Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
НН.: НГАСУ, 2003. — 243 с.
05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Научный руководитель: к.т.н., доцент Бочаров В.А.
Научный консультант: д.т.н., профессор Бодров В.И. Актуальность. Вопросы обеспечения тепловой защиты зданий и сооружений являются одними из наиболее актуальных и важных для климатической зоны Восточной Сибири и районов Крайнего Севера. Опыт эксплуатации зданий, построенных в условиях резкоконтинентального климата, свидетельствует о том, что многие виды внешних воздействий на них существенно отличаются от природных явлений, характерных для умеренного климата центральных районов европейской части России. В условиях резко-континентального климата ограждающие конструкции зданий подтверждены воздействию низких температур зимой и высоких летом, значительных суточных колебаний температуры внешней среды в весенне-осенний и летний периоды, сопровождающиеся интенсивной солнечной радиацией.
С учётом вышеизложенного, в настоящей работе поставлена, цель: разработка методов диагностики и обеспечения тепловой надёжности и экономичности многослойных наружных стен эксплуатируемых зданий на основе теплофизических исследований фактических параметров теплозащиты ограждающих конструкций. Достижение поставленной цели определило необходимость решения следующих задач: - исследование теплозащитных свойств наружных стен в натурных условиях эксплуатации зданий, анализ их расчётных и фактических величин приведённого сопротивления теплопередаче; - выявление динамики изменения теплозащитных свойств многослойных наружных стен с эффективным утеплителем в течение периода эксплуатации здания на основе натурных теплофизических исследований; - разработка методики определения фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче многослойных наружных стен с учётом изменения их теплофизических свойств в течение срока эксплуатации зданий; - выявление динамики изменения температуры воздуха в помещении при отказе работы системы отопления в здании, учитывающей изменение фактических параметров теплозащиты наружных стен в процессе эксплуатации зданий; - разработка уточнённого метода диагностики теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций зданий; - создание методики определения допустимой продолжительности эксплуатации многослойных наружных стен, имеющих в своей конструкции теплоизоляционный материал, до его полной замены или дополнительного утепления ограждений, исходя из требований по обеспечению санитарно-гигиенических условий в помещениях зданий и экономической целесообразности. Научная новизна
1. В результате натурных исследований установлено, что снижение теплозащитных свойств наружных керамзитобетонных стеновых панелей с утеплителем пенополистиролом ПСБ-С (ГОСТ 15588-70) с объёмной массой 100 кг/м3 в первые 10 лет эксплуатации здания типовой серии 122 происходит по экспоненциальной зависимости со степенным показателем, равным -0,0707 Т„ (Т,, - продолжительность эксплуатации здания, лет). После 10 лет эксплуатации наружных стеновых панелей снижение теплозащитных свойств с достаточной точностью описывается линейной зависимостью с угловым коэффициентом прямой, равным -0,0067 Т„.
2. Разработан уточнённый неразрушающий метод оценки фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий. Отличительной особенностью данного метода от положений, приведённых в ГОСТ 26254-84 «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» и в методике диагностики наружных ограждающих конструкций, разработанной НПО Машиностроения РАН совместно с ООО «ВЕМО», заключается в том, что он не предусматривает определения площадей термически однородных зон фрагментов наружного ограждения, имеющих одинаковый цвет на термограмме тепловизора. Вместо этого предложен метод оценки фактических параметров теплозащиты ограждающих конструкций путём определения температуры поверхности наружного ограждения в каждой точке его термоизображения и усреднения вычисленного сопротивления теплопередаче.
3. Уточнён метод нормирования уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций за счёт введения поправочного коэффициента кp, учитывающего изменение фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче в процессе эксплуатации здания.
4. Уточнена методика расчёта допустимой продолжительности ремонтных работ при отказе системы отопления в здании за счёт учёта снижения фактических параметров теплозащиты наружных ограждающих конструкций в течение их эксплуатации.
5. Предложена методика расчёта допустимой продолжительности эксплуатации многослойных наружных стен, имеющих в своей конструкции теплоизоляционный материал, до его полной замены или дополнительного утепления ограждения, исходя из обеспечения санитарно-гигиенических условий в помещениях зданий и экономической целесообразности.
05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Научный руководитель: к.т.н., доцент Бочаров В.А.
Научный консультант: д.т.н., профессор Бодров В.И. Актуальность. Вопросы обеспечения тепловой защиты зданий и сооружений являются одними из наиболее актуальных и важных для климатической зоны Восточной Сибири и районов Крайнего Севера. Опыт эксплуатации зданий, построенных в условиях резкоконтинентального климата, свидетельствует о том, что многие виды внешних воздействий на них существенно отличаются от природных явлений, характерных для умеренного климата центральных районов европейской части России. В условиях резко-континентального климата ограждающие конструкции зданий подтверждены воздействию низких температур зимой и высоких летом, значительных суточных колебаний температуры внешней среды в весенне-осенний и летний периоды, сопровождающиеся интенсивной солнечной радиацией.
С учётом вышеизложенного, в настоящей работе поставлена, цель: разработка методов диагностики и обеспечения тепловой надёжности и экономичности многослойных наружных стен эксплуатируемых зданий на основе теплофизических исследований фактических параметров теплозащиты ограждающих конструкций. Достижение поставленной цели определило необходимость решения следующих задач: - исследование теплозащитных свойств наружных стен в натурных условиях эксплуатации зданий, анализ их расчётных и фактических величин приведённого сопротивления теплопередаче; - выявление динамики изменения теплозащитных свойств многослойных наружных стен с эффективным утеплителем в течение периода эксплуатации здания на основе натурных теплофизических исследований; - разработка методики определения фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче многослойных наружных стен с учётом изменения их теплофизических свойств в течение срока эксплуатации зданий; - выявление динамики изменения температуры воздуха в помещении при отказе работы системы отопления в здании, учитывающей изменение фактических параметров теплозащиты наружных стен в процессе эксплуатации зданий; - разработка уточнённого метода диагностики теплофизических характеристик наружных ограждающих конструкций зданий; - создание методики определения допустимой продолжительности эксплуатации многослойных наружных стен, имеющих в своей конструкции теплоизоляционный материал, до его полной замены или дополнительного утепления ограждений, исходя из требований по обеспечению санитарно-гигиенических условий в помещениях зданий и экономической целесообразности. Научная новизна
1. В результате натурных исследований установлено, что снижение теплозащитных свойств наружных керамзитобетонных стеновых панелей с утеплителем пенополистиролом ПСБ-С (ГОСТ 15588-70) с объёмной массой 100 кг/м3 в первые 10 лет эксплуатации здания типовой серии 122 происходит по экспоненциальной зависимости со степенным показателем, равным -0,0707 Т„ (Т,, - продолжительность эксплуатации здания, лет). После 10 лет эксплуатации наружных стеновых панелей снижение теплозащитных свойств с достаточной точностью описывается линейной зависимостью с угловым коэффициентом прямой, равным -0,0067 Т„.
2. Разработан уточнённый неразрушающий метод оценки фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций зданий. Отличительной особенностью данного метода от положений, приведённых в ГОСТ 26254-84 «Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» и в методике диагностики наружных ограждающих конструкций, разработанной НПО Машиностроения РАН совместно с ООО «ВЕМО», заключается в том, что он не предусматривает определения площадей термически однородных зон фрагментов наружного ограждения, имеющих одинаковый цвет на термограмме тепловизора. Вместо этого предложен метод оценки фактических параметров теплозащиты ограждающих конструкций путём определения температуры поверхности наружного ограждения в каждой точке его термоизображения и усреднения вычисленного сопротивления теплопередаче.
3. Уточнён метод нормирования уровня теплозащиты наружных ограждающих конструкций за счёт введения поправочного коэффициента кp, учитывающего изменение фактической величины приведённого сопротивления теплопередаче в процессе эксплуатации здания.
4. Уточнена методика расчёта допустимой продолжительности ремонтных работ при отказе системы отопления в здании за счёт учёта снижения фактических параметров теплозащиты наружных ограждающих конструкций в течение их эксплуатации.
5. Предложена методика расчёта допустимой продолжительности эксплуатации многослойных наружных стен, имеющих в своей конструкции теплоизоляционный материал, до его полной замены или дополнительного утепления ограждения, исходя из обеспечения санитарно-гигиенических условий в помещениях зданий и экономической целесообразности.