vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Buildingvestniktgasu-408Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯBUILDING AND CONSTRUCTIONСРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕН ИЗ ПРОФИЛИРОВАННОГО УТЕПЛЕННОГО БРУСА С КОННЕКТОРАМИCOMPARATIVE ANALYSIS OF HEAT-INSULATING PROPERTIES OF WALLing MADE OF PROFILED BEAMSЦветковН. А.TsvetkovN. A.

Цветков Николай Александрович, доктор технических наук, профессор 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Nikolai A. Tsvetkov, DSc, Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

nac.tsuab@yandex.ruХуторнойА. Н.KhutornoiA. N.

Хуторной Андрей Николаевич, кандидат технических наук, доцент 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Andrei N. Khutornoi, PhD, A/Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

khantgs@mail.ruТолстыхА. В.TolstykhA. V.

Толстых Александр Витальевич, кандидат физизико-математических наук, доцент 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Aleksandr V. Tolstykh, PhD, A/Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

sinvintie@rambler.ruДорошенкоЮ. Н.DoroshenkoA. V.

Дорошенко Юлия Николаевна, кандидат технических наук, доцент 

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Yuliya N. Doroshenko, PhD, A/Professor 

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

kafotopvent1@rambler.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and Buil­dingRussian Federation20182304201902124136Copyright © Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Толстых А.В., Дорошенко Ю.Н., 20182018Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Толстых А.В., Дорошенко Ю.Н.Tsvetkov N.A., Khutornoi A.N., Tolstykh A.V., Doroshenko A.V.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/408

Проведение оценки и сравнения теплозащитных свойств различных брусовых конструкций в зависимости от их геометрических характеристик и теплофизических параметров используемых деревянных элементов и утеплителя как в условиях стационарной, так и нестационарной теплопередачи, в том числе и при циклическом изменении температуры наружного воздуха.

На основе численного моделирования нестационарного теплопереноса в наружных ограждающих конструкциях, выполненных из профилированного теплового бруса с коннекторами, рассчитаны температурные поля и тепловые потоки в выбранных неоднородных фрагментах.

Определены соответствующие теплозащитные характеристики, и проведено их сравнение для рассмотренных брусовых конструкций. Выполнена оценка снижения теплозащитных характеристик в условиях нестационарного теплообмена и под влиянием некоторых конструктивных элементов стены. Выяснена степень теплоустойчивости перспективных конструкций теплового профилированного бруса с горизонтальными и вертикальными коннекторами из фанеры.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых конструкций утепленного бруса с вертикальным и горизонтальным креплением ламелей, предназначенных для создания энергоэффективных наружных ограждающих конструкций в малоэтажном домостроении.

Проведенные оценки влияния неоднородных участков на поля температуры и тепловых потоков при нестационарной теплопроводности позволили установить, что ограждающие конструкции из утепленного клееного бруса с Н-образными вертикальными коннекторами из фанеры и внутренней продольной ламелью по своим теплозащитным свойствам превосходят другие рассмотренные брусовые конструкции.

Purpose: The aim of this paper is to evaluate and compare heat-insulating properties of various beam structures depending on their geometry and thermophysical parameters of wooden elements and insulating materials, which are used both under stationary and non-stationary conditions of heat transfer, including cyclic changes in the outside air temperature.Design technique: The numerical simulation is performed for non-stationary heat transfer which occurs in external walling systems made of profiled beams with connectors. Based on the obtained results, the temperature fields and heat fluxes in the selected inhomogeneous fragments are calculated.Results: The appropriate heat-insulating properties are determined and compared with a view to use them in considered beam structures. The reduction in heat-insulating properties is evaluated for the non-stationary heat exchange and the walling system elements. The degree of thermal stability is determined  for the walling systems made of profiled beams with horizontal and vertical connectors made of veneer wood.Practical implications: The obtained results can be used in new design of heat-insulating profiled beams with vertical and horizontal connectors internded for the production of energy-efficient external alling systems in low-rise house building.Originality/value: The influence of inhomogeneous sections of walling systems on temperature fields and heat fluxes is investigated for non-stationary thermal conductivity. The investigation results show that heat-insulating properties of walling systems made of profiled beams with H-shaped vertical connectors made of veneer wood with the inner longitudinal lamella, greatly exceed heat-insulating properties of other beam structures considered in the paper.

профилированный тепловой брусмалоэтажное строительствоограждающие конструкциитеплопереностепловой режимтемпературное полеконнекторыприведенное сопротивление теплопередачетеплоустойчивостьprofiled beamlow-rise constructionwallingheat transferthermal conditiontemperature fieldconnectorreduced total thermal resistanceheat resistanceReferencesДеревянное домостроение / под общ. ред. А.Г. Черных. СПб.: СПбГЛТА, 2008. 343 с.Chernykh A.G. (Ed.) Derevyannoe domostroenie [Wooden house building]. St.-Petersburg: SPbGLTA Publ., 2008. 343 р. (rus)Черненко О.И., Исаев С.П. Влияние климатических условий региона на формирование толщины стены из клееного бруса // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2016. № 46. С. 168–170.Chernenko O.I., Isaev S.P. Vliyanie klimaticheskikh uslovii regiona na formirovanie tolshchiny steny iz kleenogo brusa [Regional climatic conditions effect on wall thickness made of laminated beam]. Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa. 2016. No. 46. Рр. 168–170. (rus)Зайцева К.В. Исследование теполопроводности клееного бруса с учетом его конструктивного исполнения // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2008. Т. 2. С. 97–100.Zaitseva K.V. Issledovanie teploprovodnosti kleenogo brusa s uchetom ego konstruktivnogo ispolneniya [Design-driven heat conductivity of laminated beam]. Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa. 2008. V. 2. Рр. 97–100. (rus)Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А., Цветков Д.Н. и др. Исследование влажностного состояния наружной деревянной брусчатой стены // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2007. № 2. С. 186–194.Kuzin A.Ya., Miroshnichenko T.A., Tsvetkov D.N., Filyushina M.S. Issledovanie vlazhnostnogo sostoyaniya naruzhnoi derevyannoi bruschatoi steny [Humid state of exterior wooden squared-beam wall]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2007. No. 2. Рр. 186–194. (rus)Жуков А.В., Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А. и др. Математическое моделирование тепло-и влагопереноса в наружных деревянных ограждающих конструкциях // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2007. № 1. С. 8–15.Zhukov A.V., Kuzin A.Ya., Miroshnichenko T.A., Tsvetkov D.N., Filyushina M.S. Matematicheskoe modelirovanie teplo- i vlagoperenosa v naruzhnykh derevyannykh ograzhdayushchikh konstruktsiyakh [Mathematical simmulation of heat and moisture transfer in external wooden enclosing structures]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. 2007. No. 1. Рр. 8–15. (rus)Цветков Н.А. Опыт разработки и внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий кафедры «Теплогазоснабжение» Томского государственного архитектурно-строительно­го университета (технология деревянного домостроения); Технополис Югры. 2015. № 4. С. 42–49.Tsvetkov N.A. Opyt razrabotki i vnedreniya energo- i resursosbere-gayushchikh tekhnologii kafedry ‘Тeplogazosnabzhenie’ Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta (tekhnologiya derevyannogo domostroeniya) [Development and implementation of energy- and resource-saving technologies at Heat and Gas Supply Department of Tomsk State University of Architecture and Building (wooden house building technology)]. Tekhnopolis Yugry. 2015. No 4, Рр. 42 – 49. (rus)Цветков Д.Н. Теплотехническое обоснование наружных ограждений зданий из клееных деревянных энергоэффективных сортиментов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 2. С. 81–90.Tsvetkov D.N. Teplotekhnicheskoe obosnovanie naruzhnykh ograzhdenii zdanii iz kleenykh derevyannykh energoeffektivnykh sortimentov [Thermotechnical grounds for external walling made of energy-efficient wooden laminated beams]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 2. Рр. 81–90. (rus)Цветков Н.А. Повышение эксплуатационных свойств клееного профилированного бруса c утеплителем // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 2. С. 163–169.Tsvetkov N.A. Povyshenie ekspluatatsionnykh svoistv kleenogo profilirovannogo brusa c uteplitelem [Performance improvement of heat-insylating profiled beams]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 2. Рр. 163–169. (rus)Козлобродов А.Н., Цветков Д.Н. Пространственный теплоперенос в стене малоэтажного здания из профилированного утепленного бруса с коннекторами // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 3. С. 298–307.Kozlobrodov A.N., Tsvetkov D.N. Prostranstvennyi teploperenos v stene maloetazhnogo zdaniya iz profilirovannogo uteplennogo brusa s konnektorami [Spatial heat transfer in low-rise building wall made of heat-insulating profiled beams with connectors]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2013. No. 3. Рр. 298–307. (rus)Артеменко И.Ю., Хуторной А.Н., Толстых А.В. Оценка теплозащитных характеристик стен из профилированного теплового бруса с повышенной прочностью // Молодежь, наука, технологии: новые идеи и перспективы (МНТ-2016): материалы III Международной научной конференции студентов и молодых ученых. Томск: Томский архитектурно-строительный университет, 2016. С. 465–472.Artemenko I.Yu., Khutornoi A.N., Tolstykh A.V. Otsenka teplozashchitnykh kharakteristik sten iz profilirovannogo teplovogo brusa s povyshennoi prochnost'yu [Heat-insulating properties of walls made of profiled beams with increased strength]. Materialy III Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii studentov i molodykh uchenykh ‘Molodezh', nauka, tekhnologii: novye idei i perspektivy’. (Proc. 1st Int. Sci. Conf. ‘Youth, Science, Solutions: Ideas and Prospects’). Tomsk: TSUAB Publ., 2016. Рр. 465-472. (rus)Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М.: Стройиздат, 1984. 168 с.Rukovodstvo po raschetu vlazhnostnogo rezhima ograzhdayushchikh konstruktsii zdanii [Guidelines for calculating the moisture conditions of building envelopes]. Мoscow: Stroiizdat Publ., 1984. 168 p. (rus)

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