Научная статья на тему 'ЭФФЕКТИВНАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ'

ЭФФЕКТИВНАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
43
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ / ТОЛЩИНА / ОГРАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ / ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СЛОЙ / ТЕПЛОПЕРЕДАЧА / ЛУЧЕИСПУСКАНИЕ / ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ / ЭКРА

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сизов В. Д., Павловская А. В.

Выполнен комплексный анализ многослойной стеновой панели. Исследован теплоизоляционный слой, толщина которого влияет как на размеры ограждающей конструкции, так и на теплозащитную эффективность стеновой панели. Уменьшение толщины слоя теплоизоляции - важный вопрос, поскольку производство трехслойных панелей затратно в энергетическом и материальном плане. Представлены особенности применения различного количества экранов для снижения размеров теплоизоляционного слоя. Приведен пример возможности максимального снижения размера теплоизоляционного слоя, когда толщина прослойки dпр не может быть менее 3-5 мм. Показано, что общая толщина слоя теплоизоляции составит 0,057 м при наличии максимально возможного количества экранов - 12. Для данных условий рассчитаны температуры в плоскостях ограждения, по значениям которых определены величины максимальных парциальных давлений Е и парциальных давлений водяного пара е (при вариантах перфорированных е¢ и неперфорированных е¢¢ экранов). По полученным значениям построены зависимости E, е¢, е¢¢ от температуры в плоскостях ограждения. Проведенные расчеты и обобщающая оценка тепловлажностного режима в ограждающих конструкциях подтверждены с помощью составленной программы и расчета необходимых параметров е и t в слоях конструкции. Установлено, что для исключения зон конденсации при эксплуатации ограждающих конструкций можно использовать различные экранирующие материалы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сизов В. Д., Павловская А. В.

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

EFFICIENT MULTI-LAYER WALL PANEL

A comprehensive analysis of the multilayer wall panel has been performed. The heat-insulating layer, the thickness of which affects both the dimensions of the enclosing structure and the heat-shielding efficiency of the wall panel, has been studied,. Reducing the thickness of the thermal insulation layer is an important issue, since the production of three-layer panels is expensive in energy and material terms. The features of using a different number of screens to reduce the size of the thermal insulation layer are presented. An example of the possibility of a maximum reduction in the size of the heat-insulating layer, when the thickness of the interlayer din cannot be less than 3-5 mm is given. It is shown that the total thickness of the thermal insulation layer will be 0.057 m in the presence of the maximum possible number of screens - 12. For these conditions, the temperatures in the enclosure planes are calculated, according to the values of which the values of the maximum partial pressures E and partial pressures of water vapor e are determined (for the variants of perforated е¢ and non-perforated е¢¢ screens). According to the obtained values the dependences E, е¢, е¢¢ on the temperature in the planes of the fence are constructed. The calculations carried out and a general assessment of the heat and humidity regime in the enclosing structures were confirmed with the help of the compiled program and the calculation of the necessary parameters е and t in the layers of the structure. It has been established that various shielding materials can be used to exclude condensation zones during the operation of enclosing structures.

Текст научной работы на тему «ЭФФЕКТИВНАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ»

https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-5-410-418 УДК 697.3/.4

Эффективная многослойная стеновая панель

Канд. техн. наук, доц. В. Д. Сизов1*, А. В. Павловская1*

^Белорусский национальный технический университет (Минск, Республика Беларусь)

© Белорусский национальный технический университет, 2022 Belarusian National Technical University, 2022

Реферат. Выполнен комплексный анализ многослойной стеновой панели. Исследован теплоизоляционный слой, толщина которого влияет как на размеры ограждающей конструкции, так и на теплозащитную эффективность стеновой панели. Уменьшение толщины слоя теплоизоляции - важный вопрос, поскольку производство трехслойных панелей затратно в энергетическом и материальном плане. Представлены особенности применения различного количества экранов для снижения размеров теплоизоляционного слоя. Приведен пример возможности максимального снижения размера теплоизоляционного слоя, когда толщина прослойки 5пр не может быть менее 3-5 мм. Показано, что общая толщина слоя теплоизоляции составит 0,057 м при наличии максимально возможного количества экранов - 12. Для данных условий рассчитаны температуры в плоскостях ограждения, по значениям которых определены величины максимальных парциальных давлений Е и парциальных давлений водяного пара е (при вариантах перфорированных е' и неперфорированных е" экранов). По полученным значениям построены зависимости E, е', е" от температуры в плоскостях ограждения. Проведенные расчеты и обобщающая оценка тепловлажностного режима в ограждающих конструкциях подтверждены с помощью составленной программы и расчета необходимых параметров е и t в слоях конструкции. Установлено, что для исключения зон конденсации при эксплуатации ограждающих конструкций можно использовать различные экранирующие материалы.

Ключевые слова: стеновая панель, толщина, ограждающая конструкция, теплоизоляционный слой, теплопередача, лучеиспускание, тепловая изоляция, экран

Для цитирования: Сизов, В. Д. Эффективная многослойная стеновая панель / В. Д. Сизов, А. В. Павловская // Наука и техника. 2022. Т. 21, № 5. С. 410-418. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-5-410-418

Efficient Multi-Layer Wall Panel

V. D. Sizov1*, A. V. Pavlovskaya1*

^Belarusian National Technical University (Minsk, Republic of Ве!атш)

Abstract. A comprehensive analysis of the multilayer wall panel has been performed. The heat-insulating layer, the thickness of which affects both the dimensions of the enclosing structure and the heat-shielding efficiency of the wall panel, has been studied,. Reducing the thickness of the thermal insulation layer is an important issue, since the production of three-layer panels is expensive in energy and material terms. The features of using a different number of screens to reduce the size of the thermal insulation layer are presented. An example of the possibility of a maximum reduction in the size of the heat-insulating layer, when the thickness of the interlayer 8in cannot be less than 3-5 mm is given. It is shown that the total thickness of the thermal insulation layer will be 0.057 m in the presence of the maximum possible number of screens - 12. For these conditions, the temperatures in the enclosure planes are calculated, according to the values of which the values of the maximum partial pressures E and partial pressures of water vapor e are determined (for the variants of perforated e' and non-perforated e ' ' screens). According to the obtained values the dependences E, e' , e ' ' on the temperature in the planes of the fence are constructed. The calculations carried out and a general assessment of the heat and humidity regime in the enclosing structures were confirmed with the help of the compiled program and the calculation of the necessary parameters e and t

Адрес для переписки

Сизов Валерий Дмитриевич

Белорусский национальный технический университет

просп. Независимости, 65,

220013, г. Минск, Республика Беларусь

Тел.: +375 17 293-93-52

tgv_fes@bntu.by

Address for correspondence

Sizov Valeriy D.

Belarusian National Technical University 65, Nezavisimosty Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 293-93-52 tgv_fes@bntu.by

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

in the layers of the structure. It has been established that various shielding materials can be used to exclude condensation zones during the operation of enclosing structures.

Keywords: wall panel, thickness, enclosing structure, heat insulation layer, heat transfer, radiation emission, thermal insulation, screen

For citation: Sizov V. D., Pavlovskaya A. V. (2022) Efficient Multi-Layer Wall Panel. Science and Technique. 21 (5), 410-418. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2021-21-5-410-418 (in Russian)

Введение

В настоящее время для производства наружных ограждающих конструкций в виде трехслойных панелей на заводах крупнопанельного домостроения и в монолитном строительстве тратится немало материальных и энергетических ресурсов. Трехслойные панели представляют собой сложную структуру, и чтобы изучить происходящие в них тепломассообменные процессы, следует проводить экспериментальные исследования. Но для этого нужно использовать большой парк массивных форм для теп-ловлажностной обработки (ТВО) панели, толщина которой 0,30 м и более. Кроме того, процесс самой ТВО достаточно длительный, что увеличивает как расход топливно-энергетические ресурсы, так и подъемно-транспортные расходы при перевозке и монтаже. Таким образом, максимальное уменьшение толщины панели в целом и толщины слоя теплоизоляции в частности (что существенно влияет на общую толщину изделия) является актуальной задачей.

Вместе с тем, даже используя любой эффективный теплоизоляционный материал (например, пенополистирол, коэффициент теплопроводности X = 0,04 Вт/(м-°С)), при нормативной величине термического сопротивления для оболочек жилых зданий Лнорм = 3,2 м2-0С/Вт [1] толщина слоя теплоизоляции составляет 5и = = 0,12 м, а общая толщина панели 5п ~ 0,30 м (в СП 2.04.01-2020 с учетом повышающего коэффициента, равного 1,90, Лнорм = 6,08 м2-0С/Вт). Уменьшить толщину наружных ограждающих конструкций можно различными способами. Например, используя эффективные теплоизоляционные материалы и конструкции, а также вакуумированные прослойки, заполняя их газами с меньшей теплопроводностью [2].

Применение экранов

для уменьшения толщины

многослойной стеновой панели

Поскольку в экранах в качестве тепловой изоляции используются воздушные прослойки, это позволяет значительно снизить теплоотдачу лучеиспусканием [2]. Наличие экранов [2] дает возможность уменьшить теплоперенос через прослойку в (п + 1) раз за счет снижения теплопередачи излучением при степенях черноты г, = еэкв = вч. В [3] показано, что такой способ уменьшает толщину воздушной прослойки и размер панели как наружной ограждающей конструкции, увеличивая ее термическое сопротивление, снижая энергозатраты на ТВО и сокращая время ее проведения.

При малой толщине воздушной газовой прослойки теплоперенос лучепрозрачным газом осуществляется в условиях, когда произведение критериев Грасгофа и Прандтля ОгРг < 1000, влияние конвективных переносов теплоты не учитывается [4]. В широком интервале температур этому условию удовлетворяют газовые прослойки толщиной 5г < 10-20 мм [5, 6], влияние температуры воздуха (от плюс 15 °С до минус 10 °С) в прослойке на ее теплопроводность незначительно.

Уменьшить толщину как теплоизоляционного слоя, так и всей конструкции панели без снижения величины нормативного термического сопротивления для жилых зданий (^норм = 3,2 м2-0С/Вт [1]) возможно в случае применения большого количества экранов из алюминиевой фольги без перфорации (или других аналогичных материалов) с минимально возможным расстоянием между ними. Перфорация экранов [7] нецелесообразна, так как увеличивает конвективные потоки, уменьшает площадь теплоотражающей поверхности и повышает степень черноты [4]. В случае алюминиевой фольги без перфорации герметичные воздушные прослойки защищены от попадания парообразной или капельной влаги, и даже при возникновении в слое температуры точки росы конденсация отсутствует. Такую конструкцию можно представить в виде фраг-

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

мента стеновой панели с экранированными воздушными прослойками (рис. 1).

При использовании пенополистирола (к = = 0,04 Вт/(м°С)) толщина теплоизоляционного слоя обычно принимается 8 = 0,12 м, толщины наружного и внутреннего конструктивных слоев 8н = 0,06 м и 8вн = 0,12 м соответственно.

12 слоев

120

120

Рис. 1. Фрагмент стеновой панели (ед. измер. в мм): 1 - внутренний слой; 2 - наружный слой бетона;

3 - экранированная прослойка с лучепрозрачным газом в зазорах

Fig. 1. Fragment of wall panel (measuring units in mm): 1 - inner layer; 2 - outer layer of concrete;

3 - shielded layer with a ray-transparent gas in the gaps

Максимальное уменьшение размеров теплоизоляционного слоя

Возможность максимального уменьшения толщины теплоизоляционного слоя, исходя из конструктивных особенностей панели, когда толщина 8пр каждой прослойки не может быть менее 3-5 мм, покажем на следующем примере. При условиях, соответствующих произведению критериев GrPr < 1000, величина суммарной теплопередачи (за счет радиации и теплопроводности) определяется по формуле [4]

Яобщ = Ял + Як = C

пр

\4

V100 у

4

V100 у

(1)

+ f (21 - T),

где qл - радиационный тепловой поток, Вт/м2; qк - тепловой поток теплопроводностью через газовую прослойку; Т1, Т2 - температура излучающей (Т1 = 290,04 К) и поглощаю-

щей (Т2 = 272,43 К) поверхностей [3]; кг -коэффициент теплопроводности газовой прослойки, кг = 0,025 Вт/(мК); 8г - толщина газовой прослойки, 8г = 0,12 м; Спр - приведенный

коэффициент излучения, Вт/(м2К4),

с = _Cl

спр 1 J

(2)

_ +--1

с0 - отражательная способность абсолютно

черного тела, Со = 5,67 Вт/(м2-К4); е1, 82 - степени черноты поверхностей, 81 = 82 = 0,05.

Подставив в (1) численные значения, получим:

Яобщ = Ял + Як =■

5,67

1 -+—-1

290,04 v4 100

0,05 0,05

'272,43л4

100

+

+ 0025 (290,04 - 272,43) = 2,28 + 3,67 = 0,12 V ;

= 5,95 Вт/м2.

При использовании п экранов приведенный коэффициент излучения запишется в следующем виде:

Спр ="

С

(n +1)-2

'± - Г'

V81 2У

(3)

где п - число экранов; 81 - степень черноты алюминиевой фольги.

Радиационный тепловой поток при наличии двух экранов и величина теплопередачи составят:

Ял =■

5,67

(2 +1)-2

1 1Л

0,05 2

/ 290,04 V ( 272,4344

100

100

= 0,76 Вт/м2

Яобщ = 0,76 + 3,67 = 4,43 Вт/м2. Эффективное термическое сопротивление Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

3

2

Вэф _

t1 -t2 _ 17,04 - (-0,57)

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

_ 4743

_ 3,97 м2 • К/Вт,

(4)

где ¿1, ¿2 - температуры на внутренней и внешней границах теплоизоляционного слоя, принятые по [3].

Следовательно, толщину теплоизоляционного слоя 5' можно уменьшить на величину

Д5 _ Яэф - Вп.с) _ 0,04 • (3,97 - 3,0) _ 0,04

м,

где Дп.с - термическое сопротивление слоя пе-нополистирола, Лп.с = 3,0 м2К/Вт.

Тогда общая толщина слоя теплоизоляции при двух экранах

5 _5„-Д5_0,12-0,04_0,08 м.

(5)

При наличии четырех экранов получим следующие значения вышеприведенных показателей:

5,67

Чл _■

(4 + О-2

1 1

0,05 2

290,04 100

272,43 100

_ 0,46 Вт/м

2 .

Чобщ _ 0,46 + 3,67 _ 4,13 Вт/м2;

^эф _

17,04 + 0,57 4,13

_ 4,26 м2 • К/Вт;

Л5 = 0,04 •(4,26 - 3,0) = 0,05 м;

5' = 0,12 - 0,05 = 0,07 м.

Для шести экранов получим следующие данные:

5,67

Чл _-

(6 +1)-2

1 1

290,04 V ( 272,43

100

0,05 2

4

100

_ 0,33 Вт/м

2.

Чобщ _ 0,33 + 3,67 _ 4,0 Вт/м 17,04 + 0,57

2

Вэф _

4,0

_ 4,4 м2 • К/Вт;

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

Л5 = 0,04 •(4,4 - 3,0) = 0,056 м;

5' = 0,12 - 0,056 = 0,064 м. При наличии десяти экранов:

Чл _-

5,67

(10 +1)- 2 •

1 1

290,04 100

272,43 100

0,05 2

4

_ 0,21 Вт/м2;

ЧобЩ _ 0,21 + 3,67 _ 3,88 Вт/м2;

Яэф _—1

17,04 + 0,57

_ 4,53 м2 • К/Вт;

Л5 = 0,04 -(4,53 - 3,0)0,061 м; 5' = 0,12-0,061 = 0,059 м.

Для двенадцати экранов значения показателей будут следующими:

Чл _■

5,67

(12 +1) 2

1 1

290,04 100

272,43 100

0,05 2

4

_ 0,18 Вт/м2

Чобщ = 0,18 + 3,67 = 3,85 Вт/м2;

_ 17,04 + 0,57 2

Кэф =-3~85-= 4,57 м •

Л5 = 0,04 -(4,57 - 3,0)0,063 м;

5' = 0,12 - 0,063 = 0,057 м.

Толщина газовой прослойки при наличии 12 экранов

5 5' 0,057

5г = — =-= 4,8 мм.

г п 12

Приведенные расчеты показывают, что при максимальном количестве экранов - 12 (рис. 2) -общая величина слоя теплоизоляции составит 0,057 м, а толщина газовой прослойки 5г = 4,8 мм. В данном случае ОгРг < 1000, и теплоперенос будет осуществляться только за счет теплопроводности лучепрозрачных газов [4].

ния перетока газов между прослойками подтверждается расчетом тепловлажностного режима ограждающей конструкции для этих двух случаев при наиболее неблагоприятных условиях - средней месячной температуре воздуха самого холодного месяца ¿н = -6,9 °С для г. Минска. Следует отметить, что применение неперфорированных экранов предотвращает появление зон конденсации в конструкции в любом случае [7].

При наличии 12 экранов и общей толщине теплоизоляционного слоя 0,057 м были рассчитаны температуры в плоскостях ограждения. По этим значениям определяли величины максимальных парциальных давлений Е [1, 8, 9], а по известным соотношениям [8] - значения парциальных давлений водяного пара е при вариантах перфорированных е' или неперфорированных е'' экранов. В случае перфорированных экранов сопротивление паропроницанию Яп = 11 м2-ч-Па/мг, а для неперфорированных Яп = 100 м2 •ч-Па/мг [8-11]. Полученные в процессе исследований величины приведены в табл. 1.

Таблица 1

Максимальные и действительные парциальные давления в плоскостях ограждения Maximum and actual partial pressures in the fencing planes

Средняя месячная температура воздуха наиболее холодного месяца Определяемый параметр Номер плоскости

1 2 3 4 5 6 7 8

¿н = -6,9 °С Температура в плоскостях ограждения °С 17,3 16,6 14,8 13,1 11,3 9,6 7,8 6,04

Максимальное парциальное давление Е, Па 1975 1889 1684 1498 1330 1190 1058 935

Действительное парциальное давление е', Па, Яп = 11 м2-ч-Па/мг 1135 1117 1048 980 912 844 775 707

Действительное парциальное давление е'', Па, Яп = 100 м2-ч-Па/мг 1135 1133 1062 992 922 851 780 710

Средняя месячная температура воздуха наиболее холодного месяца Определяемый параметр Номер плоскости

9 10 11 12 13 14 15 16

¿н = -6,9 °С Температура в плоскостях ограждения °С 4,3 2,5 0,73 -1,03 -2,78 -4,57 -6,28 -6,79

Максимальное парциальное давление Е, Па 831 732 643 563 484 416 359 344

Действительное парциальное давление е ', Па, Яп = 11 м2-ч-Па/мг 639 571 503 434 366 298 298 279

Действительное парциальное давление е '' , Па, Яп = 100 м2-ч-Па/мг 639 569 498 428 357 287 287 285

12 слоев

120

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

57

60

Рис. 2. Фрагмент стеновой панели с рассчитанной толщиной слоя теплоизоляции (ед. измер. в мм): 1-3 - то же, что на рис. 1

Fig. 2. Fragment of wall panel with calculated thermal insulation layer thickness (measuring units in mm): 1-3 - the same as in Fig. 1

Дальнейшее увеличение количества экранов нерационально из-за сложности их изготовления и установки с зазором до 5 мм. Целесообразность использования перфорированных или неперфорированных экранов для исключе-

1

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

По значениям из табл. 1 построены зависимости Е, е' и е'' от температуры в плоскостях ограждения (рис. 3). По данным табл. 1 и графикам на рис. 3 видно, что в обоих случаях (для экранов с перфорацией и без нее) отсутствуют зоны конденсации (е ' ' > е' ). Но при использовании экранов без перфорации этот фактор в большинстве слоев более существен.

и толщине прослойки 10 мм (рис. 4). Экраны были изготовлены из стекловолокна.

3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14

15

16

Рис. 3. Зависимости E, е', е' ' от температуры в плоскостях ограждения 1-16

Fig. 3. Dependence E, е', е'' from temperature in the fence planes 1-16

Оценка тепловлажностного режима стеновой панели

Для подтверждения проведенных расчетов и обобщающей оценки тепловлажностного режима в стеновой панели составили программу и произвели расчет необходимых параметров e, t при различных значениях температур наружного и внутреннего воздуха. Конструкцию рассчитывали при наличии 10 экранов

10 слоев х 10 мм

Рис. 4. Фрагмент стеновой панели при наличии 10 экранов из стекловолокна: 1, 3 - внутренний и наружный слои; 2 - экранированная прослойка

Fig. 4. Fragment of wall panel in the presence of 10 fiberglass screens: 1, 3 - inner and outer layers; 2 - shielded interlayer

В табл. 2 приведены показатели, рассчитанные при следующих вариантах начальных условий для плоскостей стеновой панели:

- степень черноты стекловолокна е = = 0,924 Вт/(м2К4);

- Со = 5,67 Вт/(м2К4);

- количество экранов n = 10 шт.;

- приведенный коэффициент излучения Спр = 0,442639;

- коэффициент теплопроводности газовой прослойки Аг = 0,025 Вт/(мК);

- толщина газовой прослойки 5г = 0,01 м. По значениям, приведенным в табл. 2, находили максимальные парциальные давления E, а по известным соотношениям - величины парциальных давлений водяного пара е. Полученные показатели сведены в табл. 3.

Таблица 2

Данные для расчета Data for calculation

1

2

3

1

2

Показатель Вариант расчета

1 2 3 4

Температура внутреннего воздуха 4н, °С 18 14 12 10

Температура излучающей поверхности Т1 при 4н, К 291 287 285 283

Температура наружного воздуха 4, °С -25 -15 -10 0

Температура поглощающей поверхности Т2 при 4, К 248 258 263 273

qобщ, Вт/м2 122,5 82,92 63,03 28,81

qобщ без учета толщины прослойки, Вт/м2 15 10,42 8,03 3,81

Эффективное термическое сопротивление Я, м2-°С/Вт 0,35 0,35 0,35 0,35

Наука итехника. Т. 21, № 5 (2022) 415

Таблица 3

Максимальные парциальные давления E и парциальные давления водяного пара e в плоскостях ограждения Maximum partial pressures E and partial pressures of water vapor e in the fencing planes

Показатель Номер плоскости

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Вариант 1

t, оС 18,00 13,71 9,42 5,13 0,84 -3,45 -7,74 -12,03 -16,32 -20,61 -24,9

Е, Па 2064 1500 1175 892 642 452 321 217 141 98 63

е, Па 1238,4 900,0 705,0 535,2 385,2 271,2 192,6 130,2 84,6 58,8 37,8

Вариант 2

t, оС 14,0 11,1 8,2 5,3 2,4 -0,5 -3,4 -6,3 -9,2 -12,1 -15,0

Е, Па 1599 1321 1091 884 731 576 452 341 274 215 165

е, Па 959,4 792,6 654,6 530,4 438,6 345,6 271,2 204,6 164,4 129,0 99,0

Вариант 3

t, оС 12,00 9,79 7,58 5,37 3,16 0,95 -1,26 -3,47 -5,68 -7,89 -10,10

Е, Па 1403 1210 1050 901 770 650 540 453 380 315 254

е, Па 841,8 726,0 630,0 540,6 462 390,0 324,0 271,8 228,0 189,0 152,4

Вариант 4

t, оС 10,00 8,99 7,98 6,97 5,96 4,95 3,94 2,93 1,92 0,91 -0,10

Е, Па 1228 1148 1072 1001 935 872 813 760 705 657 614

е, Па 736,8 688,8 643,2 600,6 561,0 523,2 487,8 456,0 423,0 394,2 368,4

С учетом данных табл. 3 построены зависимости Е и е от температуры в плоскостях ограждения для четырех вариантов начальных условий (рис. 5-12).

Проведенные расчеты и графики показывают, что, с точки зрения возможности появле-

ния конденсации, можно использовать любые экранирующие материалы, в том числе стекловолокно с отражающим эффектом. При этом величина теплового потока уменьшается в 4,25 раза при снижении разности температур в 4,3 раза, а E > e постоянно.

Вариант 1

t, °C 20

10

0

-10

-20

100

500

1000 1500 Рис. 5 Fig. 5

2000 Е, Па

t, °C 20

10

0

-10

-20+

100 500 1000 1500 е, Па

Рис. 6

Fig. 6

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

Продолжение рисунков Continuation of Figures

Вариант 2

t, °C 20

10

0

-10

-20

t, °C 20

10

0

-10

100

100

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

500 1000 Рис. 7 Fig. 7

1500 E, Па

500

Рис. 8

Fig. 8

1000 e, Па

Вариант 3

100 200

ВЫВОДЫ

400

600

800 1000 1200 E, Па

Рис. 11 11

1. Для максимального уменьшения толщины ограждающих конструкций целесообразно между воздушными прослойками устраивать экраны из алюминиевой фольги (или другого материала) с минимальными размерами прослоек между ними, что исключает применение полиуретана, сохраняя значение нормативного термического сопротивления Янорм = = 3,2 м2-0С/Вт.

2. Использование экранной теплоизоляции с экранами из любых материалов исключает

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

100 200 300 400 500 600 700 800 e, Па

Рис. 12 Fig. 12

появление зон конденсации при эксплуатации ограждающих конструкций в неблагоприятном температурном режиме.

3. Разработанный метод позволяет уменьшить толщину ограждающей конструкции и размеры форм, применять старый парк форм, повысить эффективность использования тепловых ресурсов при тепловлажностной обработке на 15-20 %.

4. В качестве экранов можно применять любые экранирующие материалы, например сетку из полиэтилена, алюминиевую фольгу с эле-

ментами рифления, деформированную стеклоткань с отражающим эффектом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Здания и сооружения. Энергетическая эффективность: СН 2.04.02-2020. Введ. 30.03.2021. Минск: Минстрой-архитектуры, 2021. 24 с.

2. Тепло- и массообмен: в 2 ч. / Б. М. Хрусталев [и др.]; под общ. ред. А. П. Несенчука. Минск: БНТУ, 2007. Ч. 1. 606 с.

3. Сизов, В. Д. Влияние отражательной способности экранов на процесс теплопередачи в ограждающих конструкциях / В. Д. Сизов, Л. В. Нестеров, В. М. Коп-ко // Энергетика. Изв. высш. учебн. заведений и энерг. объединений СНГ. 2016. № 1. С. 46-55.

4. Иванцов, Г. П. Теплопередача излучением в огнетех-нических установках (инженерные решения задач) / Г. П. Иванцов. М.: Энергия, 1970. 400 с.

5. Фокин, К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К. Ф. Фокин. 5-е изд. М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 256 с.

6. Многослойная стеновая панель: пат. Респ. Беларусь № 18473 / Б. М. Хрусталев, В. Д. Сизов, В. Д. Акельев, Л. В. Нестеров. Опубл. 30.08.2014.

7. Сизов, В. Д. Влияние местоположения неперфориро-ванного экрана на процесс теплопередачи в наружных ограждающих конструкциях зданий / В. Д. Сизов, Л. В. Нестеров, В. М. Копко // Наука и техника. 2017. Т. 16, № 2. С. 119-124. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-2-119-124.

8. Протасевич, А. М. Строительная теплофизика ограждающих конструкций и микроклимат помещений / А. М. Протасевич. Минск: БНТУ, 2016. 452 с.

9. Кудинов, А. А. Строительная теплофизика / А. А. Ку-динов. М.: ИНФРА-М, 2016. 262 с.

10. Multi-Layer Building Insulation and Wallboard Sheet with Multi-Layer Insulation: Pat. US8011151B2 / R. W. Pollack. Publ. date 06.09.2011.

11. Многослойная стеновая панель: пат. Респ. Беларусь № 20723 / Б. М. Хрусталев, В. Д. Сизов, Л. В. Нестеров. Опубл. 28.02.2017.

Поступила 20.05.2022 Подписана в печать 21.07.2022 Опубликована онлайн 30.09.2022

REFERENCES

1. SN [Building Regulation] 2.04.02-2020. Buildings and Structures. Energy Efficiency. Minsk, Publishing House of Ministry of Architecture and Construction of the Republic of Belarus, 2021. 24 (in Russian).

2. Khrustalev B. M., Nesenchuk A. P., Timoshpol'skii V. I., Akel'ev V. D., Sednin V. A., Kopko V. M., Nerez'ko A. V. (2007) Heat and Mass Transfer. Part 1. Minsk, Belarusian National Technical University. 606 (in Russian).

3. Sizov V. D., Nesterov L. V., Kopko V. M. (2016) Effect of the Screens Radiant Reflectance on Thermal Transport Process in the Cladding Structures. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob'e-dinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (1), 46-55 (in Russian).

4. Ivantsov G. P. (1970) Heat Transfer by Radiation in Fire Engineering Installations (Engineering Problem Solving). Moscow, Energiya Publ. 400 (in Russian).

5. Fokin K. F. (2006) Construction Heat Engineering of Enclosing Parts of Buildings. 5th ed. Moscow, AVOK-PRESS Publ. 256 (in Russian).

6. Khroustalev B. M., Sizov V. D., Akeliev V. D., Nesterov L. V. (2014) Multilayer wall Panel. Patent of the Republic of Belarus No 18473 (in Russian).

7. Sizov V. D., Nesterov L. V., Kopko V. M. (2017) Influence of Non-Perforated Screen Location on Heat Transfer Process in Building Enclosing Parts. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 16 (2), 119-124. https://doi.org/ 10.21122/2227-1031-2017-16-2-119-124 (in Russian).

8. Protasevich A. M. (2016) Building Thermal Physics of Enclo-Sing Structures and Indoor Microclimate. Minsk, Belarusian National Technical University. 452 (in Russian).

9. Kudinov A. A. (2016) Building Thermal Physics. Moscow, INFRA-M Publ. 262 (in Russian).

10. Pollack R. W. (2011) Multi-Layer Building Insulation and Wallboard Sheet with Multi-Layer Insulation. Patent US8011151B2.

11. Khroustalev B. M., Sizov V. D., Nesterov L. V. (2017) Multilayer Wall Panel. Patent of the Republic of Belarus No 20723 (in Russian).

Received: 20.05.2022 Accepted: 21.07.2022 Published online: 30.09.2022

Наука

итехника. Т. 21, № 5 (2022)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.