Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Томск: ТГАСУ, 2006. — 199 с.
05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Н.А. Цветков
1. Выполнено научное обоснование целесообразности монолитного возведения наружных неоднородных стен зданий с вертикальными влагозащищенными утепляющими вставками. Применение в строительстве таких стен позволит уменьшить тепловые потери через них до 51 %, снизить их массу до 28 % при полной окупаемости инвестиций на 11 году эксплуатации здания в г. Томске.
2. Численно исследованы закономерности нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены. Выявлена неравномерность температурного поля стены, обусловленная влиянием утепляющих вставок. Установлено наличие поперечного сечения в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены с максимальным значением трансмиссионной теплоты и доказано, что до этого сечения основная часть теплоты отводится от оси фрагмента к периферии, а после этого сечения теплота подводится с периферии к оси фрагмента, при перепадах температуры до 5,4 °С;
3. Разработана математическая модель для расчета нестационарного трехмерного теплопереноса в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены с фасадной системой утепления на металлических профилях или на деревянном каркасе. Доказано, что в утепляющем слое фасадной системы имеется поперечное сечение металлического профиля (деревянного каркаса) с максимальным значением трансмиссионной теплоты, до которого основная часть теплоты поступает к металлическому профилю (деревянному каркасу), а после этого сечения отводится от металлического профиля (деревянного каркаса) к материалам наружной стены, при перепадах температуры до 2,8 °С (для деревянного каркаса) и до 14,7 °С (для металлического профиля). Установлено, что зона влияния металлического профиля и деревянного каркаса на температурное поле стены не превышает 0,1 м. Для расчетных условия г. Томска тепловые потери через неоднородную керамзитобетонную стену с фасадным утеплением на металлических профилях меньше (не более чем на 26,4 %), в сравнении со случаем использования деревянного каркаса.
4. В климатической камере объемом 58 м3 выполнено экспериментальное исследование температурных полей и теплозащитных свойств фрагмента неоднородной керамзитобетонной стены с размерами 2x2x0,3 м и неоднородного фрагмента стены размерами 2x2x0,4015 м, утепленного фасадной системой на металлических профилях. Сопоставление результатов численного расчета и эксперимента показало их удовлетворительное согласие.
5. Разработана инженерная методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче, учитывающая перераспределение теплоты внутри конструкции и программа для определения тепловых потерь в неоднородных мо-нолитно-возводимых наружных стен зданий с фасадными системами утепления на металлических профилях и на деревянном каркасе, позволяющие выполнять корректные расчеты и прогнозировать тепловое состояние конструкций для различных температурных условий эксплуатации. Методика и программа приняты к использованию в ОАО «Томскводпроект».
05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Н.А. Цветков
1. Выполнено научное обоснование целесообразности монолитного возведения наружных неоднородных стен зданий с вертикальными влагозащищенными утепляющими вставками. Применение в строительстве таких стен позволит уменьшить тепловые потери через них до 51 %, снизить их массу до 28 % при полной окупаемости инвестиций на 11 году эксплуатации здания в г. Томске.
2. Численно исследованы закономерности нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены. Выявлена неравномерность температурного поля стены, обусловленная влиянием утепляющих вставок. Установлено наличие поперечного сечения в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены с максимальным значением трансмиссионной теплоты и доказано, что до этого сечения основная часть теплоты отводится от оси фрагмента к периферии, а после этого сечения теплота подводится с периферии к оси фрагмента, при перепадах температуры до 5,4 °С;
3. Разработана математическая модель для расчета нестационарного трехмерного теплопереноса в неоднородном керамзитобетонном фрагменте стены с фасадной системой утепления на металлических профилях или на деревянном каркасе. Доказано, что в утепляющем слое фасадной системы имеется поперечное сечение металлического профиля (деревянного каркаса) с максимальным значением трансмиссионной теплоты, до которого основная часть теплоты поступает к металлическому профилю (деревянному каркасу), а после этого сечения отводится от металлического профиля (деревянного каркаса) к материалам наружной стены, при перепадах температуры до 2,8 °С (для деревянного каркаса) и до 14,7 °С (для металлического профиля). Установлено, что зона влияния металлического профиля и деревянного каркаса на температурное поле стены не превышает 0,1 м. Для расчетных условия г. Томска тепловые потери через неоднородную керамзитобетонную стену с фасадным утеплением на металлических профилях меньше (не более чем на 26,4 %), в сравнении со случаем использования деревянного каркаса.
4. В климатической камере объемом 58 м3 выполнено экспериментальное исследование температурных полей и теплозащитных свойств фрагмента неоднородной керамзитобетонной стены с размерами 2x2x0,3 м и неоднородного фрагмента стены размерами 2x2x0,4015 м, утепленного фасадной системой на металлических профилях. Сопоставление результатов численного расчета и эксперимента показало их удовлетворительное согласие.
5. Разработана инженерная методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче, учитывающая перераспределение теплоты внутри конструкции и программа для определения тепловых потерь в неоднородных мо-нолитно-возводимых наружных стен зданий с фасадными системами утепления на металлических профилях и на деревянном каркасе, позволяющие выполнять корректные расчеты и прогнозировать тепловое состояние конструкций для различных температурных условий эксплуатации. Методика и программа приняты к использованию в ОАО «Томскводпроект».