CC BY
62
УДК 699.86:519.86 DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.729-739
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ И КОЭФФИЦИЕНТА ВЛАГОПРОВОДНОСТИ НА ВЛАГОПЕРЕНОС В СТЕНЕ ИЗ ГАЗОБЕТОНА1
А.В. Жуков, Н.А. Цветков, А.Н. Хуторной, А.В. Толстых
Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ), 634003, г. Томск, пл. Соляная, д. 2
Предмет исследования: расчет тепловлажностных режимов ограждающих конструкций из газобетона с учетом переноса жидкой влаги, который определяется значениями коэффициентов влагопереноса. Результаты расчетов тепловлажностных характеристик стен из газобетона, выполненных с использованием общепринятых нормативных методов, требуют подтверждения, так как может быть получен необоснованный физически результат. Цели: выяснение степени влияния температурной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводности на влагоперенос в ограждающих конструкциях из газобетона.
Материалы и методы: численное моделирование нестационарных процессов тепловлагопереноса в плоской однородной стенке из газобетона D400 для климатических условий г. Томска. Предложенная модель отражает движение влаги за счет градиента парциального давления водяного пара во всем интервале изменения относительной влажности воздуха или влагосодержания материала, а при больших значениях относительной влажности — за счет градиента влагосодержания. При проведении расчетов учитывалась зависимость сорбционной влажности не только от относительной влажности воздуха, но и от его температуры. Для определения коэффициента влагопроводности использовалась аппроксимационная формула, построенная на основе известных экспериментальных данных. Представлены интерполяционные формулы, отражающие изменение температуры и влажности наружного воздуха в соответствии с данными нормативной литературы.
Результаты: установлено, что влагоперенос через внутреннюю поверхность стены практически не чувствителен к температурной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводности. Поток влаги через наружную поверхность также не чувствителен к температурным зависимостям расчетных параметров, однако зависимость, рассчитанная с учетом температуры в изотерме сорбции, заметно отличается от зависимости без учета температуры, при этом положение максимума среднеинтегральной влажности смещается с ноября на декабрь. Из приведенного анализа следует, что учет температурной зависимости коэффициента влагопроводности не приводит к заметному изменению характеристик влагопереноса как на стадии удаления строительной влаги, так и в процессе дальнейшей эксплуатации. Температурная зависимость изотермы сорбции влияет только на влажность наружной поверхности, но расхождение по абсолютной величине не превышает 1 %.
Выводы: использование изотермы сорбции и значения коэффициента влагопроводности без учета их зависимости от температуры допустимо при проведении расчетов тепловлажностного режима в однородных конструкциях из газобетона в условиях сорбционного увлажнения или высыхания.
КЛЮчЕВыЕ СЛОВА: тепловлажностный режим, увлажнение газобетона, нестационарные уравнения тепловлагопереноса, сорбционная влажность, сверхсорбционная влажность, паропроницаемость, влагопроводность, изотерма сорбции, теплопроводность, капиллярная конденсация
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Жуков А.В., Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Толстых А.В. Влияние температурной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводности на влагоперенос в стене из газобетона // Вестник МГСУ. gj 2018. Т. 13. Вып. 6 (117). С. 729-739. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.729-739 Ф
О
THE EFFECT OF TEMPERATURE DEPENDENCE OF THE к
SORPTION ISOTHERM AND MOISTURE CONDUCTIVITY I THE MOISTURE TRANSF OF AERATED CONCRETE
COEFFICIENT ON THE MOISTURE TRANSFER IN THE WALL У
Т
w
^V. Zhukov, NA. Tsvetkov, A.N. Khutornoy, A.V. Tolstykh
Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), ^
2 Solyanaya plaza, Tomsk, 634003, Russian Federation
<
Subject: calculation of heat and moisture regimes of enclosing structures made of aerated concrete taking into account the O transfer of liquid moisture, which is determined by the values of moisture transfer coefficients. The results of calculations of the thermal and moisture characteristics of walls made of aerated concrete, carried out with the use of generally accepted regulatory methods, require confirmation since a physically unacceptable result can be obtained.
* №
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-48-700367).
© А.В. Жуков, Н.А. Цветков, А.Н. Хуторной, А.В. Толстых
729
Research objectives: the goal of the study was to determine the effect of temperature dependence of the sorption isotherm and the moisture conductivity coefficient on the moisture transfer in the enclosing structures of aerated concrete. Materials and methods: numerical modeling of nonstationary heat and moisture transport processes in a flat homogeneous wall made of aerated concrete D400 for climatic conditions of Tomsk city was performed. The proposed model reflects the movement of moisture due to the gradient of partial pressure of water vapor for the entire range of values of relative humidity in air or moisture content in the material, and for large values of relative humidity — due to a gradient of moisture content. In the calculations, we took into account the dependence of sorption moisture not only on the relative humidity of air but also on its temperature. To determine the coefficient of moisture conductivity, we used an approximation formula constructed on the basis of known experimental data. Interpolation formulas are presented that reflect the change in temperature and humidity of the outside air in accordance with the data of the normative literature.
Results: when carrying out special test calculations, it was established that moisture transfer through the inner surface of the wall is practically insensitive to the temperature dependence of the sorption isotherm and coefficient of moisture conductivity. The moisture flow through the outer surface is also not sensitive to the temperature dependencies of these parameters. However, the dependence calculated with allowance for the temperature in the sorption isotherm differs significantly from the dependence without taking temperature into account, and in addition, the position of a maximum of the average overall humidity is displaced from November to December. From the above analysis it follows that taking into account the temperature dependence of the coefficient of moisture conductivity does not lead to a significant change in the characteristics of moisture transfer, both at the stage of removal of construction-generated moisture and in the process of further operation. The temperature dependence of the sorption isotherm only affects the moisture content of the outer surface, but the discrepancy does not exceed 1 % in absolute value.
Conclusions: the use of the sorption isotherm and the coefficient of moisture conductivity without taking into account their dependence on temperature is permissible for calculating the heat and moisture regime in homogeneous structures made of aerated concrete under conditions of sorption moistening or drying.
KEY WORDS: heat and moisture regime, moistening of aerated concrete, nonstationary heat and moisture transport equations, sorption humidity, super-sorption humidity, vapor permeability, moisture conductivity, sorption isotherm, heat conductivity, capillary condensation
FOR CITATION: Zhukov A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoy A.N., Tolstykh A.V. Vliyanie temperaturnoy zavisimosti izotermy sorbtsii i koeffitsienta vlagoprovodnosti na vlagoperenos v stene iz gazobetona [The effect of temperature dependence of the sorption isotherm and moisture conductivity coefficient on the moisture transfer in the wall of aerated concrete]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018, vol. 13, issue 6 (117), pp. 729-739. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.729-739
ВВЕДЕНИЕ
Развитие строительства малоэтажного жилья привело к распространению новых способов возведения зданий. Использование конструкций из газобетона позволяет обеспечить снижение стоимости строительства, высокие темпы выполнения работ Р и высокую энергоэффективность при эксплуатации т- зданий. Применение газобетонных блоков возможно не только в строительстве бескаркасных зданий ® с малой этажностью [1], но и в высотном строитель-¡^ стве, предусматривающем использование различ-^ ных каркасов [2].
Широкое распространение газобетона обуслов-Ю лено его хорошими конструкционными характери-РО стиками и высокими теплозащитными свойствами.
Однако ячеистая структура газобетона является Ц причиной того, что значительное влияние на его Н теплотехнические свойства оказывает увлажнение. ^ Известно, что интенсивность процессов тепловла-гопереноса в ограждающих конструкциях зданий 2 существенно зависит от равновесной сорбционной £ влажности строительных материалов в интервале эксплуатационных температур [3]. Для правильной оценки увлажнения строительных материалов необ-Ф ходимо учитывать перенос жидкой влаги, который ®® определяется значениями коэффициентов влагопе-
реноса [4]. Таким образом, весьма актуальной является оценка влияния температурной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводно-сти на влагоперенос в ограждающих конструкциях зданий. Выяснение степени этого влияния на тепло-влажностные характеристики стен из газобетона является целью настоящей работы.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Экспериментальные исследования [5] показали, что увлажнение газобетона в условиях сверхсорбционной влажности приводит к существенному увеличению коэффициента теплопроводности. Лабораторные эксперименты и натурные испытания [6-10] позволили установить, что эксплуатационные свойства газобетона, как и других пористых материалов, зависят от интенсивности протекающих в них процессов тепловлагопереноса. Эти результаты подтверждают необходимость дальнейших исследований динамики изменения влажности в элементах ограждающих конструкций из газобетона.
Полное аналитическое описание процессов совместного тепловлагопереноса в пористых материалах достаточно сложно, а соответствующие упрощенные расчетные методы не учитывают мно-
гих факторов, оказывающих влияние на процессы. Поэтому результаты расчетов [9, 11-13], выполненных с использованием общепринятых нормативных методов, требуют уточнения и подтверждения. Например, при использовании метода определения плоскости максимального увлажнения, согласно СП 50.133302, для многослойных ограждающих конструкций с основанием в виде кладки газобетонных блоков может быть получен физически необоснованный результат [14].
Влагоперенос в ограждающих конструкциях зданий происходит в результате совместного параллельного или последовательного действия механизмов паропроводности и влагопроводности, которые могут привести к появлению проблем, обусловленных влагой [15]. Методы расчета распределения влаги в ограждающих конструкциях должны учитывать перенос не только пара, но и жидкой влаги в диапазоне как сорбционной, так и сверхсорбционной влажности строительных материалов [16]. Учесть вышеперечисленные особенности влагопереноса позволяет численное моделирование, основанное на эффективных нестационарных моделях тепловлаго-переноса [16-19]. Авторы [20] также считают, что для определения тепловлажностных режимов эксплуатируемых ограждающих конструкций наиболее перспективным является использование численных расчетов.
материалы и методы
При проведении численного моделирования использовались одномерные нестационарные уравнения [21], описывающие процессы переноса тепла и влаги в конструкциях из газобетона:
дг д
cp— = — дт дx
дx
П=_д_
дт дx
д[ф(и )Е ] дп х)^——+Р—
дх дх
(1) (2)
Для определения влагосодержания в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха использовалась температурная зависимость сорбционной влажности газобетона П, кг/кг, предложенная в работе [22]:
- аг ехр(ЬгТ)
, . а ехр (ЬТ)
и = (атТ + Ьт) а а ' , (4)
V т •*> КТ(- 1пф)
где ф — относительная влажность воздуха; Т — температура, К; а , Ь , а , Ь , а, Ь — эмпирические
А ^1 7 7 т т а а г г А
константы [22]. Изотермы сорбции, рассчитанные по формуле (4), представлены на рис. 1.
При определении коэффициента влагопровод-ности будем исходить из положений модели сорбци-онного увлажнения [23, 24]. В этой модели вводится два пороговых значения относительной влажности воздуха: ф0 — начало процесса капиллярной конденсации и ф^ — окончание процесса капиллярной конденсации.
В интервале изменения относительной влажности воздуха от нуля до ф0 сорбционное увлажнение материала идет за счет адсорбции молекул воды поверхностью пор и капилляров и увеличения влагосодержания воздуха в порах и капиллярах. Движущей силой влагопереноса в этом случае является градиент парциального давления. Скорость влагопе-реноса определяется коэффициентом паропроницае-мости ц. Коэффициент влагопроводности для этой области в = 0. Значение ф0 по оценкам [24] для теплоизоляционных строительных материалов лежит в интервале от 0,55 до 0,8. В работе [25] рекомендовано использовать среднее значение 0,60.
При относительной влажности воздуха больше ф0 начинается процесс капиллярной конденсации. В материале появляются очаги жидкой влаги. Процесс капиллярной конденсации заканчивается при относительной влажности воздуха ф^ Значение ф^ обычно лежит в интервале 0,98.. .0,99. Соответствующий участок изотермы сорбции имеет вогнутый характер (рис. 1). Значение влагосодержания П при ф = ф^ называют пределом сорбционного увлажнения. В интервале изменения ф от ф0 до ~ 0,9 жидкая влага носит очаговый характер, поэтому ее перенос затруднен. Для этой области по-прежнему в = 0. При ф > ~ 0,9 количество жидкой влаги увеличивается, очаги влаги сливаются, и начинается перенос жидкой влаги за счет градиента влагосодержания. При ф ~ 0,9 кривизна изотермы сорбции резко меняется, значительно увеличивается скорость увлажнения материала.
Процесс увлажнения при ф > фу называют сверхсорбционным увлажнением, а соответствующую влагу — сверхсорбционной.
В дальнейшем при численном моделировании будем считать:
• влагоперенос за счет градиента парциального давления, а следовательно, и коэффициент паропро-ницаемости ц работает во всем интервале измене-
где х — координата; т — время; г-температура,
°С; и — влагосодержание; ф(П)-относительная
влажность (функция сорбционного влагосодержания материала — изотерма сорбции); Е — давление насыщенного пара; р — плотность; с — удельная теплоемкость; X, ц, в — коэффициенты теплопроводности, паропроницаемости и влагопроводности материала соответственно.
Исследовался тепловлажностный режим однородных стен из газобетона марки Б400. Коэффициент паропроницаемости принимался постоянным [9]: ц = 0,23 мг/(м ч Па). Коэффициент теплопроводности X, Вт/(мС), газобетона в зависимости от влагосодержания и (кг/кг) рассчитывался [9] как
Х = 0,1 + 0,4 П. (3)
СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий.
00
Ф
0 т
1
*
О У
Т
0
1
(л)
В
г
3
у
о *
2
0,15
0,13
0,11 J 0,09
и
х
а _
о. 8
Sa 83
О 41
« О л _
5 S m
0,07
0,05
0,03
0,01
1 2
3
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Относительная влажность, ср / Relative humidity, ср
Рис. 1. Изотермы сорбции газобетона D400: 1 — Т = 253 K; 2 — T = 273 K; 3 — T = 293 K
Figure 1. Sorption isotherms of aerated concrete D400: 1 — Т = 253 K; 2 — T = 273 K; 3 — T = 293 K
ния относительной влажности воздуха или влагосо-держания материала;
• влагоперенос в жидкой форме, а следовательно, и коэффициент влагопроводности в реализуется, начиная с больших значений ф, обычно около 0,9.
На рис. 2 сведены значения коэффициента влагопроводности в20 газобетона Б400 при ( = 20 °С, приведенные в работах [25, 26]. Представленные данные были аппроксимированы зависимостью в виде полинома второй степени, который обраща-
ется в ноль при U = 0,05 кг/кг, что соответствует на изотерме сорбции ф ~ 0,85 [21] значениям:
при Pj > 0 р20 = Pj = 130,31U2 - 2,0859U - 0,2228, при Pj < 0 р20 = 0. (5)
Зависимость от температуры t, °C, коэффициента влагопроводности следует учитывать с помощью формулы [23]
Р = Р20 (-8,46 -10-713 +1,16 -10-412 +
+1,89 -10-21 + 0,582). (6)
В качестве расчетных параметров использовались климатические данные для г. Томска, взятые из СП 131.133303 и с сайта [27]. В результате обработки этих данных были получены интерполяционные формулы [21] для температуры и влажности наружного воздуха
tout = 0,5-18,5cos (п(т-365 + т0)/4380), (7)
Ф«, = 0,6 +
+0,21 (abs (cos (п (t + 1095 + т0)/8760)))°'7, (8)
которые использовались в численных расчетах, где т — время процесса, ч, начиная с нуля; т0 — время начала процесса, ч, отсчитанное от начала года (например, т0 = 4380 соответствует началу процесса с 1 июля).
Формулы, полученные авторами статьи:
E = 611exp [-i7,3- |, если t > 0 °C;
I 238 +1
3 СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Ак-
туализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменени-
ем № 2)
20
18
16
SB 14
и ьй 12
X ■
Д. -С
10
s S
~Бй 8
ci ci'
6
4
2
0
▲ 1
ky / k
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
Влагосодержание U, кг/кг / Moisture content U, kg/kg
Рис. 2. Коэффициент влагопроводности газобетона D400: 1 — данные [25, 26]; 2 — расчет по формуле (5) Figure 2. Coefficient of moisture conductivity of aerated concrete D400: 1 — data from [25, 26]; 2 — calculated by formula (5)
E= 611exp
19,4/ 238 +t
если t < 0 °C,
(9)
применялись для определения давления насыщенного пара в зависимости от температуры. Как видно из рис. 3, результаты расчета давления насыщенного пара по формулам (7)-(9) хорошо согласуются с данными СП 131.13330.
Для выяснения влияния температурной зависимости изотермы сорбции (4) и коэффициента влагопроводности ß (6) на параметры влагопереноса были проведены специальные тестовые расчеты. При численном решении использовался метод конечных разностей, особенности применения которого к уравнениям (1), (2) подробно рассмотрены в [21].
результаты исследования
Варианты проведенных расчетов обозначены следующими индексами: 00 — изотерма сорбции и коэффициент влагопроводности в формулах (4) и (6) рассчитываются при постоянных значениях T = 293 °C; t = 20 °С; 0b — от температуры зависит только коэффициент влагопроводности, а в (4) T = 293 °C; U0 — от температуры зависит только изотерма сорбции, а в (6) t = 20 °С ; Ub — от температуры зависит и изотерма сорбции и коэффициент влагопроводности.
Основные результаты численных расчетов представлены на рис. 4-7. По горизонтальной оси обозначен месяц с начала эксплуатации: 0, 12, 24, 36 — июль; 3, 15, 27 — октябрь; 6, 18, 30 — январь; 9, 21, 33 — апрель.
На рис. 4, а приведена интегральная характеристика ограждения — средняя влажность W . Период удаления строительной влаги, как видно из рисунка, длится с используемым набором параметров для численного моделирования около 12-13 мес. В этот период средняя влажность резко уменьшается от начального значения до минимального с небольшой полочкой в зимние месяцы. В дальнейшем наблюдается периодическое колебание от 3 % в теплый период, до 5 % — в холодный период года, причем максимальное значение средней влажности отмечается в марте.
На рис. 4, б приведена еще одна интегральная характеристика — сопротивление теплопередаче R0, м2 °С/Вт. По мере удаления строительной влаги сопротивление резко возрастает, переходя в периодическую зависимость с максимальным значением в теплый период и минимальным в холодный период года с амплитудой колебания порядка 3 %.
Интегральные характеристики, как видно из рис. 4, слабо меняются при учете температурной зависимости коэффициента влагопроводности и изотермы сорбции.
На рис. 5, а приведены результаты расчета потока влагиj. через внутреннюю поверхность. В первый год после начала эксплуатации в летне-осенний период строительная влага интенсивно удаляется через внутреннюю поверхность. В последующий осенне-зимне-весенний период идет увлажнение внутренней поверхности. Далее в весенне-летний период влага снова удаляется через внутреннюю поверхность с минимумом в мае. При дальнейшей эксплуатации во второй и последующие годы на внутренней поверхности наблюдается периодическое
Рис. 3. Среднемесячное парциальное давление пара: 1 — расчет по формулам (7)-(9); 2 — данные СП 131.13330
Figure 3. Monthly average partial pressure of vapor: 1 — calculated by formula (7)-(9); 2 — data from SP 131.13330
m
ф
0 т
1
s
*
о
У
Т
0 s
1
(л)
В
г
3
у
о *
0J
и Месяц с начала эксплуатации / Месяц с начала эксплуатации /
Month since the start of operation Month since the start of operation
а/а б/b
Рис. 4. Средняя влажность стены (а) и ее сопротивление теплопередаче (б)
Figure 4. Average humidity of the wall (a) and its heat transfer resistance (b)
поглощение влаги в осенне-зимне-весенний период и сушка в летний период.
На рис. 5, б приведена зависимость влажности на внутренней поверхности : в первый месяц влажность резко уменьшается, переходя к периодическому изменению с небольшой амплитудой.
Влагоперенос через внутреннюю поверхность также практически не чувствителен к температур-
ной зависимости изотермы сорбции и коэффициента влагопроводности.
На рис. 6, а приведены результаты расчета потока влаги через наружную поверхность ]ш. Весь первый год эксплуатации влага удаляется через наружную поверхность с минимумом в январе и максимумом в мае. Дальнейшее периодическое изменение характеризуется резким пиком влагоотдачи
(О X
о >
с
10
<0
2 о
н >
О
X S I h
О ф
to
1,5
м 1
0,5
-0,5
-1
-1,5
а ч m
о н о С
-2
r \ f \
I \ f \
/ \ [ j \ \
/ ь / v_ V
-00 A 0b ♦ UO ........Ub 1 1
3,9
|3,5
£ 3,3
3,1 2,9
а
с; 17 CD -
2,5
О 3 б 9 12 15 18 21 24 27 30 33 Месяц с начала эксплуатации /
-U t ▲ ot ♦ U( .........Ut
"ч» ** **
N 4
36 0 3 б 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 Месяц с начала эксплуатации / Month since the start of operation
Month since the start of operation
a / а б / b
Рис. 5. Поток влаги через внутреннюю поверхность (отрицательные значения потока влаги соответствуют высыханию, положительные — увлажнению) (а) и влажность на внутренней поверхности (б)
Figure 5. Moisture flow through the inner surface (a), negative values of moisture flow correspond to drying, positive — to moistening) and humidity on the inner surface (b)
Рис. 6. Поток влаги через наружную поверхность (положительные значения потока влаги соответствуют высыханию, отрицательные — увлажнению) (а) и влажность на наружной поверхности (б)
Figure 6. Moisture flow through the outer surface (a), positive values of moisture flow correspond to drying, negative - to moistening) and humidity on the outer surface (b)
в мае, небольшой постоянной влагоотдачей в осенне-зимний период и легким увлажнением в летний период. Поток влаги через наружную поверхность также не чувствителен к температурным зависимостям расчетных параметров.
На рис. 6, б приведены результаты расчета влажности на наружной поверхности Ж . Амплитуда колебания влажности в процессе эксплуатации в этом случае также не велика по абсолютной величине. Зависимость, рассчитанная с учетом тем-
пературы в изотерме сорбции, заметно отличается от зависимости без учета температуры, при этом положение максимума Wout смещается с ноября на декабрь. Влияние температурной зависимости коэффициента влагопроводности не существенно.
На рис. 7 приведена зависимость влажности W2/3 в плоскости на расстоянии двух третей толщины стены от внутренней поверхности. Эта плоскость выбрана из тех соображений, что по стационарной методике [28] плоскость максимального увлажне-
но
Ф
расстоянии двух третей толщины от внутренней по- ф
О 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 верхности
Месяц с начала эксплуатации / Figure 7. Humidity in a plane located at a distance of two
Month since the start of operation thirds of the thickness from the inner surface
ния для однослойного ограждения находится на расстоянии двух третей толщины от внутренней поверхности. Поведение влажности в этой плоскости схоже с поведением средней влажности на рис. 4, а, но с большей амплитудой колебания.
ВЫВОДЫ
Из приведенного анализа следует, что учет температурной зависимости коэффициента влагопро-водности не приводит к заметному изменению характеристик влагопереноса как на стадии удаления строительной влаги, так и в процессе дальнейшей эксплуатации. Температурная зависимость изотер-
мы сорбции проявляется только на влажности наружной поверхности, но по абсолютной величине расхождение не более 1 %.
В целом результаты проведенного моделирования показали, что использование изотермы сорбции и значения коэффициента влагопроводности без учета их зависимости от температуры допустимо при проведении расчетов тепловлажностного режима в однородных конструкциях из газобетона в условиях сорбционного увлажнения или высыхания.
Полученные результаты могут быть учтены при разработке инженерных методов расчета распределения влаги в ограждающих конструкциях из газобетона.
литература
1. Стерлягов А.Н., Низовцев М.И. Теплотехнические особенности наружных стен малоэтажных зданий // Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий: сб. науч. тр. всеросс. науч. конф. с международным участием (г. Новосибирск, 24-26 марта 2015 г.). Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2015. С. 114-123.
2. Горшков А. С. Условия обеспечения устойчивости для поэтажно-опертых стен из газобетонных блоков // Технологии бетонов. 2014. № 4. С. 49-55.
3. Киселев И.Я. Анализ методов расчета равновесной сорбционной влажности строительных материалов при положительных и отрицательных температурах // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 2. С. 98-104.
4. Никитин В.И., Кофанов В.А. Метод оценки коэффициента влагопереноса строительных материалов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F: Строительство. Прикладные
Р науки. 2011. № 8. С. 57-63.
5. Низовцев М.И., Терехов В.И, Яковлев В.В. w Теплопроводность газобетона повышенной влажно ности // Известия вузов. Строительство. 2004. № 9. g С. 36-38.
^ 6. Низовцев М.И., Стерлягов А.Н., Терехов В.И. — Влияние градиента температуры на влагоперенос в 10 пористых материалах // Ползуновский вестник. 2012. РО № 3/1. С. 17-21.
7. Rubene S, VilnitisM. Impact of porous structure Ц of the AAC material on moisture distribution throughout H the cross section of the AAC masonry blocks // WSEAS ^ Transactions on Heat and Mass Transfer. 2016. Vol. 11. if Pp. 323-334.
2 8. Гринфельд Г.И., Морозов С.А., Согомо-
£ нян И.А., Зырянов П.С. Влажностное состояние современных конструкций из автоклавного газобето-jj на // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 2.
Ф С. 33-38. 10
9. Гринфельд Г.И., Куптараева П.Д. Кладка из автоклавного газобетона с наружным утеплением. Особенности влажностного режима в начальный период эксплуатации // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 8. С. 41-50.
10. Стерлягов А.Н. Совместный тепло- и влагоперенос в ограждающих конструкциях зданий из газобетона : дисс. ... канд. техн. наук. Новосибирск, 2007. 164 с.
11. Ватин Н.И., Глумов А.В., Горшков А.С. Влияние физико-технических и геометрических характеристик штукатурных покрытий на влажностный режим однородных стен из газобетонных блоков // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 1. С. 28-33.
12. Крайнов Д.В., Садыков Р.А. Влияние вла-госодержания на теплозащитные свойства ограждающей конструкции // Вестник МГСУ. 2011. № 3. С. 404-410.
13. Гагарин В.Г., Зубарев К.П., Козлов В.В. Определение зоны наибольшего увлажнения в стенах с фасадными теплоизоляционными композиционными системами с наружными штукатурными слоями // Вестник ТГАСУ. 2016. № 1. С. 125-132.
14. 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. С. 34-54.
15. Straube J.F. Moisture in Buildings // ASHRAE Journal. 2002. January 2002, pp. 15-19.
16. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Математическая модель и инженерный метод расчета влажностного состояния ограждающих конструкций // Academia. Архитектура и строительство. 2006. № 2. С. 60-63.
17. Kunzel H.M. Calculation of heat and moisture transfer in exposed building components // International Journal of Heat and Mass Transfer, 1997. Vol. 40. No 1. Pp. 159-167.
18. Корниенко С.В. Решение трехмерной задачи совместного нестационарного тепло и влагоперено-са для ограждающих конструкций зданий // Строительные материалы. 2007. № 10. С. 54-55.
19. Васильев Г.П., Личман В.А., Песков Н.В. Моделирование процесса сушки ограждающих конструкций зданий // Жилищное строительство, 2013. № 7. С. 21-26.
20. Пастушков П.П., Гринфельд Г.И., Павленко Н.В. и др. Расчетное определение эксплуатационной влажности автоклавного газобетона в различных климатических зонах строительства // Вестник МГСУ. 2015. № 2. С. 60-69. DOI: 10.22227/19970935.2015.2.60-69
21. Жуков А.В., Цветков Н.А., Хуторной А.Н., Кузнецова А.А. Обоснование физико-математической модели тепловлагопереноса в наружных стенах из газобетона // Инвестиции, строительство, недвижимость как материальный базис модернизации и инновационного развития экономики : мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Томск, 14-16 марта 2017 г.): в 2 ч. Ч. 1 / под ред. Т.Ю. Овсянниковой, И.Р. Салагор. Томск : Изд-во Том. гос. архит.-стро-ит. ун-та, 2017. С. 483-497.
22. Киселев И.Я. Влияние равновесной сорб-ционной влажности строительных материалов на сопротивление теплопередаче наружных огражда-
ющих конструкций зданий // Жилищное строительство. 2013. № 6. С. 39-40.
23. Гагарин В.Г. Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий : дис. ... докт. техн. наук. М., 2000. 396 с.
24. Киселев И.Я. Повышение точности определения теплофизических свойств теплоизоляционных строительных материалов с учетом их структуры и особенностей эксплуатационных воздействий : дис. ... докт. техн. наук. М., 2006. 366 с.
25. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М. : Строй-издат, 1984. 168 с.
26. Козлов В.В. Метод инженерной оценки влажностного состояния современных ограждающих конструкций с повышенным уровнем теплозащиты при учете паропроницаемости, влагопроводности и фильтрации воздуха : дис. ... канд. техн. наук. М., 2004. 161 с.
27. Климат Томска // Погода и климат. Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/climate/29430. htm.
28. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М. : АВОК-ПРЕСС, 2006. 250 с.
Поступила в редакцию 3 апреля 2017 г. Принята в доработанном виде 14 декабря 2017 г. Одобрена для публикации 30 мая 2018 г.
Об авторах: Жуков Александр Викторович — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры теплогазоснабжения, Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ), 634003, г. Томск, пл. Соляная, д. 2, [email protected];
Цветков Николай Александрович — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения, Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ), 634003, г. Томск, пл. Соляная, д. 2, [email protected]; 00
Хуторной Андрей Николаевич — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры теплогазоснаб-
Ф О
жения, Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ), 634003, г. Томск, н пл. Соляная, д. 2, [email protected];
Толстых Александр Витальевич — кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры те- ^
плогазоснабжения, Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ), 634003, Г
г. Томск, пл. Соляная, д. 2, [email protected]. С
У Т
references
1. Sterlyagov A.N., Nizovtsev M.I. Teplotekh- ings: collection of scientific works of the all-Russian
nicheskie osobennosti naruzhnykh sten maloetazhnykh scientific conference with international participation (No-
zdaniy [Thermotechnical features of the outer walls of vosibirsk, March 24-26, 2015)]. Novosibirsk, Institute of
low-rise buildings]. Energo- i resursoeffektivnost' ma- Thermophysics of the Siberian Branch of the RAS, 2015, X
loetazhnykh zhilykh zdaniy: sbornik nauchnykh trudov pp. 114-123. (In Russian)
vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunarodnym 2. Gorshkov A.S. Usloviya obespecheniya ustoy- 1
uchastiem (g. Novosibirsk, 24-26 marta 2015 g.) [Ener- chivosti dlya poetazhno-opertykh sten iz gazobetonnykh 7
gy and resource efficiency of low-rise residential build- blokov [Conditions for ensuring stability for pave-in- w
В
r
< о
place walls made of aerated concrete blocks]. Tekh-nologii betonov [Concrete Technology]. 2014, no 4, pp. 49-55. (In Russian)
3. Kiselev I.Ya. Analiz metodov rascheta ravnoves-noy sorbtsionnoy vlazhnosti stroitel'nykh materialov pri polozhitel'nykh i otritsatel'nykh temperaturakh [Analysis of methods of calculation equilibrium sorption humidity of building materials in high and low]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo [Academia. Architecture and Construction]. 2008, no. 2, pp. 98-104. (In Russian)
4. Nikitin V.I., Kofanov V.A. Metod otsenki koef-fitsienta vlagoperenosa stroitel'nykh materialov [The method of estimation of moisture carrying over factor for building materials]. VestnikPolotskogo gosudarst-vennogo universiteta. Seriya F: Stroitel'stvo. Priklad-nye nauki [Herald of Polotsk State University. Series F: Building. Applied Science]. 2011, no. 8, pp. 57-63. (In Russian)
5. Nizovtsev M.I., Terekhov V.I, Yakovlev V.V. Teploprovodnost' gazobetona povyshennoy vlazhnosti [Thermal conductivity of aerated concrete of high humidity]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo [News of Higher Educational Institutions. Construction]. 2004, no. 9, pp. 36-38. (In Russian)
6. Nizovtsev M.I., Sterlyagov A.N., Terekhov V.I. Vliyanie gradienta temperatury na vlagoperenos v poristykh materialakh [Effect of a temperature gradient on moisture transfer in porous materials]. Polzunovskiy vestnik [Polzunovsky Herald]. 2012, no. 3/1, pp. 17-21. (In Russian)
7. Rubene S, Vilnitis M. Impact of porous structure of the AAC material on moisture distribution throughout the cross section of the AAC masonry blocks. WSEAS Transactions on Heat and Mass Transfer. 2016, vol. 11, pp. 323-334.
8. Grinfel'd G.I., Morozov S.A., Sogomonyan I.A., Zyryanov P.S. Vlazhnostnoe sostoyanie sovremennykh konstruktsiy iz avtoklavnogo gazobetona [The moisture
P condition of modern structures made of autoclaved aer-t- ated concrete]. Inzhenerno-stroitel 'nyy zhurnal [Mag-w azine of Civil Engineering]. 2011, no 2, pp. 33-38. <0 (In Russian)
9. Grinfel'd G.I., Kuptaraeva P.D. Kladka iz av-^ toklavnogo gazobetona s naruzhnym utepleniem. Oso- bennosti vlazhnostnogo rezhima v nachal'nyy period 10 ekspluatatsii [Autoclaved aerated concrete Masonry PO with external insulation. Features of moisture conditions during the initial period of operation]. Inzhenerno-
q stroitel'nyy zhurnal [Magazine of Civil Engineering].
I- 2011, no 8, pp. 41-50. (In Russian)
^ 10. Sterlyagov A.N. Sovmestnyy teplo- i vlago-
perenos v ograzhdayushchikh konstruktsiyakh zdaniy iz
S gazobetona: dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni
¥ kandidata tekhnicheskikh nauk [Joint heat and moisture
transfer in building envelopes of buildings made of aer-
jj ated concrete: thesis of candidate of technical sciences].
« Novosibirsk, 2007. 164 p. (In Russian) 10
11. Vatin N.I., Glumov A.V., Gorshkov A.S. Vliyanie fiziko-tekhnicheskikh i geometricheskikh kharak-teristik shtukaturnykh pokrytiy na vlazhnostnyy rezhim odnorodnykh sten iz gazobetonnykh blokov [The effect of physico-technical and geometric characteristics of the plaster coatings on the moisture regime of homogeneous walls of concrete blocks]. Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal [Magazine of Civil Engineering]. 2011, no. 1, pp. 28-33. (In Russian)
12. Kraynov D.V., Sadykov R.A. Vliyanie vlagos-oderzhaniya na teplozashchitnye svoystva ograzhday-ushchey konstruktsii [Moisture content influence on heat-reflecting properties of a building envelope from porous concrete]. VestnikMGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2011, no. 3, pp. 404-410. (In Russian)
13. Gagarin V.G., Zubarev K.P., Kozlov V.V. Opredelenie zony naibol'shego uvlazhneniya v stenakh s fasadnymi teploizolyatsionnymi kompozitsionnymi sistemami s naruzhnymi shtukaturnymi sloyami [The highest moisture area in facade heat-insulation composite wall systems with external plastering]. Vestnik TG-ASU [Herald of Tomsk State University of Architecture and Building]. 2016, no 1, pp. 125-132. (In Russian)
14. Kornienko S.V., Vatin N.I., Gorshkov A.S. Ot-senka vlazhnostnogo rezhima sten s fasadnymi teploizolyatsionnymi kompozitsionnymi sistemami [Assessment of moisture conditions of walls with facade's thermoin-sulation composite systems with external mortar layers]. Stroitel'stvo unikal'nykh zdaniy i sooruzheniy [Construction of Unique Buildings and Structures]. 2016, no. 6, pp. 34—54. (In Russian)
15. Straube J.F. Moisture in Buildings. ASHRAE Journal. 2002. January 2002, pp. 15-19.
16. Gagarin V.G., Kozlov V.V. Matematicheskaya model' i inzhenernyy metod rascheta vlazhnostnogo sostoyaniya ograzhdayushchikh konstruktsiy [Mathematical model and engineering method for calculating the moisture state of enclosing structures]. Academia. Arkhitektura i stroitel 'stvo [Academia. Architecture and Construction]. 2006, no. 2, pp. 60-63. (In Russian)
17. Kunzel H.M. Calculation of heat and moisture transfer in exposed building components. International Journal of Heat and Mass Transfer. 1997. vol. 40, no 1, pp. 159-167.
18. Kornienko S.V. Reshenie trekhmernoy zada-chi sovmestnogo nestatsionarnogo teplo i vlagopereno-sa dlya ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy [The solution combines the three-dimensional problem of unsteady heat and moisture transfer for building envelopes]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2007, no. 10, pp. 54-55. (In Russian)
19. Vasil'ev G.P., Lichman V.A., Peskov N.V. Modelirovanie protsessa sushki ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy [Modeling the process of drying building envelopes]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013, no. 7, pp. 21-26. (In Russian)
20. Pastushkov P.P., Grinfel'd G.I., Pavlen-ko N.V. et al. Raschetnoe opredelenie ekspluatatsion-noy vlazhnosti avtoklavnogo gazobetona v razlichnykh klimaticheskikh zonakh stroitel'stva [Settlement determination of operating moisture of autoclaved aerated concrete in different climatic zones]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no 2, pp. 60-69. (In Russian) DOI: 10.22227/1997-0935.2015.2.60-69
21. Zhukov A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoy A.N., Kuznetsova A.A. Obosnovanie fiziko-matematicheskoy modeli teplovlagoperenosa v naruzhnykh stenakh iz gazobetona [Substantiation of the physical and mathematical model of heat and moisture transfer in the outer walls of aerated concrete]. Investitsii, stroitel'stvo, nedvizhimost' kak material'nyy bazis modernizatsii i innovatsionnogo razvitiya ekonomiki: materialy VII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (g. Tomsk, 14-16 marta 2017 g.) [Investments, construction, real estate as a material basis for modernization and innovative development of the economy : proc. of the VII International Scientific and Practical Conference (Tomsk, March 14-16, 2017)]. Part 1 / ed. T.Yu. Ovsyannikova, I.R. Salagor. Tomsk, Tomsk State University of Architecture and Building Publ., 2017, pp. 483-497. (In Russian)
22. Kiselev I.Ya. Vliyanie ravnovesnoy sorbtsion-noy vlazhnosti stroitel'nykh materialov na soprotivle-nie teplo-peredache naruzhnykh ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy [The effect of equilibrium sorption of moisture in building materials for resistance to heat transfer of enclosing structures of buildings]. Zhilishch-noe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013, no 6, pp. 39-40. (In Russian)
23. Gagarin V.G. Teoriya sostoyaniya i perenosa vlagi v stroitel'nykh materialakh i teplozashchitnye svoystva ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy: dis-sertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni doktora tekh-
Received April 3, 2017.
Adopted in final form on December 14, 2017.
Approved for publication May 30, 2018.
nicheskikh nauk [Theory of the state and transport of moisture in building materials and heat-shielding properties of enclosing structures of buildings: thesis of doctor of technical sciences]. Moscow, 2000, 396 p. (In Russian)
24. Kiselev I.Ya. Povyshenie tochnosti opre-deleniya teplofizicheskikh svoystv teploizolyatsion-nykh stroitel'nykh materialov s uchetom ikh struktury i osobennostey ekspluatatsionnykh vozdeystviy : diss. na soiskanie uchenoy stepeni doktora tekhnicheskikh nauk [Increase of accuracy of definition of thermophysi-cal properties of heat-insulating building materials taking into account their structure and features of operational influences : thesis of doctor of technical sciences]. Moscow, 2006, 366 p. (In Russian)
25. Rukovodstvopo raschetu vlazhnostnogo rezhi-ma ograzhdayushchikh konstruktsiy zdaniy [Guidelines for calculating the humidity regime of building envelopes]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1984, 168 p. (In Russian)
26. Kozlov V.V. Metod inzhenernoy otsenki vlazhnostnogo sostoyaniya sovremennykh ograzhdayushchikh konstruktsiy s povyshennym urovnem teplozashchity pri uchete paropronitsaemosti, vlagoprovodnosti i fil'tratsii vozdukha : dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk [The method of engineering assessment of the moisture state of modern enclosing structures with an increased level of thermal protection, taking into account the vapor permeability, moisture conductivity and air filtration : a thesis of candidate of technical sciences]. Moscow, 2004, 161 p. (In Russian)
27. Klimat Tomska [Tomsk's Climate]. Pogoda i klimat [Weather and Climate]. Available at: http://www. pogodaiklimat.ru/climate/29430.htm. (In Russian)
28. Fokin, K.F. Stroitel'naya teplotekhnika ograzhdayushchikh chastey zdaniy [Building heat engineering of enclosing parts of buildings]. Moscow, AVOK-PRESS Publ., 2006, 250 p. (In Russian)
m
ф
0 т
1
s
*
About the authors: Zhukov Aleksandr Viktorovich — Candidate of Physical And Mathematical Sciences, Senior Researcher, Associate Professor of the Department of Heat and Gas Supply, Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), 2, Solyanaya ploshchad', Tomsk, 634003, Russian Federation; zav_tgs@ tsuab.ru;
Tsvetkov Nikolay Aleksandrovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Heat and Gas Supply, Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), 2, Solyanaya ploshchad', Tomsk, 634003, Russian Federation; [email protected];
Khutornoy Andrei Nikolaevich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Heat and Gas Supply, Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), 2, Solyanaya ploshchad', Tomsk, 634003, Russian Federation; [email protected];
Tolstykh Aleksandr Vital'evich — Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Heat and Gas Supply, Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB), 2, Solyanaya ploshchad', Tomsk, 634003, Russian Federation; [email protected].
О У
Т
О 2
(л)
В
г
3
у
о *
