Белоус Алексей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, зам. руководителя по проектированию
123104, г. Москва, ул. Большая Бронная, 25
Aleksei N. Belous, PhD, A/Professor
25, Bol'shaya Bronnaya Str., 123104, Moscow
Оверченко Мира Викторовна, канд. техн. наук
286123, г. Макеевка, ул. Державина, 2
Mira V. Overchenko, PhD
2, Derzhavin Str., 86123, Makeevka, Donetsk People's Republic
Бегич Ясмин Эдинович, аспирант
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Yasmin E. Begich, Research Assistant
29, Politekhnicheskaya Str., 195251, St-Petersburg
Белоус Ольга Евгениевна, ассистент
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Ol'ga E. Belous, Assistant Lecturer
1, Gagarin Sq., 344000, Rostov-on-Don
Еникеев Артем Искандарович, магистрант
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Artem I. Enikeev, Graduate Student
29, Politekhnicheskaya Str., 195251, St-Petersburg
Применение в ограждающих конструкциях строительных материалов, обладающих высокими теплозащитными свойствами, приобретает все большую важность в условиях существующих в мире энергетических и экологических проблем.
Актуальность. Поддержание оптимальных параметров температуры в помещении возможно при условии правильно подобранной теплоизоляции, которая обеспечивает и требуемые значения сопротивления теплопередаче, и показатели тепловой инерции ограждающих конструкций. Это, в свою очередь, способствует снижению потребления энергии зданиями, сокращает расходы на энергоресурсы и позволяет защитить окружающую среду от дополнительных вредных выбросов.
Цель. Установление фактических значений теплотехнических характеристик и их сопоставление с нормативными данными для оценки реальной эффективности теплоизоляционных материалов в строительных конструкциях.
Методы. В рамках работы были определены характеристики материалов как в стационарном, так и в квазистационарном тепловых режимах с использованием лабораторных методов и теоретических исследований.
Результаты. Анализ результатов лабораторных испытаний фрагмента стеновой конструкции выявил существенную разницу между экспериментально определенным коэффициентом теплопроводности и его теоретически рассчитанным значением. Данное расхождение объясняется неточностью нормативных данных, используемых для перевода коэффициента теплопроводности материала из сухого состояния в расчетное, учитывающее эксплуатационную влажность. Для базальтовой ваты отклонение составило 44 %, а для экструзионного пенополистирола – 19 %. Проведенные теоретические исследования продемонстрировали высокую степень соответствия результатов, полученных с использованием плоской расчетной модели, результатам лабораторных испытаний для базальтовой ваты и экструзионного пенополистирола в условиях стационарного и квазистационарного тепловых режимов. Данное соответствие позволило успешно верифицировать разработанную теоретическую модель. Преимуществом теоретического подхода является возможность анализа не только простых плоских конструктивных систем, но и более сложных ограждающих конструкций, содержащих геометрические теплопроводные включения.
Анализ динамики теплового потока в модели наружного угла здания выявил преимущества использования экструзионного пенополистирола в качестве теплоизоляции. В условиях квазистационарного теплового режима конструкция с экструзионным пенополистиролом демонстрирует более стабильные температурные показатели в своей толще по сравнению с аналогичной конструкцией, утепленной базальтовой ватой. Это приводит к уменьшению количества циклов перехода температуры через нулевое значение для материалов, расположенных внутри ограждающей конструкции, что положительно влияет на их долговечность и надежность.
Maintenance of the best parameters of the indoor temperature is possible with properly selected heat insulation that provides both the required heat transfer resistance and thermal inertia indicators of building envelopes. This, in turn, reduces the energy consumption of buildings, energy costs and helps to protect the environment from additional harmful emissions.
Purpose: The aim of the work is to obtain actual thermal properties and compare them with the standard data in order to evaluate the real effectiveness of heat insulating materials for buildings.
Research findings: The properties of materials are determined in both steady-state and quasisteady-state thermal conditions using laboratory methods and theoretical studies. The analysis of the laboratory tests of the wall fragment shows a significant difference between the experimentally determined thermal conductivity coefficient and its theoretically calculated value. This difference is explained by inaccurate normative data used to convert the thermal conductivity coefficient from a dry state to the calculated value that accounts for the operational humidity. For basalt wool, the deviation is 44%, and for extruded polystyrene foam, it is 19 %. Theoretical calculations demonstrate good agreement with the experimental data obtained using the 2D calculation model and laboratory test results for basalt wool and extruded polystyrene foam under steady-state and quasi-steady-state thermal conditions. This agreement allows to successfully verify the developed theoretical model. The advantage of the theoretical approach is the ability to analyze not only 2D structures, but also more complex enclosing structures containing heatconducting inclusions.
Value: The analysis of the heat flow dynamics in the model of the outer building corner shows the advantages of using extruded polystyrene foam as thermal insulation. Under quasisteady-state thermal conditions, the structure with extruded polystyrene foam demonstrates more stable temperature indicators throughout its thickness compared to the similar structure insulated with basalt wool. This leads to a reduction in the number of temperature transition cycles through zero for materials inside the building envelope, which has a positive effect on their durability and reliability.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.