от процессов перетекания внутри воздушных зазоров НФС. Это обусловлено малостью степени проницаемости облицовочного слоя во всех практически значимых случаях. Поэтому задача определения внешнего ветрового давления – это независимо решаемая задача известными общепринятыми способами. Однако знание местного ветрового давления на внешней стороне облицовочного слоя НФС еще ничего не говорит о величине ветровой нагрузки на собственно облицовочный слой, поскольку внутреннее давление в вентилируемом зазоре НФС определяется интегральным балансом втекания и вытекания воздуха во всех сообщающихся подоблицовочных объемах. Это означает, что любые попытки назначать величину местного внутреннего давления по известной величине внешнего давления – некорректны. Внутреннее давление – не локальный, а интегральный параметр. Для его определения необходимо применять математический подход подсчета балансов втекающего и вытекающего воздуха в нестационарных условиях и в зависимости от условий загромождения проточных объемов в подоблицовочном слое НФС. Постановка задачи должна включать возможность учета эффекта запаздывания при релаксации внутреннего давления в подоблицовочном слое НФС под действием резко изменяющегося во времени внешнего давления на фасадах объекта при ветровых порывах.

В.Г. ГАГАРИН^{1, 2}, д-р техн. наук, чл.-кор. РААСН (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
С.В. ГУВЕРНЮК^{1, 3}, канд. физ-мат. наук 

¹ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный проезд, 21) 
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26) 
³ Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (119991, г. Москва, Ленинские горы, 1)

1. Gerhardt H.J., Janser. F Wind loads on wind permeable facades // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1994. Vol. 53, pp. 37–48.

2. Kumar K.S., Strathopoulos T., Wisse J.A. Field measurement data of wind loads on rainscreen walls // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics.2003. Vol. 91, pp. 1401–1417.

3. Kijewski T. Kareem A. Dynamic wind effect: a comparative study of provision in codes and standards with wind tunnel data. // Wind and Structures. 1998. Vol. 1, No. 1, pp. 77–109.

4. Молотков Г.С., Подтелков В.В. Основные причины разрушения конструкций навесных вентилируемых фасадов «СИАЛ КМ» и рекомендации по их устранению // Научный журнал КубГАУ. 2015. № 107 (03). С. 1–22.

5. Борисов А.В., Иванов Р.К., Карпов А.С., Сихарулидзе Ю.Г. Анализ возмущений на участке вертикального маневра // Известия АН.Теорияи системы управления. 2006. № 3. С. 192–202.

6. Галямичев А.В. Специфика определения нагрузок на ограждающие конструкции и ее влияние на результаты их статического расчета // Интернет-журнал Науковедение. 2015. Т. 7. № 2 (27). С. 96.

7. Geurts C., van Bentum C. Wind Loading on Buildings: Eurocode and Experimental Approach. In: Stathopoulos T., Baniotopoulos C.C. (eds) Wind Effects on Buildings and Design of Wind-Sensitive Structures. CISM International Centre for Mechanical Sciences, 2007. Vol. 493. Springer, Vienna.

8. Cheol-Soo Park, Godfried Augenbroe, Tahar Messadi, Mate Thitisawat, Nader Sadegh, Calibration of a lumped simulation model for double-skin facade systems // Energy and Buildings. 2004. No. 36, pp. 1117–1130.

9. Baskaran A. Review of Design Guidelines for Pressure Equalized Rainscreen Walls – National Research Council Canada, Institute for Research in Construction, Internal Report № 629, 1992. 93 p. http://doi.org/10.4224/20374052

10. Xing Shi, Effect of membrane ballooning on screen pressure equalization: A short literature review // Journal of Building Physics. 2013. No. 37 (2), pp. 185–199.

11. Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Кубенин А.С., Пастушков П.П., Козлов В.В. К методике расчета влияния ветровых воздействий на воздушный режим зданий // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2016. № 4. С. 234–240.

12. Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. Ветровые нагрузки на облицовку навесных фасадных систем с вентилируемой прослойкой. // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 124–129.

13. Исаев С.А., Судаков А.Г., Жукова Ю.В., Усачов А.Е. Моделирование снижения лобового сопротивления и снятия знакопеременной нагрузки на круговой цилиндр за счет дросселирующего эффекта // Инженерно-физический журнал. 2014. № 87 (4). C. 904–907.

14. Исаев С.А., Баранов П.А., Жукова Ю.В., Терешкин А.А., Усачов А.Е. Моделирование ветрового воздействия на ансамбль высотных зданий с помощью многоблочных вычислительных технологий // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87. № 1. С. 107–118.

15. Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. Аэродинамические характеристики зданий для расчета ветрового воздействия на ограждающие конструкции // Жилищноестроительство. 2010. № 1. С. 7–11.

16. Ramponi R. Blocken B. CFD simulation of crossventilation for a generic isolated building: Impact of computational parameters. // Building and Environment. 2012. Vol. 53, pp. 34–48.

17. Blocken B. 50 years of Computational Wind Engineering: Past, present and future. Building and Environment. 2014. Vol. 129, pp. 69–102.

18. Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Кубенин А.С. О достоверности компьютерных прогнозов при определении ветровых воздействий на здания и комплексы // Жилищное строительство. 2014. № 7. С. 3–8.
19. Гувернюк С.В., Дынников Я.А., Дынникова Г.Я., Зубков А.Ф. Гидродинамика интенсивных автоколебаний обратного флюгера в плоском диффузоре // Доклады Академии наук. 2018. 480(1). С. 29–33.