Анализ методов определения коэффициента теплопроводности сверхтонких покрытий на основе полых микросфер

Сухоешкин В.Е.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №8/2016 ISSN 2410-700Х

4. Грабовый П. Г., Экономика и управление недвижимостью: Учебник для вузов: В 2-х частях. / Под общ. ред. П. Г. Грабового.Часть1.-Смоленск:Изд-во «СмолинПлюс», М.:Изд-во «АСВ», 2001. - С. 328.

5. Делойт и Туш, Методология и руководство по проведению оценки и/или активов ОАО РАО ЕЭС России, 2005. - 352с.

УДК 691

В.Е. Сухоешкин

магистрант 1 курса института строительства и архитектуры Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова

Научный руководитель: А.С.Тутыгин к.т.н., доцент кафедры «Композиционных материалов и строительной экологии» Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова

г. Архангельск, Российская Федерация

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СВЕРХТОНКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ПОЛЫХ МИКРОСФЕР

Аннотация

В статье рассмотрены существующие методы определения коэффициента теплопроводности, которые использовались применительно к сверхтонким теплоизоляционным покрытиям на основе полых микросфер. В результате сделан вывод, что ни один из методов не подходит для данного вида теплоизолятора. Статья посвящена актуальности разработки нового нормативного метода, и предложен метод, который позволит определить коэффициент теплопроводности сверхтонких покрытий.

Ключевые слова

Теплоизоляционные краски, сверхтонкие покрытия, микросферы, коэффициент теплопроводности, метод

В последние 10 лет большое внимание к себе привлекают теплоизоляционные краски на основе полых керамических, стеклянных и полимерных микросфер.

Это внимание обусловлено необычайно низким коэффициентом теплопроводности, заявленным производителями данных красок. Например, для красок торговой марки «Корунд» коэффициент теплопроводности равен 0,001 Вт/м0С (по ТУ 5760-001-83663241-2008[11]), для красок «Броня» - 0,001 Вт/м0С (по ТУ 2216-006-09560516-2013 [10]). Безусловно, такой коэффициент теплопроводности даёт преимущество теплоизоляционным краскам перед традиционными утеплителями (экструдированный пенополистирол, минеральная вата и др.), так как, к примеру, у экстудированного пенополистирола коэффициент теплопроводности равен 0,030 Вт/м0С.

Коэффициент теплопроводности воздуха при нормальных условиях равен0,026 Вт/м 0С, а коэффициент теплопроводности абсолютного вакуума - 0 Вт/м0С [2]. Воздух является лучшим естественным теплоизолятором. Поэтому заявленное значение коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий заинтересовало и потребителей, и исследователей, вследствие чего стало проводиться множество опытов, связанных с определением теплотехнических характеристик и эффективности работы данных красок.

Проведение эксперимента по существующей методике (ГОСТ 7076-99[5]) выполняли в Томском государственном архитектурно-строительном университете. В результате проделанной работы был определен коэффициент теплопроводности двух образцов - 0,086 Вт/м0С и 0,091 Вт/м0С, что значительно хуже заявленных характеристик производителей красок [1].

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №8/2016 ISSN 2410-700Х_

Согласно ТУ[11, п. 1.2.1], коэффициент теплопроводности краски «Корунд» был определен по методу М-001-2003 [7], разработанному ФГУП НИИ «Сантехники». Создание этого метода было обусловлено тем, что определение коэффициента теплопроводности стационарным и нестационарным методом (ГОСТ 7076-99 [5] и ГОСТ 30732-2006 [4]) не подходит для определения теплопроводности новых видов сверхтонких тепловых изоляторов, таких как плёночная изоляция, изоляция, основанная на вспученных перлитах, жидкие керамические изоляторы и тому подобных.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет занимался определением коэффициента теплопроводности краски «Корунд». По результатам испытаний было составлено техническое заключение, в котором указаны методы определения тепловых характеристик и значение коэффициента теплопроводности, который составляет 0,001 Вт/м0С[6].

Некоммерческая организация «Ассоциация «АНФАС», объединяющая в своих рядах производителей и поставщиков фасадных систем теплоизоляции зданий, совместно с НИИСФ РААСН провели исследования, которые показали, что жидкие теплоизоляционные краски в качестве теплоизоляции наружных стен не могут быть использованы.

НИИМосстрой в техническом заключении по результатам теплотехнических испытаний согласно ГОСТ 26254-84[3] указал значение коэффициента теплопроводности теплоизоляционного покрытия «Корунд-Фасад», равное 0,12 Вт/м0С [9]. Это означает, что для теплоизоляции наружных стен данный материал не подходит.

В Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии в испытательном центре «Стройтест-СибАДИ» (г.Омск) провели испытания, в результате которых было определено, что количество теплоты, поступающего от испытанного образца стальной трубы длиной 4м с нанесенным покрытием «Корунд», на 20-30 % ниже по сравнению с испытанным образцом трубы без утепления [8].

Различие полученных результатов связано в первую очередь с тем, что нет нормативных методов для определения коэффициента теплопроводности новых сверхтонких покрытий на основе микросфер. Структура всех подобных красок представляет собой некую решетку из полых микросфер, связанных между собой акриловым плёнкообразующим веществом. Данная композиция не является однородной, и измерения температурных показателей поверхности покрытия с помощью контактных термометров (термопар) являются неточными, так как происходит по факту измерение температуры решетки, которая значительно выше средней температуры поверхности покрытия.

Вследствие этого, необходимо разработать новый нормативный метод определения коэффициента теплопроводности, в котором не надо будет измерять температуру поверхности покрытия, чтобы избежать погрешности измерений.

Определение истинного коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий является актуальной задачей в настоящее время. Иначе миф о низкой теплопроводности данного типа материала так и останется мифом, который не будет ни подтвержден, ни опровергнут. А значит, и сама идея возможности создания и развития сверхтонких теплоизоляторов, которые могут прийти на смену и стать эффективной заменой традиционным утеплителям, может потерять доверие.

Список использованной литературы:

1. Анисимов М.В. Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких композиционных теплоизолирующих покрытий / М.В.Анисимов, В.С.Рекунов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2015. - № 9. - С. 15-22.

2.Бабичев А.П, Физические величины: справочник / А.П.Бабичев, Н.А.Бабушкина, А.М.Братковский и др.; Под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова. - М.; Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

3. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. - Введ. 1985-01-01. М.: Издательство стандартов, 1994. - 26 с.

4. ГОСТ 30732-2006. Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия. - Взамен ГОСТ 30732-2001; введ. 2008-01-01. М.: Стандартинформ, 2007. - 48 с.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №8/2016 ISSN 2410-700Х_

5. ГОСТ 7076-99. Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. - Взамен ГОСТ 7076-87; введ. 2000-0401. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000. - 27 с.

6. Исследование тепловых характеристик сверхтонкой теплоизоляции «Корунд®»: техническое заключение / Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет; рук. НИР А.Г.Перехоженцев. -Волгоград, 2011. - 21 с.

7. М-001-2003. Метод постановки опыта и расчета коэффициентов теплопроводности для сверхтонких тепловых изоляционных материалов, методические рекомендации по теплотехническим расчетам. - М., 2003. - 25 с.

8. Протокол испытаний № Т-29 от 30 апреля 2010 г / Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия; рук. ИЦ «Стройтест-СибАДИ» А.Д.Кривошеин. - Омск, 2010. - 9 с.

9. Теплотехнические испытания 2 образцов по ГОСТ 26254-84 с теплоизоляционным керамическим покрытием: техническое заключение / Научно-исследовательский институт московского строительства «НИИМосстрой»; зав. лаб. В.А.Личман. - Москва, 2011. - 15 с.

10. ТУ 2216-006-09560516-2013. Жидкие керамические теплоизоляционные покрытия серии «Броня». Изменение №1. Введ. 08.07.2013. - Волгоград, 2015 г., - 17 с.

11. ТУ 5760-001-83663241-2008. Жидкие керамические теплоизоляционные покрытия серии «Корунд». Введ. 20.03.2008 г. - Волгоград, 2008 г. - 9 с.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Сухоешкин В. Е.

Текст научной работы на тему «Анализ методов определения коэффициента теплопроводности сверхтонких покрытий на основе полых микросфер»