Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций при переменном тепловом потоке
УДК 69.022.3:699.86:51-74:53.096
doi: 10.33622/0869-7019.2022.10.04-13
Владимир Трофимович ЕРОФЕЕВ¹, академик РААСН, доктор технических наук, профессор, декан архитектурно-строительного факультета, директор НИИ "Материаловедение", зав. кафедрой строительных материалов и технологий, al_rodin@mail.ru
Татьяна Федоровна ЕЛЬЧИЩЕВА², кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой архитектуры и градостроительства, elschevat@mail.ru
Алексей Павлович ЛЕВЦЕВ¹, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой теплоэнергетических систем, levtzevap@mail.ru
Елена Александровна МИТИНА¹, кандидат технических наук, доцент, mitinaea@list.ru
Евгений Сергеевич ЛАПИН¹, старший преподаватель, evgeniy-lapin@yandex.ru
¹ Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева, 430005 Саранск, ул. Большевистская, 68
² Тамбовский государственный технический университет, 392000 Тамбов, ул. Советская, 106/5
Аннотация. В условиях эксплуатации наружные ограждающие конструкции зданий большую часть времени находятся под действием переменного теплового потока, обусловленного колебаниями температуры внешней среды и теплоносителя. При этом термическое сопротивление ограждающих конструкций на низких частотах колебаний теплового потока не остается постоянным. Приведены экспериментально-теоретические исследования влияния теплофизических параметров трехслойных монолитных ограждающих конструкций на изменение термического сопротивления в обычных условиях и при повышенной влажности. Для исследования использован метод аналогий по отношению к электрическим цепям. При составлении системы дифференциальных уравнений применена энергетическая цепь, учитывающая активные термические сопротивления и тепловые емкости каждого слоя ограждающей конструкции. Решение системы таких уравнений выполнялось частотным методом по разработанному алгоритму. Построены графические зависимости амплитудно-частотных характеристик, представляющие собой приращение модуля комплексного термического сопротивления, для четырех вариантов трехслойных монолитных панелей. Установлено, что при низкой частоте изменения теплового потока и температуры, приращение комплексного термического сопротивления ограждающей конструкции составляет от 1,42 до 5,68 % в зависимости от ее теплофизических свойств, при этом влажность материала также может оказывать влияние на термическое сопротивление.
Ключевые слова: наружные ограждающие конструкции зданий, тепловой поток, амплитудно-частотная характеристика, термическое сопротивление, метод аналогий, влажность строительного материала, частотный метод
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Ерофеев В. Т., Ельчищева Т. Ф., Ватин Н. И. [и др.]. Проектирование конструкций наружных стен зданий при неблагоприятном воздействии среды // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 4-15. doi: 10.33622/0869-7019.2020.08.12-23
2. Ельчищева Т. Ф. Динамика содержания примесей в воздухе Центрально-Черноземного региона для проектирования наружных ограждающих конструкций зданий // Жилищное строительство. 2016. № 6. С. 48-51.
3. Умнякова Н. П., Cмирнов В. А. Изменение климата и содержание загрязняющих веществ в атмосфере // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2021. № 2(34). С. 34-51. doi: 10.21869/2311-1518-2021-34-2-34-51
4. Захаревич А. Э. Влияние суточных колебаний наружной температуры на микроклимат помещения // Наука и техника. 2016. Том. 15. № 6. С. 476-480.
5. Умнякова Н. П. Расчет колебаний температуры в кирпичной облицовке трехслойных стен на основе почасовых параметров типового климатического года // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 45-50.
6. Ватин Н. И., Горшков А. С., Немова Д. В. Энергоэффективность ограждающих конструкций при капитальном ремонте // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2013. № 3(8). С. 1-11.
7. Береговой А. М., Береговой В. А. Показатели микроклимата и воздухообмена в объемно-планировочной структуре многоэтажного жилого здания // Региональная архитектура и строительство. 2021. № 2(47). С. 72-76.
8. Гагарин В. Г., Зубарев К. П. Математическое моделирование нестационарного влажностного режима ограждений с применением дискретно-континуального подхода // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 2. С. 244-256. doi: 10.22227/1997-0935.2020.2.244-256
9. Козлов В. В. Вопросы точности расчета приведенного сопротивления теплопередаче и температурных полей // Строительство и реконструкция. 2018. № 3(77). С. 62-74
10. Beregovoi A. M., Beregovoi V. A. Heat loss through external enclosure structures in the stage of their wetting and freezing [Потери тепла через наружные ограждающие конструкции на стадии их намокания и промерзания] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : International Science and Technology Conference "FarEastCon 2019" (Владивосток, 1-4 октября 2019 г.). Владивосток, 2020. doi 10.1088/1757-899X/753/2/022007
11. Дульнев Г. Н., Новиков В. В. Процессы переноса в неоднородных средах. Л. : Энергоатомиздат, 1991. 248 с.
12. Levsev A. P., Lapin E. S., Zhang Q. Increasing the heat transfer efficiency of sectional radiators in building heating systems [Повышение эффективности теплопередачи секционных радиаторов в системах отопления зданий]. Magazine of Civil Engineering. 2019. № 92(8). Pp. 63-75. doi: 10.18720/MCE.92.5
13. Левцев А. П., Лысяков А. И., Лапин Е. С., Панкратьев Р. В. Моделирование теплопередачи отопительного прибора с пульсирующим режимом течения теплоносителя // Инновации и инвестиции. 2019. № 10. С. 226-229.
14. Чиненков Ю. В. Расчет железобетонных трехслойных ограждающих конструкций из легкого бетона // Бетон и железобетон. 2007. № 6. С. 7-11.
15. А. с. СССР 700490. Способ формования строительных изделий / А. В. Нехорошев, В. А. Соколов, В. Н. Мамонтов [и др.]. Опубл. 30.11.1979. Бюл. № 44.
16. А. с. СССР 717886. Композиционный материал с направленной макроструктурой / А. В. Нехорошев, В. А. Соколов, В. Н. Мамонтов [и др.]. Опубл. 23.09.1980. Бюл. № 35.
17. Пат. РФ 2154135. Способ изготовления трехслойной панели / В. И. Соломатов, В. Т. Ерофеев, П. И. Автаев [и др.]. Опубл. 10.08.2000. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2154135C1_20000810 (дата обращения: 17.08.2022).
18. Пат. РФ 2219316. Способ изготовления трехслойной панели / В. И. Соломатов, В. Т. Ерофеев, П. И. Автаев [и др.]. Опубл. 20.12.2003. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2219316C2_20031220 (дата обращения: 17.08.2022).
19. Пат. РФ 73360. Многослойная ограждающая стеновая конструкция / В. Т. Ерофеев, Е. А. Митина, П. И. Новичков [и др.]. Опубл. 20.05.2008. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU73360U1_20080520 (дата обращения: 17.08.2022).
20. Калашников В. И., Ерофеев В. Т., Мороз М. Н. [и др.]. Наногидросиликатные технологии в производстве бетонов // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 88-91.
21. Пат. РФ 101723. Двухслойное строительное изделие / В. Т. Ерофеев, П. И. Новичков, В. А. Спирин [и др.]. Опубл. 27.01.2011. Бюл. № 3.
22. Пат. РФ 102070. Сжатый строительный элемент / В. Т. Ерофеев, П. И. Новичков, В. В. Леснов [и др.]. Опубл. 10.02.2011. Бюл. № 4.
Для цитирования: Ерофеев В. Т., Ельчищева Т. Ф., Левцев А. П., Митина Е. А., Лапин Е. С. Термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций при переменном тепловом потоке // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 10. С. 4-13. doi: 10.33622/0869-7019.2022.10.04-13