Научная статья на тему 'Экспериментально-расчетное определение приведенного коэффициента теплопроводности фрагмента неоднородной ограждающей строительной конструкции из силикатного кирпича при нестационарном и стационарном тепловых режимах'

Экспериментально-расчетное определение приведенного коэффициента теплопроводности фрагмента неоднородной ограждающей строительной конструкции из силикатного кирпича при нестационарном и стационарном тепловых режимах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
154
52
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗДАНИЯ / КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ / ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ / КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ / РЕГУЛЯРНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ / ТЕПЛОВИЗИОННАЯ СЪЕМКА / ТЕРМОГРАММА / СИСТЕМА ЗЕРКАЛЬНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ / THERMAL MODE OF A BUILDING / HEAT CONDUCTIVITY FACTOR / THERMAL RESISTANCE / FACTOR OF HEAT ENGINEERING UNIFORMITY / A REGULAR THERMAL MODE / THERMAL CONDITION / THERMOGRAM / SYSTEM OF MIRROR REFLECTORS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Карпов Денис Федорович, Павлов Михаил Васильевич, Игонин Владимир Иванович

В работе рассмотрены два способа экспериментально-расчетного определения теплопроводности неоднородной ограждающей конструкции: нестационарный, основанный на методе регулярного теплового режима, и стационарный с применением тепловизионной съемки. Проведены сравнения полученных значений с результатами предшествующих экспериментов, данными завода-изготовителя и нормативной величиной.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Карпов Денис Федорович, Павлов Михаил Васильевич, Игонин Владимир Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTALLY-CALCULATING DEFINITION OF THE GIVEN FACTOR OF HEAT CONDUCTIVITY OF A FRAGMENT OF A NON-UNIFORM BUILDING ENVELOPE FROM A LIME-AND-SAND BRICK AT NON-STATIONARY AND STATIONARY THERMAL MODES

Two ways of experimental-calculating definition of heat conductivity of a non-uniform building envelope are considered: non-stationary, based on a method of a regular thermal mode, and stationary with application of thermal survey. Comparisons of the received values with results of previous experiments, data of manufacturing plant and standard meaning are made.

Текст научной работы на тему «Экспериментально-расчетное определение приведенного коэффициента теплопроводности фрагмента неоднородной ограждающей строительной конструкции из силикатного кирпича при нестационарном и стационарном тепловых режимах»

УДК 536.2.022:69

КАРПОВ ДЕНИС ФЕДОРОВИЧ, ст. преподаватель, кагро\_йепі8_85@таії. ги ПАВЛОВ МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ, аспирант, рауїоу_ка/ґ^@таії. ги

ИГОНИН ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, докт. техн. наук, профессор, igonvїad@yandex. ги

Вологодский государственный технический университет,

160000, г. Вологда, ул. Ленина, 15

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИВЕДЕННОГО коэффициента ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ФРАГМЕНТА НЕОДНОРОДНОЙ ОГРАЖДАЮЩЕЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ И СТАЦИОНАРНОМ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМАХ

В работе рассмотрены два способа экспериментально-расчетного определения теплопроводности неоднородной ограждающей конструкции: нестационарный, основанный на методе регулярного теплового режима, и стационарный с применением тепловизион-ной съемки. Проведены сравнения полученных значений с результатами предшествующих экспериментов, данными завода-изготовителя и нормативной величиной.

Ключевые слова: тепловой режим здания, коэффициент теплопроводности, термическое сопротивление, коэффициент теплотехнической однородности, регулярный тепловой режим, тепловизионная съемка, термограмма, система зеркальных отражателей.

KARPOV, DENIS FEDOROVICH, senior lecturer, karpov_denis_85@mail. ru PAVLOV, MIKHAIL VASILJEVICH, P.G., igonvlad@yandex. ru

IGONIN, VLADIMIR IVANOVICH, Dr. of tech. sc., prof.,

Vologda State Technical University,

15 Lenin st., Vologda, 160000, Russia

EXPERIMENTALLY-CALCULATING DEFINITION OF THE GIVEN FACTOR OF HEAT CONDUCTIVITY OF A FRAGMENT OF A NON-UNIFORM BUILDING ENVELOPE FROM A LIME-AND-SAND BRICK AT NON-STATIONARY AND STATIONARY THERMAL MODES

Two ways of experimental-calculating definition of heat conductivity of a non-uniform building envelope are considered: non-stationary, based on a method of a regular thermal mode, and

© Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов, В.И. Игонин, 2011

stationary with application of thermal survey. Comparisons of the received values with results of previous experiments, data of manufacturing plant and standard meaning are made.

Keywords: thermal mode of a building, heat conductivity factor, thermal resistance, factor of heat engineering uniformity, a regular thermal mode, thermal condition, thermogram, system of mirror reflectors.

Помещения зданий изолированы от внешней среды ограждающими конструкциями, что позволяет создавать в них определенный тепловой режим. Атмосферные осадки, влаговыделение в помещениях, разность влажности внутреннего и наружного воздуха приводят к влагообмену через наружные ограждения, под влиянием которого возможно увлажнение строительных материалов и, как следствие, ухудшение теплозащитных характеристик конструктивных элементов и снижение долговечности стен и покрытий. Гравитационные силы и ветровая нагрузка формируют перепады давлений на поверхностях оболочки здания, приводящие к фильтрации холодного воздуха через поры материала и неплотности наружных ограждений. Неорганизованные процессы воздухообмена при традиционных неавтоматизированных системах отопления становятся главными причинами ухудшения общего микроклимата внутри помещений [1].

Основными среди тепловых затрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях различного назначения являются расходы теплоты на отопление (по данным [2], около 40 % потребляемых топливно-энергетических ресурсов). Под действием разности наружной и внутренней температур, а также вследствие инфильтрации воздуха помещение теряет теплоту через ограждения в холодный период года. В связи с условиями эксплуатации зданий в период отопительного сезона, когда теплопотери через наружные ограждающие конструкции значительно превышают внутренние тепловыделения, для большей части территории России последний фактор формирования тепловой обстановки здания становится первостепенным [3]. Повышение тепловой защиты зданий и сооружений позволит сократить до 30 % материальные затраты на добычу в стране твердого и газообразного топлива [4].

В общем случае, от теплотехнических качеств наружных ограждений зданий зависят [5]: в отапливаемых помещениях - количество теплоты, теряемое зданием в зимний период года; в холодильниках - количество холода, теряемого в летнее время; защита здания от перегрева в летнее время, особенно в южных районах России; температура внутренней поверхности ограждения, гарантирующая отсутствие конденсата; влажностный режим ограждения, влияющий на его теплозащитные свойства и долговечность.

Описанные выше явления неорганизованного тепломассопереноса и их негативные последствия подчеркивают особую роль ограждающих строительных конструкций в создании требуемых (оптимальных) условий микроклимата зданий. Системный методологический подход дифференцирует тепловой баланс здания на три основные энергетически взаимосвязанные подсистемы, к которым также относится энергия, содержащаяся в ограждении исследуемого объекта, и предусматривает отдельное математическое моделирование теплопередачи через оболочку здания [6].

Важнейшими термическими показателями ограждающих конструкций являются коэффициент теплопроводности X, Вт/(м-°С) и обратная ему вели-

чина - коэффициент термического сопротивления Я, м2-°С/Вт. От кондуктив-ных способностей наружных частей здания зависят величина тепловых потерь и, как правило, денежные расходы на создание комфортных тепловых условий пребывания людей. В подтверждение этому служит ряд нормативных документов [7-9], регламентирующих порядок расчета указанных коэффициентов и устанавливающих требования к значениям данных величин в зависимости от типа зданий и климатической зоны, где расположен строительный объект. Кроме того, термическое сопротивление ограждающей конструкции относится к показателям энергоэффективности и входит отдельным параметром в теплотехнические показатели энергетического паспорта здания [8], учитывается при инфракрасной тепловизионной диагностике тепломеханического оборудования [10].

В связи с огромной значимостью термических показателей существует множество способов определения коэффициента теплопроводности и термического сопротивления (первый является основным, второй обычно рассчитывается по известной теплопроводности материала) тел в различных фазовых состояниях, построенных на методах стационарной и нестационарной теплопроводности [11-14]. Большое практическое применение получил метод регулярного теплового режима Г.М. Кондратьева [15], который основан на исследовании теплофизических свойств материалов в режиме нагревания или охлаждения в зоне установившегося нестационарного теплообмена между исследуемым телом и окружающей средой. Данный способ позволяет отследить динамику изменения показателей теплопроводности тела в температурном диапазоне всего регулярного теплового режима.

На первом этапе работы осуществлена попытка определения экспериментально-расчетным способом показателя теплокондуктивной способности фрагмента неоднородной ограждающей конструкции на примере силикатного кирпича в установившихся нестационарных условиях методом регулярного теплового режима. Экспериментальная адаптация (рис. 1) рассматриваемого способа описана в авторских работах [16, 17].

Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки:

1 - инфракрасный излучатель ЭЛК 10Я; 2 - кирпич силикатный модульный 3-пустотный марки М150 (ГОСТ 379-95); 3 - хромель-алюмелевые термопары; 4 - преобразователь плотности теплового потока типа «монета»; 5 - измерительный блок прибора ИПП-2; 6 - персональный компьютер

Принцип работы экспериментальной установки заключается в следующем. Электрический инфракрасный излучатель 1 суммарной мощностью 3 кВт облучает лицевую поверхность силикатного кирпича 2 потоком электромагнитной энергии. На поверхности последнего происходит преобразование теплового излучения во внутреннюю энергию тела, и, как следствие, строительная конструкция начинает нагреваться. Температурное состояние кирпича 2 в заданных координатах регистрируют хромель-алюмелевые термопары 3, которые через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер (условно не показаны) передают информацию на компьютер 6. Для измерения плотности теплового потока на поверхности конструкции установлен преобразователь плотности теплового потока 4, передающий сигнал на измерительный блок 5, который в свою очередь соединен с компьютером 6 через кабель Я5-232. Данные с термопар 3 и измерительного блока 5 устройства ИПП-2 отображаются на мониторе компьютера 6 в режиме реального времени.

Экспериментальное определение теплопроводности силикатного кирпича выполнено в режиме охлаждения. Данное решение вызвано тем, что в режиме нагрева возникают разнонаправленные потоки: основной поток электромагнитного излучения от инфракрасного нагревателя и отраженный радиационно-конвективный тепловой поток от кирпичной стенки, которые технически сложно разграничить. При охлаждении рассматриваемой ситуации не наблюдается, так как нагретый силикатный кирпич становится единственным источником теплоты в окружающую среду, и движение потока энергии имеет однонаправленный характер. Таким образом, тепловой баланс системы в режиме охлаждения упрощается.

Силикатный кирпич марки М150, изготовленный в соответствии с требованиями [18], а также схема размещения термопар представлены на рис. 2.

Для расчета теплопроводности исследуемого материала необходимо распространение зоны регулярного теплового режима на половину кирпича, т. е. на расстояние 60 мм от его центра. С целью мониторинга температурного состояния термопары Т0, Т1 и Т2 закреплены по всей ширине от нулевой отметки, расположенной в центральной зоне, до поверхности исследуемого объекта. Для контроля температуры воздуха в пустотах силикатного кирпича в одной из воздушных прослоек зафиксирована дополнительная термопара Т3 (условились считать, что процесс изменения температуры воздуха идентичен и в остальных двух замкнутых прослойках). С помощью дополнительно задействованных термопар Т5 и Т6 определено температурное поле силикатного кирпича вида ґ = ґ (х, т) при х є [-60; 60] мм, что позволило аналитическим способом рассчитать среднеинтегральную температуру тела, а графическим - визуализировать ее изменение во времени.

При вычислении коэффициента теплопроводности неоднородной конструкции 'Кгса1, Вт/(м-°С) отверстия круглого сечения диаметром 52 мм заменены на эквивалентные квадратные с линейным размером Ъга1 =^3,14 • 522/4 « 46 мм при неизменной высоте воздушной прослойки (на рис. 2 квадратные отверстия обозначены пунктирной линией).

А

— >т~

30 52 17 52 17 52 30

А-А

Номер Координаты Х, мм Номер Координаты Х, мм

термопары термопары

Т0 0 Т4 Пограничный воздух

Т1 30 Т5 -30

Т2 60 Т6 -60

Т3 Воздушная прослойка - -

Б-Б

X 14 Л и И ш е со 1 со СО о У/ В | У// со со

30 30 0 30 30 УА 1 ///

'//77. //, ///

1 ,0 12 0

Рис. 2. Кирпич 3-пустотный М150: диаметр отверстий 52 мм, пустотность 15 %

Для нахождения теплопроводности материала метод с раздельным рассмотрением слоев конструкции, параллельных и перпендикулярных тепловому потоку [9, 19], оказался неподходящим (толщина теплопроводных включений должна превосходить 50 % толщины ограждения, при существующих условиях - 38,3 %). Поэтому в работе рассмотрен другой вариант расчета. В соответствии с нормативными требованиями [9] приведенное сопротивление теплопроводности материала Ягса1 рассчитывается следующим образом, м2-°С/Вт:

-------, (1)

ка1 =-

Ид/яг)

где А - общая площадь конструкции, равная сумме площадей ее отдельных элементов, м2; А{ и Щ - соответственно площадь /-го участка характерной части ограждающей конструкции, м2, и его приведенное термическое сопротивление, м2-°С/Вт; п - количество разнородных участков ограждающей конструкции.

По известной величине термического сопротивления Ща1 приведенную теплопроводность силикатного кирпича можно найти по формуле, Вт/(м-°С):

5

К, =

ка1

где 5 - толщина конструкции, 120 мм.

і=1

Коэффициент теплотехнической однородности равен [9]:

г =

Ка1

я

(3)

'са1

Пусть одинарный кирпич - фрагмент неоднородной ограждающей строительной конструкции. Тогда его можно разбить на систему однородных и неоднородных участков (рис. 3). Область № 1 является однородной, состоящей только из силикатного кирпича. Суммарная площадь участка № 1 А1 = 0,012 м2. Термическое сопротивление Я1 = 5/Х, где X - теплопроводность однородного силикатного кирпича, Вт/(м-°С). Область № 2 является неоднородной, состоящей из силикатного кирпича суммарной толщиной 5Г = 74 мм и воздушной прослойки 5га1 = 46 мм. Суммарная площадь участка № 2 А2 = 0,010 м2. Термическое сопротивление данной области я2г =5гД+я;.г, где Яга1 - приведенное термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м2-°С/Вт. Общая площадь конструкции А = А + А2 = 0,250 • 0,088 = 0,022 м2.

Уравнения линейной аппроксимации теплопроводности воздуха и термического сопротивления воздушной прослойки при толщине 5га1 = 46 мм в диапазоне температур ta е [0,100] °С, по данным [20], соответственно:

X а -102 = 0,0771 + 24,083, Вт/(м •“С) при Я2 = 0,9998, (4)

яа, = 0,1894 - 0,0005ґ, м2 -о С/Вт при Я2 = 0,9926 .

(5)

33 46 23 46 23 46 33

1 о

[

250

а>

ъ

А-А (2)

1-----г

І I І I І I

Рис. 3. К расчету приведенного термического сопротивления силикатного кирпича

Для расчета коэффициента теплопроводности силикатного кирпича (рис. 4) достаточно информации о температурном поле стенки в координатной области х е[0,И], где И = 5/2 - половина толщины конструкции, м. Кроме

того, для установления температурного напора между исследуемым объектом и пограничной средой необходимо знание температурного состояния воздуха іа, °С. Интенсивность тепловых потерь кирпичом в окружающую среду реги-

33

46

23

46

23

46

33

250

стрировалось измерителем плотности теплового потока ИПП-2. Для учета неоднородности конструкции также требовалась информация о температуре воздушной прослойки кирпича ґаІ, оС .

На рис. 5 указано температурное поле кирпича вида ґ = ґ (х, т) на участке х є [0, И], а также значения температур ґа и ґа1 в режиме охлаждения. При

нахождении теплопроводности однородной конструкции X, Вт/(м-°С) в режиме охлаждения стенки температура пограничного гидродинамического слоя принята постоянной и равной ґа = 21,5 °С.

Рис. 4. К определению теплопроводности Рис. 5. Температурное поле силикатного кир-силикатного кирпича пича

Зона регулярного теплового режима силикатного кирпича Атгг^ = [5000, 10000] с обозначена на рис. 6, порядок нахождения области установившегося нестационарного режима изложен в работах [15-17]. Показания измерителя плотности теплового потока ИПП-2 приведены на рис. 7.

• ■

2000 10000 15000

Период охлаждения т, с

Рис. 6. Зона регулярного теплового режима

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 7. Плотность тепловых потерь кирпичной стенкой

Уравнение, описывающее график на рис. 7, имеет вид, Вт/м2: q = exp (a + Ьт), при R2 = 0,9926 , где a = 6,347811 и b = -0,00013610827 - параметры уравнения.

Температурное поле и его аппроксимационный график вида t = t (х, т)

при х е[0; И] на участке Атгг% =[5000, 10000] с изображены на рис. 8 и 9.

График на рис. 9, описывающий режим охлаждения тела на рассматриваемом интервале времени, может быть выражен аналитической зависимостью, °С:

t = а + Ьт + сх + йт2 + вх2 + уХт , при Я2 = 0,9979 , (7)

где а = 78,854903, Ь = -0,0054456828, с = -0,25345241, й = 1,5856262-10-7, в = 0,0017467759, / = 8,0303143 •Ю-6 - параметры уравнения.

„ „ тт Рис. 9. Нестационарное поле силикатного

Рис. 8. Нестационарное поле силикатного кир- ,

^ г кирпича (аппроксимационньш гра-

пича

фик)

Для расчета коэффициента теплопроводности рассмотрены граничные условия второго рода [16, 17, 21], которые с учетом принятых обозначений имеют следующий вид:

Ч = -Хса; ^/|Х] , при Атгег = [5000, 10000] с . (8)

V дХ / х=60

В соответствии с уравнением (8) зависимость коэффициента теплопроводности силикатного кирпича от температуры, а также результаты расчета Хгса1, Вт/м-°С, с учетом неоднородности конструкции по уравнениям (1) и (2) представлены на рис. 10.

Согласно рис. 10, аналитические зависимости при t е [35; 50] °С имеют вид:

ХсЫ = 0,0334t - 0,6685 , Вт/(м-°С) при Я2 = 0,9997 , (9)

Хгса1 = 0,0222t - 0,3284, Вт/(м-°С) при Я2 = 0,9998, (10)

г = 0,4481п t - 0,4641 при Я2 = 0,9995. (11)

Среднеарифметическое значение Хгса1 / Хса1 в доверительном интервале времени Атг^ =[5000, 10000] с при t е[35; 50] °С составило 0,60/0,73 Вт/(м-°С), среднеинтегральное - 0,615/0,751 Вт/(м^°С).

1,0 -I----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1,30

0,4 -I-----------1-----------1------------1-----------:------------:----------- 1,12

35 38 40 43 45 48 50

Температура Г. °С

Рис. 10. Теплопроводность силикатного кирпича:

о - однородная конструкция (8); А - неоднородная конструкция (1) и (2); ------коэффициент неоднородности г (3)

Сопоставим результаты (10), полученные при нестационарном тепловом режиме со значениями теплопроводности, рассчитанными по итогам теплови-зионной съемки передней и задней лицевой поверхностей (ПЛП и ЗЛП соответственно) стенки (рис. 11) в стационарных условиях.

Рис. 11. Области тепловизионного обследования при стационарном тепловом режиме: а - передняя лицевая поверхность (ПЛП); б - задняя лицевая поверхность (ЗЛП)

Принцип работы и особенности применения бесконтактного оптикоэлектронного измерительного устройства изложены в работе [22]. Использование зеркальных отражателей для нахождения температурного поля ЗЛП описано в патенте на изобретение [23].

Для определения приведенной теплопроводности силикатного кирпича использовано уравнение теплопроводности для плоской стенки при стационарном тепловом режиме [21, 24], Вт/(м-°С):

\г — ^ (1?)

Кса1 ( ау _ ,ау)’

( 51 58 )

где - плотность теплового потока на лицевой поверхности кирпича по данным И1II1-2. Вт/м2; ^ и ^ - соответственно средняя температура ПЛП и ЗЛП кирпичной стенки. °С.

С целью получения достоверных результатов о теплопроводных свойствах силикатного кирпича тепловизионный мониторинг производился трехкратно при установившемся неоднородном температурном поле кирпича вдоль направления ОХ (см. рис. 2). В каждом из случаев термограммы отбирались с учетом качества изображения. дающего достоверную информацию о температурном состоянии поверхностей исследуемого объекта. Полученные термограммы обрабатывались в прикладном программном обеспечении 8АТЯеро1!2009, описание которого приведено в отчете по научноисследовательской работе [22]. Некоторые результаты тепловизионной съемки представлены в табл. 1.

Таблица 1

Тепловизионное энергетическое обследование силикатного кирпича

Согласно показаниям И1II1-2. среднее значение плотности теплового потока при проведении тепловизионной съемки составило «387 Вт/м2. Итоги расчета теплопроводности силикатного кирпича при стационарном режиме (12) указаны в табл. 2.

* Термограммы построены по следующим параметрам окружающей среды:

1 - температура и относительная влажность воздуха соответственно Г = 25,9 оС и ф = 15 %;

2 - расстояние от фокусирующего кольца тепловизора до поверхности исследуемого объекта Я = 2.0 м;

3 - излучательная способность кирпича (для ПЛП) а1 = 0.91. стекла (для ЗЛП) а2 = 0.91.

Таблица 2

Коэффициент теплопроводности стенки

№ п/п 5, м Ца, Вт/м2 и» °С ґ °С Гсаі, Вт/(м-°С)

1 0,120 387 98,8 39,9 0,788

2 97,5 40,2 0,810

3 94,1 41,1 0,876

Среднее значение Хгса1, Вт/(м-°С) 0,825

На рис. 12 приведено сравнение коэффициента теплопроводности 'кгса1, полученного при стационарных и нестационарных режимах, а также по методике расчета с применением холодильной камеры [25], данных завода-изготовителя (г. Ярославль) и нормативного значения Хгец [9].

Нестационарный тепловой режим

Стационарный тепловой режим

Стационарный тепловизионный [25]

Завод -изгото в ител ь (г. Ярославль)

Нормативное значение [9]

0,62

0,83

0,88

0,60

0,82

0.2

0,4

0.6

0,8

1.0

Рис. 12. Сравнение результатов экспериментально-расчетного определения теплопроводности с нормативными данными и значением завода-изготовителя

Как видно из рис. 12, результат определения теплопроводности силикатного кирпича при стационарном тепловом режиме с применением тепло-визионной съемки (табл. 1) соответствует данным, полученным при нахождении величины 'кгса1, Вт/(м-°С), в процессе охлаждения одной из сторон строительной конструкции в холодильной камере [25], и согласуется с нормативной величиной [9]. Вероятно, все три указанных способа исследования теплофизических характеристик материалов по сути идентичны друг другу и основаны на действующем стандарте [7]. Следует отметить, что уравнение (10) имеет ограниченное применение и при сравнении значений (рис. 12) авторами приведен среднеинтегральный коэффициент теплопроводности на участке температур t е [35; 50] °С (тепловизионная съемка выполнена при средней

температуре кирпича ^ = 68,6 °С), так как возможные экстраполяции могут привести к неверным сведениям. В свою очередь нестационарный способ бли-

зок к результатам завода-изготовителя. Однако такое сравнение является научно необоснованным, так как значение завода-изготовителя дано для кирпича в сухом состоянии.

Оба способа при своих достоинствах в нахождении кондуктивных показателей строительного объекта имеют ряд недостатков: стационарный - дороговизна (стоимость оборудования) и длительность проведения работы (для построения зависимости вида Х = Х(t) необходимо провести ряд отдельных

экспериментов, регулируя мощность излучателя или расстояние последнего до объекта исследования); нестационарный - контактный, разрушающий тепловой контроль, имеет достаточно узкие рамки регулярного теплового режима, сложность в последующей обработке экспериментальных данных. Выбор того или иного способа нахождения X, Вт/(м-°С), зависит от целей проводимых исследований.

Выводы

На примере силикатного кирпича апробированы два оригинальных способа исследования теплопроводности твердых тел. Результаты экспериментально-расчетной работы показали: при стационарном тепловом режиме Хгса1 = 0,825 Вт/(м-°С), при нестационарном (среднеинтегральное значение в диапазоне температур t е[35; 50] °С) - Хгса1 = 0,615 Вт/(м-°С). Предполагаемые причины в расхождении полученных данных (приблизительно, 25 %) указаны в настоящей работе. При вычислении коэффициента теплопроводности ограждающей конструкции учтены теплопроводные включения кирпича с помощью величины теплотехнической однородности г , установлена ее зависимость от температуры г = г (7) .

Библиографический список

1. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика: теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха / В.Н. Богословский. - СПб. : АВОК Северо-Запад, 2006. - 400 с.

2. Методические указания по проведению энергоресурсоаудита в жилищно-коммунальном хозяйстве: МДК 1-01.2002: утв. Госстроем России 18.04.2010 № 81 / под ред. Л.Н. Чернышева и Н.Н. Жукова. - М. : Г осстрой России, 2001. - 71 с.

3. Сканави, А.Н. Отопление / А.Н. Сканави, Л.М. Махов. - М. : АСВ, 2008. - 576 с.

4. Хоменко, В.П. Справочник по теплозащите зданий / В.П. Хоменко, Г.Г. Фаренюк. - Киев : Буд1вельник, 1986. - 216 с.

5. Фокин, В.М. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / В.М. Фокин. -4-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1973. - 287 с.

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

7. ГОСТ 7076-99. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. - Взамен ГОСТ 7076-87; введ. 01.04.2000. - М. : Изд-во стандартов, 2000. - 11 с.

8. Строительные нормы и правила: Тепловая защита зданий: СНиП 23-02-2003 / Госстрой России. - Введ. 01.10.03. - М., 2003. - 29 с.

9. Свод правил по проектированию и строительству: Проектирование тепловой защиты зданий: СП 23-101-04: введ. 01.06.04. - М. : ФГУП ЦПП, 2004. - 141 с.

10. Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования: РД 153-34.020.364-00. - Введ. 01.05.2000. - М., 2000. - 50 с.

11. Теплотехнический справочник : справочник / под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. -В 2 т. - М. : Энергия, 1976. - Т. 2. - 896 с.

12. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник / Е.В. Аметистов, Б.С. Белосельский, Б.Т. Емцев [и др.]; под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - В 4 т. - М. : Энергоатомиздат, 1988. - Т. 2. - 560 с.

13. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: справочная книга / Г.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. - Л. : Энергия, 1974. - 264 с.

14. Чудновский, А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чуд-новский. - М. : Гос. изд-во физико-математической литературы, 1962. - 456 с.

15. Кондратьев, Г.М. Регулярный тепловой режим / Г.М. Кондратьев. - М. : Гостехиздат, 1954. - 408 с.

16. Расчетно-экспериментальное определение основных теплофизических свойств строительных материалов методом регулярного теплового режима / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов [и др.] // Материалы IV ежегодных смотров-сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук: Технические науки. Экономические науки. - Вологда: ВоГТУ, 2010. - С. 135-142.

17. Исследование термодинамических свойств ограждающей конструкции в системе «источник энергии - приемник»: отчет по лабораторной работе в рамках научнометодической работы по теме «Разработка комплекса экспериментальных лабораторных работ на базе научно-исследовательских установок / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов. - Вологда : ВоГТУ, 2010. - 31 с.

18. ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия / Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве. - Взамен ГОСТ 379-79; введ. 01.07.96. - М. : Изд-во стандартов, 2004. - 23 с.

19. Тепловой режим зданий и сооружений / сост. В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов. -Вологда : ВоГТУ, 2010. - 103 с.

20. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов / Н.Б. Варгафтик, Л.П. Филиппов, А.А. Тарзиманов [и др.] ; под ред. Т.И. Мушинска. - М. : Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

21. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоиздат, 1981. - 416 с.

22. Разработка методики энергообследования зданий и сооружений с помощью тепловизора: отчет о научно-исследовательской работе / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов [и др.]; Вологодский гос. техн. ун-т. - Вологда, 2010. - 50 с. - № 01201050309.

23. Способ теплового неразрушающего контроля рабочего тела: пат. № 2379668 Рос. Федерация, (51) МПК 00Ш 25/18 (2006.01) / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Вологодский государственный технический университет» (ВоГТУ). -№ 2008140634; заявл. 13.10.2008 г.; опубл. 20.01.2010 г., Бюл. № 2. - 10 с.

24. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. - 2-е изд., стереот. -М. : Энергия, 1977. - 344 с.

25. Экспериментально-расчетное определение приведенного коэффициента теплопроводности фрагмента неоднородной ограждающей строительной конструкции из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе методом теплового неразрушающего контроля / Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов, В.И. Игонин [и др.] // Вестник МГСУ. - М. : МГСУ, 2011.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.