Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойных наружных ограждениях с включениями тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Мирошниченко, Татьяна Анатольевна АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ
2006 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.14 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойных наружных ограждениях с включениями»
 
Автореферат диссертации на тему "Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойных наружных ограждениях с включениями"

На правах рукописи

Мирошниченко Татьяна Анатольевна

НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛО- И ВЛАГОПЕРЕНОС В МНОГОСЛОЙНЫХ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЯХ С ВКЛЮЧЕНИЯМИ

01,04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физнко - математических наук

Томск-2006

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном

университете

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Кузин Александр Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Кузнецов Гений Владимирович доктор физико-математических наук, профессор Архипов Владимир Афанасьевич

Ведущая организация: Институт теплофизики СО РАН, г. Новосибирск

Защита состоится «, декабря 2006 г. в •¿¿^асов на

заседании диссертационного совета Д 212.267.13 при Томском государственном университете по адресу: 634050, г. Томск, ул. Ленина, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан «. _» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета /

доктор технических наук, ст.н.с. I Христенко Ю.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Энергосбережение, особенно для климатической зоны Сибири и районов Крайнего Севера, является одним из приоритетных направлений в строительной отрасли. Опыт эксплуатации построенных в этих районах зданий свидетельствует о том, что многие виды внешних природных воздействий на них существенно отличаются от климатических воздействий, характерных для умеренного климата центральных районов европейской части России. За последнее десятилетие во всех индустриально развитых странах неоднократно были пересмотрены требования к уровню теплозащиты ограждающих конструкций. После внесения изменений в СНиП П-3-79* в 1995 году, ужесточающих требования к тепловой защите зданий, началась активная работа ученых по разработке наружных ограждений, отвечающих условиям энергосбережения. На законодательном уровне разработка и реализация программ энергосбережения началась в регионах России особенно после вступления в силу Федерального Закона «Об энергосбережении» № 28-фз от 03.04.96 г. Обязательными разделами в этих программах являются научное, правовое и экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий, в том числе касающихся повышения теплозащитных свойств стеновых конструкций существующего и возводимого фонда отапливаемых зданий. Изменения СНиП 11-3-79* в 1998 и в 2000 годах активизировали разработку новых неоднородных и многослойных конструкций наружных стен, включая фасадные системы утепления с применением гибких связей для обеспечения конструктивной прочности всех элементов. Поэтому становится актуальной научная задача по установлению закономерностей тепло- и влаго пере носа в сложно-композиционных наружных стенах зданий при наличии в промежуточном слое инородных включений в условиях штатного функционирования. Использование многослойных конструкций с фасадным утеплением на гибких связях позволит обеспечить необходимый микроклимат в зданиях при минимальных затратах на энергопотребление при эксплуатации и снизить материалоемкость и удешевить работы при строительстве.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью повышения теплозащитных свойств наружных ограждений, применяемых в индивидуальном и производственном домостроении в холодных климатических зонах России. Актуальность диссертационных исследований подтверждается выполнением их в рамках программы Федерального агентства по образованию "Развитие научного потенциала высшей школы" (Подпрограмма 2. Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники, код проекта 7756), межотраслевой программы Министерства образования РФ в ТГАСУ (Проект № Т02-01.2-881) и двух грантов президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (МК - 1812.2003.8 и МК -5186.2006.8).

Целью работы является исследование тепловлажностного состояния и теплозащитных свойств неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами.

Для достижения поставленной цели в работе ставятся следующие задачи:

• осуществить физико-математические постановки задач нестационарного двух- и трехмерного теплопереноса в многослойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях зданий с внутренним и внешним утеплением и их программно — алгоритмическое обеспечение;

• установить закономерности нестационарного двух — и трехмерного теплопереноса в многослойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях с внутренним и внешним утеплением;

• исследовать теплозащитные свойства, теплоустойчивость и влажно-стное состояние многослойных неоднородных конструкций в зависимости от теплофизических, геометрических и влажностных характеристик материалов слоёв, утепляющих вставок и гибких связей;

• разработать инженерную методику расчета сопротивления теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций с внутренним и внешним утеплением и оценить пределы её применимости путем сравнения с результатами математического и физического моделирования;

• исследовать нестационарный тепло- и влагоперенос в наружной брусчатой стене здания и осуществить пятилетний прогноз её влажностного состояния для трех климатических зон влажности в зависимости от теплофизических и влажностных характеристик брусчатой стены, ее толщины и влажностного режима помещения.

Научная новизна работы: -

• разработан эффективный программно - алгоритмический комплекс для исследования тепловлажностного состояния и теплозащитных свойств многослойных неоднородных наружных стен зданий;

• установлены закономерности нестационарного двумерного теплопереноса в трехслойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях зданий с коннекторами и проведено комплексное исследование их теплозащитных свойств, теплоустойчивости и влажностного состояния в зависимости от теплофизических и геометрических характеристик традиционных и новых перспективных материалов слоёв и коннекторов, а также от глубины заложения коннекторов;

• исследовано влияние размеров вертикальной утепляющей вставки и её местоположения на теплоустойчивость и влажностное состояние неоднородного фрагмента стены; на основе параметрического исследования определена теплозащитная эффективность фрагмента для различных материалов несущей стены и утепляющей вставки;

• . . показано, что применение вертикальных утепляющих вставок уменьшает тепловые потери через наружные однородные стены до 55 % и снижает

их массу до 30 %, а использование фасадной системы утепления уменьшает тепловые потери через стену с утепляющей вставкой до 50 %;

• выявлено влияние вида гибкой связи на тепловое состояние и теплозащитные свойства наружной ограждающей конструкции с утепляющей вставкой и фасадным утеплением и показано, что замена металлического коннектора металлическим профилем увеличивает тепловые потери до 3 %, а деревянным бруском —более, чем 30%;

• получены новые расчетные зависимости для определения сопротивления теплопередаче неоднородной наружной стены с фасадной системой утепления на гибких связях и оценены пределы её применимости;

• впервые в пятилетнем цикле эксплуатации исследовано влажностное состояние наружной брусчатой деревянной стены для трех климатических зон влажности в зависимости от теплофнзнческих и влажностных характеристик брусчатой стены, ее толщины и влажносткого режима работы помещений.

Достоверность полученных результатов подтверждается сравнением их с известными аналитическими решениями и сопоставлением данных теории и эксперимента. .

Практическая значимость и реализация результатов исследований:

• разработан комплекс методик и программ расчета для проведения экспресс—диагностики теплового и нлажностного состояния проектируемых неоднородных стен зданий, оценки их теплоустойчивости и теплозащитной эффективности;

• разработана методика инженерного расчета сопротивления теплопередаче неоднородной стены здания с вертикальной утепляющей вставкой и фасадной системой утепления на гибких связях;

• определены коэффициенты теплотехнической эффективности наружных стен зданий для различных материалов несущего слоя, утепляющей вставки и гибкой связи;

• разработанные программы расчета используются для установления закономерностей нестационарного тепло - и влагопереноса в проектируемых наружных ограждениях и оценки их теплозащитных свойств на предприятиях ЗАТА «Северск» УК «Жилищное хозяйство», ООО «Профлес»; ООО «Лесинвест», а отдельные программные модули применяются в учебном процессе Томского ГАСУ; одна программа зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613006).

На защиту выносятся;

• физико-математические постановки и численные методики расчета нестационарного тепло - и влагопереноса в однородных и неоднородных ограждающих конструкциях зданий с внутренним и фасадным утеплением;

• инженерная методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с утепляющей вставкой и фасадной системой утепления с различными гибкими связями;

• результаты параметрических численных исследований по установлению закономерностей нестационарного двух — и трехмерного теплопере-носа и влияния теплофизических, геометрических и влажностных характеристик материалов слоев, утепляющей вставки и гибкой связи на теплозащитные свойства и теплоустойчивость неоднородных наружных стен зданий;

• результаты численных расчетов по оценке влажностного состояния деревянных брусчатых стен зданий в пятилетнем цикле эксплуатации для различных климатических зон влажности России, влажностных режимов помещений, начальных влагосодержаний, теплофизических и влажностных характеристик брусчатой стены и ее толщины.

Апробации работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной научно - технической конференции (11-18 мая 2003 г., г. Майорка, Испания), на Международной юбилейной конференции Томского государственного университета (16-18 сентября 2003 г.), на региональной научно-методической конференции «Проблемы инженерного образования» (20-21 апреля 2004 г., г. Томск), на международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (5-10 июля 2004 г., г. Томск), на XXVIII Сибирском теплофизическом семинаре (1-5 октября 2004 г., гг. Москва-Новосибирск), на международной научно-практической конференции - семинаре «Архитектура и строительство. Наука и образование как фактор оптимизации среды жизнедеятельности» (11—16 октября 2004 г., г. Хаммамет, Тунис), на четвертой и пятой Всероссийских конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики}) (5-7 октября 2004 г., 3—5 октября 2006 г., г. Томск), на всероссийской конференции молодых ученых «Наука. Технологии, Инновации» (2-5 декабря 2004 г., г. Новосибирск), на всероссийской научно-практической конференции «Сибири - новые технологии в архитектуре, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве» (22 апреля 2005 г., г. Красноярск), на международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции)) (23-25 ноября 2005 г., г. Москва), на научных семинарах кафедры теплогазоснабжения Томского государственного архитектурно-строительного университета (9 ноября 2004 г., 8 декабря 2005 г., 19 октября 2006 г.), на научном семинаре кафедры физической и вычислительной механики Томского госуниверситета (28 октября 2006 г.).

Публикации, Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 20 работах, список которых приведен в конце автореферата. Из них 4 статьи в центральных рецензируемых журналах, 1 депонированная статья, остальные в сборниках избранных докладов конференций.

Личный вклад автора заключается в физической и математической постановках рассматриваемых задач, участии в разработке алгоритмов и программ расчета, проведении расчетов и анализе их результатов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из i 86 наименований, приложения и содержит 197 страниц основного текста, » том числе 105 рисунков, 11 таблиц.

По вопросам, относящихся к разработке инженерных методов расчета и практического применения научных разработок диссертанта научным консультантом являлся д.т.н., профессор Цветков Николай Александрович.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определены цель и задачи исследования, отражены ее научная новизна и практическая значимость, излагается краткое содержание работы.

В первой главе проведен анализ неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами и инженерных методов расчета их сопротивлений теплопередаче. Дан обзор математических моделей тепло- и влагопереноса в наружных ограждающих конструкциях, методов решения уравнений тепло- и влагопереноса и определения теплофизических и влажностных характеристик материалов.

В настоящее время существует большое количество неоднородных строительных конструкций, призванных обеспечивать необходимый уровень тепловой защиты зданий {см., например, рис. 1, 2). Для детального изучения теплового и влажностного состояния таких конструкций в различных реальных условиях эксплуатации наиболее продуктивным является комплексный теоретико-экспериментальный подход. Однако широкое проведение натурных и лабораторных экспериментов затруднено ввиду длительности исследуемых процессов тепло- и влагопереноса. В большей степени проведение этих экспериментов целесообразно для получения экспериментальной информации для обратных задач по определению теплофизических и влажностных характеристик материалов и проверки математических моделей на адекватность. Математическое моделирование, базирующееся на адекватных математических моделях и эффективных программно - алгоритмических комплексах, позволяет существенно снизить материальные и временные затраты при проектировании неоднородных наружных ограждений.

Существенный вклад в решение актуальных задач строительной теплофизики внесли такие отечественные и зарубежные ученые, как В.Н. Богословский, В.М. Ильинский, К.Ф. Фокин, А.Ф. Шаповал, В.Г. Гагарин, ЮЛ. Кувшинов, Ю.А. Табунщиков, М. М.Бродач, А.И. Ананьев, В.М, Валов, В.И. Бодров, В.И. Терехов, М.И. Низовцев, С.Н. Булгаков, Э.Р. Эккерт, P.M. Дрейк и др. Однако остро стоящая в строительной отрасли проблема энергосбережения требует дальнейшего проведения исследований, направленных на повышение тешюэффективносш наружных ограждающих конструкций зданий.

Рис. 1. Фрагмент трехслойного наружного ограждения с коннектором (а) и неоднородного ограждения с утепляющей вставкой (€): 1 — внешний (несущий) слой, 2 - утеплитель, 3 — внутренний слой

Рис. 2. Схема фрагмента наружного ограждения с утепляющей вставкой и фасадным утеплением с коннектором (а) и с металлическим или деревянным профилем (б): 1 - несущий слой, 2 - утепляющий слой, 3 - облицовочный слой, 4 - утепляющая вставка, 5 - гибкая связь

Во второй главе представлены физико-математическая модель и численная методика расчета нестационарного двумерного теплопереноса в трехслойном наружном ограждении с коннектором, исследованы закономерности нестационарного теплопереноса в зависимости от теплофизических и геометрических характеристик материалов слоев и коннектора, а также глубины заложения коннектора. Оценено влияние коннектора на тепловые потери и наличие зон конденсации водяного пара. Исследованы теплозащитные свойства ограждений, выполненных из традиционных и новых перспективных материалов.

Для решения задач во второй и третьей главах использовался метод расщепления H.H. Яненко в сочетании с итерационно-интерполяционным методом (НИМ) а в четвертой главе — НИМ. Модульный принцип построения программы и малое (2-3 минуты на ПЭВМ PENTIUM-4) время счета позволяют быстро адаптировать программу под любые конфигурации наружных ограждений и осуществлять их тепловую экс пресс-диагностику.

Схема трехслойного наружного ограждения представлена на рис. 3.

г

коннектором

1 г 3 V р> о*

4 * Л • 4

О X, X, X, X, X, х

Рис. 3. Схема трехслойного наружного ограждения с коннектором: 1,3 — внутренний и внешний слои ограждения, 2 —утеплитель, 4 — коннектор

Процесс теплопереноса в рассматриваемом ограждении описывался математической моделью

д1 г от йг йх дк

= — «о>.- ОЗЕГ й ; (3)

"^аР

1

х=0

= О^г^Я,; (4)

&

дг

а,

дг

= 0,1=1,3,4, (5)

1-0

= 0, ¡ = и, (б)

ГГЯ);.

На внутренних границах расчетной геометрической области 0 = {0<хйХк,()йг<Кк} использовались граничные условия четвертого рода.

На рис. 4-6 представлены некоторые результаты расчетов, иллюстрирующие закономерности нестационарного теплопереноса в ограждении. Материалами 1 и 3 слоев являлся кирпич, 2 слоя - плиты мивераловатные; коннектора — арматурная сталь.

Показано, что по сравнению со стационарным профилем температуры в ограждении без коннектора наличие коннектора приводит к понижению температуры в зоне его размещения до сечения х = 0,455 м и повышению температуры после этого сечения (рис.4). Характер распределения перепадов

Рис. 4, Поле перепада температур Мг(х,г) = 1(х, г) - Кх,0) прнт(1п=24ч

Рис. 5. Поле плотности теплового потока в направлении х при тя„= 24 ч

Рис. 6. Поле плотности теплового потока в направлении г при Тй„= 24 ч

и

температур в радиальном направлении для различных значений координаты х на рис. 4 показывает, что перепад температур по коннектору (0 £ г < R) вследствие его высокой теплопроводности практически отсутствует. Вне коннектора (г > R) до сечения х = 0,455 м перепад температур положительный (теплота подводится с периферии к оси коннектора), а после этого сечения отрицательный (теплота отводится от оси коннектора). При этом основное его измененне происходит вблизи боковых поверхностей коннектора на расстоянии, не превышающем б см. Рис. 5 показывает, что максимальная плотность теплового потока в направлении х имеет место в центре коннектора, вне коннектора эта плотность близка к нулю. Из рис. б следует, что изменение плотности теплового потока в направлении г происходит вблизи коннектора. Комплексное исследование полей температуры и плотностей тепловых потоков в осевом и радиальном направлениях позволяет установить закономерности нестационарного теплопереноса и оценить зону влияния коннектора.

Анализ кривых парциального давления пара по толщине ограждения, проведенный в стационарных условиях на основе найденного поля температур, показал, что зона конденсации водяного пара вблизи коннектора отсутствует, Однако небольшая зона конденсации имеет место вне коннектора на периферии по г в месте стыка утепляющего и внешнего слоев. Это объясняется тем, что правый конец коннектора имеет более высокую температуру, чем окружающие его слои материала, что приводит к повышению парциального давления насыщенного пара вблизи коннектора, и, как следствие этого, к уменьшению вероятности появления зоны конденсации. Для устранения существующей зоны конденсации водяного пара рассчитывается дополнительное сопротивление паролроницанто, и на внутреннюю поверхность ограждения наносятся слои пароизоляции с общим сопротивлением парогтро-ницанию, больше дополнительного.

Используя разработанный программно-алгоритмический комплекс, осуществлена оценка основных теплотехнических показателей (тепловые потери, теплоустойчивость и наличие зон конденсации) для вариантов конструкций, выполненных из различных.традиционных и новых перспективных материалов (табл. I). Номера вариантов расчета соответствовали следующим комбинациям материалов: 1 вариант - керамический кирпич, плиты минераловатные, керамический кирпич, арматурная сталь; 2 - керамический кирпич, плиты минераловатные, керамический кирпич, углепластик; 3 — керамический кирпич, плиты минераловатные, пенобетон, арматурная сталь; 4 — керамический кирпич, плиты минераловатные, пенобетон, углепластик; 5 — керамический кирпич, утеплитель FOARM BOARD, пенобетон, арматурная сталь; 6 - керамический кирпич, утеплитель FOARM BOARD, пенобетон, углепластик; 7 - пенобетон, утеплитель «Пеногшэкс», ячеистый бетон, арматурная сталь; 8 — пенобетон, утеплитель «Пеноплэкс», ячеистый бетон, углепластик. Анализ представленных в табл. 1 показателей в совокупности с другими, характеризующими санитар но - гигиенические и комфортные

Таблица 1

Влияние коннектора на тепловые потери через трехслойное наружное ограждение для различных материалов слоев и коннектора и наличие в ограждении зоны конденсации

Номер варианта 1 2 : 3 4 5 6 7 8

Без коннектора 1,993 1,993 1,998 1,833 1,180 1,180 1,163 1,163

Тепловые потери, Вт С коннектором 2,139 1,999 2,142 : 1,838 ■ 1,327 1,187 1,274 1,165

Влияние коннектора на тепловые потери, - % 6,8 0,3 6,7 0,3 11,1 0,6 8,7 0,1

Наличие зоны конденсации На поверхности Коннектора Нет- Нет Нет Й ■ ¿Л д к> к Й й Р ян (л 1Л в МЛ. * 4 * * д О ©43 О* (Л 3 X о Ри Я.З м я ^ Нет Нет

и ее ; протяжеи-ность, \ На периферии п Ри Л. (а «Лч ЕЗ о-а и, к *—' Нет * о оЬ Ъ. » » ' Л я-8 2 ® Й ■ 34 (Л (а К) я (Л Й г—* »"В 1Л X 1 и о-г К> к 1л и—4 X Г) р-3 *л к 00 - Да(при хе[0,49; 0,58])

условия, дешевизну, простоту при монтаже, надежность при эксплуатации и др., позволит выбрать наиболее приемлемые варианты конструкций.

Исследование теплоустойчивости показало, что по мере удаления от наружной поверхности ограждения происходит затухание колебаний температуры н запаздывание их по времени. Характер затухания колебаний для всех конструкций различен, однако на внутренней поверхности их амплитуда обращается в ноль.

Была выполнена оценка глубины заложения коннектора во внутренний и наружный слои стены на ее тепловое состояние. Глубина заложения коннектора во внутренний слой изменялась от 50 до 330 мм, а в наружный — от 50 до 100 мм. Выявлено, что глубина заложения коннектора из арматурной стали существенно влияет лишь на распределение перепадов температуры по толщине стены и незначительно влияет на тепловые потери. Глубина заложения коннектора из углепластика н величина его радиуса незначительно влияют как на тепловые потери, так и на распределение перепадов темпе* ратуры по толщине.

Исследовалось влияние гибких связей сквозного типа на тепловое состояние трехслойных ограждений. Установлено, что наличие сквозного коннектора меняет качественное поведение кривых перепада температур по сравнению с не сквозным коннектором (рис. 7). В частности, наблюдается

Рис. 7. Перепады температур Д1я(х) = х) -1(0, х) при тя„ = 24 ч для коннекторов из стали (1,2) и углепластика (3,4) различных радиусов: 1,3 - г = 2 мм; 2, 4 - 4 мм

положительный перепад температуры на внутренней поверхности стены, что может привести к образованию конденсата. Плотность теплового потока в направлении оси х при сквозном коннекторе из арматурной стали в отличие от не сквозного нигде не равна нулю. Стационарный тепловой поток через наружное ограждение при сквозном металлическом коннекторе радиусом 2 мм увеличивается на 7,7 % по сравнению с не сквозным с глубиной заложения во внутренний и наружный слои стены 6ц=50 мм, 5^=50 мм, а увеличе-

ние радиуса металлического ■ коннектора с 2 до 4 мм приводит к увеличению тепловых потерь с 7,7 % до 14,9 %.

Сопоставление результатов численного и физического (А.Н. Хутор' ной) экспериментов по полям температуры и тепловым потокам в стационарных условиях показало, что их максимальное отличие не превышает 15 %, что свидетельствует о работоспособности используемой математической модели,

В третьей главе рассмотрены вопросы, связанные с повышением теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций зданий за счет применения внутренних утепляющих вставок и внешних (фасадных) утепляющих слоев. Проведена оценка их влияния на теплозащитные свойства наружных стен, теплоустойчивость и наличие зон конденсации. Установлен характер пространственного распределения температур и тепловых потоков и определены коэффициенты теплозащитной эффективности для различных . материалов несущего слоя и утепляющей вставки в зависимости от отношения площадей поперечных сечений вставки и несущей стены, Исследовано влияние вида гибкой связи фасадного утепления (коннектор, металлическая рейка, деревянный брусок) на тепловые потери. Предложена инженерная методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородных конструкций и на основе сопоставления с результатами математического моделирования определены пределы ее применимости.

Рис. 8. Общий вид фрагмента неоднородной наружной ограждающей конструкции с фасадным утеплением при наличии коннектора

Представленный на рис. 8 фрагмент ограждающей конструкции состоит из несущего слоя 1 с вертикальной утепляющей вставкой 4, наружного утепляющего слоя 2 и наружной обшивки 3. Коннектор (гибкая связь) 5 служит для закрепления утепляющего слоя и обшивки. Утеплитель 4 может

крепиться к стене на клеевой основе, либо с помощью коннекторов с прижимными шляпками.

Нестационарный пространственный теплоперенос в выделенном фрагменте в декартовой системе координат описывался системой пяти нелинейных нестационарных трехмерных уравнений теплопроводности:

с начальными и граничными условиями

»¡|т=0=*т(х>У>2)> ¡ = и, х,у,г€0; (8)

У,2е{0^уйУк,0й2й2к}; (10)

На верхней, нижней (по у) и боковых (по г) границах фрагмента использовались условия симметрии, а на внутренних 1раницах расчетной геометрической области 0 = {0£хйХк,0£уйУ^О^Е^г^ - граничные условия четвертого рода.

Для оценки теплозащитной эффективности неоднородного фрагмента определялись нестационарные тепловые потоки через открытые внутреннюю Оо (со стороны помещения) и внешнюю <3И (со стороны наружного воздуха) поверхности фрагмента по формулам

Ро= Г 1ч№у,гМу<Ь. = / /я(Хк,у,2)<1у<]2. (11)

0 0 0 0 В теплых климатических зонах применение фасадной системы утепления может быть нецелесообразно, поскольку для обеспечения нормативных требований по теплозащите бывает достаточно использование только внутренней утепляющей вставки. Некоторые результаты исследования такой конструкции, выполненной из пенобетона и утеплителя РОАМВОАКЕ), в трехмерной постановке представлены на рис. 9, 10. Поведение плотности теплового потока в направлении оси х на рис. 9 показывает, что она имеет максимальное значение на границах фрагмента х *=* 0 и х =■ Хь и минимальное значение - в центре фрагмента х = Х|/2. Причем с ростом времени максимальное значение плотности теплового потока уменьшается, а минимальное - увеличивается. При установлении стационарного режима при тп„ = 72 ч эти значения составляют 33,7 и 8,6 ,Вт/м3 соответственно.

Исследование теплоустойчивости утепленного фрагмента осуществлялось путем слежения за величинами амплитуды колебаний температуры и средней температуры на его внутренней поверхности в точке х=0, у=Ук/2, г = Ъцр. (рис.10). При неизменных размерах поперечного сечения утепляющей вставки осуществлялось ее перемещение в направлении оси х. Были рассмотрены четыре варианта расположения вставки: а — Х1и0,05м, Хг ° 0,15 и;

Рис. 9. Плотность теплового потока в направлении х на оси фрагмента у = У,/2, г = Ъур., совпадающей с осью коннектора, в различные моменты

Рис. 10. Зависимость температуры от времени на внутренней поверхности утепленного фрагмента в точке х « 0, у = 0,15 м, ъ = 0,125 м для различных вариантов расположения утепляющей вставки: 1 - а, 2 — б, 3 — в, 4 ~ г

б - Х| = 0,1 м, Х2 = 0,2 м; в —Х1 = 0,15 м, Х2 = 0,25 м. Вариант г - вставки нет. Из сравнения результатов расчетов следует, что по мере перемещения утепляющей вставки от наружной поверхности фрагмента к внутренней средняя температура увеличивается, а амплитуда колебаний температуры уменьшается, что свидетельствует о повышении теплоустойчивости конструкции. Для рассмотренных вариантов расположения утепляющей вставки а-в средняя температура увеличивается на 13,7, 15,2 и 19,0 %, а амплитуда колебаний уменьшается на 18,5, 20,3 и 25,2% по сравнению с вариантом отсутствия вставки. Однако самая маленькая зона конденсации с координатами границ 0,155 и 0,27 м имеет место в варианте в, когда утепляющая вставка находится вблизи наружной поверхности. Самая большая зона конденсации с координатами границ 0,085 и 0,255 м наблюдается в варианте а, когда утепляющая вставка находится ближе к внутренней поверхности.

Показано, что время выхода конструкции на стационарный режим теплопередачи, характеризуемого совпадение графиков тепловых потоков че-

рез внутреннюю и наружную по- верхности расчетного фрагмента, составляет примерно 45 часов, а наличие утепляющей вставки уменьшает тепловые потери на 15 %.

Далее исследовались закономерности нестационарного пространственного теппопереноса в неоднородном фрагменте с утепляющей вставкой и фасадной системой утепления. Показано, что локальные возмущения температурного поля наблюдаются на внутренних границах слоев ограждения и в зонах контакта теплоизолирующей вставки с несущим слоем конструкции и коннектора с окружающими его слоями материалов. Установлен характер распределения температур и их перепад на периферии и центральных осях фрагмента а также плотностей тепловых потоков в ортогональных направлениях. Показано, что наличие коннектора и утепляющей вставки приводит к образованию сечений с нулевыми перепадами температур на периферии и оси фрагмента. До этих сечений в случае коннектора теплота подводится с периферии к оси фрагмента, а после них, наоборот, отводится от оси на периферию. Для утепляющей вставки направление подвода и отвода теплоты меняется на противоположное.

Результаты расчетов показали, что добавление фасадного утепления уменьшает стационарный тепловой поток через фрагмент в 3,6 раз: с 2,67 до 0,74 Вт/мг. Обнаружено так же, что конденсация пара на поверхности коннектора отсутствует. На периферии фрагмента в направлениях у и 2 существует небольшая зона конденсации водяного пара, для устранения которой дополнительное сопротивление паропроницанию на внутренней поверхности должно быть равно 1,16 (м1ч*Па)/мг. Такое сопротивление паропроницанию могут обеспечить известные пароизоляционные материалы.

В основу предложенной в работе инженерной методики определения сопротивления теплопередаче неоднородной многослойной конструкции на рис. 8 положена методика из вышеупомянутого СНиП для фрагмента, состоящего из несущего слоя 1 и утепляющей вставки 2, и методика, использующая понятие эффективной теплопроводности неоднородных слоев фрагмента. В результате сравнения с результатами математического моделирования показаны пределы применимости разработанной методики и точность полученных с её помощью результатов для конкретных теплофизических и геометрических характеристик составных частей фрагмента.

В четвертой главе предложена физико-математическая модель тепло - и влагопереноса в наружных деревянных брусчатых стенах зданий и разработаны численный алгоритм и программа расчета ее тепловлажностного состояния. Исследовано влажностное состояние наружной деревянной брусчатой стены для различных влажностных зон России в зависимости от начального влагосодержания и толщины стены, породы древесины и относительной влажности воздуха в помещении.

Тепловлажностное состояние наружной брусчатой стены здания описывалось следующей математической моделью:

й. э „ а. „_ч а« а..,г«г

^аГ-аГ^ (12) вГ=аГ аГ+ 1 аГ ;

"ЧЁ! =аоО&мм-10>; О5)

к=3

. а

рк(—+к,—) ох дк

дк

= Ро(Р!П5-РО>". О?)

х=0

= Рлу(рс-ри); 08)

х=8

при ([>¿0,45: \*=0,512[0,217-((273 + 0/1000)2]/(1,22-ф); (19)

при! 0,99: *-™|+1ОО(*ВШК-\¥1Хф-0.99!); (20)

при с < О °С: М¥сж = (*¥(-0,195)'+0,195ехр(0,0550; (21)

при!>0°С: к = Ц+)(1 + 1/273)10; (22)

при 1 <0°С:к =к(_}(1 + */273)29; (23) к{ =0,08зт2(0,8ту). (24)

Уравнения (19) - (20) описывают изотерму сорбции древесины. Температура и относительная влажность наружного воздуха являются функциями времени. Каждая порода древесины характеризуется свойственными только ей значениями параметров «^„х, Ц+), .

На рис. 11-13 представлены некоторые результаты расчетов, иллюстрирующие особенности тепло- и влагопереноса в деревянной сосновой брусчатой стене, полученные при следующих значениях параметров: ссо = 8,7 Вт/(м2-°С); а„ - 23 Вт/(м2-°С); р0= 1,04-10"8 кг/{м2 с-Па); - 2,09-10"8 кг/(м2 с-Па); ф^^ 50 %; ^ -20 = 0,133; 6 =■ 0,2 м. Температура

и относительная влажность наружного воздуха брались для условий г. Томска. Расчет проводился для пятилетнего цикла, начиная с января месяца.

Анализ рис. 11 показывает, что внутренняя поверхность стены отдает влагу с апреля по август (поток влаги на внутренней поверхности отрицателен) и поглощает влагу в остальные месяцы года (поток влаги положителен). При этом максимум отдачи влаги в июле, а максимум поглощения - в декабре. Наружная поверхность стены отдает влагу в сентябре - июне с максимумом отдачи в апреле, а принимает - с июля по август с максимумом поглощения в августе. В зимний период года при отрицательных температурах наружного воздуха влагоотдача с наружной поверхности практически отсутствует.

Анализ кривых среднего влагосодержания на рис. 12 показывает, что их колебания близки к периодическим. Основное накопление влаги проис-

ходит в зимние месяцы, а потеря — в летние. Максимум среднего влагосо-держания наблюдается в феврале, а минимум - в сентябре.

Рис, 11. Потоки влаги через внутреннюю (кривая I) и внешнюю (2) поверхности стены в течение первых пяти лет эксплуатации

Для выяснения роли термовлагопроводности в общий процесс влаго-переноса был произведен расчет с нулевым коэффициентом термовлагопроводности (кривая 2 на рис.12). Показано, что не учет термовлагопроводности

Рис. 12. Среднее влагосодержание стены в течение пяти лет эксплуатации с учетом (кривая 1) и без учета (2) термовлагопроводности

приводит к заметному снижению среднего влагосодержання по толщине стены и уменьшению его амплитуды. Термовлагопроводность оказывает также значительное влияние на влагообмен на границах стены. Ее не учет приводит к уменьшению времени влагопоглощения и, соответственно, увеличению времени влагоотдачи на внутренней поверхности стены. При этом максимумы влагоотдачи и влагопоглощения уменьшаются. Для наружной поверхности не учет термоштагопроводности приводит к уменьшению максимума влагоотдачи и увеличению максимума влагопоглощения. Таким образом, анализ полученных результатов свидетельствует о необходимости учета в расчетах т^жювлагопроводдасги

ввиду её существенного вклада в поток вяат Особенно значительна рель тфмовлагопроводности в увлажнении конструкции в зимнее время, когда градиент температуры наибольший.

Для иллюстрации влияния паронзоляции внутренней либо наружной поверхностей стены на процесс влагопереоноса на рис. 13 приведены результаты расчетов для двух предельных случаев. Кривая 1 соответствует полной пароизоляции внутренней поверхности (р0 = 0), кривая 2 — полной пароизоляции наружной поверхности ((}„, = 0). В первом случае среднее вла-госодержание уменьшается с течением времени, а во втором возрастает по сравнению со средним влагосодержанием, полученным при наличии влаго-обмека на обеих поверхностях стены (кривая 3).

Рис. 13. Среднее влагосодержание брусчатой стены в течение пяти лет эксплуатации при наличии (кривая 3) или отсутствии (1, 2) влагообмена на внутренней (1) либо внешней (2) поверхностях стены

Повышенное влагосодержание большинства ограждающих конструкций характерно в первые годы эксплуатации вновь построенных зданий и в большей степени зависит от начальной (технологической) влажности материала конструкции, В связи с этим было проведено численное исследование, в котором варьировалось начальное влагосодержание сосновой стены для трех основных по влажности зон страны (1 зона - влажный режим; 2 - нормальный и 3 - сухой). Для каждой зоны характерен общий уровень влажно-стного воздействия, который определен для всей территории страны по отдельному географическому пункту, расположенному в этой зоне. В качестве ■ таких пунктов были выбраны города Владивосток (влажная зона), Москва (нормальная), Томск (нормальная) и Краснодар (сухая). Определение продолжительности формирования квазистационарной эксплуатационной влажности проводилось для пяти начальных влагосодержаний древесины 0,1; 0,125; 0,15; 0,175 и 0,2.

Обнаружено, что в зданиях с нормальным режимом во всех трех климатических зонах наблюдаются следующие тенденции: при = 0,1 идет повышение среднего влагосодержания стены; при \У;„ = 0,125 достигается квазистационарный режим; при > 0,15 происходит понижение влагосо-

держания (рис. 14. Из анализа полученных результатов следует, что для каждой климатической зоны уровень среднего влагосодержания

у/Ср К^'чмпи+^'ср^пьУЗ и его годового перепада ^^-пУср,™*-™,^,, различен. Так, для Владивостока среднее влагосодержание брусчатой стены стремится при любом начальном влагосодержании к значению, равному примерно 0,1329, для Москвы-0,1250, для Томска — 0,1303, для Краснодара -0,1156.

Рис. 14. Среднее влагосодержание сосновой брусчатой стены для различных влажностных зон при <p¡n, = 50 % и w¡0 = var: а — w¡„ = 0,1; б — 0,175. 1 — Владивосток; 2 - Москва; 3 - Томск; 4 - Краснодар

Рис. 15. Среднее влагосодержание сосновой брусчатой стены для различных влажностных зон при ху^ = 0,133 и 1р,па - уаг: а — ф^ =45 %; 6 — 85 %. 1 — Владивосток; 2 - Москва, 3 - Томск, 4 - Краснодар

Исследование влияния относительной влажности воздуха в помещении на влажностное состояние брусчатой стены проводилось при следующих значениях (¡>|п,: 45 % (сухой режим); 55 % (нормальный); 70% (влажный); 85% (мокрый). Показано, что для всех четырех городов в зданиях с сухим режимом помещений (рис. 15, а) происходит уменьшение среднего влагосодержания стены. Для зданий с нормальным режимом помещений происходит небольшое увеличение среднего влагосодержания для Владиво-

стока и Томска и уменьшение среднего влагосодержания для Краснодара и Москвы. Для зданий с влажным режимом помещений во всех трех зонах происходит увеличение среднего влагосодержания. Причем наименьшее увеличение среднего влагосодержания имеет место в зоне с сухим климатом, а наибольшее - в зоне с нормальным климатом. Для зданий с мокрым режимом помещений (рис. 15, б) тенденция увеличения влагосодержания для всех зон усиливается. Можно отметить также, что с увеличением относительной влажности воздуха в помещении время выхода на квазистационарный режим увеличивается. Для ср|„э ~ 85 %, например, его установление для всех зон влажности за пятилетний цикл не наблюдается.

Исследование влияния толщины брусчатой стены на её влажностное состояние для условий г. Томска показало, что для рассматриваемых пород древесины (сосна и лиственница) с увеличением толщины бруса уменьшается как среднее влагосодержание, так и его годовой перепад. Так, при изменении толщины бруса с 0,15 до 0,25 м среднее влагосодержание для сосны уменьшается на 0,0073, а для лиственницы — на 0,0088. При этом годовой перепад среднего влагосодержания уменьшается примерно в 2,8 раз для лиственницы и в 3,2 раза для сосны. Выход процесса влагопереноса на квазистационарный режим для всех зон влажности начинается примерно со второго года эксплуатации. В целом же изменение среднего влагосодержания во времени для обеих пород древесины носит периодический характер с максимумами в январе - феврале и минимумами - в августе — сентябре. Амплитуда колебаний среднего влагосодержания с увеличением толщины брусчатой стены уменьшается.

В зимние месяцы влажность на внутренней поверхности стены при определенных условиях может повышаться. Для объяснения этого явления было рассмотрено изменение температуры на внутренней поверхности брусчатой стены для разной толщины стены и породы древесины. Выявлено, что температура на внутренней поверхности стены в зимние месяцы понижается, причем тем больше, чем меньше её толщина. При этом для лиственницы температура на внутренней поверхности ниже, чем для сосны. Показано, что при относительной влажности внутреннего воздуха ср^и = 55 % и температуре ^¡п, в 20 °С температура на внутренней поверхности стены выше температуры «точки росы», что свидетельствует об отсутствии на ней конденсации водяного пара. Конденсация водяного пара, а значит и дополнительное увлажнение внутренней поверхности стены, становится возможной при ф;и > 75 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Предложены физико-математические модели нестационарного двух -и трехмерного теплопереноса в неоднородных многослойных фрагментах стен зданий с внутренней утепляющей вставкой и фасадной системой утепления и разработана эффективная численная методика решения, основанная

на методе расщепления и итерационно - интерполяционном методе. Показана адекватность математических моделей и работоспособность программно - алгоритмического комплекса, позволяющая проводить тепловую и влажностную экспресс — диагностику проектируемых ограждений и прогнозировать их поведение в различных условиях эксплуатации,

2. Установлен характер распределения температур и плотностей тепловых потоков в неоднородных фрагментах стен зданий. Показано, что наличие коннектора и утепляющей вставки приводит к образованию сечения с нулевым перепадом температур на периферии и оси фрагмента. До этого сечения в случае коннектора теплота подводится с периферии к оси фрагмента, а после этого сечения, наоборот, отводится от оси на периферию. Для утепляющей вставки направление подвода и отвода теплоты меняется на против оположное.

3. Определены теплозащитные свойства трехслойных наружных стен зданий с коннекторами, выполненных из различных традиционных и новых перспективных материалов, оценена их теплоустойчивость и наличие зон конденсации водяного пара, показан вклад коннектора в общие тепловые потери. Установлено, что глубина заделки металлического коннектора во внутренний и наружный слои стены значительно влияет на характер распределения перепадов температур по толщине и очень слабо — на тепловые потери. Сквозной металлический коннектор по сравнению с не сквозным увеличивает тепловые потери до 15 % и меняет качественное поведение перепадов температур вблизи поверхностей ограждения.

4. Исследованы теплозащитные свойства, влажностное состояние и теплоустойчивость наружной стены, состоящей из несущего слоя и вертикальной утепляющей вставки в зависимости от тепло физических и геометрических характеристик материалов несущего слоя и вставки и положения утепляющей вставки. Определены коэффициенты теплотехнической эффективности фрагментов стен, выполненных из различных материалов, в зависимости от отношения площадей поперечных сечений вставки и несущего слоя.

5. Показано, что применение фасадного утепления уменьшает тепловые потери через несущую стену с утепляющей вставкой на 51,7%. В результате исследования влияния вида гибкой связи на тепловое состояние ограждающих конструкций показано, что замена металлического коннектора металлическим профилем увеличивает тепловые потери до 3 %, а деревянным бруском - более, чем на 30 По сравнению с металлическим профилем деревянный брусок увеличивает тепловые потери на 27,6 %.

6. Предложена физико-математическая модель тепло- и влагопереноса в наружной брусчатой стене здания. В пятилетнем цикле эксплуатации для различных зон влажности России исследовано влажностное состояние брусчатой стены в зависимости от её начального влагосодержания, толщины, породы древесины, а также относительной влажности воздуха в помещении.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Деггяренко A.B., Цветков H.A., Мирошниченко Т.А. Теплопроводность в составных телах при радиационно - конвективном подводе тепла / Проблемы и перспективы архитектуры и строительства: Доклады между нар. научно — техн. конф. (Майорка, Испания, 11-18 мая 2003 г.). - Волгоград: Изд-во: ВолгГАСА, 2003. - С. 61-67.

2. Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А.. Хон C.B., Хуторной А.Н. Анализ теп-. лового состояния многослойных наружных ограждений при наличии коннекторов / Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Мат-лы междунар. конф.-Томск: Изд-во Томе, ун-та, 2004. - С. 134-135.

3. Кузин А.Я., Хон C.B., Мирошниченко Т.А.. Хуторной А.Н. Расчет теплового состояния деревянных сортиментов при переменной тепловой нагрузке на границе / Сопряженные задачи механики, информатики и экологии: Мат-лы междунар. конф,-Томск: Изд-во Томе, ун-та, 2004. - С. 135-136.

4. Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А.. Хон C.B., Хуторной А.Н. Влияние коннектора на тепловое состояние многослойного наружного ограждения / XXYI1 Сибирский теплофизический семинар: Тезисы докл. ( г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.). - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2004. -С. 191-193. ,

5. Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А.. Хон C.B., Хуторной А.Н. Влияние коннектора на тепловое состояние многослойного наружного ограждения / XXY11, Сибирский теплофизический семинар: Доклады, (г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.). - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2004. Электронная версия. ISBN-5-89017-029-9. Ст. № 074.

6. Кузин А.Я., Хон C.B., Мирошниченко Т.А.. Козырев А.Г., Хуторной А.Н. Теплоперенос в радиальном сечении деревянного цилиндрического бруса при переменной тепловой нагрузке на границе / XXYII Сибирский теплофизический семинар: Тезисы докл. (г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.). - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2004. - С. 194-196.

7. Кузин АЛ., Хон C.B., Мирошниченко Т.А.. Козырев А.Г., Хуторной А.Н. Теплоперенос в радиальном сечении деревянного цилиндрического бруса при переменной тепловой нагрузке на границе / XXYH Сибирский теплофизический семинар: Доклады, (г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.). - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2004. Электронная версия. ISBN-5-89017-029-9. Ст. №075.

8. Кузин АЛ., Цветков H.A., Мирошниченко Т.А.. Хон C.B. Математическое моделирование нестационарного тепло- и влагопереноса в многослойном наружном ограждении / XXYII Сибирский теплофизический семинар: Тезисы дохл. (г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.). - Новосибирск; ИТФ СО РАН, 2004. - С. 197-199.

9. Кузин АЛ., Цветков H.A., Мирошниченко Т.А.. Хон C.B. Математическое моделирование нестационарного тепло- и влагопереноса в многослой-

ном наружном ограждении / XXYII Сибирский теплофизический

семинар: Доклады, (г.г. Москва-Новосибирск, 1-5 октября 2004 г.)- - Новосибирск: ИТФ СО РАН, 2004. Электронная версия. ISBN-5-89017-029-9. Ст. № 076.

10. Исаков Г.Н., Кузин А.Я., Мирошниченкр Т.А, Моделирование процесса тепломассоперсноса в многослойном электрокабеле с огнезащитным покрытием / Четвертая Всероссийская конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики": Доклады, (г. Томск, 5-7 октября 2004 г.). - Томск: Изд-во Томе, ун-та, 2004. - С. 395-396.

П. Кузин А,Я„ Мирошниченко Т.А.. Хон C.B. Нестационарный теплопе-ренос в трехслойном наружном ограждении с коннектором i Четвертая Всероссийская конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики": Доклады, (г. Томск, 5-7 октября 2004 г.). - Томск: Изд-во Томе, ун-та, 2004. - С. 403-404.

12. Кузин А .Я., Мирошниченко Т.А,- Хон C.B. Определение теплоустойчивости многослойных наружных ограждений / Четвертая Всероссийская конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики": Доклады, (г. Томск, 5-7 октября 2004 г.). - Томск: Изд-во Томе, унта, 2004. - С. 405-406.

13. Кузин А.Я., Мирошниченко Т.А.. Хуторной А.Н. Численное решение задачи о влияний коннектора на тепловое состояние многослойного наружного ограждения Том, государственный архитектурно-строительный ун-т, Томск, 2004.37 е.: Рус. Деп. в ВИНИТИ АН РФ 05.10.04. № 1564-В2004.

14. Мирошниченко Т.А. Определение теплоустойчивости многослойного наружного ограждения / Наука. Технологии. Инновации // Мат-лы всерос. науч . конф. молодых ученых (г. Нов-к, 2-5 декабря 2004). - Нов-к: Изд-во НГТУ, 2004. - 4.3. - С. 57-58.

15. Кузин А.Я., Хуторной А.Н., Мирошниченко Т.А., Хон C.B. Теплопере-нос в трехслойной конструкции с высокотеплопроводной вставкой при циклическом изменении температуры внешней среды // Теплофизика и аэромеханика, 2005. - Т. 12, №1. - С. 85-94.

16. Мирошниченко Т,А.. Кузин АЛ., Цветков H.A., Хуторной А.Н. Влияние коннектора на тепловое состояние трехслойного наружного ограждения // Материалы Международной научно-технической конференции «Теоретические основы тегшогазоснабжения и вентиляции». — М.: Московский государственный строительный ун-т, 2005. - С. 64-68.

17. Кузин А.Я., Хуторной А.Н„ Цветков H.A., Мирошниченко Т.А. Нестационарный трехмерный тегшоперенос в неоднородной стене с фасадным утеплением // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613006. Россия. Москва. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2005. 1 с.

18. Кузин А.Я., Хуторной А.Н., Цветков H.A., Хон C.B., Мирошниченкр Т.А. Математическое моделирование нестационарного двумерного теплопе-

реноса в неоднородных деревянных наружных ограждениях // Известия ТПУ, 2006. - Т. 309, № 1.-С. 138-142.

19. Хуторной А.Н., Кузин А.Я, Цветков H.A., Мирошниченко Т.Д.. Колесникова A.B. Нестационарный пространственный теплоперенос в неоднородной керамзитобетонной стене // Известия ТПУ, 2006. - Т. 309, № 4. - С. 113-117.

20. Кузин А.Я., Цветков H.A., Хуторной А.Н., Хон C.B., Мирошниченко Lôi Нестационарный теплоперенос в деревянных цилиндрических сортиментах // ИФЖ, 2006. - Т. 79, №5. - С. 74-79.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ИНДЕКСОВ

t — температура, °С; х, у, z — независимые переменные декартовой системы координат, м; г, х — независимые переменные цилиндрической системы координат, м; т - время, с; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); с -коэффициент удельной массовой теплоемкости, Дж/(кг-К); р - плотность, кг/м'; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(мг-К); q - плотность теплового потока, Вт/м2; Q — тепловой поток, Вт; X,, Yj, Zj - координаты внутренних границ расчетной области D = {0 £ х £ Х^ ,0 y i Y^ ,0 <; z s Z^} по х, у, z> м; Xk, Yju Zk - верхние границы расчетной области D по х, у, z, м; -

, К

перепад температур на периферии г = Rk и оси фрагмента, "С; ¿tr - перепад

температур в точке с координатой г и на оси фрагмента, °С; 5ц, - глубина заложения коннектора во внутренний (6ц) и внешний (5И) слои стены, м; ¿tz - перепад температур на периферии z - Zk и оси фрагмента, "С; w -влагосодержание материала по массе; к — коэффициент влагопроводности, м2/с; к, — коэффициент термовлагопроводности, "С"1; ß - коэффициент влагообмена, кг/(м1с-Па); j - поток влаги, г/(м2-ч); ф - относительная влажность воздуха, %; S - толщина брусчатой стены, м. Индексы: ¡«О -номера подобластей фрагмента; g — воздух; е — внешняя среда; ins — внутренняя среда; w - внешняя поверхность; 0 — внутренняя поверхность; к - верхние границы расчетной области по х, у, z; in - начальное состояние; тах — максимальное значение; min — минимальное значение; ср — среднее значение; {+) — область положительных температур; (-) — область отрицательных температур; s - предел гигроскопичности на изотерме сорбции; с.ж. — связанная жидкость.

Изд. лиц. №021253 от 31.10.97. Подписано в печать //Сб Формат 60x84/16, Бумага офсет. Гарнитура Тайме, печаль офсет. Уч.-нэдл. I. Тираж ,Й2?экз. Заха

Издательство ТГАСУ, 634003, Томск, пл. Соляная, 2 Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ 634003 г. Томск, ул. Партизанская,) 5

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Мирошниченко, Татьяна Анатольевна

АННОТАЦИЯ.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЙ,

ИНДЕКСОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ неоднородных ограждающих конструкций зданий.

1.2. Инженерные методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных многослойных наружных стен зданий с повышенными теплозащитными свойствами.

1.3. Моделирование тепло - и влагопереноса в многослойных наружных ограждениях с включениями.

1.4. Методы решения уравнений тепло- и влагопереноса в многослойных телах с включениями и определения тепловлажностных характеристик материалов.

Глава 2. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ДВУМЕРНЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В МНОГОСЛОЙНЫХ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЯХ ПРИ НАЛИЧИИ ГИБКИХ СВЯЗЕЙ.

2.1. Физико-математическая постановка задачи.

2.2. Численный алгоритм решения задачи.

2.3. Тестирование алгоритма и программы расчета.

2.4. О механизме нестационарного теплопереноса через трехслойное наружное ограждение с коннектором.

2.5. Исследование теплового состояния трехслойного наружного ограждения в зависимости от ТФХ материалов слоев ограждения и коннектора.

2.6. Влияние глубины заложения коннектора на тепловое состояние трехслойного наружного ограждения.

2.7. Влияние сквозных гибких связей на теплоперенос в трехслойных наружных ограждениях.

2.8. Сравнительный анализ теплоустойчивости многослойных наружных ограждений.

2.9. Сравнение результатов численных и физических экспериментов.

Глава 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ТЕПЛОПЕРЕНОС В НЕОДНОРОДНЫХ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЯХ С ФАСАДНОЙ СИСТЕМОЙ УТЕПЛЕНИЯ.

3.1. Инженерная методика расчета сопротивления теплопередаче.

3.2. Физико - математическая постановка задачи о нестационарном пространственном теплопереносе в неоднородном фрагменте с фасадным утеплением и численный алгоритм ее решения.

3.3. Закономерности нестационарного пространственного теплопереноса в неоднородном фрагменте с утепляющей вставкой.

3.4. Исследование теплозащитной эффективности фрагмента с утепляющей вставкой в зависимости от ТФХ материалов и отношения площадей поперечных сечений вставки и несущей стены.

3.5. Закономерности нестационарного пространственного теплопереноса в неоднородном фрагменте с утепляющей вставкой и фасадным утеплением.

3.6. Сопоставление теплозащитной эффективности наружной ограждающей конструкции с утепляющей вставкой и фасадным утеплением для различных материалов несущего слоя.

3.7. О пределах применимости инженерной методики расчета сопротивления теплопередаче неоднородного многослойного наружного ограждения с внутренним и внешним утеплением.

3.8. Исследование теплового состояния многослойного наружного ограждения в зависимости от конфигурации гибкой связи и ТФХ несущего слоя конструкции.

Глава 4. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛО - И ВЛАГОПЕРЕНОС В ОДНОСЛОЙНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЯХ.

4.1. Математическое моделирование нестационарного тепло- и влагопереноса в наружных деревянных брусчатых стенах зданий.

4.2. Исследование влажностного состояния наружной брусчатой стены в зависимости от начального влагосодержания древесины для различных зон влажности.

4.3. Влияние относительной влажности внутреннего воздуха на влажностное состояние брусчатой стены для различных зон влажности.

4.4. Исследование влажностного состояния брусчатой стены в зависимости от её толщины и породы древесины.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойных наружных ограждениях с включениями"

Энергосбережение, особенно для климатической зоны Сибири и районов Крайнего Севера, является одним из приоритетных направлений в строительной отрасли. Опыт эксплуатации построенных в этих районах зданий свидетельствует о том, что многие виды внешних воздействий на них существенно отличаются от природных влияний, характерных для умеренного климата центральных районов европейской части России. За последнее десятилетие во всех индустриально развитых странах неоднократно были пересмотрены требования к уровню теплозащиты ограждающих конструкций. После внесения изменений в СНиП II-3-79* в 1995 году, ужесточающих требования к тепловой защите зданий, началась активная работа ученых по разработке наружных ограждений, отвечающих условиям энергосбережения. На законодательном уровне разработка и реализация программ энергосбережения [1-10] началась в регионах России особенно после вступления в силу Федерального Закона «Об энергосбережении» № 28-фз от 03.04.96 г. Обязательными разделами в этих программах являются научное, правовое и экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий, в том числе касающихся повышения теплозащитных свойств стеновых конструкций существующего фонда отапливаемых зданий и зданий нового строительства [11-44]. Изменения СНиП II-3-79* в 1998 и в 2000 годах активизировали разработку новых неоднородных и многослойных конструкций наружных стен, включая фасадные системы утепления с применением гибких связей для обеспечения конструктивной прочности всех элементов. Поэтому становится актуальным и обусловленным объективной необходимостью решение научной задачи по установлению закономерностей тепло- и влагопереноса в сложнокомпозиционной наружной стене здания при наличии в промежуточном слое инородных включений для условий штатного функционирования. Использование многослойных конструкций с фасадным утеплением на гибких связях позволит достичь требуемых параметров микроклимата в зданиях при минимуме затрат на энергопотребление при их эксплуатации и снижении материалоемкости и удешевления работ при строительстве, в частности, за счет использования коннекторов.

Таким образом, актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью повышения теплозащитных свойств наружных ограждений, применяемых в индивидуальном и производственном домостроении в холодных климатических зонах России. Актуальность диссертационных исследований подтверждается выполнением их в рамках программы Федерального агентства по образованию "Развитие научного потенциала высшей школы" (Подпрограмма 2. Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники, код проекта 7756), межотраслевой программы Министерства образования РФ «Архитектура и строительство» (Проект № Т02-01.2-881) и фантов президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (МК - 1812.2003.8 и МК - 5186.2006.8).

Целыо работы является исследование тепловлажностного состояния и теплозащитных свойств неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами.

Для достижения поставленной цели в работе ставятся следующие задачи:

• осуществить физико-математические постановки задач нестационарного двух- и трехмерного теплопереноса в многослойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях зданий с внутренним и внешним утеплением и их программно - алгоритмическое обеспечение;

• установить закономерности нестационарного двух - и трехмерного теплопереноса в многослойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях с внутренним и внешним утеплением;

• исследовать теплозащитные свойства, теплоустойчивость и влажностное состояние многослойных неоднородных конструкций в зависимости от теплофизических, геометрических и влажностных характеристик материалов слоев, утепляющих вставок и гибких связей;

• разработать инженерную методику расчета сопротивления теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций с внутренним и внешним утеплением и оценить пределы её применимости путем сравнения с результатами математического и физического моделирования;

• исследовать нестационарный тепло- и влагоперенос в наружной брусчатой стене здания и осуществить пятилетний прогноз её влажностного состояния для трех климатических зон влажности в зависимости от теплофизических и влажностных характеристик брусчатой стены, ее толщины и влажностного режима помещения.

Научная новизна работы:

• разработан эффективный программно - алгоритмический комплекс для исследования тепловлажностного состояния и теплозащитных свойств многослойных неоднородных наружных стен зданий;

• установлены закономерности нестационарного двумерного теплопереноса в трехслойных неоднородных наружных ограждающих конструкциях зданий с коннекторами и проведено комплексное исследование их теплозащитных свойств, теплоустойчивости и влажностного состояния в зависимости от теплофизических и геометрических характеристик традиционных и новых перспективных материалов слоёв и коннекторов, а также от глубины заложения коннекторов;

• исследовано влияние размеров вертикальной утепляющей вставки и её местоположения на теплоустойчивость и влажностное состояние неоднородного фрагмента стены; на основе параметрического исследования определена теплозащитная эффективность фрагмента для различных материалов несущей стены и утепляющей вставки;

• показано, что применение вертикальных утепляющих вставок уменьшает тепловые потери через наружные однородные стены до 55 % и снижает их массу до 30 %, а использование фасадной системы утепления уменьшает тепловые потери через стену с утепляющей вставкой до 50 %;

• выявлено влияние вида гибкой связи на тепловое состояние и теплозащитные свойства наружной ограждающей конструкции с утепляющей вставкой и фасадным утеплением и показано, что замена металлического коннектора металлическим профилем увеличивает тепловые потери до 3 %, а деревянным бруском - более, чем 30 %;

• получены новые расчетные зависимости для определения сопротивления теплопередаче неоднородной наружной стены с фасадной системой утепления на гибких связях и оценены пределы её применимости;

• впервые в пятилетнем цикле эксплуатации исследовано влажностное состояние наружной брусчатой деревянной стены для трех климатических зон влажности в зависимости от теплофизических и влажностных характеристик брусчатой стены, ее толщины и влажностного режима работы помещений.

Практическая значимость и реализация результатов исследований:

• разработан комплекс методик и программ расчета для проведения экспресс-диагностики теплового и влажностного состояния проектируемых неоднородных стен зданий, оценки их теплоустойчивости и теплозащитной эффективности;

• разработана методика инженерного расчета сопротивления теплопередаче неоднородной стены здания с вертикальной утепляющей вставкой и фасадной системой утепления на гибких связях;

• определены коэффициенты теплотехнической эффективности наружных стен зданий для различных материалов несущего слоя, утепляющей вставки и гибкой связи;

• разработанные программы расчета используются для установления закономерностей нестационарного тепло - и влагопереноса в проектируемых наружных ограждениях и оценки их теплозащитных свойств на предприятиях ЗАТА «Северск» УК «Жилищное хозяйство», ООО «Профлес»; ООО «Лесинвест», а отдельные программные модули применяются в учебном процессе Томского ГАСУ; одна программа зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613006). На защиту выносится:

• физико-математические постановки и численные методики расчета нестационарного тепло - и влагопереноса в однородных и неоднородных ограждающих конструкциях зданий с внутренним и фасадным утеплением;

• инженерная методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с утепляющей вставкой и фасадной системой утепления с различными гибкими связями;

• результаты параметрических численных исследований по установлению закономерностей нестационарного двух - и трехмерного теплопереноса и влияния теплофизических, геометрических и влажностных характеристик материалов слоев, утепляющей вставки и гибкой связи на теплозащитные свойства и теплоустойчивость неоднородных наружных стен зданий;

• результаты числепиых расчетов по оценке влажпостного состояния деревянных брусчатых стен зданий в пятилетнем цикле эксплуатации для различных климатических зон влажности России, влажностных режимов помещений, начальных влагосодержаний, теплофизических и влажностных характеристик брусчатой стены и ее толщины.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной научно - технической конференции (1118 мая 2003 г., г. Майорка, Испания), на Международной юбилейной конференции Томского государственного университета (16-18 сентября 2003 г.), на региональной научно-методической конференции «Проблемы инженерного образования» (20-21 апреля 2004 г., г. Томск), на международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (5-10 июля 2004 г., г. Томск), на XXVIII Сибирском теплофизическом семинаре (1-5 октября 2004 г., гг. Москва-Новосибирск), на международной научно-практической конференции - семинаре «Архитектура и строительство. Наука и образование как фактор оптимизации среды жизнедеятельности» (11-16 октября 2004 г., г. Хаммамет, Тунис), на четвертой и пятой Всероссийских конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (5-7 октября 2004 г., 3-5 октября 2006 г., г. Томск), на всероссийской конференции молодых ученых «Наука. Технологии, Инновации» (2-5 декабря 2004 г., г. Новосибирск), на всероссийской научно-практической конференции «Сибири - новые технологии в архитектуре, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве» (22 апреля 2005 г., г. Красноярск), на международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (23-25 ноября 2005 г., г. Москва), на научных семинарах кафедры теплогазоснабжения Томского государственного архитектурно-строительного университета (9 ноября 2004 г., 8 декабря 2005 г., 19 октября 2006 г.), на научном семинаре кафедры физической и вычислительной механики Томского госуниверситета (28 октября 2006 г.).

В первой главе проведен анализ неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами и инженерных методов расчета их сопротивлений теплопередаче. Дан обзор математических моделей тепло- и влагопереноса в наружных ограждающих конструкциях, методов решения уравнений тепло- и влагопереноса и определения теплофизических и влажностных характеристик материалов.

Во второй главе представлены физико-математическая модель и численная методика расчета нестационарного двумерного теплопереноса в трехслойном наружном ограждении с коннектором, исследованы закономерности нестационарного теплопереноса в зависимости от теплофизических и геометрических характеристик материалов слоев и коннектора, а также глубины заложения коннектора. Оценено влияние коннектора на тепловые потери и наличие зон конденсации водяного пара. Исследованы теплозащитные свойства ограждений, выполненных из традиционных и новых перспективных материалов.

В третьей главе рассмотрены вопросы, связанные с повышением теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций зданий за счет применения внутренних утепляющих вставок и внешних (фасадных) утепляющих слоев. Проведена оценка их влияния на теплозащитные свойства наружных стен, теплоустойчивость и наличие зон конденсации. Установлен характер пространственного распределения температур и тепловых потоков и определены коэффициенты теплозащитной эффективности для различных материалов несущего слоя и утепляющей вставки в зависимости от отношения площадей поперечных сечений вставки и несущей стены. Исследовано влияние вида гибкой связи фасадного утепления (коннектор, металлическая рейка, деревянный брусок) на тепловые потери. Предложена инженерная методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородных конструкций и на основе сопоставления с результатами математического моделирования определены пределы ее применимости.

В четвертой главе предложена физико-математическая модель тепло -и влагопереноса в наружных деревянных брусчатых стенах зданий и разработаны численный алгоритм и программа расчета ее тепловлажностного состояния. Исследовано влажностное состояние наружной деревянной брусчатой стены для различных влажностных зон России в зависимости от начального влагосодержания и толщины стены, породы древесины и относительной влажности воздуха в помещении.

В приложении представлены Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613006 "Нестационарный трехмерный теплоперенос в неоднородной стене с фасадным утеплением" и акты о внедрении результатов научных исследований по теме диссертационной работы на предприятиях ЗАТА «Северск» УК «Жилищное хозяйство», ООО «Профлес»; ООО «Лесипвест».

По вопросам, относящихся к разработке инженерных методов расчета и практического применения научных разработок диссертанта научным консультантом являлся д.т.н., профессор Цветков Николай Александрович.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Необходимость в разработке и проектировании оптимальных по критерию энергоресурсосбережения зданий, внедрение новых энергосберегающих технологий при их строительстве и реконструкции, как в нашей стране, так и за рубежом, является приоритетным направлением государственной экономической политики [1-12]. Обеспечение требований к нормативному уровню теплозащиты оболочек жилых и общественных зданий является первой ступенью необходимых мероприятий по созданию оптимальных параметров микроклимата в помещениях [13 - 15]. В этой связи инженерные решения зданий и ограждающих конструкций непрерывно совершенствуются [16 - 29]. В последние годы наметилось сближение между научно обоснованными гигиеническими требованиями к тепловому состоянию жилых и других зданий и степенью обеспечения этих требований в практике строительства. Об этом, в частности, свидетельствует более широкое применение конструктивных решений, обеспечивающих повышение эксплуатационных качеств зданий.

Повышенные требования к теплозащите наружных стен зданий предполагают использование различных многослойных неоднородных конструкций с применением эффективных утеплителей и различных теплопроводных включений в качестве соединяющих элементов внутреннего и наружного слоев стены. Целенаправленное улучшение теплозащитных свойств таких конструкций возможно только на основе изучения закономерностей нестационарного тепло- и влагопереноса в них методами физико-математического моделирования.

В данной главе выполнен анализ неоднородных ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами и инженерных методов их теплотехнического расчета, проанализированы математические модели процессов тепло- и влагопереноса в неоднородных наружных ограждениях с включениями и методы их численного решения.

 
Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

Выводы

1. На основе общей физико - математической модели тепло - и влагопереноса в строительных материалах наружных ограждающих конструкций предложена оптимальная математическая модель тепло - и влагопереноса в наружных деревянных ограждающих конструкциях, замкнутая на известных экспериментальных данных.

2. Разработаны численный алгоритм и программа расчета тепло-влажностного состояния деревянных конструкций. В результате численной апробации предложенной физико - математической модели показана её непротиворечивость.

3. Установлен характер распределения температур, влагосодержа-ний, потоков тепла и влаги в наружных брусчатых стенах зданий. Показан существенный вклад термовлагопроводности в поток влаги. Её не учет приводит к уменьшению влагосодержания и изменению потоков влаги на поверхностях стены. Исследование влияния пароизоляции на внутренней и наружной поверхностях стены показало, что полная пароизоляция внутренней поверхности стены приводит к уменьшению среднего влагосодержания, а полная пароизоляция наружной поверхности - к его увеличению.

4. За пятилетий период времени исследовано влажностное состояние наружной сосновой брусчатой стены в зависимости от начального влагосодержания для трех климатических зон влажности. Показано, что в зданиях с нормальным режимом во всех трех климатических зонах при начальном влагосодержании win= 0,01 с ростом времени идет повышение среднего влагосодержания, при Win = 0,125 достигается квазистационарный режим, при Wjn = 0,15 и выше происходит понижение среднего влагосодержания.

5. За пятилетний период эксплуатации выявлено влияние относительной влажности внутреннего воздуха на влажностное состояние сосновой брусчатой стены для трех климатических зон влажности. Показано, что для всех зон влажности в зданиях с сухим режимом помещений с ростом времени происходит уменьшение среднего влагосодержания, для зданий с влажным и мокрым режимом помещений происходит увеличение среднего влагосодержания, а для зданий с нормальным режимом помещений изменение среднего влагосодержания незначительно для влажной и нормальной зон и происходит его уменьшение для сухой зоны.

6. Анализ влажностного состояния брусчатой стены за пятилетний период эксплуатации в зависимости от толщины стены и породы древесины показал, что увеличение толщины стены с 0,15 до 0,25 м приводит к уменьшению среднего влагосодержания стены, сложенной из сосновых брусьев, на 0,0073, а из брусьев лиственница - на 0,0088. Годовой перепад среднего влагосодержания уменьшается примерно в 2,8 раз для стены из лиственницы и в 3,2 раза - для стены из сосны. Выход процесса влагоперепоса на квазистационарный режим начинается примерно со второго года эксплуатации. Дополнительное увлажнение внутренней поверхности стены при температуре внутреннего воздуха 20 °С возможно при относительной влажности внутреннего воздуха свыше 75 %.

196

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложены физико-математические модели нестационарного двух - и трехмерного теплопереноса в неоднородных многослойных фрагментах стен зданий с внутренней утепляющей вставкой и фасадной системой утепления и разработана эффективная численная методика решения, основанная на методе расщепления и итерационно - интерполяционном методе. Показана адекватность математических моделей и работоспособность программно -алгоритмического комплекса, позволяющая проводить тепловую и влажностную экспресс - диагностику проектируемых ограждений и прогнозировать их поведение в различных условиях эксплуатации.

2. Установлен характер распределения температур и плотностей тепловых потоков в неоднородных фрагментах стен зданий. Показано, что наличие коннектора и утепляющей вставки приводит к образованию сечения с нулевым перепадом температур на периферии и оси фрагмента. До этого сечения в случае коннектора теплота подводится с периферии к оси фрагмента, а после этого сечения, наоборот, отводится от оси на периферию. Для утепляющей вставки направление подвода и отвода теплоты меняется на противоположное.

3. Определены теплозащитные свойства трехслойных наружных стен зданий с коннекторами, выполненных из различных традиционных и новых перспективных материалов, оценена их теплоустойчивость и наличие зон конденсации водяного пара, показан вклад коннектора в общие тепловые потери. Установлено, что глубина заделки металлического коннектора во внутренний и наружный слои стены значительно влияет на характер распределения перепадов температур по толщине и очень слабо - на тепловые потери. Сквозной металлический коннектор по сравнению с не сквозным увеличивает тепловые потери до 15 % и меняет качественное поведение перепадов температур вблизи поверхностей ограждения.

4. Исследованы теплозащитные свойства, влажностное состояние и теплоустойчивость наружной стены, состоящей из несущего слоя и вертикальной утепляющей вставки в зависимости от теплофизических и геометрических характеристик материалов несущего слоя и вставки и положения утепляющей вставки. Определены коэффициенты теплотехнической эффективности фрагментов стен, выполненных из различных материалов, в зависимости от отношения площадей поперечных сечений вставки и несущего слоя.

5. Показано, что применение фасадного утепления уменьшает тепловые потери через несущую стену с утепляющей вставкой на 51,7%. В результате исследования влияния вида гибкой связи на тепловое состояние ограждающих конструкций показано, что замена металлического коннектора металлическим профилем увеличивает тепловые потери до 3 %, а деревянным бруском - более, чем на 30 %. По сравнению с металлическим профилем деревянный брусок увеличивает тепловые потери на 27,6 %.

6. Предложена физико-математическая модель тепло- и влагопереноса в наружной брусчатой стене здания. В пятилетнем цикле эксплуатации для различных зон влажности России исследовано влажностное состояние брусчатой стены в зависимости от её начального влагосодержания, толщины, породы древесины, а также относительной влажности воздуха в помещении.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Мирошниченко, Татьяна Анатольевна, Томск

1. Report. Oslo Ministerial Roundtable. Conference on Sustainble Production and development / Oslo. 6-10 February 1995 // Printed by Norwejian Pollution Control Authority (SFT). - Oslo, 1995,- 53 p.

2. Коптюг В. А. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.): Информ. обзор СО РАН. Новосибирск, 1992.

3. Жилье в интересах устойчивого развития. Всемирный день Хабитат. 1992 г. / Информ. обзор для средств массовой информации // Центр ООН по населенным пунктам (Хабитат).- Найроби, 1992.

4. Федеральный Закон «Об энергосбережении» № 28-фз от 03.04.96 г. // Экономика и жизнь, 1996.-№ 16.-С. 17.

5. Государственная целевая программа России «Жилище» // Собрание актов Президента и Правительства РФ 1993. - № 28.

6. Федеральная целевая программа «Свой дом» //Российская газета. -1996.-27 июля.-№58.

7. Встреча на высшем уровне. Программа действий. Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении / Публикация Центра «За наше общее будущее».- Женева, SRO-Rundig S.A.- Швейцария, 1993.

8. Schaeffer John Solar Living Source Book. The Complete Guide to Renewable Energy Technologies and Sustainable Living // Chelsea Green Publishing Company.- Vermont.- USA.- 1994. P. 402.

9. Постановление Правительства РФ от 01.06.92 г. № 371 о Российском внебюджетном межотраслевом фонде энергосбережения при Минтопе РФ.-М, 1992.

10. Федеральная целевая Программа «Топливо и энергия» // Постановление Правительства РФ № 1256 от 06.12.93.- М., 1993.

11. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Под ред. И. Г. Староверова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Ч. 1. Отопление, водопровод, канализация. М.: Стройиздат, 1975. - 429 с.

12. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 1-я. Р. В. Щекин, С. М. Кореневский, Г. Е. Бем, Ф. И. Скороходько, Е. И. Чечик, Г. Д. Соболевский, В. А. Мелик, О. С. Кореневская. Отопление и теплоснабжение. Киев.: Бущвельник, 1976. - 416 с.

13. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: АПП ЦИТП, 1997. - 64 с.

14. Хлевчук В. Р. Оценка теплозащитных качеств легкобетонных панелей с термовкладышами. Москва.- Б.и. - 1986. - С. 126-132.

15. Седлачкова М. Анализ теплотехнической проблематики наружных ограждающих конструкций // Жилищное строительство.- 1998.- № 4.- С. 28-29.

16. Бутовский И. Н. / И. Н. Бутовский, Ю. А. Матросов. Наружная теплоизоляция эффективное средство повышения теплозащиты стен зданий // Жилищное строительство. - 1996. - № 9. - С. 7-10.

17. Матросов Ю. А. /10. А. Матросов, И. Н. Бутовский. Москва уже сегодня возводит здания с эффективной теплозащитой // АВОК. 1997. - №6. -С.12-14.

18. Беляев В. С. Повышение теплозащиты наружных ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 1998. - №3. - С. 22-26.

19. Иванов Г. С. Методика проектирования теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Жилищное строительство. 1989. - №5. - С. 17-20.

20. Шилов Н. Н. Дополнительное утепление наружных стен // Жилищное строительство. 1992. - № 8. - С. 11-12.

21. Табунщиков Ю. А. / Ю. А. Табунщиков, Д. Ю. Хромец, Ю. А. Матросов. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М.: Стройиздат. - 1986. - 379 с.

22. Булгаков С. Н. Энергосберегающие технологии вторичной застройки реконструируемых жилых кварталов // АВОК. 1998. - № 2. - С. 5-8.

23. Бутовский И. Н. / И. Н. Бутовский, О. В. Худошина. Совершенствование конструктивных решений теплозащиты наружных стен зданий // Обзор,-М.: ВНИИНТПИ.- 1990. С. 44-48.

24. Журавский В. Н. Вопросы дополнительной теплозащиты наружных стен жилых зданий в городе Нижневартовске // Проблемы проектирования и строительства в регионе ЗСНГК: Сб. науч. трудов / ЗапСиб ЗНИИЭП.- г. Сургут. 1989. - С. 124-132.

25. Einea А. / A. Einea, D. Salmon, М. Tardos, Т. Culp. A new structurally and thermally efficient precast sandwich panel system // PCI journal.-1994.-№4. P. 90-101.

26. Авдеев Г. К. Теплозащитные показатели однослойных и многослойных панелей // Промышленное и гражданское строительство: Экспресс-информ. -М.: ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. 1981. - Вып. 8.-21 с.

27. Николаев С. В. Тепоэффективные ограждающие конструкции // Жилищное строительство. 1998. - №12. - С. 6.

28. Богословский В. Н. / В. Н. Богословский, Н. В. Коваленко, А. И. Ананьев. Наружные кирпичные стены из эффективной кладки с повышенными теплозащитными свойствами // Жилищное строительство.- 1995.- № 3.-С. 17-21.

29. Блажко В.П. О технологии трехслойных наружных стен сборно-монолитных зданий // Жилищное строительство. 1991. - №5. - С. 7.

30. Цирик Я. И. / Я. И. Цирик, А. Е. Калмыков. Конструктивно-технологические решения многослойных монолитных стен // Жилищное строительство. -1991. -№ 5. С. 8-12.

31. Семенова Е. И. Теплотехнические качества трехслойных панелей с гибкими связями и с эффективным утеплителем // Обзор. М.: ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. - 1975. - 40 с.

32. Худошина О. В. Особенности теплоизоляции многослойной кирпичной и каменной кладки // Строительство и архитектура: Экспресс-информ.: Зарубежный опыт/ ВНИИИС.- Сер. 10. Инж.-теорет. основы стр-ва. 1986.- Вып. 11.-С. 15-19.

33. Тыркина О. В. Конструкции многослойных наружных кирпичных и каменных стен // Строительство и архитектура: Экспресс-информ.: Зарубежный опыт / ВНИИИС.- Сер. 8. Инж.-теорет. основы стр -ва. 1985.- Вып. 17.-С. 5-7.

34. А.с. 949112 СССР, МКИ Е 04 В 1/76, С 04 В 15/00. Строительная теплоизоляционная панель / А. В. Нехорошев, В. А. Соколов, И. А. Синянский,

35. B. Н. Мамонтов, У. X. Магдеев, П. М. Баудер // Открытия. Изобретения. -1982.-№29.-С. 4.

36. А.с. 2035558 РФ, МКИ Е 04 В 1/76, Е 04 С 2/26. Стеновая панель / Н.С. Саранцев, В.М. Бадьев // Открытия. Изобретения. 1995.- № 14. - С. 4.

37. Патент РФ на изобретение № 2157876. МПК 7Е 04С 2/24, 2/14, 2/26. Деревянная многослойная панель (ее варианты) / Ю.Б. Андриенко, (RU). № 99103380/03. Опубликован 20.10.2000.

38. Патент РФ на изобретение № 2057862. МПК 6 Е 04С 2/36. Стеновая панель // С.П. Коряжин, С.В. Ульянов, Л.Г. Кузанов, А.С. Шевченко, (RU). -№93057600/33. Опубликован 10.04.96.

39. Патент РФ на изобретение № 32515. МПК 7 Е 04С 2/10. Строительная панель / Ю.А. Заигралов, А.В. Русинов, В.Ю. Бухарин, (RU). № 2003113638/20. Опубликован 20.09.2003.

40. Die GebaudehuIIe, die Richtig Atmet // Sweizer Holzbau. 1989. - № 10. -S. 43, 45,47, 48.

41. Techniques d'amelioration thermique des constructions en bois // Roos P. -Schw. Bauwirtsch., 1981, № 18. P. 22-24.

42. Ватолкин С. М. Опасность утепления ограждающих конструкций зданий с внутренней стороны // Проектирование и строительство в Сибири. -2003.-№3.-С. 17-19.

43. Калинин А. Ю. Качество выполняемых работ по устройству систем наружного утепления // Строитель. 2001. - № 4. - С. 45-46.

44. Шилов Н. Н. Об экономии энергоресурсов и о материалах для утепления зданий // Жилищное строительство. 2004. - № 2. - С. 16-18.

45. Сокова С. Д. / С. Д. Сокова, Б. И. Штейман Об утеплении наружных стен // Жилищное строительство. -2001. № 9. - С. 12-15.

46. Патент РФ на изобретение № 2168594. МПК 7 Е 04 С 3/14. Клееный деревянный элемент / Д. В. Орлов, (RU). № 99127538/03. Опубликован 10.06.2001.

47. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, Т. И. Макейкина. Параметрический анализ термического сопротивления керамзитобетонных наружных стен с вертикальными пустотами // Вестник ТГАСУ. 2002. - №1. - С. 89-93.

48. Колесникова А. В. / А. В. Колесникова, А. Н. Хуторной, Н. А. Цветков, А. Я. Кузин. Монолитная бетонная стена (варианты): пат. 47034. Рос. Федерация: МПК E04G 11/08 / опубл. 10.08.2005, Бюл. №22. 2 с.

49. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, А. В. Колесникова, Н. А. Цветков, А. Я. Кузин. Монолитная бетонная стена: пат. 49067. Рос. Федерация : МПК E04G 11/08/опубл. 10.11.2005, Бюл.№31.-2 с.

50. Хуторной А. Н. / А.Н. Хуторной, А.В. Колесникова. Теплозащитные свойства неоднородных керамзитобетонных наружных стен зданий // Изв. вузов. Стр во. - 2004. - № 7. - С. 18-20.

51. Ищук М. К. Здания с наружными стенами из облегченной кладки // Жилищное строительство.- 1996.- № 7. С. 12-14.

52. Тыркина О. В. Метод последующего утепления кирпичных и каменных стен // Строительство и архитектура: Экспресс-информ.: Зарубежный опыт / ВНИИИС.- Сер. 8. Инж.-теорет. основы стр -ва. 1985. - Вып. 17. - С. 7-9.

53. Свидетельство на полезную модель МКИ Е 04 В 1/24. Коннектор / О.И. Недавний, Н.А. Цветков, А.Г. Помазкин, Н.Г. Ласковенко (РФ). № 7433; Заявлено 24.06.97; опубл. 16.08.98. Бюл. № 8; Приоритет 24.06.97 // Открытия. Изобретения. - 1998. - № 8.

54. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, И. Б. Салкова, Н. А. Цветков. Тепло-физические аспекты режимов работы металлических коннекторов с защитной оболочкой в условиях пожара // Вестник Томского гос. архит. стр. ун.-та. - 2000. - № 1.-С. 198-203.

55. Хуторной А. Н. / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков, О.И. Недавний. Тепло-эффективные свойства многослойных наружных кирпичных стен с коннекторами // Строит, матер. 2002. - № 7. - С. 18-19.

56. Универсальный справочник застройщика. Теплый дом / Гл. ред. С. М. Кочергин. М.: Изд- во «NORMA», 2000. - 404 с.

57. Кузин А. Я. / А. Я. Кузин, А. Н. Хуторной, С. В. Хон. Теплоперенос в неоднородной брусчатой наружной стене с фасадным утеплением // Изв. вузов. Стр- во. 2005. - № П-12. - С. 4-10.

58. Гагарин В. Г. / В. Г. Гагарин, В. В. Козлов, А. В. Садчиков, И. А. Мех-нецов. Продольная фильтрация воздуха в современных ограждающих конструкциях // АВОК. 2005. - №8. - С. 60-69.

59. Sedlbauer К. Luftkonvektions einflusse auf den Warmedurchgang von be-lufteten Fassaden mit Mineralwolledammung // WKSB. 1999. - Jg. 44 - H. 43.

60. Кокоев M. H. Наружная отделка зданий с одновременным их утеплением // Жилищное строительство. 1998. - №5. - С. 12-14.

61. Кокоев М. Н. / М. Н. Кокоев, В. Т. Федоров. Электростатическое формирование изделий из армированного бетона // Бетон и железобетон. -1997-№ 6.- С. 17-19.

62. Титов В. П. Теплотехнический расчет наружных стен с учетом инфильтрации воздуха // Изв. вузов. Стр во. - 1962. - № 3. - С. 137-147.

63. Кривошеин А. Д. К вопросу о теплотехническом расчете воздухопроницаемых ограждающих конструкций зданий // Изв. вузов. Стр- во. 1991.-№ 2. - С. 65-69.

64. Кривошеин А. Д. Оценка теплоустойчивости ограждающих конструкций зданий при переменных ветровых воздействиях // Изв. вузов. Стр- во. -1997.-№3.-С. 76-82.

65. Валов В.М. Температурно-влажностный режим ограждающих конструкций зданий при фильтрации воздуха : Учебное пособие / ОмПИ. Омск. - 1982.-96 с.

66. Левинский Ю. Б. Производство деревянных домов в России: современное состояние и перспективы развития // Деревообрабатывающая промышленность. 2001. - № 5. - С. 2-8.

67. Валов В. М. / В. М. Валов, А. Д. Кривошеин, С. Н. Апатин. Перспективные конструкции // Земля Сибирская, дальневосточная. 1987. -№6.-С.44-45.

68. Валов В. М. Энергосберегающие животноводческие здания (физико-технические основы проектирования): Научное издание. М.: Изд-во АСВ, 1997.-310 с.

69. Козачун Т. У. / Т.У. Козачун, А.П. Моргун. Экономическое обоснование конструкций наружных стен индивидуальных жилых домов // Строительные материалы бизнес. - 2003. - № 1. - С. 11-13.

70. Timber frame gaining ground / Roofing cladding insulation. 1989. - № 6. - P. 26-28.

71. Лебедева H. В. Зарубежный опыт строительства зданий из дерева и металла // Экспресс информация ВНИИНТПИ - 1999. - Серия «Архитектура, градостроительство и жилищно - гражданское строительство». - Вып. 6.-С. 5-15.

72. Семенов Ю. М. Деревянное домостроение // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - № 2. - С. 20-23.

73. Устименко В. В. Возведение бревенчатых и брусчатых стен жилого дома // Жилищное строительство. 2002. - № 7. - С. 22-26.

74. Богданов 10. Ф. Дом из брусьев // Жилищное строительство. 1991. -№2.-С. 22-23.

75. Ланге Б. С. Деревянный дом от мала до велика. М.: Познавательная книга плюс, 2002. - 184 с.

76. Reymond N. Une maison du grand nord a la vallee // Journal de la Construction de la Susse Romande. 1990. - Vol. 64, № 17. - P. 111.

77. Ваш дом: пособие индивидуальному застройщику: Альбом / Борисов

78. B. И., Бутусов X. А., Лопаткин Ю. В. и др. Под ред. Борисова В. И. М.: Колос, 1992.-480 с.

79. Самойлов В. С. Справочник строителя. М.: Аделант ООО, 2004.1. C.240-255.

80. Антонова Г. В. Утепление жилого дома // Жилищное строительство. -2004.-№ 1.-С. 26-30.

81. Сергеевичев А. В. Повышение качества оцилиндрованных бревен путем совершенствования механизма резания // Деревообрабатывающая промышленность. 2003. - № 1. - С. 11.

82. Патент РФ на полезную модель № 17788, МПК 7 Е 04 С 3/12. Брус / В.В. Сныцерев, (RU). № 99121553/20. Опубликован 27.04.2001.

83. Боданов Ю. Ф. Дом из брусьев // Жилищное строительство. 1991. - № 2.-С. 22-23.

84. Матросов Ю. А. / Ю. А. Матросов, И. Н. Бутовский. Системное теплотехническое нормирование огаждающей оболочки здания // Жилищное строительство.- 1996.-№1.-С. 12-14.

85. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. Изд-е 4-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1973. - 287 с.

86. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника / Минстрой России. М.: ГПЦПП, 1998.-24 с.

87. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий / НИИ строит, физики,- М.: Стройиздат, 1990. -239 с.

88. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника / Госстрой России. М.: ГУПЦПП, 2000.-29 с.

89. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. М.: ФГУП ЦПП, 2004.- 132 с.

90. Гришин А. М. / А. М. Гришин, В. И. Зинченко, А. Я. Кузин, С. П. Си-ницын, В. Н. Трутников. Решение некоторых обратных задач механики реагирующих сред. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2006. - 418 с.

91. Прытков А. Н. Энергосбережение в строительном комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве // Нетрадиционные технологии в строительстве: матер. Междунар. науч.-техн. семин. (Томск, 25-28 мая 1999 г.) Томск: Изд-во ТГАСУ, 1999. - С. 92-94.

92. Матюхов Д. В. / Д. В. Матюхов, М. И. Низовцев, В. И. Терехов, В. В. Терехов. Определение теплозащитных характеристик теплоинерционных ограждающих конструкций зданий // Изв. вузов. Стр-во, 2002. №7. - С. 72-75.

93. Кузин А. Я. / А. Я. Кузин, Н. А. Цветков, В. А. Драганов. Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойном наружном ограждении // Теплофизика и аэромеханика, 2003. Т. 10, №4. - С. 599-609.

94. Гагарин В. Г. / В. Г. Гагарин, В. В. Козлова, Е. Ю. Цикановский. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором. Ч. 1. // АВОК, 2004. -№2. С. 20-26.

95. Гагарин В. Г. / В. Г. Гагарин, В. В. Козлова, Е. Ю. Цикановский. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором. Ч. 2 // АВОК, 2004. -№23.-С. 20-26.

96. Табунщиков 10. А. / Ю. А. Табунщиков, М. М. Бродач. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий // М.: АВОК ПРЕСС, 2002. - 194 с.

97. ГОСТ 7076-99. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме М.: ГУП Ц1111, 200020 с.

98. ГОСТ 25380-82. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. М.: Изд-во стандартов, 1988. -11с.

99. ГОСТ 26254-84. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 22 с.

100. ГОСТ 7076-99. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. М.: ГУП Ц1111, 2000. -20 с.

101. ГОСТ 16483.0-89. Общие требования к физико-механическим испытаниям. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 14 с.

102. ГОСТ 16483.7-71. Методы определения влажности. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. - 5 с.

103. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. - 57 с.

104. Лыков А. В. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1971. - 560 с.

105. Берцун В. Н. Элементы математической технологии.-Томск: Изд-во Том. ун-та, 1984.-99 с.

106. Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980. -536 с.

107. Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. - 656 с.

108. Яненко Н. Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Нов-к: Наука, 1967. - 195 с.

109. Годунов С. К. / С. К. Годунов, В. С. Рябенький. Разностные схемы. -М.: Наука, 1973.-400 с.

110. Норри Д. / Д. Норри, Ж. Де Фриз. Введение в метод конечных элементов.-М.: Мир, 1981.-304 с.

111. Кузин А. Я. Обратные задачи механики реагирующих сред // Между-нар. конф. по математике и механике: избр. докл. под общ. ред. Н. Р. Щербакова (Томск, 22-25 июня 2003 г.). Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. -С. 229-234.

112. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов (введение в теорию обратных задач). М.: Машиностроение, 1979. -216с.

113. Лыков А. В. Теоретические основы строительной теплофизики. Минск: Изд-во АН БССР, 1961. 519 с.

114. Ахмедов А. / А. Ахмедов, Ю.В. Есин и др. Влияние температуры и влажности на характеристики тяжелых бетонов // Строительство и архитектура Узбекистана. 1980. - №11. - С. 34-36.

115. Тимошенко А. Т. / А. Т. Тимошенко, С. С. Ефимов, Г. Г. Попов. Ограждающие конструкции зданий с влажным режимом эксплуатации в экстремальных условиях Крайнего Севера. Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1996. - 200 с.

116. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М.: Стройиздат, 1984. - 168 с.

117. Низовцев М. И. / М. И. Низовцев, В. И. Терехов, В. В. Яковлев. Влияние сорбционного увлажнения автоклавного газобетона на его теплопроводность // Изв. вузов. Стр-во, 2004. №6. - С. 31-35.

118. Кузин А. Я. / А. Я. Кузин, Т. А. Мирошниченко, С. В. Хон. Определение теплоустойчивости многослойных наружных ограждений // Четвертая

119. Всероссийская конференция "Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики": Доклады, (г. Томск, 5-7 октября 2004 г.). Томск: Изд-во Том. ун-та. - С. 405-406.

120. Мирошниченко Т. А. Определение теплоустойчивости многослойного наружного ограждения // Наука. Технологии. Инновации: Мат-лы всерос. науч . конф. молодых ученых, (г. Новосибирск, 2-5 декабря 2004 г.). Нов-к: Изд-во НГТУ, 2004. - Ч.З. - С. 57-58.

121. Кузин А. Я. / А. Я. Кузин, А. Н. Хуторной, Н. А. Цветков, С. В. Хон, Т. А. Мирошниченко. Математическое моделирование нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородных деревянных наружных ограждениях //Изв.ТПУ, 2006. Т. 309, № 1.-С. 138-142.

122. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, А. Я. Кузин, Н. А. Цветков, Т. А. Мирошниченко, А. В. Колесникова. Нестационарный пространственный тепло-перенос в неоднородной керамзитобетонной стене // Изв. ТПУ, 2006. Т. 309, № 4. - С. 113-117.

123. Кузин А. Я. / А. Я. Кузин, Н. А. Цветков, А. Н. Хуторной, С. В. Хон, Т. А. Мирошниченко. Нестационарный теплоперенос в деревянных цилиндрических сортиментах // Инж.- физ. жури., 2006 Т. 79, №5. - С. 74-79.

124. Гришин А. М. / А. М. Гришин, В. Н. Берцун. Итерационно-интерполяционный метод и теория сплайнов / Докл. Акад. Наук СССР. -1974. Т. 214, №4. - С. 751-754.

125. Богословский В. Н. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа, 1970.-376 с.

126. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, Н. А. Цветков, С. И. Скачков. Тепло-перенос в плоской трехслойной системе с теплопроводным несквозным включением // Инж. физ. журн., 2002. - Т. 75, № 5. - С. 146-148.

127. Самарский А. А. / А. А. Самарский, Е.С. Николаев. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978. - 592 с.

128. Кузин А. Я. Идентификация процессов тепломассопереноса в реагирующих средах // Сопряженные задачи механики и экологии: Избр. докл. междунар. копф. (Томск, 4-9 июля 1998). Томск: Изд - во Том. ун-та, 2000.-С. 190-205.

129. Исаков Г. Н. / Г. Н. Исаков, А. Я. Кузин. Моделирование тепломассопереноса в многослойных тепло- и огнезащитных покрытиях при взаимодействии с потоком высокотемпературного газа // Физ. гор. и взр., 1998.-Т. 34,№2.-С. 82-89.

130. Корн Г. / Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1978. - 831 с.

131. Завьялов Ю. С. / Ю. С. Завьялов, Б. И. Квасов, В. Л. Мирошниченко. Методы сплайн функций. - М.: Наука, 1980. - 352 с.

132. Кузин А. Я. Расчет теплового состояния неограниченной плоской пластины на основе нестационарного уравнения теплопроводности общего вида // Методические указания по курсу «Тепломассообмен» Томск: Изд - во Том. гос. архит. - строит, ун-та, 2003. - 46 с.

133. Кузин А. Я. Расчет теплового состояния многослойной неограниченной пластины. Методические указания по курсу «Тепломассообмен». -Томск: Изд во Том. гос. архит. - строит, ун-та, 2004. - 37 с.

134. Михлин С. Г. Линейные интегральные уравнения. М.: Физматгиз, 1959.-232 с.

135. Ильинский В. М. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа, 1974.-320 с.

136. Тимошенко А. Т. / А. Т. Тимошенко, С. С. Ефимов, Г. Г. Попов // Теплоустойчивость многослойных ограждающих конструкций зданий. Якутск: ЯНЦСО РАН, 1990.- 176 с.

137. Хуторной А. Н. Теплозащитные свойства многослойных наружных кирпичных стен зданий с применением коннекторов. Дис. . канд. техн. наук. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2001. - 191 с.

138. ГОСТ 26254 84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. - М.: Изд-во стандартов, 1985.-24 с.

139. Хуторной А. Н. / А. Н. Хуторной, Н. А. Цветков, А. Я. Кузин, А. В. Колесникова. Теплоперенос в плоской трехслойной системе с поперечным несквозным включением // Инж. физ. журн., 2005. - Т. 78, №2. - С. 29-35.

140. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. Изд. 2-е, переработ, и дополн. М.: Энергия, 1969. - 392 с.

141. Кудяков А. И. / А. И. Кудяков, Н. О. Копаница. Системный подход к разработке материалов для стеновых конструкций // Нетрадиционные технологии в строительстве / Матер, междунар. научно-техн. семин. Ч. 2. Томск: Изд-во ТГАСУ, 1999. - С. 92-94.

142. Исаков Г. Н. / Г. Н. Исаков, А. И. Кусков. Моделирование временного хода температуры в припочвенном слое атмосферы // Матем. моделирование и теория вероят-ностей. Томск: Том. гос. ун-т, Изд-во "Пеленг", 1998. -С. 40-45.

143. Руководство по определению экономически оптимального сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий различного назначения. -М.: Стройиздат, 1981.-31 с.

144. Серговский П. С. / П. С. Серговский, А. И. Рассев. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. М.: Лесная промышленность, 1987.-360 с.

145. Патякин В. И. / В. И. Патякин, Ю. М. Тишин, С. М. Базаров. Техническая гидродинамика древесины. М.: Лесная промышленность, 1990. -304 с.

146. Шубин Г. С. Тепловая обработка древесины. М.: Лесная промышленность, 1990.-336 с.

147. Кречетов И. В. Сушка древесины. М.: Лесная промышленность, 1980. -432 с.

148. Перехоженцев А. Г. Вопросы теории и расчета влажного состояния неоднородных участков ограждающих конструкций зданий. Волгоград: ВолгГАСА, 1997.-273 с.

149. Справочник по климату СССР. Влажность. Вып. 7, 8, 13, 17, 25. Ленинград: Гидрометеорологическое изд-во, 1967. - 248 с.

150. Научно прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 20. - С.-Птб: Гидрометеорологическое изд-во, 1993.-717 с.

151. Гришин А. М. / А. М. Гришин, В. И. Зинченко, К. Н. Ефимов, А. Н. Субботин, А. С. Якимов. Итерационно-интерполяционный метод и его приложения. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. - 318 с.