vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2025-27-3-208-219XFZSRDvestniktgasu-2127Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSВзаимосвязанный тепло- и массоперенос в наружной стене из газобетона со слоями штукатурного раствора на ее поверхностяхBetween Heat and Mass Transfer in Foam Concrete External Wall Covered with Plaster MortarЦветковН. А.TsvetkovN. A.

Цветков Николай Александрович, докт. техн. наук, профессор 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 

Nikolai A. Tsvetkov, DSc, Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk 

nac.tsuab@yandex.ruТолстыхА. В.TolstykhA. V.

Толстых Александр Витальевич, канд. физ.-мат. наук, доцент 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 

Aleksandr V. Tolstykh, PhD, A/Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk 

tolstbu@yandex.ruДорошенкоЮ. Н.DoroshenkoYu. N.

Дорошенко Юлия Николаевна, канд. техн. наук, доцент 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 

Yuliya N. Doroshenko, PhD, A/Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk 

otopvent1@rambler.ruАбдулинА. А.AbdulinA. А.

Абдулин Альвирт Альвиртович, магистрант 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 

Alvirt А. Abdulin, Graduate Student 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk 

alik.abdulin.2000@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202526062025273208219Copyright © Цветков Н.А., Толстых А.В., Дорошенко Ю.Н., Абдулин А.А., 20252025Цветков Н.А., Толстых А.В., Дорошенко Ю.Н., Абдулин А.А.Tsvetkov N.A., Tolstykh A.V., Doroshenko Y.N., Abdulin A.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/2127

На сегодняшний день все большую важность приобретает использование ограждающих конструкций зданий, выполненных из ячеистых бетонов, т. к. они обладают хорошими конструкционными характеристиками и высокими теплозащитными свойствами.Актуальность. Тепловлажностный режим ограждающих конструкций из газобетона оказывает определяющее влияние на их прочностные и теплозащитные характеристики, поэтому актуальным является исследование, направленное на выяснение закономерностей тепловлагопереноса в газобетонных стенах с учетом влияния штукатурных слоев.Цель. Выполнение анализа долгосрочной динамики тепловлажностного режима газобетонных стен с учетом влияния штукатурных покрытий, наносимых в разные этапы эксплуатации ограждающих конструкций.Результаты. Приведены результаты численного моделирования нестационарных процессов тепловлагопереноса в плоской однородной стене из газобетона марки D400 с различными вариантами наружной и внутренней штукатурки для климата г. Томска.Расчеты показали, что наружный штукатурный слой, нанесенный в начале эксплуатации, может привести к значительному накоплению влаги, тогда как внутренний штукатурный слой, нанесенный в начале эксплуатации стены, не оказывает заметного влияния на тепловлажностный режим ограждающей конструкции. Получены результаты, отражающие влияние различных вариантов оштукатуривания на положение максимума влаго содержания в стене из газобетона. Показано, что наружное оштукатуривание стены из газобетона, в том числе и выполненное по истечении первого года эксплуатации, приводит к избыточному увлажнению на наружной поверхности в холодный период в связи с процессами конденсации влаги в зоне стабильно низких температур.

Building wall structures made of foam concrete are becoming more and more popular due to their structural qualities and excellent thermal protection. The heat and moisture regime of wall structures made of foam concrete has a decisive effect on their strength and heat protection properties.Purpose: The aim of this work is to clarify the heat and moisture transfer in foam concrete walls taking into account the influence of plaster layers deposited.Methodology/approach: Numerical modeling is conducted for non-stationary heat and moisture transfer in a flat homogeneous wall composed of D400 aerated concrete with various exterior and interior plastering options for climatic conditions in Tomsk. Calculations show that the plaster mortar applied to the wall, results in a significant buildup of moisture, while the internal plaster mortar applied, has no discernible impact on the heat and moisture transfer of the wall structure.Research findings: It is shown the influence of different plastering options on the position of the maximum moisture content in the wall made of foam concrete. The external walls coated with plaster mortar, including those performed after the first year of operation, demonstrate excessive moisture on the outer surface during the cold period due to the moisture condensation in the range of consistently low temperatures.

стена из газобетонаштукатурный слойограждающие конструкциитепловлагопереносвлагопереностепловлажностный режимсредняя влажностьпоток влагисопротивление теплопередачекоордината максимального увлажненияfoam concrete wallplaster layerenclosing structureheat and moisture transferheat and moisture regimeaverage humidityheat transfer resistancemaximum moisture coordinateработа выполнена при поддержке Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» Министерства науки и высшего образования РФ (грант в форме субсидии: соглашение от 06.06.2024 № 075-15-2024-234).The work was carried out under the Strategic Academic Leadership Program “Priority-2030” and financially supported by Grant No. 075-15-2024-234 from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation.ReferencesGrzyb K., Jasiński R. Full-scale studies of stiffening walls made of autoclaved aerated concrete // ICAAC 2023 : 7th International Conference on Autoclaved Aerated Concrete. 2023. V. 6. I. 2. P. 135–141. DOI: https://doi.org/10.1002/cepa.1973Grzyb K., Jasiński R. Full-Scale Studies of Stiffening Walls Made of Autoclaved Aerated Concrete. In: Proc. 7th Int. Conf. on Autoclaved Aerated Concrete. 2023; 6. (I. 2): 135–141. DOI: https://doi.org/10.1002/cepa.1973Gorshkov A.S., Vatin N.I., Rymkevich P.P., Kydrevich O.O. Payback period of investments in energy saving // Magazine of Civil Engineering. 2018. № 78 (2). P. 65–75. DOI: 10.18720/MCE.78.5Gorshkov A.S., Vatin N.I., Rymkevich P.P., Kydrevich O.O. Payback Period of Investments in Energy Saving. Magazine of Civil Engineering. 2018; 78 (2): 65–75. DOI: https://doi.org/10.18720/MCE.78.5Min H., Zhang W., Gu X. Effects of load damage on moisture transport and relative humidity response in concrete // Construction and Building Materials. 2018. V. 169. P. 59–68.Min H., Zhang W., Gu X. Effects of Load Damage on Moisture Transport and Relative Humidity Response in Concrete. Construction and Building Materials. 2018; 169: 59–68.Низовцев М.И., Терехов В.И., Яковлев В.В. Теплопроводность газобетона повышенной влажности // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2004. № 9. С. 36–38. EDN: PIJUVBNizovtsev M.I., Terekhov V.I., Yakovlev V.V. Thermal Conductivity of Aerated Concrete with High Humidity. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. 2004; (9): 36–38. (In Russian)Ватин Н.И., Глумов А.В., Горшков А.С. Влияние физико-технических и геометрических характеристик штукатурных покрытий на влажностный режим однородных стен из газобетонных блоков // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 1. С. 28–33. EDN: PCEFIPVatin N.I., Glumov A.V., Gorshkov A.S. Influence of Physical-Technical and Geometrical Characteristics of Plaster Coatings on Moisture Regime of Homogeneous Foam Concrete Walls. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2011; (1): 28–33. (In Russian)Крайнов Д.В., Садыков Р.А. Влияние влагосодержания на теплозащитные свойства ограждающей конструкции // Вестник МГСУ. 2011. № 3. С. 404–410.Krainov D.V., Sadykov R.A. Moisture Content Effect on Thermal Protection of Walling Structure. Vestnik MGSU. 2011; (3): 404–410. (In Russian)Гагарин В.Г., Зубарев К.П., Козлов В.В. Определение зоны наибольшего увлажнения в стенах с фасадными теплоизоляционными композиционными системами с наружными штукатурными слоями // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2016. № 1. С. 125–132. EDN: VLONPFGagarin V.G., Zubarev K.P., Kozlov V.V. The Highest Moisture Area in Façade Heat-Insulation Composite Wall Systems with External Plastering. Vestnik of Tomsk State university of Architecture and Building. 2016; (1): 125–132. (In Russian)Moyou A.Y., et al. Numerical computation of heat transfer, moisture transport and thermal comfort through walls of buildings made of concrete material in the city of Douala, Cameroon: An ab initio investigation // Heliyon. 2024. V. 10. I. 13. P. 34058.Moyou A.Y., et al. Numerical Computation of Heat Transfer, Moisture Transport and Thermal Comfort Through Walls of Buildings Made of Concrete Material in the City of Douala, Cameroon: An ab Initio Investigation. Heliyon. 2024; 10 (I. 13): 34058.Berger J., Gasparin S., Dutykh D., Mendes N. On the solution of coupled heat and moisture transport in porous material // Transport Porous Media. 2018. V. 121. P. 665–702. DOI: 10.1007/s11242-017-0980-3Berger J., Gasparin S., Dutykh D. On the Solution of Coupled Heat and Moisture Transport in Porous Material. Transport Porous Media. 2018;121: 665–702.Berger J., Dutykh D., Mendes N. A new model for simulating heat, air and moisture transport in porous building materials // Int. J. Heat Mass Tran. 2019. V. 134. P. 1041–1060.Berger J., Dutykh D., Mende N. A New Model for Simulating Heat, Air and Moisture Transport in Porous Building Materials. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2019; 134: 1041–1060.Жуков А.В., Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Толстых А.В. Влияние температурной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводности на влагоперенос в стене из газобетона // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 6 (117). С. 729–739. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.729-739Zhukov A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoi A.N., Tolstykh A.V. Effect of Temperature Dependence of Sorption Isotherm and Coefficient of Moisture Conductivity on Moisture Transfer in an Foam Concrete Wall. Vestnik MGSU. 2018; 6 (117): 729–739. (In Russian)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: 10.22227/1997-0935.2020.2.244-256Gagarin V.G., Zubarev K.P. Mathematical Simulation of Non-Stationary Humidity Regime of Fences based on Discrete-Continuum Approach. Vestnik MGSU. 2021; 15 (2): 244–256. DOI: https://doi.org/10.22227/1997-0935.2020.2.244-256. (In Russian)Зубарев К.П., Гвоздков А.Н. Математическое моделирование тепловлажностного режима систем фасадных теплоизоляционных композиционных с наружными штукатурными слоями в стационарной и нестационарной постановках // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды : материалы XIX Международной научной конференции. Волгоград : Изд-во: Волгоградский государственный медицинский университет, 2021. С. 19–25. EDN: RJNLUFZubarev K.P., Gvozdkov A.N. Mathematical Simulation of Heat and Humidity Regime of Facade Thermal Insulation Composite Systems with External Plaster Layers in Stationary and non-Stationary Settings. In: Proc. 19th Int. Sci. Conf. ‘Indoor and Ambient Air Quality’. Volgograd, 2021. Рр. 19–25. (In Russian)Жуков А.В., Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Кузнецова А.А. Обоснование физико-математической модели тепловлагопереноса в наружных стенах из газобетона // Инвестиции, строительство, недвижимость как материальный базис модернизации и инновационного развития экономики : мат. VII Междунар. науч.-практ. конф., Томск, 14–16 марта 2017 г. В 2 частях. Часть 1 / под ред. Т.Ю. Овсянниковой, И.Р. Салагор. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2017. С. 483–497. EDN: YOKJOXZhukov A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoi A.N., Kuznetsova A.A. Substantiation of Physico-Mathematical Model of Heat and Moisture Transfer in Aerated Concrete Extrenal Walls. In: Proc. 7th Int. Sci. Conf. ‘Investments, Construction, Real Estate as a Material Basis for Economy Modernization and Innovation’. Tomsk: TSUAB, 2017. Рр. 483–497. (In Russian)Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. Москва : АВОКПРЕСС, 2006. 250 с.Fokin K.F. Construction Heat Engineering of Enclosing Parts of Buildings. Moscow: AVOKPRESS. 2006. 250 р. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.