CC BY
9
АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО. РЕКОНСТРУКЦИЯ И РЕСТАВРАЦИЯ
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / RESEARCH PAPER УДК 692.232
DOI: 10.22227/1997-0935.2022.10.1297-1306
Причины образования трещин в штукатурке неотапливаемых каменных зданий
Сергей Сергеевич Зимин1, Ростислав Александрович Горшков2, Илья Анатольевич Войлоков3, Сергей Валерьевич Корниенко4
1 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ);
г. Санкт-Петербург, Россия;
2 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП);
г. Санкт-Петербург, Россия;
3 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ);
г. Санкт-Петербург, Россия;
4 Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ); г. Волгоград, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Объект исследования — неотапливаемые каменные здания, в основном — исторические, в том числе
объекты культурного наследия. Предметом исследования является анализ причин образования трещин во внутрен- < 00
нем штукатурном слое. Актуальность исследования обусловлена сильным влиянием повреждений внутреннего шту- ( с
катурного покрытия на состояние настенной росписи и художественной отделки наружных стен законсервированных з Н
исторических объектов культурного наследия и отсутствием системных исследований причин появления изучаемых к
повреждений на стенах. Научная новизна работы состоит в разработке конечно-элементной модели, в которой 3 ^
фрагмент каменной кладки рассматривается совместно со штукатурным покрытием. Практическая значимость ^ т
исследования заключается в установлении причинно-следственных связей между повреждениями несущих каменных С у
стен и внутренних штукатурных покрытий. Исследование направлено на выявление наиболее значимых факторов М •
и воздействий, оказывающих влияние на появление повреждений во внутреннем штукатурном слое неотапливаемых о М
каменных зданий и культовых сооружений. ё г
Материалы и методы. Для решения поставленных задач выполнен детальный анализ напряженного состояния < 9
штукатурного слоя при протекании в нем усадочных деформаций. Использованы численные методы исследований, о 7
в основу которых положена конечно-элементная модель фрагмента каменной кладки со штукатурным слоем. § 0
Результаты. Построен график зависимости главных растягивающих напряжений от соотношения модуля упругости ^ 3
штукатурного раствора к модулю деформации каменной кладки. С увеличением данного соотношения значения § (
главных растягивающих напряжений линейно возрастают. При достижении ими значения 1,0 МПа они становятся О 5
сопоставимыми с предельными напряжениями, при которых образуется трещина. Полученные результаты имеют § )
важное практическое значение при разработке программ обследования, ремонта и восстановления исторических о М
объектов культурного наследия. о N Выводы. Установлено, что значения главных растягивающих напряжений практически не зависят от толщины штукатурного слоя. Влажностные деформации штукатурного слоя значительно превосходят температурные и являются
о
наиболее значимыми факторами появления трещин на внутреннем штукатурном покрытии наружных стен при от- о 6
сутствии силовых трещин в стенах. С g
i о it' -—-
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: неотапливаемые каменные здания, культовые сооружения, наружные стены, каменная c о
кладка, внутренняя отделка, штукатурное покрытие, трещины Г О
• )
Благодарности. Авторы благодарят доктора технических наук, профессора Романа Болеславовича Орловича за идею < ^ написания данной статьи, ценные советы при планировании исследования и рекомендации по ее оформлению. U 0
e1
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Зимин С.С., Горшков Р.А., Войлоков И.А., Корниенко С.В. Причины образования трещин ф .
в штукатурке неотапливаемых каменных зданий // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. Вып. 10. С. 1297-1306. DOI: 10.22227/1997- 7 п
0935.2022.10.1297-1306 IE
s э u с
Автор, ответственный за переписку: Ростислав Александрович Горшков, rostalsgor@gmail.com. ф §
1 1 оо
M 2
© С.С. Зимин, Р.А. Горшков, И.А. Войлоков, С.В. Корниенко, 2022 1297
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
Causes of cracks in the plaster of unheated stone buildings
Sergey S. Zimin1, Rostislav A. Gorshkov2, Ilya A. Voilokov3, Sergey V. Kornienko4
1 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); Saint-Petersburg, Russian Federation; 2 Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (SUAI); Saint-Petersburg, Russian Federation; 3 Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU); Saint-Petersburg, Russian Federation; 4 Volgograd State Technical University (VSTU); Volgograd, Russian Federation
ABSTRACT
Introduction. The objects of the study are unheated stone buildings. Most of them are historical, including cultural heritage sites. The subject of the study is the analysis of the causes of cracks in the inner plaster layer. Damage of the internal plaster coating has a strong influence on the condition of wall paintings and artistic decoration of the exterior walls of preserved historical objects of cultural heritage. There is a lack of systematic studies of the causes of the damage on the walls. The scientific novelty of the work is the development of a finite element model. In this model, a fragment of masonry is considered together with a plaster coating. The practical significance of the study is to establish causal relationships between damage to load-bearing stone walls and internal plaster coatings. The study is aimed at identifying the most significant factors and impacts that influence the appearance of damage in the inner plaster layer of unheated stone buildings and religious buildings.
Materials and methods. A detailed analysis of the stress state of the plaster layer during the course of shrinkage deformations in it was performed. Numerical research methods based on a finite element model of a fragment of masonry with a plaster layer were used.
Results. The paper provides a graph of the dependence of the main tensile stresses on the ratio of the modulus of elasticity of the plaster mortar to the modulus of deformation of the masonry. With an increase in this ratio, the values of the main tensile stresses increase linearly. When they reach a value of 1.0 MPa, they become comparable to the limiting stresses at which a crack is formed. The obtained results are of great practical importance in the development of programs for the inspection, repair and restoration of historical cultural heritage sites. ty (y Conclusions. It is established that the values of the main tensile stresses practically do not depend on the thickness
g g of the plaster layer. Humidity deformations of the plaster layer significantly exceed temperature ones and are the most
(V cy significant factors forthe appearance ofcrackson the internal plastercoating ofexternal walls in the absence offorce cracks
O o in the walls.
r r
* ® KEYWORDS: unheated stone buildings, religious buildings, exterior walls, masonry, interior decoration, plaster coating,
> in cracks c « 3 ~
IB iv Acknowledgements. The authors thank Doctor of Technical Sciences, Professor Roman B. Orlovich for the idea of writing this article, valuable advice when planning a study and recommendations for its design.
I
2 3 FOR CITATION: Zimin S.S., Gorshkov R.A., Voilokov I.A., Kornienko S.V. Causes of cracks in the plaster of unheated
O o stone buildings. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2022; 17(10):1297-1306. DOI:
7 > 10.22227/1997-0935.2022.10.1297-1306 (rus.). aT a
О ё —'
о '
CD
«р обусловленные температурно-влажностными дефор-
° я
c\¡ с мени исторических каменных здании и культовых
<л
Corresponding author: Rostislav A. Gorshkov, rostalsgor@gmail.com.
о о ВВЕДЕНИЕ же встречаются трещины внутренней штукатурки,
„Б0льшинс_тв°.с0хранившихся'^Г™™, вре- мациями, которые обычно появляются в неотапливаемых или законсервированных зданиях. Такие трещины, как правило, имеют нерегулярный характер и образуются в местах резкого изменения форм кон-
^ сооружении, как правило, оштукатурены не только с внешнеИ, но и с внутренней стороны. За время дли-
с о тельной эксплуатации внешнее штукатурное покры-
;;= о „ структивных элементов, наличия расположенных
с тие постепенно утрачивает свои защитные свойства, ■ г, о в толще штукатурки инородных включений, напри— подвергаясь при этом растрескиванию, отслоению ^ ^ *
§Е и прочим деструктивным процессам. Внутренняя мер скрытой электропроводки (рис 1, а) ли^ не-
£ ° штукатурная отделка при этом находится в более бла- однородности каменной кладки (рис. 1, 6, с).
- £ гоприятных температурно-влажностных условиях Следует отметить,что по сравнению с каменной
о5 | эксплуатации, в связи с чем оказывается менее под- кладкой отделочный тукаиурнш слой более чув-
Т 2 верженной возникновению указанных выше повреж- ствителен к темтершурго-влагаюлиым юздействи-
£ ^ дений. Исключением является ее растрескивание в ре- ям. Например, коэффициент ттшратуртаго расши-
" £ зультате образования силовых трещин, например, рения штукатурки в зависимости от ее состава может
вызванных неравномерными осадками здания. оказаться в 1,5-2 раза больше, чем у каменной клад-
Факт образования подобных трещин обычно ки, а деформации набухания и усадки в 10-15 раз
х Ё
¡3 устанавливается путем вскрытия штукатурки, что больше. Кроме того, изменения температуры и влаж-
щ ¡¡> не всегда оказывается возможным, например, при ности по толщине каменной кладки из-за инерцион-
наличии на ней росписей и фресок. В практике так- ности тепломассопереноса происходят значительно
медленнее, чем в штукатурном слое. В связи с этим возникающие в штукатурке напряжения не успевают в полной мере отрелаксировать, достигая при этом предела прочности материала на растяжение и тем самым вызывая образование трещин.
Для оценки температурно-влажностных деформаций во всех слоях наружного ограждения требуется знание законов распределения в нем температуры и влажности. Явление тепломассопереноса в штукатурном слое имеет сложный характер и определяется многими факторами: тепловлажностным режимом помещений, физико-механическими характеристиками как самой штукатурки, так и ее основания (каменной кладки), параметрами наружного климата и др. Как показывает практика, ширина раскрытия усадочных трещин во внутреннем штукатурном покрытии в зависимости от его толщины может коле-
баться от нескольких долей до целых миллиметров. Причем с увеличением количества циклов увлажнения-высыхания штукатурного покрытия наблюдается тенденция к увеличению ширины раскрытия трещин. Для анализа этого процесса существенное значение имеет знание взаимосвязи влажностного состояния штукатурного слоя и температурно-влаж-ностного режима (ТВР) внутри неотапливаемых зданий. Теоретические исследования этой взаимосвязи зависят от наличия большого массива исходных данных (годового хода суточных и месячных температур наружного воздуха, теплотехнических характеристик ограждающих конструкций, степени их массивности, кратности воздухообмена неотапливаемых помещений и др.). Более предпочтительными для анализа оказываются натурные исследования ТВР внутри неотапливаемых зданий.
a b с
Рис. 1. Трещины внутренней штукатурки из-за наличия в ней скрытой электропроводки (а); неоднородности каменной кладки простенка (b) и арочной перемычки (с)
Fig. 1. Cracks in the internal plaster due to the presence of hidden electrical wiring in it (a); heterogeneity of the masonry of the wall (b) and arched lintel (c)
Распределение температуры и влажности по толщине наружных ограждающих конструкций отапливаемых зданий изучено достаточно подробно [1-25]. Значительно меньше исследований посвящено вопросам влажностного режима наружных ограждений неотапливаемых зданий. Среди таких исследований следует выделить работы [26-32]. Однако в них рассмотрен ТВР помещений, в которых присутствуют источники теплопоступлений, например трубопроводы системы отопления, проложенные в холодном чердаке. Более информативным в этом отношении является исследование [32], в котором приведены примеры годового хода температур и влажности внутреннего воздуха и его зависимость от наружных температур и влажности в неотапливаемых зданиях (рис. 2, 3).
Из анализа приведенных графиков следует, что зависимость температуры внутреннего воздуха от температуры внешнего воздуха является менее выраженной по сравнению с зависимостью изменения относительной влажности. Средние суточные колебания относительной влажности внутреннего воздуха могут достигать 15 %. В холодный период года относитель-
ная влажность изменяется в достаточно широком диапазоне: в морозную погоду она снижается до 60-75 %, в период кратковременных потеплений — повышается до 98-100 %, поэтому внутри памятника постоянно создаются условия для выпадения конденсата (инея). В сочетании с промерзанием ограждающих конструкций это явление отрицательно сказывается на состоянии настенной живописи [32].
Кроме того, характер изменения относительной влажности воздуха в здании по его высоте непосредственно зависит от распределения по высоте температуры внутреннего воздуха. В связи с этим изменения влажностных деформаций штукатурного слоя по сравнению с температурными оказываются более выраженными.
При этом существенны деформации усадки, вызывающие растягивающие напряжения в штукатурном слое. Как известно, усадка возникает и увеличивается, когда из материала удаляется вода, находящаяся в гидратных оболочках частиц и мелких порах. Испарение воды из крупных пор не ведет к сближению частиц материала и практически не вызывает объемных изменений [33]. Необходимо от-
< п
tT
iH О Г
0 СО n СО
1 <
< -»
J со U
r i
n °
< 3 О
oi
О n
CO CO
l\J со
0
1
CO CO о о
< )
ft
л ' -J 00
1 T
(Л У
с о
<D Ж ff
о о
О О
2 2 2 2
метить, что относительные усадочные деформации штукатурного слоя, связанные с его высыханием, значительно превосходят относительные температурные деформации. При этом известковые растворы легко поглощают избыточную влагу из воздуха и лег-
ко ее отдают при снижении относительной влажности в помещении. Из сказанного следует, что основной причиной образования трещин во внутреннем штукатурном слое является сезонное изменение его влажности.
N N N N О О N N
О О г г
¡г (V U 3 > (Л
с и
HQ N ||
Л?
<D <D
О ё
22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12
"" in
о о 10
Й g 9
Ü 7
I! § t
н з 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
IV V VIVIIVIIIIX X XI XII I П Ш IV Месяцы/Months
(Л W
.Е о
DL °
^ с
ю о
S g
о ЕЕ
а> ^
т- ^
£
4L J
■8 £
El
О (Я
Рис. 2. Годовой ход температуры наружного (2) и внутреннего (i) воздуха в Дмитриевском соборе г. Владимира (по среднемесячным значениям) [32]
Fig. 2. The annual course of the external (2) and internal (i) temperature in the Dmitrievsky Cathedral of Vladimir (according to monthly averages) [32]
96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56
Si §1
ч 1 я
Июнь June
Июль July
Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Январь August September October November December January February
Март March
Апрель April
Май May
Рис. 3. Годовой ход относительной влажности наружного (2) и внутреннего (i) воздуха в соборе Рождества Богородицы в Суздале (по среднедекадным значениям) [32]
Fig. 3. The annual course of the relative humidity of the external (2) and internal (i) air in the Cathedral of the Nativity of the Virgin in Suzdal (by average values) [32]
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
С целью более детального анализа напряженного состояния штукатурного слоя при протекании усадочных деформаций авторами выполнены численные исследования, в основу которых положена конечно-элементная модель фрагмента каменной кладки со штукатурным слоем (рис. 4). Толщина кладки принята равной 510 мм, толщина штукатурного слоя варьировалась в пределах 10-50 мм. Коэффициент усадки штукатурки принят равным 0,1 мм/м. При этом усадочное воздействие задавалось температурой по известной зависимости Т(^,И)экв = Щ^Ь)/ а/. В расчетах принято равномерное развитие усадки по толщине штукатурного слоя.
Рис. 4. Расчетная модель фрагмента кладки со штукатурным слоем
Fig. 4. Calculation model of a masonry fragment with a plaster layer
Поскольку трещиностойкость штукатурного слоя связана с его адгезией к кирпичному основанию, то в расчетной модели учитывалось их полное сцепление. Модуль деформации кладки определен в соответствии с СП 15.13330 как для кирпича марки М75, так и раствора М25: Ек = 1000 МПа. Варьируемым параметром являлось соотношение модуля упругости штукатурного раствора Ер к модулю деформации каменной кладки Ек (Ер/Ек). Результаты получены при соотношении Ер/Ек = 0,5-5. Верхняя граница Ек = 5000 МПа соответствует жесткому раствору, модуль упругости которого определен в соответствии с СП 63.13330 как для мелкозернистого бетона естественного твердения. Нижняя граница соответствует пластичным известковым растворам.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В результате расчетов установлено, что значения главных растягивающих напряжений практически не зависят от толщины штукатурного слоя, хотя и несколько увеличиваются с его утолщением. Напряжения по толщине штукатурного слоя распределены практически равномерно, с увеличением напряжений к наружным слоям (данный эффект усиливается при утолщении штукатурного слоя). Значения главных растягивающих напряжений линейно возрастают с увеличением соотношения Ер/Ек (рис. 5). Из рисунка видно, что для жестких растворов значение С] может достигать 1,0 МПа, что соизмеримо с предельными напряжениями, при которых образуется трещина.
0,1 0
5 Ер/Ек ! ESEm
Рис. 5. График зависимости главных растягивающих напряжений о от соотношения Ер/Ек Fig. 5. Graph of the dependence of the main tensile stresses oJ on the EJЕm ratio
Дополнительно выполнен численный анализ влияния неоднородных включений на напряженное состояние штукатурки при ее усадке и набухании. Таким включением, в частности, может оказаться
электропроводка, которая из эстетических соображений часто скрывается в штукатурном слое (рис. 1, а). Установлено, что при протекании усадочных деформаций (рис. 6, а) главные растягивающие напряже-
< п
tT
iH О Г
О n
1 <
< -»
J CD
u i
r i n
< 3 О
n
CO CO
l\J CO
0
1
CO CO о о
< )
ft
л ' -J 00 I T
(Л у с о
<D X ff
оо 22 о о 10 10 10 10
ния о1 непосредственно в зоне концентрации (вокруг провода) в 1,5 раза превышают средние растягивающие напряжения в штукатурном слое. При протекании деформаций набухания (рис. 6, Ь) в штукатурном
слое действуют сжимающие напряжения. Однако непосредственно в зоне концентрации (вокруг провода) возникают растягивающие напряжения с1, значения которых достигают 0,3 МПа.
a b
Рис. 6. Изополя главных растягивающих напряжений о1; МПа, в штукатурном слое с электропроводкой при протекании деформаций усадки (a) и набухания (b)
Fig. 6. Isofields of the main tensile stresses o1, MPa, in a plaster layer with electrical wiring during the course of shrinkage deformations (a) and swelling (b)
N N N N О О
сч сч о о
т- т* (V U 3 > (Л С И
2 "7
OU N
il <D <D
о %
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
Выполнен анализ причин образования трещин во внутреннем штукатурном слое неотапливаемых каменных зданий. Установлено, что значения главных растягивающих напряжений практически не зависят от толщины штукатурного слоя. В результате исследований построен график зависимости главных растягивающих напряжений от соотношения модуля упругости штукатурного раствора к модулю деформации каменной кладки. С увеличением данного соотношения значения главных растягивающих напряжений линейно возрастают. При достижении ими значения 1,0 МПа они становятся сопоставимыми
с предельными напряжениями, при которых образуется трещина.
Влажностные деформации штукатурного слоя превосходят температурные и являются наиболее значимыми факторами появления трещин на внутреннем штукатурном покрытии наружных стен при отсутствии силовых трещин в стенах. Неоднородные включения в штукатурном слое также оказывают влияние на развитие повреждений при изменяющихся параметрах микроклимата в неотапливаемых зданиях и культовых сооружениях.
Полученные результаты имеют важное практическое значение при разработке программ обследования, ремонта и восстановления исторических объектов культурного наследия.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
о со <м Z (Л (Л
.Е о
DL и
^ с Ю о
s 1
о ЕЕ
fee
СП ^ т- ^
Е
22 J >> А
si
О (Я
1. Корниенко С.В., Ватин Н.И., Петриченко М.Р., Горшков А.С. Оценка влажностного режима многослойной стеновой конструкции в годовом цикле // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. № 6 (33). С. 19-33. Б01: 10.18720/ ШББ.33.2
2. Ватин Н.И., Горшков А.С., Глумов А.В. Влияние физико-технических и геометрических характеристик штукатурных покрытий на влажностный режим однородных стен из газобетонных блоков // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 1 (19). С. 28-33. Б01: 10.18720/МСЕ.19.7
3. Корниенко С.В., Ватин Н.И., Горшков А. С. Оценка влажностного режима стен с фасадными теплоизоляционными композиционными системами // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 6 (45). С. 34-54. Б01: 10.18720/ ШББ.45.2
4. Немова Д.В., Ватин Н.И., Петриченко М.Р., Корниенко С.В., Горшков А. С. Воздушный режим трехслойной стеновой конструкции // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 6 (45). С. 102-114. DOI: 10.18720/CUBS.45.6
5. Корниенко С.В., Ватин Н.И., Горшков А.С., Ольшевский В.Я., Пестряков И.И. Эксплуатационная влажность автоклавного газобетона в стеновых конструкциях // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 8 (71). С. 22-40. DOI: 10.18720/ CUBS.71.3
6. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Gamayu-nova O., Tarasova D. Humidity conditions of homogeneous wall from gas-concrete blocks with finishing plaster compounds // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 670-671. Pp. 349-354. DOI: 10.4028/www. scientific.net/AMM.670-671.349.
7. Vatin N.I., Gorshkov A.S., Nemova D.V., StaritcynaA.A., Tarasova D.S. The energy-efficient heat
insulation thickness for systems of hinged ventilated facades // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 941944. Pp. 905-920. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ AMR.941-944.905
8. GorshkovA., Vatin N., NemovaD., Shabaldin A., Melnikova L., Paramonov K. Using life-cycle analysis to assess energy savings delivered by building insulation // Procedia Engineering. 2015. Vol. 117. Pp. 1080-1089. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.240
9. Zadvinskaya T.O., GorshkovA.S. Comprehensive method of energy efficiency of residential house // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 953-954. Pp. 1570-1577. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ AMR.953-954.1570
10. Perlova E., Platonova M., Gorshkov A., Rakova X. Concept project of zero energy building // Procedia Engineering. 2015. Vol. 100. Pp. 1505-1514. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.01.522
11. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Tarasova D. Energy efficiency of facades at major repairs of buildings // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 633-634. Pp. 991-996. DOI: 10.4028/www. scientific.net/AMM.633-634.991
12. Vatin N., Gorshkov A., Rymkevich P., Nemova D., Tarasova D. Nonstationary thermal conduction through the building envelope // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 670-671. Pp. 365369. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.670-671.365
13. Gorshkov A., Demidov A., Makarov A. Development of methods for calculating non-stationary heat transfer between multilayer structures // Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. 2020. Pp. 124-135. DOI: 10.1201/9781003164395-18
14. ShakhovaE.A., Rymkevich P.P., GorshkovA.S., EgorovM.Yu., StepashkinaA.S. Energy processes with natural quantization // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 124. P. 01046. DOI: 10.1051/e3sconf/201912401046
15. Gorshkov A., Murgul V.A., Oliynyk O. Forecasted payback period in the case of energy-efficient activities // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 53. P. 01045. DOI: 10.1051/matecconf/20165301045
16. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Gamayu-nova O., Tarasova D. Humidity conditions of homogeneous wall from gas-concrete blocks with finishing plaster compounds // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 670-671. Pp. 349-354. DOI: 10.4028/www. scientific.net/AMM.670-671.349
17. Gorshkov A., Murgul V. Calculation of heat energy consumption by a typical historical building with a courtyard // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017. 2018. Pp. 577-591. DOI: 10.1007/978-3-319-70987-1_61
18. Gorshkov A., Ivanova E. Reduced thermal resistance of a two-layer wall construction // Applied
Mechanics and Materials. 2015. Vol. 725-726. Pp. 4956. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.725-726.49
19. Kostenko V., Gafiyatullina N., Zulkarneev G., Gorshkov A., Petrichenko M., Movafagh S. Solutions to improve the thermal protection of the administrative building // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 73. P. 02011. DOI: 10.1051/matecconf/20167302011
20. Vatin N., Korniyenko S.V., Gorshkov A.S., Pestryakov I.I., Olshevskiy V. Actual thermophysical characteristics of autoclaved aerated concrete // Magazine of Civil Engineering. 2020. No. 4 (96). Pp. 129-137. DOI: 10.18720/MCE.96.11
21. Vatin N., Gorshkov A., Kazimirova A., Gureev K., Nemova D. Calculation of payback period mineral wool with longitudinal fibers of ite Pariso (Parexlanko) // Journal of Applied Engineering Science. 2014. Vol. 12. No. 3. Pp. 207-216. DOI: 10.5937/jaes12-6552.
22. Vasileva I.L., Nemova D.V., Vatin N.I., FediukR.S., KarelinaM.I. Climate-adaptive façades with an air chamber // Buildings. 2022. Vol. 12. Issue 3. P. 366. DOI: 10.3390/buildings12030366
23. Nowak R., Oriowicz R., Rutkowski R. Use of TLS (lidar) for building diagnostics with the example of
a historic building in Karlino // Buildings. 2020. Vol. 10. e е Issue. 2. P. 24. DOI: 10.3390/buildings10020024. П 2
24. Korniyenko S.V., Astafurova T.N., Kozlo- k и va O.P. Energy efficient major overhaul in residential 3 s buildings of the first mass series // IOP Conference S ^ Series: Materials Science and Engineering. 2020. ? y Vol. 753. Issue 4. P. 042039. DOI: 10.1088/1757- f S 899X/753/4/042039 Ц ?
25. Горшков А.С., Ватин Н.И., Дацюк Т.А., Без- J 9
руков А.Ю., Немова Д.В., Какула П. и др. Альбом r —
§ 0
технических решении по применению теплоизоля- 1 3
ционных изделиИ из пенополиуретана в строитель- § (
стве жилых, общественных и промышленных зда- f §
ний // Строительство уникальных зданий и сооруже- t I
ний. 2014. № 5 (20). С. 71-441. DOI: 10.18720/ § S
CUBS.20.7 ? 3
26. ГоршковА.С., ВатинН.И., УрустимовА.И., § о
Рымкевич П.П. Расчетный метод обоснования тех- ? 6
r en
нологических мероприятий по предотвращению об- h 0
разования ледяных дамб на крышах зданий со скат- С §
ной кровлей // Инженерно-строительный журнал. Г §
2012. № 3 (29). С. 69-73. DOI: 10.5862/MCE.29.9 g 2
27. Горшков Р.А., Войлоков И.А. Условия об- ° Т разования наледей на скатных крышах зданий с хо- m g лодным чердаком // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 1. g 7 С. 60-71. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.1.60-71 . В
28. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Urusti- — ^
Iff э
movA., Staritcyna A., Rymkevich P. Calculation method U 0
ofjustification of technical actions for prevention of ice 1 1
dams formation on buildings with a pitched roof // Ap- о о
plied Mechanics and Materials. 2015. Vol. 725-726. 0 0
Pp. 9-14. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.725- 2 2 726.9
29. Vatin N., Gorshkov A., Dadchenko A., Rymkevich P., Olshevskiy V. The method and computation of air change required for attic rooms // Construction of Unique Buildings and Structures. 2017. № 2 (53). Pp. 5060. DOI: 10.18720/CUBS.53.4
30. Горшков А.С., Дадченко А.Ю., Ольшевский В.Я., Рымкевич П.П. Оценка воздухообмена, требуемого для нормализации температурно-влаж-ностного режима холодных чердаков // Кровельные и изоляционные материалы. 2016. № 4. С. 33-36.
Поступила в редакцию 18 июля 2022 г. Принята в доработанном виде 12 октября 2022 г. Одобрена для публикации 12 октября 2022 г.
31. Дорохов В.Б., Шилкин Н.В., Пинтелин Н.Ю. Методы исследования теплофизических особенностей ограждающих конструкций памятников архитектуры // АВОК. 2018. № 1. С. 30-39.
32. Девина Р.А., Илларионова И.В., Ребрико-ва Н.Л. и др. Микроклимат церковных зданий. М. : ГосНИИР, 2000. С. 38-59.
33. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М. : Мир, 1984. 306 с.
N N
N N
О О
СЧ СЧ
О о"
т- т* (V U 3
> (Л
с и
HQ N
Об авторах : Сергей Сергеевич Зимин — кандидат технических наук, доцент, Инженерно-строительный институт; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ); 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; РИНЦ ГО: 641651; zimin_sergei@mail.ru;
Ростислав Александрович Горшков — студент; Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП); 190005, г Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67; РИНЦ ГО: 1033779; rostalsgor@gmail.com;
Илья Анатольевич Войлоков — кандидат технических наук, доцент; Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ); 190005, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4; РИНЦ ГО: 546991; i.voilokov@outlook.com;
Сергей Валерьевич Корниенко — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой архитектура зданий и сооружений, Институт архитектуры и строительства; Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ); 400005, г. Волгоград, пр-т им. Ленина, д. 28; РИНЦ ГО: 351367; svkorn2009@ yandex.ru.
Вклад авторов:
Зимин С.С. — сбор материала, составление расчетной модели, численное моделирование. Горшков Р.А. — сбор и обработка исходных данных, написание исходного текста, составление расчетной
О — модели.
н £
• »* Войлоков И.А. — концепция исследования, развитие методологии.
2 Корниенко С.В. — научное редактирование текста, итоговые выводы.
^ "ö Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
—■
о
0 Е
СО
i1 REFERENCES
z J
от" 1. Kornienko S.V., Vatin N.I., Petrichenko M.R., 4. Nemova D.V., Vatin N.I., Petritchenko M.R.,
от E
^ w Gorshkov A.S. Evaluation of hygrothermal performance Korniyenko S.V., Gorshkov A.S. Air mode of a tripple
1 ° of multilayered wall design in annual cycle. Construction wall. Construction of Unique Buildings and Structures.
ю 5 £ -
of Unique Buildings and Structures. 2015; 6(33):19-33. 2016; 6(45):102-114. DOI: 10.18720/CUBS.45.6 (rus.).
gro DOI: 10.18720/CUBS.33.2 (rus.). 5. Korniyenko S.V., Vatin N.I., Gorshkov A.S., Ol-
^ g 2. Vatin KL, Gorshkov A.S., Glumov AV Inf- shevskiy V.Ya., Pestryakov I.I. Operational humidity of
a) luence of the physicotechnical and geometrical cha- ^ij t
. . & . autoclavedaeratedconcreteinouterwalls. Construction
racteristics of plastering covering on moisture condi- ,.TT . „ .,,. ,„
ot<=. ,, of Unique Buildings and Structures. 2018; 71(8):22-40.
ot J tions of AAC-blocks homogeneous walls. Magazine 0
• • ofCivilEngineering. 2011; 1(19):28-33. DOI: 10.18720/ DOI: 10 18720/CUBS 713 (rus).
° W MCE 19 7 (rus) 6. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Gamayu-
E g 3. Korniyenko S.V., Vatin N.I., Gorshkov A.S. nova Tarasova D. Humidity conditions of homo-
£ x Assessment of moisture conditions of walls with geneous wa^ from gas-concrete blocks with fimshing
i £ facade's thermo-insulation composite. Construction of plaster compounds. Applied Mechanics and Materials.
® 8 Unique Buildings and Structures. 2016; 6(45):34-54. 2014; 670-671:349-354. DOI: 10.4028/www.scientific.
DOI: 10.18720/CUBS.45.2 (rus.). net/AMM.670-671.349
7. Vatin N.I., Gorshkov A.S., Nemova D.V., Starit-cyna A.A., Tarasova D.S. The energy-efficient heat insulation thickness for systems of hinged ventilated facades. Advanced Materials Research. 2014; 941-944:905-920. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.941-944.905
8. Gorshkov A., Vatin N., Nemova D., Sha-baldin A., Melnikova L., Paramonov K. Using life-cycle analysis to assess energy savings delivered by building insulation. Procedía Engineering. 2015; 117:1080-1089. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.240
9. Zadvinskaya T.O., Gorshkov A.S. Comprehensive method of energy efficiency of residential house. Advanced Materials Research. 2014; 953-954:1570-1577. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.953-954.1570
10. Perlova E., Platonova M., Gorshkov A., Ra-kova X. Concept project of zero energy building. Procedia Engineering. 2015; 100:1505-1514. DOI: 10.1016/ j.proeng.2015.01.522.
11. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Tara-sova D. Energy efficiency of facades at major repairs of buildings. Applied Mechanics and Materials. 2014; 633-634:991-996. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ AMM.633-634.991.
12. Vatin N., Gorshkov A., Rymkevich P., Nemova D., Tarasova D. Nonstationary thermal conduction through the building envelope. Applied Mechanics and Materials. 2014; 670-671:365-369. DOI: 10.4028/www. scientific.net/AMM.670-671.365.
13. Gorshkov A., Demidov A., Makarov A. Development of methods for calculating non-stationary heat transfer between multilayer structures. Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. 2020; 124-135. DOI: 10.1201/9781003164395-18
14. Shakhova E.A., Rymkevich P.P., Gorshkov A.S., Egorov M.Yu., Stepashkina A.S. Energy processes with natural quantization. E3S Web of Conferences. 2019; 124:01046. DOI: 10.1051/e3sconf/201912401046
15. Gorshkov A., Murgul V.A., Oliynyk O. Forecasted payback period in the case of energy-efficient activities. MATEC Web of Conferences. 2016; 53:01045. DOI: 10.1051/matecconf/20165301045
16. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Gama-yunova O., Tarasova D. Humidity conditions of homogeneous wall from gas-concrete blocks with finishing plaster compounds. Applied Mechanics and Materials. 2014; 670-671:349-354. DOI: 10.4028/www.scientific. net/AMM.670-671.349
17. Gorshkov A., Murgul V. Calculation of heat energy consumption by a typical historical building with a courtyard. International Scientific Conference Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport EMMFT 2017. 2018; 577-591. DOI: 10.1007/978-3-319-70987-1_61
18. Gorshkov A., Ivanova E. Reduced thermal resistance of a two-layer wall construction. Applied Mechanics and Materials. 2015; 725-726:49-56. DOI: 10.4028/ www.scientific.net/amm.725-726.49
19. Kostenko V., Gafiyatullina N., Zulkarneev G., Gorshkov A., Petrichenko M., Movafagh S. Solutions to improve the thermal protection of the administrative building. MATEC Web ofConferences. 2016; 73:02011. DOI: 10.1051/matecconf/20167302011
20. Vatin N., Korniyenko S.V., Gorshkov A.S., Pestryakov I.I., Olshevskiy V. Actual thermophysi-cal characteristics of autoclaved aerated concrete. Magazine of Civil Engineering. 2020; 4(96):129-137. DOI: 10.18720/MCE.96.11
21. Vatin N., Gorshkov A., Kazimirova A., Gu-reev K., Nemova D. Calculation of payback period mineral wool with longitudinal fibers of ite Pariso (Parex-lanko). Journal of Applied Engineering Science. 2014; 12(3):207-216. DOI: 10.5937/jaes12-6552
22. Vasileva I.L., Nemova D.V., Vatin N.I., Fe-diuk R.S., Karelina M.I. Climate-adaptive facades with an air chamber. Buildings. 2022; 12:3:366. DOI: 10.3390/ buildings12030366
23. Nowak R., Orlowicz R., Rutkowski R. Use of TLS (lidar) for building diagnostics with the example of a historic building in Karlino. Buildings. 2020; 10(2):24. DOI: 10.3390/buildings10020024
24. Korniyenko S.V., Astafurova T.N., Kozlo-va O.P. Energy efficient major overhaul in residential buildings of the first mass series. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020; 753(4):042039. DOI: 10.1088/1757-899X/753/4/042039
25. Gorshkov A.S., Vatin N.I., Datsuk T.A., Bez-rukov A.Yu., Nemova D.V., Kâkelâ P. et al. Album of technical solutions for the application of polyurethane foam thermal insulation products in construction of residential, public and industrial buildings. Construction of Unique Buildings and Structures. 2014; 5(20):71-441. DOI: 10.18720/CUBS.20.7 (rus.).
26. Gorshkov A.S., Vatin N.I., Urustimov A.I., Rymkevich P.P. Computational justification for engineering measures preventing the ice dams formation on the pitched roofs. Magazine of Civil Engineering. 2012; 3(29):69-73. DOI: 10.5862/MCE.29.9 (rus.).
27. Gorshkov R.A., Voilokov I.A. Conditions for the formation of ice dams on pitched roofs of buildings with cold attics. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2022; 17(1):60-71. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.1.60-71 (rus.).
28. Vatin N., Gorshkov A., Nemova D., Urustimov A., Staritcyna A., Rymkevich P. Calculation method ofjustification of technical actions for prevention of ice dams formation on buildings with a pitched roof. Applied Mechanics and Materials. 2015; 725-726:9-14. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.725-726.9
29. Vatin N., Gorshkov A., Dadchenko A., Rymkevich P., Olshevskiy V. The method and computation of air change required for attic rooms. Construction of Unique Buildings and Structures. 2017; 2(53):50-60. DOI: 10.18720/CUBS.53.4
30. Gorshkov A.S., Dadchenko A.Yu., Olshevskiy V.Ya., Rymkevich P.P. Assessment of air required for
< n
tT
iH
О Г s 2
0 со n со
1 <
< -»
J CD
U i
r i
n °
< 3 o
oi
о n
со со
l\J со
0
1
СП СП о о
< )
ft
л ' -J 00 I т
(Л У
с о
(D X ff
О О
M 2 О О 10 10 10 10
C.C. 3umuh, P.A. ropwKQB, M.A. BounoKQB, C.B. KopHueHKO
normalization of temperature and humidity conditions of 32. Devina R.A., Illarionova I.V., Rebrikova N.L.
the cold attics. Roofing and Insulation Materials. 2016; et al. Microclimate of church buildings. Fundamentals
4:33-36. (rus.). of normalization of temperature and humidity regime of
31. Doroxov V.B., Shilkin N.V., Pintelin N.Yu. monumentsofreligiousarchitecture. Moscow, GosNIIR,
Methods of investigation of thermophysical features of 2000; 38-59. (rus.).
enclosing structures of architectural monuments. ABOK. 33. Greg S., Sing K. Adsorption, specific surface
2018; 1:30-39. (rus.). area, porosity. Moscow, Mir, 1984; 306. (rus.).
Received July 18, 2022.
Adopted in revised form on October 12, 2022.
Approved for publication on October 12, 2022.
B i o n o t e s : Sergey S. Zimin — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Institute of Civil Engineering; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU); 29 Polytechnicheskaya st., Saint-Petersburg, 195251, Russian Federation; ID RISC: 641651; zimin_sergei@mail.ru;
Rostislav A. Gorshkov — Student; Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (SUAI);
67 Bolshaya Morskaya st., Saint-Petersburg, 190000, Russian Federation; ID RISC: 1033779; rostalsgor@gmail.com;
Ilya A. Voilokov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU); 4 Vtoraya Krasnoarmeiskaya st., Saint Petersburg, 190005, Russian Federation; ID RISC: 546991; i.voilokov@outlook.com;
Sergey V. Kornienko — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department of the Architecture of Buildings and Structures, Institute of Architecture and Construction; Volgograd State Technical University (VSTU); 28 Lenin avenue, Volgograd, 400005, Russian Federation; ID RISC: 546991; svkorn2009@yandex.ru.
(V (V Contribution of the authors:
3 3 Sergey S. Zimin — collection of material, compilation of a computational model, numerical studies.
Rostislav A. Gorshkov — data gathering and processing, scientific guidance, compilation of the calculation model.
£ q Ilya A. Voilokov — conceptualization, methodology.
> In Sergey V. Kornienko — scientific editing of the text, final conclusions.
E M
OH N
<D <D
|l —' "t^ O
O E
CD > 8 « ot E
.E o
dl °
c
LT> o
S g
o EE
CD ^
t- ^
E
o2 °
■8 El
O tfl
The authors declare that there is no conflict of interest.
