автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Теплофизическое обоснование новых неоднородных наружных стен зданий и прогнозирование их теплозащитных свойств

На правах рукописи

Хуторной Андрей Николаевич

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НОВЫХ НЕОДНОРОДНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИХ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ

05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тюмень - 2009

003459662

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ТОМСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный консультант доктор технических наук, профессор Цветков Николай Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Терехов Виктор Иванович доктор технических наук, профессор Моисеев Борис Вениаминович доктор технических наук, профессор Степанов Владимир Сергеевич

Ведущая организация

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Защита состоится «12» марта 2009 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.272.01 в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан « С/_200^г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Я.А. Пронозин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема энергосбережения относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации. Особое место в решении данной проблемы отводится наружным стенам гражданских зданий, теплотехнические характеристики которых не обеспечивают требуемый уровень теплозащиты.

Обеспечить современные требования по приведенному сопротивлению теплопередаче наружных стен зданий, используя однослойные и однородные конструкции, при соблюдении приемлемых толщин не представляется возможным. Поэтому становится очевидным необходимость в разработке новых технических решений неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с повышенными теплозащитными свойствами, особенно для районов с холодными климатическими условиями. При теплотехнических расчетах таких неоднородных ограждающих конструкций в первую очередь необходимо иметь достоверную информацию о закономерностях формирования в них полей температуры и тепловых потоков.

Эта необходимость определяет актуальность теоретико-экспериментальных исследований закономерностей нестационарного двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями в виде утепляющих вставок, гибких связей, металлических профилей и деревянного каркаса. Такая информация даст возможность повысить точность теплотехнических расчетов ограждающих конструкций и, как следствие, уменьшить расход строительных материалов и изделий при возведении зданий без нарушения требований к теплотехническим показателям наружных стен.

Актуальность диссертационных исследований подтверждается выполнением их в рамках следующих госбюджетных тем: программы «Архитектура и строительство» (тема 2.3.12.1 - 1998-1999 гг. - «Разработка технологии проволочных коннекторов для наружных стен из штучных материалов и несъемных опалубок»,); гранта по фундаментальным исследованиям в области архитектуры и строительных наук (1999-2000 гг. -«Теоретическое обоснование и теплофизические испытания конструкций наружных стен из штучных материалов с использованием коннекторов»); межотраслевой программы Министерства образования РФ (тема Т02-01.2-881 -2002-2003 гг. - «Алгоритмизация управления тепловыми процессами теплопроводности в составных телах при радиационно-конвективном подводе теплоты»); гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (тема МК-1812.2003.08 -2003-2004 гг. - «Исследование тепломассопереноса в плоских системах с попереч-

ными и продольными включениями»); ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (код проекта №7756 -2005 г. - «Развитие естественно-научных основ перспективных технологий строительства, реконструкции и ремонта наружных ограждающих конструкций зданий»); гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (тема МК 5186.2006.8 - 2006-2007 гг. - «Развитие теории тепломассопереноса в неоднородных теплоэффек-тивных наружных стенах зданий»); гранта Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 06-08-96916-р_офи - 2006-2007 гг. -«Развитие научных основ перспективных энергосберегающих технологий строительства и реконструкции наружных ограждений деревянных зданий»); государственного контракта № 4808р/7038 от 16 января 2007 г. -«Разработка клееных деревянных ограждающих конструкций с улучшенными теплозащитными свойствами для элитного домостроения».

Объектом исследования являются неоднородные наружные стены зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Предметом исследования является тепловлажностное состояние и закономерности формирования температурных полей и тепловых потоков в неоднородных наружных стенах зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Целью работы является развитие теоретических основ и создание методологии расчета и прогнозирования теплозащитных свойств перспективных неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) разработать методологию создания оптимальной ограждающей конструкции, удовлетворяющей прочностным, теплотехническим, технологическим, экологическим, экономическим и архитектурно-эстетическим требованиям;

2) разработать перспективные технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины;

3) провести экспериментальные исследования надежности крепления гибких металлических и стеклопластиковых связей в кладочном растворе кирпичной кладки;

4) разработать физико-математические модели нестационарного те-плопереноса в перспективных неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями;

5) разработать математическую модель и выполнить численное исследование процессов нестационарного тепловлагопереноса в деревянных наружных стенах зданий;

6) провести теоретическое исследование закономерностей формирования полей температуры и тепловых потоков в неоднородных наружных стенах зданий в области расположения включений в широком диапазоне изменения их теплофлзических и геометрических характеристик;

7) разработать средства измерения и методики по определению коэффициентов теплопроводности строительных материалов и изделий и локальных тепловых потоков через наружные ограждения;

8) провести экспериментальное исследование теплозащитных свойств разработанных новых технических решений неоднородных ограждающих конструкций из штучных элементов, бетонов и древесины с мало-и высокотеплопроводными включениями;

9) разработать пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий;

10) усовершенствовать инженерную методику расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

Методы исследований. Физическое и математическое моделирование физических процессов; системный подход и оптимизация; многовариантные расчеты; сравнительный анализ; экспериментальные исследования в климатической камере объемом 58 м'' с использованием современного оборудования и приборов неразрушающего контроля.

Научная новизна исследований заключается в развитии теоретических положений тепломассопереноса применительно к новым техническим решениям неоднородных наружных стен зданий, что конкретизируется следующим.

1. Разработан методологический подход создания перспективных неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

2. Предложены новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины, позволяющие обеспечить требуемый уровень теплозащиты при минимальной толщине и массе.

3. На основе результатов численного и экспериментального исследования двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных стенах

с мало- и высокотеплопроводными включениями постоянного поперечного сечения выявлены новые закономерности формирования температурных полей и тепловых потоков:

- в неоднородной стене с включением распределение перепадов температуры между температурами на оси включения и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях (на линиях), ограничивающих толщину утепляющего слоя или диаметр утепляющей вставки;

- зона влияния металлического коннектора диаметром 0,004 м на температурное поле стены не превышает 0,06 м, а металлического профиля толщиной 0,0015 м и деревянного бруска каркаса толщиной 0,05 м не превышает 0,1 м;

- трансмиссионный тепловой поток в разных сечениях по длине включения переменен и имеет один экстремум, причем для высокотеплопроводных включений в точке экстремума он максимальный, а для малотеплопроводных включений - минимальный.

4. Установлено, что тепловые потери через наружные стены при одинаковой толщине утепляющего слоя в фасадной системе утепления на металлических профилях меньше, чем в случае использования деревянного каркаса (для климатических условий г. Томска при утеплении керамзи-тобетонной стены эта разница достигает более 26 %).

5. Установлено, что для условий Западной Сибири при равновеликих площадях поперечных сечений утеплителя и древесины теплозащитная эффективность утепленного бруса более чем на 15 % выше утепленного бревна.

6. На основе результатов численного исследования совместного тепловлагопереноса в брусчатой стене за пятилетний цикл ее эксплуатации установлено, что неучет термовлагопроводности приводит к изменению среднего влагосодержания стены до 10 %.

7. Усовершенствована методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий, утепленных фасадными системами с включениями в виде гибких связей, металлических профилей и деревянного каркаса, путем введения поправочных коэффициентов, определенных для различных геометрических и теплофизических характеристик материалов конструкций.

Достоверность основных положений и выводов подтверждается достаточной их обоснованностью, правомерностью сделанных допущений и обеспечена:

- тестированием программных модулей путем сравнения результатов численного решения с известными аналитическими решениями для стационарного теплопереноса;

- сопоставлением результатов, полученных численным методом, с результатами экспериментов;

- применением современных методов и средств расчета, приборов и научного оборудования с необходимым объемом статистики, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов математического моделирования, экспериментальных исследований и измерения теплофи-зических свойств материалов;

- отсутствием в полученных результатах противоречий с общепризнанными теоретическими представлениями.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в развитии положений о закономерностях теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями и научном обосновании методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработаны новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины, позволяющие обеспечить требуемый уровень теплозащиты при минимальной толщине и массе;

- доказано, что с теплотехнической точки зрения использование систем фасадного утепления на металлических профилях более выгодно по сравнению с системами фасадного утепления на деревянном каркасе;

- усовершенствована методика инженерного расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с системами фасадного утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе;

- разработана конструкция тепломера, позволяющая снизить влияние осевой теплопроводности и повысить чувствительность преобразователя теплового потока;

- разработаны пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий;

- разработаны таблицы поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри неоднородных конструкций с системами фасадного утепления на металлических профилях и на деревянном каркасе;

-установлено, что усилия вырыва металлических коннекторов с изгибом их заделочной части на угол 90° из кладочного раствора кирпичной кладки составляют 5,7-6,4 кН;

- установлены зоны влияния высокотеплопроводных включений в виде коннекторов, металлических профилей и деревянных брусков каркаса на температурное поле стены.

Реализация результатов исследования. Основные положения работы и полученные результаты нашли отражение в Территориальных строительных нормах Томской области «Отопление, вентиляция и кондиционирование», в которых автор является одним из основных разработчиков и приняты к использованию следующими проектными и строительными организациями: Томским проектно-сметным бюро, «Энергострой», «Томпред», «Лесинвест», «Профлес», «Стройиндустрия 2000», «АКФЭС». Использование в производстве патентов, рекомендаций и разработок диссертанта позволило подготовить: технические условия на клееный деревянный брус с утепляющими вставками; проектную документацию на устройство фасадных систем утепления для пяти жилых многоэтажных зданий в г. Томске.

Результаты исследований используются в курсовом и дипломном проектировании Томского государственного архитектурно-строительного университета и Алтайского государственного технического университета. В Томском государственном архитектурно-строительном университете отдельные теоретические результаты включены в лекционные курсы «Строительная теплофизика» и «Тепломассообмен» для специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция». Разработанные установки и приборы используются в лабораторных работах студентов и при выполнении энергетических об следований зданий жилого и общественного назначения.

На защиту выносятся:

- методология теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

- новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из бетонов и древесины с повышенными теплозащитными свойствами;

- физико-математические модели нестационарного двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с повышенными теплозащитными свойствами;

- закономерности формирования полей температуры и плотностей тепловых потоков в зонах влияния мало- и высокотеплопроводных включений в наружных стенах зданий;

- обоснование надежности крепления металлических и пластиковых коннекторов в кладочном растворе кирпичной кладки;

- расчетные зависимости для определения приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с мало- и высокотеплопроводными включ ениям и.

Пути дальнейшей реализации работы связаны с организацией производства по выпуску тонкостенных полиэтиленовых труб с пенопо-лиуретановой тепловой изоляцией для использования в малоэтажном монолитном домостроении и организацией производства по выпуску клееного деревянного элемента и бруса на его основе для коттеджного строительства и возведения мансард при реконструкции зданий.

Апробация работы в виде докладов и обсуждений основных положений и результатов исследования проходила на следующих семинарах и конференциях: на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного материаловедения» (г. Томск, 1998 г.); на научно-технической конференции «Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок» (г. Томск, 1999 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы международного сотрудничества в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (г. Хаммамет, 2000 г.); на Всероссийском совещании «Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России» (г. Томск, 2000 г.); на I всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Материалы и технологии XXI века» (г. Бийск, 2000 г); на научно-технической конференции «Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок» (г. Томск, 2002 г.); на Международной научно-практической конференции «Архитектура, строительство, экология» (г. Барселона, 2002 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства» (г. Майорка, 2003 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства» (г. Лимассол, 2003 г.); на VIII международной научно-практической конференции «Качество - стратегия XXI века» (г. Томск, 2003 г.); на XXVII сибирском теплофизическом семинаре (г. Москва-Новосибирск, 2004 г.); на Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Томск, 2004 г.); на Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Горно-Алтайск, 2004 г.); на региональной научно-методической конференции «Проблемы инженерного образования» (Томск, 2004 г.); на Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» (г. Москва, 2005 г.); на научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительства и экологии в Западной Сибири» (г. Тюмень, 2005 г.); на V всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (г. Томск, 2006 г.); на Всероссийской

научно-практической конференции «Проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (г. Тюмень, 2006 г.); на научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке» (г. Москва, 2006 г.).

Работа в полном объеме докладывалась в Институте теплофизики СО РАН (г. Новосибирск), Томском, Новосибирском, Тюменском и Нижегородском государственных архитектурно-строительных университетах, Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (г. Омск), Иркутском ГТУ, Восточно-Сибирском ГТУ (г. Улан-Удэ), Якутском государственном университете им. Аммосова, Институте физико-технических проблем Севера СО РАН (г. Якутск).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликована 71 печатная работа, в том числе 1 монография, 31 статья (13 статей из перечня ВАК, 4 статьи в журнале «ИФЖ»), 27 публикаций в виде материалов конференций и тезисов докладов, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ и 10 патентов на полезные модели.

Личный вклад автора заключается в создании методологии теп-лофизического обоснования неоднородных наружных стен зданий, разработке новых технических решений неоднородных наружных стен зданий из бетонов и древесины, построении физико-математических моделей теп-ломассопереноса, проведении теоретических и экспериментальных исследований, в анализе и обобщении полученных результатов исследования, формулировке выводов и рекомендаций, разработке методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Автор выражает благодарность за помощь в разработке алгоритмов и программ расчета д.ф.-м.н., профессору Кузину Александру Яковлевичу.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов по диссертации, списка использованной литературы и приложения. Работа имеет общий объем 358 страниц текста, содержит 33 таблицы, 150 рисунков, список использованной литературы из 345 наименований и приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель и задачи исследования, описана научная новизна полученных результатов и их практическая значимость.

В первой главе выполнен обзор современных несветопрозрачных ограждающих конструкций, выполненных из бетонов, штучных элементов и древесины с повышенными теплозащитными свойствами. Представлен

анализ существующих способов инженерного расчета теплотехнических характеристик неоднородных наружных стен зданий с различными типами теплопроводных включений и анализ научных работ, посвященных исследованию закономерностей тепломассопереноса в наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями. Существенный вклад в развитие этого направления внесли ученые К.Ф. Фокин, В.Д. Мачинский, O.E. Власов, В.Н. Богословский, P.E. Брилинг, Ю.Я. Кувшинов, В.Г. Гагарин, А.Г. Перехоженцев, A.B. Лыков, В.И. Бодров, В.М. Ильинский, В.М. Валов, Ю.А. Матросов, А.И. Ананьев, А.Ф. Шаповал, Д.Ю. Хромец, Ю.А. Табунщиков, С.Н. Булгаков, М.М. Бродач, С.М. Кулагин, П.А. Ре-биндер, В.И. Терехов, Ф.В. Ушков, Э.Р. Эккерт, P.M. Дрейк, J.P. Brazel, О. Krisher, F.J. Norton, W.C. Thomas и многие другие.

Однако развитие строительной отрасли требует дальнейших исследований, направленных на разработку способов повышения теплоэффек-тивности наружных стен существующих зданий, на обоснование и разработку новых конструкций с повышенными теплозащитными свойствами.

На кафедре теплогазоснабжения Томского государственного архитектурно-строительного университета разработаны новые технические решения неоднородных бетонных и деревянных брусчатых наружных стен зданий с утепляющими вставками (рис. 1).

б)

J.*- ' /-А<

- Г-

'--Î*-- . ' r-lJ

I-

Патент №56430, 57311

Патент №49067, 47034

Рис. 1. Клееный деревянный брус (а) и керамзитобетонная неоднородная стена (б):

1 - древесина; 2 - утеплитель; 3 - керамзитобетон; 4 - герметик; 5 - влагонепроницаемая опалубка

При анализе известных исследований, связанных с теплозащитными свойствами деревянных стен, выявлена необходимость дальнейшего углубления теории тепломассопереноса применительно к новым неоднород-

ным деревянным наружным ограждениям с использованием последних достижений теории тепловлажностной обработки различных сортов древесины, вклад в развитие которой внесли Г.С. Шубин, Б.Н. Уголев, И.В. Кречетов, Б.С. Чудинов, J.P. Maclean, Т. Maku, С.Р. Hedlin.

Аналогичные выводы получены и для других новых технических решений неоднородных наружных стен зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Анализ методов исследования тепломассопереноса в сложных неоднородных системах показал, что в последнее время преимущественно используются методы математического моделирования, поскольку с быстрым развитием вычислительной техники появилась возможность создавать мощные программы, позволяющие проводить численные расчеты сложных неоднородных конструкций. Надежность таких расчетов определяется адекватностью физико-математических моделей, корректностью выбора физических параметров, определяющих закономерности тепло- и массопе-реноса в конструкциях. Адекватные математические модели для решения задач оптимизации, энергосбережения и проектирования в строительном комплексе могут быть реализованы только с помощью эффективных численных методов и быстродействующей компьютерной техники. Говоря о развитии численных методов решения многомерных задач тепло- и массо-переноса, следует прежде всего отметить H.H. Яненко, A.M. Гришина, О.М. Алифанова, С.К. Годунова, В.Н. Берцуна, Д. Норри.

Проведенный анализ существующих физико-математических моделей тепло- и массопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с включениями показал, что для корректного математического моделирования этих процессов в многослойных неоднородных наружных ограждениях необходимо повышать адекватность математических моделей. Это, в свою очередь, приводит к их разумному усложнению и необходимости развития эффективных численных технологий решения задач тепломассопереноса. Учет нестационарности и многомерности процессов тепло- и массопереноса в составных телах различной геометрической формы, являющихся элементами современных наружных ограждений, значительно усложняет математические модели и делает численные методы единственным способом их решения. Однако достоверность получаемых результатов расчета должна быть при этом подтверждена экспериментальными данными.

Выполненный анализ позволил обосновать цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены физико-математические постановки задач нестационарного двумерного и трехмерного теплопереноса применительно к разработанным новым техническим решениям неоднородных

наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями в виде гибких связей (коннекторов), металлических профилей и деревянного каркаса. Разработаны численные алгоритмы решения этих задач и исследованы закономерности формирования полей температуры и плотностей тепловых потоков в широком диапазоне варьирования теплофизических и геометрических параметров конструкций. Численный алгоритм решения задач теплопроводности основан на методе расщепления H.H. Яненко, а полученные в результате расщепления одномерные уравнения теплопереноса в однослойных и многослойных областях решаются эффективным итерационно-интерполяционным методом (НИМ). Приведена разностная схема НИМ и выражения для плотностей тепловых потоков на внутренней и наружной поверхностях ограждающих конструкций.

Исследовался теплоперенос через плоскую неоднородную систему с малотеплопроводным включением, состоящую из стенового материала / с осевым отверстием, заполненным утеплителем 2 (рис. 2). Форма стенового материала и утеплителя - прямые параллелепипеды, поперечные сечения которых - прямоугольники со сторонами 8, и 52 соответственно. Известны теплофизические характеристики (ТФХ) материалов системы ( а, , р,, с(, i = l, 2), зависящие в общем случае от координат и времени, ее геометрические размеры, температуры наружной (tg-e) и внутренней (/„,„д) сред и коэффициенты теплоотдачи на наружной (aw) и внутренней (а0) поверхностях ограждения.

У t

Адиабатные

условия

tg, ms

К—Ч

\2

4 ^ N

«О

Адиабатные

С

Х\ Хк

условия

Рис. 2. Схема поперечного сечения неоднородного фрагмента стены: 1 - стеновой материал; 2 - утеплитель

Теплоперенос в поперечном сечении неоднородного фрагмента стены в областях 1 и 2 в общем случае описывается двумерными нелинейными нестационарными уравнениями теплопроводности в декартовой системе координат

Э/, _ с (" г 4

(рс)=

v h dz дх{ ' дх

д +—

ду

1 ду

, Ы 1,2. (1)

Система уравнений (1) замыкается начальными и граничными условиями

'|т=о='/„(*. у); (2)

=«0 ('к.йм -'о); (3)

дх

яГ1>-о=0; (5)

9/,

dt

?Wo: (6)

су1 к

Яг * 1 Яг

С/Л С/Л

Si, I _. dt2

~Т~\х=Х'> ~ 2 дх1 дх

v=}'i-'г|v=Ki ' -' -^i (9)

Ha рис. 3-5 представлены типичные результаты численного исследования нестационарного двумерного теплопереноса на примере деревянного утепленного бруса с продольной утепляющей вставкой при следующих исходных данных: материал бруса - сосна, 6бс = 0,2 м, л;к = = 0,14 Вт/(м-К), сдс = 2300 Дж/(кг-К), рдс = 500 кг/м3, 5ут = 0,1 м, = = 0,029 Вт/(м-К), Су, = 1470 Дж/(кг-К), рут = 40 кг/м3, tgt~ - 40 °С, tK,„,=

= 20 °С, tm = 20 °С, ос„, = 23 Вт/(м2-К), а0 = 8,7 Вт/(м2-К).

Как видно из рис. 3, 4, наибольшее возмущение температурного поля происходит на границах контакта внутреннего (х = 0,05 м) и внешнего (х = 0,15 м) слоев бруса с утеплителем. После выхода системы на стацио-

нарный режим теплопередачи (кривая 3 на рис. 4) распределение перепадов температуры между температурами на оси малотеплопроводного включения и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях, ограничивающих толщину утепляющей вставки.

0,00 0,04 0,08 0,12 0,16 х, м

Рис. 3. Изотермы в поперечном сечении утепленного бруса в конечный момент времени тк =168 ч

0,00 0,05 0,10 0,15 х,м

Рис. 4. Перепад температур AtY =t(YK,x)-t(YK/2,x) для утепленного (1-3)

и однородного (4) брусьев в различные моменты времени т, ч: 7 - 12; 2-24; 5,4-168

На рис. 5 представлены графики распределения плотностей тепловых потоков в поперечном сечении бруса. Линия 1 построена для однородного бруса. Кривая 4 характеризует распределение плотностей теплового потока в стационарном режиме теплопередачи в неоднородном брусе и имеет минимум в центре фрагмента, что обусловлено влиянием утепляющей вставки.

Рис. 5. Распределения плотностей тепловых потоков по х в сечении у = Ук/2 для однородного (1) и утепленного (2—4) брусьев в различные моменты времени т, ч: 1,4- 168; 2 - 12; 3 - 24

Таким образом, совместный анализ рисунков 4, 5 позволил установить, что в центре неоднородного фрагмента стены в утепляющей вставке располагается сечение с минимальным значением трансмиссионной теплоты, до которого основная часть теплоты отводится от плоскости симметрии утеплителя в область, расположенную между утепляющими вставками, а после этого сечения наблюдается обратный процесс.

Исследовался теплоперенос в радиальном сечении деревянного бревна с малотеплопроводным включением (цилиндрическая утепляющая вставка), являющегося составной частью наружного стенового ограждения с изменяющейся по окружной координате ф тепловой нагрузкой на границе гу (ф) (рис. 6). Форма однородного бревна и утеплителя - прямые соос-

ные цилиндры с радиусами гх и г2. В нижней части бревна имеется вырез, обусловленный технологическими условиями сборки бревенчатой стены. Известны радиусы бревна и утеплителя, расстояние между центрами О и О] поперечных сечений соседних бревен #00| ' теплоФизические характеристики древесины и утеплителя (Хг1 Дф/,р,, с,, /=1,2), зависящие в

Вт/м2

35302520-

15- 3 10-—'

0,00 0,05 0,10 0,15 х, м

общем случае от температуры. На внешней (СБ) и внутренней (АВ) границах радиального сечения бревна выполняются граничные условия третьего рода, на линиях АО и ВС - условия адиабатичности. Заданы температуры внешней и внутренней сред, коэффициенты теплоотдачи на наружной и внутренней поверхностях бревна.

Рис. 6. Схема радиального сечения утепленного бревна: 1 - древесина; 2 - утеплитель

Координата границы верхнего бревна гу (ф) в нижней его части в

месте стыка с нижним бревном по линии АО является переменной величиной, зависящей от угла ф. Угол ср,, длина радиус-вектора ОМ произвольной точки М на линии АО с углом ср е[-фл ,ф, ], гу(ф) и площадь поперечного сечения бревна ^ определялись из геометрических соображений.

Теплоперенос в радиальном сечении утепленного бревна описывается нелинейными двумерными уравнениями теплопроводности для однородного бревна и утеплителя в цилиндрической системе координат

Адиабатные

условия

Адиабатные

условия

(И)

с начальными и граничными условиями

/ I = / .6-. (г>1. /=1,2 ;

(12)

К,1 = «О ('дшл -*о). 71 + Фл ^ Ф ^ 271 -Фл ;

(14)

—1 =0, (2тс - ф,. < ф < фл) и (я - ф л < ф < л + фл.);

(15)

(16) (17)

(18)

В рамках рассматриваемой постановки задачи нестационарного те-плопереноса в неоднородном бревне, ввиду переменности тепловой нагрузки по обводу, условие симметрии в точке г = 0 не выполняется. Замена этого условия граничным условием четвертого рода при расчете температуры насквозь через центр по всему диаметру также недостаточно корректна ввиду зависимостей, получаемых в этой точке температур от направления диаметра. Поэтому для определения температуры в центре был разработан специальный итерационный алгоритм, основанный на решении на каждом временном слое уравнения теплового баланса для элементарного цилиндра с осью г = 0 и радиусом поперечного сечения, значительно меньшим радиуса бревна. Поступающий (уходящий) через боковую поверхность элементарного цилиндра тепловой поток расходуется на его нагревание (охлаждение), и полученная таким образом температура в центре бревна используется в качестве граничного условия первого рода при расчете температуры в направлении г для разных ф.

На рис. 7 представлены результаты расчета теплового состояния утепленного бревна. Расчеты выполнены при следующих исходных данных: г6в = 0,1 м, гут = 0,05 м, Я00) = 0,18 м, Хдс = 0,14 Вт/(м-К), рдс =

= 500 кг/м3, сдс = 2300 Дж/(кг-К), /„,,,, = 20 °С; = - 40 °С; 1,„ =

= 20 °С; аи, = 23 Вт/(м2-К), а0 = 8,7 Вт/(м2-К). Материал древесины - сосна, утеплителя - пенополисторол и пенополиуретан с большей (кривая 2) и меньшей (кривая 3) теплопроводностью.

Как видно из рис. 7, увеличение толщины утеплителя приводит к уменьшению тепловых потоков. Это уменьшение более значительно для менее теплопроводных утеплителей. При этом видно, что теплозащитная эффективность утепленного бруса примерно на 15-20 % выше, чем утепленного бревна. Вертикальная штриховая кривая на рис. 7 показывает максимально возможное значение отношения радиусов гут//-бв, соответствую-

щее предельно допустимым нагрузкам на утепленные деревянные конструкции.

Рис. 7. Тепловые потоки через утепленное бревно (сплошные кривые 1-3) и утепленный брус (штриховая кривая 2) в зависимости от отношения радиусов утеплителя и бревна:

1 - ХуТ = 0,06 Вт/(м-К); 2 - Хут = 0,04 Вт/(м-К); 3 - ^ = 0,029 Вт/(м-К); кривые 2 получены для равновеликих площадей утеплителя и древесины

В работе выполнено исследование закономерностей нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с высокотеплопроводными включениями в виде коннекторов.

Плоская трехслойная система состоит из внутреннего и наружного слоев ограждения, а средний слой - утеплитель (рис. 8). Концы коннектора заделаны во внутренний и наружный слои ограждения. Заданы геометрические размеры слоев ограждения и коннектора. Известны теплофизиче-

ские характеристики материалов стены (Х^р,, с,, / = 1,4), зависящие в

общем случае от температуры. Индексы 1-3 характеризуют внутренний, средний и наружный слои ограждения, а индекс 4 - коннектор. Заданы температуры наружной и внутренней сред, а также коэффициенты теплоотдачи на наружной и внутренней поверхностях ограждения. Вне зоны влияния коннектора известен профиль температуры по толщине ограждения, полученный из аналитического решения одномерной стационарной задачи теплопроводности. Начало координат расположено на внутренней поверхности стены. Ось х направлена по нормали к стене, ось г - вдоль внутренней поверхности стены. Ось коннектора совпадает с осью х.

При численном решении математическую область определения задачи {0<х<5, 0<г<со, 0<т<тк} заменяем замкнутой расчетной об-

г ' Як

«о

а,,-

га

О

Х\ Х2

Лз /^4

Рис. 8. Схема трехслойного наружного ограждения с коннектором: 1-3 - внутренний, средний и наружный слои ограждения; 4 - коннектор

ластью Л>{0<х<Хк, 0<г < 0 < т < тк}. Расчетную геометрическую область разбиваем на четыре подобласти: 1-3 - это внутренний, средний и наружный слои стены без коннектора, 4 - коннектор.

Теплоперенос в каждой из рассматриваемых подобластей описывается двумерным нелинейным нестационарным уравнением теплопроводности в цилиндрических координатах Э/,

/ ч 1 д

дх г дг

' дг

Л э' +—

дху

81,

дх

, / = 1,4, Х,Г,Х€ О .

(19)

Система уравнений (18) замыкается начальными и граничными условиями:

'.!т=о='<»(*)' х ей, ¡ = 1,4-,

-ХА

дх дх

дг

дА

дг

г=0

= 0, /=1,3,4, 0<*<ХК; = 0, ¡ = 13, 0<х<ХК\

(20) (21)

(22)

(23)

I х=Х]

= tA

i х=Х\

Лу

'41

dJl

дх dt

dt,

дг=,V,

1-Х, > ^ 4

М 1 дг=Д 4 Qx

ОХ dt,

jr=A']

лг—Л'4

I

1д=Х2

. ¿1

I дг=Л з "1дг=Лз

dt_, йс

2 &

= л,-

дг=Л'7

= )l

лг=Л'3

dt 2 ах

öx

лг=Л'4

ir=r4

lr=r4

, Д4

'4

I r=r4 -ir-i"

Эг4

э7

dt, > ^ .

4 dr

dt

-1

r=r4

= 1.

r=r4

1 r=/-4

3 ,=

r=ra,

r=r4

1

dr

a3 5r

r=r4

r=r4

, 0 < /■ < r4 ; (25)

, 0 < r < r4 ; (26)

,rA<r<RK; (27)

,r4<r<RK; (28)

(29)

, < x < ; (30)

, X3<X<^4, I€[0,Tj. (31)

х=Л'2 дг=Лз

, X} < x < X2;

r=r4

Ha рис. 9, 10 представлены результаты численного исследования закономерностей двумерного теплопереноса в трехслойной кирпичной стене с коннектором при следующих исходных данных: А.вс = /.11С = 0,8 Вт/(м-К), Рв.с = Рнх = 1800 кг/м3, св.с = сн.с = 880 Дж/(кг-К), X, = 0,325 м, Х2 = 0,38 м, Л'з = 0,53 м, = 0,585 м, Хк = 0,65 м, RK = 0,2 м, гкон = 0,002 м, а0 = 8,7 Вт/(м2-К), а„. = 23 Вт/(м2-К), tgJm = 20 °С, L,, = - 40 °С, тк = 240 ч.

На рис. 9 показано влияние ТФХ материала коннектора на распределение перепадов температур AtR =t r_m~t (x,r)| г_ в различных

сечениях х. Кривая 1 соответствует коннектору, выполненному из арматурной стали (Хкон = 58 Вт/(м-К), ркон = 7850 кг/м3, скон = 482 Дж/(кг-К)), кривая 2 - коннектору из нержавеющей стали (лкон = 20 Вт/(м-К), Ркон = 5000 кг/м1, скон = 800 Дж/(кг-К)), кривая 3 - коннектору из углепластика (лкон = 0,55 Вт/(м-К), Ркон = 1350 кг/м", скои = 1062 Дж/(кг-К)).

Из рис. 9 видно, что наибольшие возмущения температурного поля происходят в плоскостях контакта внутреннего (х = 0,38 м) и внешнего (х = 0,53 м) слоев стены с утеплителем. Максимальное возмущение вносит

коннектор, выполненный из арматурной стали, а минимальное - коннектор из углепластика.

Рис. 9. Распределение перепада температур А1к={(х,г]г=х-1(х,г}1 0 в

в зависимости от теплопроводности коннектора "ккои, Вт/(м-К): 1 -58; 2-20; 5-0,55

Распределение перепадов температуры, как и в случае с малотеплопроводными включениями (см. рис. 4), между температурами на оси коннектора и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях, ограничивающих толщину утепляющего слоя (рис. 9).

Расчет плотностей тепловых потоков в направлении х по формуле

•''кон

позволил определить количество теплоты, проходящее через радиальное сечение ограждения с площадью, равной площади радиального сечения коннектора Ркон, в функции координаты х для коннекторов из арматурной стали с двумя разными радиусами (рис. 10). Видно, что трансмиссионный тепловой поток в разных сечениях по длине включения переменен и в центре коннектора имеет максимальное значение.

Таким образом, совместный анализ рис. 9, 10 позволил установить, что основная часть теплоты до сечения х ~ 0,45 м поступает в коннектор через его боковые поверхности и торец. Затем в зоне отрицательных температур теплота отводится от коннектора через его боковые поверхности и торец к материалам наружной стены, что говорит о перераспределении теплоты внутри конструкции.

Рис. 10. Количество теплоты, проходящее через радиальное сечение ограждения с радиусом гкон для различных значений х в момент времени т = 240 ч: 1 - 'юн = 2 мм, 2 - гтп = 4 мм

Расчет перепадов температур Д /,. = ((х, г)-? (х, г)| _ позволил установить, что зона влияния на температурное поле стены коннектора диаметром 4 мм, выполненного из нержавеющей стали, составляет около 0,03 м, а такого же коннектора из арматурной стали - примерно 0,06 м.

В работе выполнено исследование закономерностей нестационарного трехмерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий при совместном использовании мало- и высокотеплопроводных включений.

Расчетный фрагмент состоит из стенового материала 1 с вертикальным отверстием, заполненным утеплителем 4, утеплителя фасадной системы утепления 2 и обшивки 3 (рис. 11). Стеновой материал с обшивкой соединен металлическим профилем 5. Форма стенового материала, внутреннего утеплителя, металлического профиля, утеплителя фасадной системы утепления и обшивки - прямые параллелепипеды, поперечные и продольные сечения которых в общем случае представляют собой разносторонние прямоугольники. Известны теплофизические характеристики

материалов системы (X,, р,, с,, / = 1,5), зависящие в общем случае от температуры, геометрические размеры системы, температуры наружной и внутренней сред, коэффициенты теплоотдачи на наружной и внутренней поверхностях ограждения.

Теплоперенос в неоднородном фрагменте стены описывается в декартовой системе координат системой пяти нелинейных нестационарных трехмерных уравнений теплопроводности

Рис. 11. Схема неоднородного фрагмента стены с металлическим профилем (деревянным каркасом):

1 - стеновой материал; 2 - утеплитель фасадной системы утепления; 3 - обшивка; 4 - внутренний утеплитель; 5 - металлический профиль (деревянный каркас)

ОХ ОХ ^ ОХ) ду ^ су) 02 V. 02 с начальными и граничными условиями

Х^=ь„{х,у,г), /=й, х,у,2е{0<х<Хк,0<у<}тк,0<:<2к}; (33)

>',ге{0<^<Ук,0<г<2к}; (34)

У,2е{ъ<у<Ук,0<х<гк}; (35)

На внешних границах расчетной области В {0 < х < Хю 0 < у < Кк, О < г < при х = 0 и х = Хк используются граничные условия третьего рода (34), (35); при у = 0, у = Ук и 2 = 0, г = 7К заданы условия симметрии. На внутренних плоскостях расчетной области в местах стыка фрагментов из различных материалов использовались граничные условия четвертого рода.

Численное исследование теплового состояния проводилось для неоднородной керамзитобетонной стены с системой фасадного утепления на металлических профилях и на деревянном каркасе при следующих исходных данных: = 20 °С, /А,е = - 40 °С, а0 = 8,7 Вт/(м2-К), а„. = 23 Вт/(м"-К);

Лкб = 0,92 Вт/(м-К), ркб = 1800 кг/м3, ск6 = 840 Дж/(кт-К), л,тх = = 0,03 Вт/(м-К), ррт.е = 28 кг/м3, сутх = 1340 Дж/(кг-К), Я.нх = 0,55 Вт/(м-К), рнс = 1350 кг/м3, снс = 1062 Дж/(кг-К), = 0,05 Вт/(м-К), рут = 45 кг/м3, СуТ = 1470 Дж/(кг-К), Апр = 58 Вт/(м-К), рпр = 7850 кг/м3, спр = 482 Дж/(кг-К), X, = 0,2 м, Х2 = 0,3 м, Хъ = 0,4 м, ^ = 0,5 м, Хк = 0,510 м, У, = 0,12425 м, У2 = 0,12575 м (для металлического профиля), Ух = 0,1 м, У2 = 0,15 м (для деревянного каркаса), Ук = 0,250 м, 1\ = 0,075 м, 12 = 0,175 м, 2К = 0,250 м.

Анализ полученных результатов расчета подтверждает установленные ранее закономерности теплопереноса в стенах с мало- и высокотеплопроводными включениями, а именно указывает на наличие двух экстремумов перепадов температур в толще керамзитобетонного слоя стены, расположенных в горизонтальной плоскости, и двух экстремумов перепадов температур в фасадной системе утепления, но расположенных в вертикальной плоскости (рис. 12). Данное обстоятельство указывает на перераспределение теплоты внутри конструкции. Причем это перераспределение происходит более интенсивно внутри стены с металлическими профилями (кривая 1 на рис. 12).

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 х, м

Рис. 12. Перепад температур Дгу =г(х,Ук,2к/2)-Г(х,Ук/2,2к/2) по толщине керамзитобетонного фрагмента с деревянным каркасом (2) и металлическим профилем (!) в конечный момент времени тк = 168 ч

Расчет перепадов температур Д?,, = 1(Хт,,у,1к12)-[(Хг,Ук/2,2к/2)

позволил установить, что зона влияния металлического профиля толщиной 0,0015 м и деревянного бруска каркаса толщиной 0,05 м на температурное поле стены не превышает 0,1 м.

Исследование теплозащитных свойств неоднородного керамзитобетонного фрагмента с фасадной системой утепления на металлических

профилях и на деревянном каркасе показывает (рис. 13), что после выхода процесса теплопереноса на стационарный режим тепловые потоки через внутреннюю и наружную поверхности фрагмента уравниваются, что служит одним из подтверждений достоверности результатов расчетов.

Рис. 13. Тепловые потоки через внутреннюю (2, 4) и наружную (/, 5) поверхности керамзитобетонного фрагмента с деревянным каркасом (/, 2) и металлическими профилями (5, 4)

Сравнительный анализ результатов расчета, представленных на рис. 13, показал, что тепловые потоки через расчетный фрагмент стены с фасадным утеплением на деревянном каркасе выше, чем тепловые потоки через этот же фрагмент стены, но с использованием высокотеплопроводного металлического профиля (для климатических условий г. Томска эта разница достигает более 26 %). Это объясняется большей площадью поперечного сечения (более чем в 30 раз) деревянного каркаса в сравнении с металлическим профилем и более интенсивным перераспределением теплоты внутри конструкции при использовании металлического профиля (см. рис. 12, кривая 7).

В третьей главе представлена методика и результаты экспериментальных исследований теплозащитных свойств неоднородных кирпичных, деревянных брусчатых и керамзитобетонных стен с мало- и высокотеплопроводными включениями в климатической камере объемом 58 м*. Испытание каждого опытного фрагмента проводилось после выхода конструкции на стационарный режим теплопередачи.

Для автоматической регистрации температуры и плотностей тепловых потоков использовался измерительный комплекс «Терем-4,0» производства НПП «Интерприбор» (г. Челябинск). Измерение температур осуществлялось с помощью хромель-копелевых и хромель-алюмелевых тер-

п

13

О 30 60 90 120 150 т, ч

мопар, а для измерения плотностей тепловых потоков использовались преобразователи теплового потока производства НПП «Интерприбор».

Экспериментальные исследования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий с малотеплопроводными включениями в виде утепляющих вставок проведено на брусчатом и керамзитобетонном фрагментах стены.

Размеры опытного фрагмента брусчатой стены составляли 2400x2000x160 мм. Стена складывалась из неоднородных утепленных брусьев с размерами поперечных сечений 160 мм (ширина) х 180 мм (высота). В качестве утеплителя использовался пенопласт с размерами поперечного сечения 50 мм (ширина) х 65 мм (высота).

Испытания проводились при температуре воздуха в теплом отсеке камеры 20,6 ± 0,2 °С, а в холодном - минус 18,7 ± 0,2 °С. Термопары в брусе располагались как в плоскости симметрии утеплителя, так и в плоскости, расположенной между утепляющими вставками (рис. 14).

II

2

4

-ф-

7

8 <>

10 11 12

i-1-h-

13 14 15

0,0 0,055 0,08 0,105 0,16 м 0,0275 0,1325

Рис. 14. Схема размещения термопар в брусе:

1-15 - номера и месторасположение точек, в которых производились измерения;

I и II - номера плоскостей

В табл. 1 представлены результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще брусчатой неоднородной стены, а также вычисленные и измеренные значения плотностей тепловых потоков.

Сопоставление результатов численного расчета плотности теплового потока через брусчатый фрагмент стены с экспериментальными значениями показало, что их отличие не превышает 10 %.

Таблица 1

Результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще брусчатой стены и локальных плотностей тепловых потоков

Метод исследования Численный расчет Эксперимент

Плоскость I II I II

Значения температур /, °С Координаты х, м 0 18,1 17,9 18,0 ±0,6 17,6 ±0,4

0,0275 12,6 11,8 12,6 ±0,5 11,7 ±0,5

0,055 7,9 5,9 8,1 ±0,5 5,9 ±0,5

0,08 0,2 0,2 0,0 ± 0,6 0,1 ±0,3

0,105 -7,5 -5,5 -8,0 ± 0,4 -5,8 ± 0,2

0,1325 -12,1 -11,4 -12,6 ±0,7 -11,5 ±0,6

0,16 -17,6 -17,5 -17,7 ±0,3 -17,2 ±0,5

Плотность теплового потока, Вт/м2 21,2 22,0 ± 0,9

Размеры опытного фрагмента керамзитобетонной стены составляли 2000х2000х300 мм (рис. 15), для возведения которого использовалась ке-рамзитобетонная смесь марки М100. В качестве утепляющих вставок использовались 7 тонкостенных полиэтиленовых труб, предварительно заполненных пенопластом.

I II

I |

..................................... .................. ..........2000.......................................................................................... _ ^

Рис. 15. Вид неоднородной керамзитобетонной стены в плане: 1 и II - номера плоскостей

Испытания проводились при температуре воздуха в теплом отсеке камеры 25,3 ± 0,7 "С, а в холодном - минус 14,9 ± 0,6 °С. Термопары в стене, как и в случае с брусчатой стенкой, располагались как в плоскости симметрии утеплителя (плоскость I), так и в плоскости, расположенной между утепляющими вставками (плоскость И). В табл. 2 представлены результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в тол-

ще керамзитобетонной неоднородной стены, а также вычисленные и измеренные значения плотностей тепловых потоков.

Таблица 2

Результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще керамзитобетонной стены н локальных плотностей тепловых потоков

Метод исследования Численный расчет Эксперимент

Плоскость I II I II

и о 0 16,4 16,0 16,2 ±0,4 15,9 ±0,4

н 0,05 13,5 12,6 13,7 ±0,4 12,5 ±0,5

5 си н 0,1 11,7 8,5 11,9± 0,5 8,5 ± 0,5

3 Р г- к) сЗ I 0,15 4,2 4,2 4,7 ± 0,4 5,1 ±0,5

г ■ со с о Ч сх 0,2 -3,0 0,2 -2,3 ± 0,4 1,0 ±0,3

о о 0,25 -4,9 -4,0 -4,2 ± 0,4 -3,1 ±0,5

н 0,3 -7,7 -7,3 -7,6 ± 0,4 -7,4 ± 0,6

Плотность теплового потока, Вт/м2 53,9 56,5 56,1 ±2,7 59,7 ±2,9

Сопоставление результатов численного расчета плотности теплового потока через керамзитобетонный фрагмент стены с экспериментальными значениями показало, что их отличие не превышает 10 %.

Таким образом, сопоставительный анализ результатов численного и физического экспериментов для брусчатой и керамзитобетонной стены с внутренними утепляющими вставками показал их удовлетворительное согласие, что подтверждает адекватность предложенной физико-математической модели нестационарного двумерного теплопереноса в декартовой системе координат и возможность при расчете конструкций со вставками, имеющими круглое поперечное сечение, производить их замену на равновеликое квадратное.

В работе выполнено экспериментальное исследование теплозащитных свойств кирпичной трехслойной стены размерами 2450x2800x660 мм с высокотеплопроводными включениями в виде коннекторов.

В стене на расстоянии 400 мм друг от друга были заложены 18 коннекторов из стеклопластика диаметром 6 мм и 18 металлических диаметром 4 мм. Толщина внутреннего слоя стены составляла 380 мм, наружного 120 мм, слоя утеплителя 140 мм. На внутреннюю поверхность стены был нанесен слой штукатурки толщиной 20 мм. В качестве утеплителя использовался пенопласт ПХВ-1.

Испытания проводились при температуре воздуха в теплом отсеке камеры 20,1 ± 0,4 °С, а в холодном - минус 20,1 ± 0,4 °С. Термопары закреплялись как на поверхности коннекторов, так и вне зоны их влияния.

В табл. 3 представлены результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще кирпичной стены.

Таблица 3

Результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще кирпичной стены

Метод исследования Численный расчет Эксперимент

е о и ^ ® и- га н се "Г >-> о.

5 о н о О и О о с о

Плоскость н £ О О) ■А Й се Ы с; <и с я л § * 1 о> к 2 I о. 1 | ё | £ 5 Н X в," а о Й = ё ^ о и ьв 2 ж

/У § о * о 2 о ы и * С * о х

0 18,1 18,1 18,1 18,3 ±0,4 18,3 ± 0,3 18,3 ±0,4

и 2 0,02 17,8 17,8 17,8 18,1 ±0,4 18,1 ±0,4 18,1 ±0,5

в; К 2 н « 0,35 10,5 12,9 12,9 13,9 ±0,4 14,9 ±0,5 15,0 ±0,3

53 £ и н 0,4 7,7 11,8 12,2 10,7 ±0,5 13,1 ±0,4 13,3 ±0,4

3" св се О. к 0,47 -2,8 -2,8 -2,8 -2,6 ± 0,3 -2,4 ± 0,4 -2,5 ± 0,4

го с а о 0,54 -13,4 -17,4 -17,8 -15,4 ±0,4 -17,7 ±0,5 -17,9 ±0,5

и н о Ы 0,59 -16,5 -18,6 -18,6 -17,4 + 0,5 -18.5 ±0,3 -18,5 ±0,5

0,66 -19,5 -19,5 -19,5 -19,3 ±0,4 -19,4 ±0,3 -19,3 ±0,4

Экспериментальные значения плотностей тепловых потоков составили 14,7 ± 0,8 Вт/м2 - на участке стены с металлическими коннекторами и 14,5 ± 0,8 Вт/м2 - на участке стены с коннекторами из стеклопластика. Расчетные значения плотностей тепловых потоков соответственно составили 13,5 Вт/м2 и 13,1 Вт/м2. Рассогласование этих результатов не превышает 15 %, что подтверждает адекватность предложенной физико-математической модели нестационарного двумерного теплопереноса в трехслойной стене с коннектором и возможность использования разработанной программы расчета для практических целей.

В работе выполнено экспериментальное исследование теплозащитных свойств брусчатой и керамзитобетонной стены при совместном использовании мало- и высокотеплопроводных включений.

Испытание неоднородной брусчатой стены проводилось с использованием системы фасадного утепления на деревянном каркасе из брусков

толщиной 20 мм. Размеры опытного фрагмента составляли 2000x2400x261,5 мм. В качестве утеплителя фасадной системы использовался утеплитель URSA толщиной 100 мм, в качестве обшивки - пластиковый сайдинг.

Испытания проводились при температуре воздуха в теплом отсеке камеры 21,7 ± 0,5 °С, а в холодном - минус 19,8 ± 0,5 °С. Схема расположения термопар в брусе представлена на рис. 14. Размещение термопар в наружном утепляющем слое осуществлялось в плоскостях I и И на деревянном каркасе.

В табл. 4 представлены результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще испытываемого фрагмента, а также вычисленные и измеренные значения плотностей тепловых потоков.

Таблица 4

Результаты теоретического и экспериментального исследований теплопереноса в неоднородной брусчатой стене с фасадным утеплением на деревянном каркасе

Метод исследования Численный расчет Эксперимент

Плоскость I И 1 11

Значения температур í, °С Значение координаты х, м 0,00 20,4 20,3 20.2 ± 0,3 20,1 ±0,3

0,0275 17,7 17,3 17,4 ±0,5 16,9 ±0,3

0,055 15,3 14,2 15,0 ± 0,4 13,7 ±0,5

0,08 11,1 11,1 10,2 ±0,3 10,1 ±0,4

0,105 6,8 8,0 5,6 ± 0,4 7,1 ±0,3

0,1325 4,0 4,6 3,1 ±0,3 3,9 ±0,4

0,16 0,3 0,5 -0,1 ±0,4 0,1 ± 0,3

0,21 -9,1 -9.0 -9,0 ± 0,5 -8,8 ± 0,3

0,26 -18,8 -18,8 -18,7 ±0,3 -18,8 ±0,4

0,2615 -18,9 -18,9 -19,2 ±0,4 -19,1 ±0,3

Плотность теплового потока, Вт/м2 п,з 13,1 ± 1,1

Сопоставление результатов численного расчета плотности теплового потока через неоднородный брусчатый фрагмент стены с фасадным утеплением с экспериментальными значениями показало, что их отличие не превышает 20 %.

При исследовании теплозащитных свойств неоднородной керамзи-тобетонной стены использовалась система фасадного утепления на метал-

лических профилях. Размеры опытного фрагмента стены составляли 2000x2000x401,5 мм.

Испытания проводились при температуре воздуха в теплом отсеке камеры 23,6 ± 0,7 °С, а в холодном - минус 16,7 ± 0,7 °С. Размещение термопар в толще стены и в наружном утепляющем слое осуществлялось в плоскостях I и II (см. рис. 15).

В табл. 5 представлены результаты расчета и эксперимента по распределению температуры в толще испытываемого фрагмента, а также вычисленные и измеренные значения плотностей тепловых потоков.

Таблица 5

Результаты теоретического и экспериментального исследований теплопереноса в неоднородной керамзитобетонной стене с фасадным утеплением на металлических профилях

Метод исследования Численный расчет Эксперимент

Плоскость I И I II

и 2 0 22,1 22,0 21,3 ±0,43 21,2 ±0,43

0,05 21,3 ' 21,0 20,8 ± 0,42 20,5 ± 0,52

а. ■а & X 0,10 20,7 20,0 20,2 ±0,57 19,2 ±0,51

га о. 0,15 18,7 18,7 18,5 ±0,50 18,6 ±0,40

О) с Ч о. 0,20 16,7 17,4 16,8 ±0,50 17,8 ±0,41

(1) о о 0,25 16,0 16,3 16,3 ±0,48 16,8 ±0,50

к <и 0,30 10,0 10,0 10,6 ±0,37 10,7 ±0,38

X а> X <и 0,35 0,6 0,6 0,7 ± 0,65 0,7 ± 0,44

у га У а 0,40 -8,9 -8,9 -7,8 ± 0,68 -7,8 ± 0,46

со со 0,4015 -15,1 -15,1 -15,2 ±0,5 -15,2 ±0,78

Плотность

теплового потока, 14,0 15,3 16,1 ± 1,2 17,6 ± 1,2

Вт/м2

Сопоставление результатов численного расчета плотности теплового потока через неоднородный керамзитобетонный фрагмент стены с фасадным утеплением с экспериментальными значениями показало, что их отличие не превышает 19 %.

Таким образом, выполненный сопоставительный анализ результатов численного расчета и эксперимента для брусчатой и керамзитобетонной стены при совместном использовании мало- и высокотеплопроводных включений показал их удовлетворительное согласие между собой, что подтверждает адекватность предложенной физико-математической модели нестационарного трехмерного теплопереноса в неоднородной стене с фа-

садной системой утепления на металлических профилях (деревянном каркасе) и позволяет рекомендовать к практическому использованию разработанную программу расчета.

В настоящее время при устройстве фасадных систем утепления на гибких связях широкое применение получили коннекторы из стеклопластика. Для более надежного их закрепления в стене заделочные концы таких коннекторов выполняют в виде «ласточкиного хвоста» или с круглым переменным сечением. Использование металлических коннекторов с неизменным поперечным сечением требует соответствующего обоснования.

Для исследования этого вопроса в лаборатории железобетонных конструкций Томского государственного архитектурно-строительного университета была создана экспериментальная установка.

Испытания проведены на 50 образцах кирпичных секций. Каждая секция представляет собой два кирпича с коннектором между ними, скрепленных цементно-песчаным раствором марки М100.

Испытана надежность крепления 8 прямых коннекторов из стеклопластика диаметром 6 и 8 мм, заложенными в раствор на глубину 60 мм. Результаты испытаний показали, что усилие вырыва составляло до 0,92 кН.

Испытаны 42 секции кирпичей с металлическими коннекторами диаметром 4 и 5 мм, заложенными в раствор на глубину 40...60 мм. Заделочные концы для 8 коннекторов были прямыми, а для 34 коннекторов изгибались на угол 90°, и длина изогнутой часта варьировалась в пределах 1 ...3 см.

Установлено, что металлические коннекторы диаметром 4 мм без изгиба заделочной части вырывались из раствора с усилием до 0,7 кН, а с изгибом заделочной части, длина которой составляла 20 мм, и глубиной заложения в раствор, равной 50 мм, - с усилием в 5,7-6,4 кН. Это доказывает преимущество металлических коннекторов по обеспечению надежности их крепления в кладочном растворе путем изгиба заделочной части по сравнению с коннекторами из стеклопластика.

Для защиты коннекторов от теплового воздействия в случае пожара разработана и запатентована конструкция коннектора с огнезащитным покрытием из фиброэттрингитобетона (патент №19393), обеспечивающего прочность защитной оболочки при воздействии пламени.

В четвертой главе представлены результаты исследования нестационарного тепловлагопереноса в деревянной брусчатой наружной стене за пятилетний цикл ее эксплуатации.

Для описания процессов тепловлагопереноса в наружной брусчатой стене используется система уравнений теплопроводности и влагопереноса

Ы

Л

РоС— = + от дх'

дп> д г, ,дм , д(... —=——+К—)].

дх дх дх дх

(37)

Система уравнений (36) - (37) замыкается начальными и граничными условиями

(38)

(39)

■Л*

ас

-а0'

*=0

Л*

дх

х=8

дю

-рА(—+ — Эх йг

..Эн1 , 3? р£(— + к, — дх дх

бф^ХРо^л

х=5

^ 5

ОТ

(40)

(41)

(42)

X = 0 при м> < И'с ж; х = 1 при Г < гзам; и' > н'с.ж;

X = -1 при I > ¿зам; м- > и>с ж, где гвл - удельная теплота фазового перехода воды-льда, кДж/кг.

Взаимосвязь влагосодержания древесины -ш, относительной влажности воздуха ф и температуры / определяется изотермами сорбции. С увеличением величины ф от нуля сначала идет увеличение адсорбированной влаги, а при ф > 0,7 начинают заполняться микрокапилляры. При ф = 0,99 количество связанной влаги достигает максимального значения и^, получившего название предела гигроскопичности. Эта часть изотермы сорбции не зависит от породы древесины и для ф > 0,45 может быть записана в виде:

= 0,512 [0,217 - ((273 + 0 /1 ООО)2 ] / (1,22 - ф). (43)

При дальнейшем увеличении ф от 0,99 до 1,0 идет заполнение макрокапилляров, и влагосодержание увеличивается до максимального значения и'шах. Величина и>тах в отличие от не зависит от температуры, но зависит от породы древесины. Эта часть диаграммы сорбции представляется линейной зависимостью:

и- = и-, +100^ - м>х)(ц> - 0,99). (44)

При температурах меньше нуля часть влаги переходит в лед, и поэтому (43) дополняется зависимостью от температуры количества неза-мерзшей связанной влаги м'с ж

^с ж = (w.v - 0,195) + 0,195 ехр (0,055/). (45)

Величину и'сж называют также пределом гигроскопичности при г<0°С.

Коэффициент влагопроводности к зависит от температуры, направления относительно волокон, породы древесины и при t = 0 °С имеет разрыв. Термоградиентный коэффициент к, зависит только от влажности и температуры, причем при w < wx его зависимостью от температуры можно пренебречь.

Для целей настоящего исследования эти результаты были представлены в виде следующих зависимостей:

к = к{+){\+1/213)10 при t> 0°С,

к = k'^il + г/273)29 при / < 0 °С,

к, =0,08sin2(0,87rw).

Здесь индексы (+) и (-) характеризуют области положительных и отрицательных температур. В направлении перпендикулярно волокнам для

сосны к'{+) = 1,23-10~'°м2/с, к'ь) =0,194-10"1'0 м2/с.

Численное исследование закономерностей тепловлагопереноса в деревянной брусчатой стене проводилось при следующих исходных данных: сж = 2,1 кДж/(кг-°С), Ро = 470 кг/м3, = 0,18 Вт/(м-°С) (сосна); Оо = = 8,7 Вт/(м2-°С); а„. = 23 Вт/(м2-°С); р0= 1,04-10"8 кг/(м2-с-Па); р„, =

= 2,09-Ю"8 кг/(м2-с-Па); q>gJm = 50 %; ут = tm = 20 °Сwin = 0,133; о« = 0,2 м.

Температура и относительная влажность наружного воздуха "принимались для условий г. Томска. Расчет проводился для пятилетнего цикла, начиная с января.

Рис. 16 позволяет оценить роль термовлагопроводности в общем процессе влагопереноса. Видно, что неучет термовлагопроводности приводит к снижению влагосодержания по толщине стены до 10 %. Также установлено, что внутренняя поверхность стены отдает влагу с апреля по август и поглощает влагу в остальные месяцы года. При этом максимум отдачи влаги - в июле, а максимум поглощения - в декабре. Наружная поверхность стены отдает влагу с сентября по июнь с максимумом отдачи в апреле, а принимает - с июля по август с максимумом поглощения в августе. В зимний период года при отрицательных температурах наружного воздуха влагоотдача с наружной поверхности практически отсутствует.

WCp . 0,1350,130-

0,125-

0,1200,115-

2

0,110

0 12 24 36 48 т, мес

Рис. 16. Среднее влагосодержание стены в течение гати лет эксплуатации с учетом (кривая 1) и без учета (кривая 2) термовлагопроводности

В пятой главе приведены результаты исследований, связанных с разработкой методов и устройств контроля малых тепловых потоков для применения в измерительных ячейках установок по определению теплопроводности строительных материалов и преобразователях тепловых потоков.

Для исследования теплопроводности строительных материалов разработаны два типа измерительных ячеек, реализующих метод стационарного плоского неограниченного слоя в соответствии с ГОСТ 7076.

В первом случае для измерений используется один образец, размещаемый между нагревателями с прикрепленными к ним тепломерами. При испытании измеряется тепловой поток, создаваемый нагревателями, и перепад температуры по толщине образца.

Эта измерительная ячейка усовершенствована (патент №36730) путем замены тепломеров известных конструкций и термопар высокочувствительными терморезисторами, напыленными на токонепроводящие пластины с двух сторон. Блок принятия сигналов обеспечивает обработку результатов измерения четырех терморезисторов и вычисляет теплопроводность с выводом результатов на ЭВМ.

Во второй измерительной ячейке, реализующей метод Фогеля-Алексеева, используются два идентичных образца, между которыми помещается электрический тонкопленочный плоский нагреватель. При проведении эксперимента производится непрерывное измерение перепада температур между температурой нагревателя и температурой поверхностей исследуемых образцов в зоне контакта их с теплообменниками во времени, что позволяет определять как теплопроводность, так и температуропроводность материалов.

Разработана новая конструкция тепломера (патент №35010), использующего от 200 до 600 последовательно включенных термопар (например, медь-константановых), спаи которых расположены с обеих сторон тепломера. Тепломер изготовлен из пластины двухстороннего фольгиро-ванного гетинакса, на поверхностях которой предварительно методом химического травления были сформированы токопроводящие полоски. Проводники термопар из материала с меньшей теплопроводностью (констан-тановые) пересекают тело пластины в рабочей зоне, а проводники термопар из материала с большей теплопроводностью (медные) размещены на поверхностях пластины с обеих ее сторон и соединены медными перемычками на ее торцах, пересекающими тело пластины вне рабочей зоны. При таком выполнении тепломера сформированные токопроводящие полоски, расположенные с каждой из сторон пластины, находятся в соответствующей изотермической поверхности, что позволило снизить влияние осевой теплопроводности и повысить чувствительность тепломера в 50 раз.

В шестой главе приведены сведения о практическом использовании полученных результатов исследования. Доказана целесообразность применения брусчатых и керамзитобетонных наружных стен зданий с внутренними утепляющими вставками. Оценка экономической эффективности устройства утепляющих вставок производилась методом дисконтирования. На примере одноэтажных зданий показано, что за расчетный 15-летний период для стен из керамзитобетона, возводимых монолитным способом, индекс доходности составит 1,79, а для брусчатых неоднородных стен за расчетный 10-летний период — 1,33. Это свидетельствует об эффективности вложения инвестиций. Полная окупаемость дополнительных затрат на устройство утепляющих вставок для керамзитобетонных стен наступает на 11-м году, а для брусчатых стен - на 8-м году их эксплуатации для условий г. Томска.

Разработана методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных кирпичных, бетонных и деревянных брусчатых наружных стен зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

На рис. 17 представлены расчетные схемы для определения термического сопротивления утепляющего слоя фасадной системы утепления неоднородных наружных зданий.

Эффективная теплопроводность утепляющего слоя с включениями определяется по формуле:

[^ВО '^вкл -К^фр-^вга) ^уг.с]

где лвкл - теплопроводность включения;

А.угс - теплопроводность утеплителя фасадной системы; ^вкл - площадь поперечного сечения включения; Гфр - площадь расчетного фрагмента стены, определяемая по формуле:

^фр = Кт ' 2ст > (47)

где /7СТ - высота расчетного фрагмента стены; 7СТ - ширина расчетного фрагмента стены.

а)

в)

£

£

^Д.К

=£ к

пр

А-А

^ут.с

% р)

гГП

II

=*8

пр

-'пр

Рис. 17. Расчетные фрагменты утепляющего слоя наружной стены: а-с деревянным каркасом; б - с коннектором;

в - с металлическим перфорированным профилем

При использовании системы утепления на деревянном каркасе (рис. 17, а) площадь поперечного сечения включения определяется по формуле:

где Ад к - толщина деревянного бруска каркаса.

В случае использовании коннекторов (рис. 17, б) площадь поперечного сечения включения определяется по формуле:

.2

р =/г = 71' (49)

' ВКЛ 1 КОН Д > у)

где с1ти - диаметр коннектора.

При использовании системы фасадного утепления на металлических профилях (рис. 17, е) могут применяться перфорированные профили, и тогда площадь поперечного сечения включения может быть определена по формуле:

(50)

где /гпр - условная высота металлического перфорированного профиля, определяемая по формуле:

1гпр=К„ (5пр+2'^рГ5^), (51)

йут.с

где /гпр1 - длина части профиля, прилегающей к наружному или внутреннему слою стены;

5пр - толщина профиля;

Зу,. с - толщина утепляющего слоя стены;

К„ - коэффициент, учитывающий уменьшение площади сечения профиля при его перфорации.

При отсутствии перфорации коэффициент Кп = 1.

Термическое сопротивление утепляющего слоя стены с включением определяется по формуле:

• (52)

Л с л ВКЛ 4 '

"•ут.с

Аналогичным образом рассчитываются остальные характерные слои неоднородной стены, в которых расположены теплопроводные включения. Приведенное сопротивление теплопередаче /?"нр такой конструкции определяется суммой термических сопротивлений однородных и неоднородных слоев стены с учетом термических сопротивлений на ее наружных поверхностях.

Простота расчетных зависимостей (46) - (52) позволяет при значительном сокращении временных затрат выполнять теплотехнический расчет неоднородных ограждающих конструкций. Однако «средневзвешенная» величина эффективной теплопроводности характерных слоев стены,

определяемая с учетом площадей стены с различными значениями теплопроводности, не отражает влияния теплопроводных включений при большой разнице в их коэффициентах теплопроводности.

Для исключения этого недостатка на основе совместного использования разработанных расчетных зависимостей (46) - (52) и разработанного аппарата математического моделирования для широкого диапазона изменения геометрических и теплофизических характеристик гибких связей, металлических профилей, деревянного каркаса и утеплителя фасадной системы утепления определены поправочные коэффициенты Ч'. И тогда корректный расчет приведенного сопротивления теплопередаче неоднородной конструкции можно произвести по формуле

где Ч* - табулированный коэффициент, учитывающий разницу тепловых потоков через ограждение, определенных численно и с использованием зависимостей (46) - (52).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана методология теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

2. Разработаны новые технические решения перспективных неоднородных наружных стен зданий с утепляющими вставками, позволяющие по сравнению с однородными конструкциями для климатических условий Западной Сибири при одинаковой их толщине уменьшить тепловые потери через керамзитобетонные стены до 51 % и через брусчатые стены до 40 % при одновременном снижении их массы до 28 и до 48 % соответственно.

3. На основе теоретико-экспериментального исследования нестационарного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями постоянного поперечного сечения доказано, что в неоднородной стене с включением распределение перепадов температуры между температурами на оси включения и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях (на линиях), ограничивающих толщину утепляющего слоя или диаметр утепляющей вставки.

4. Установлено, что трансмиссионный тепловой поток в разных сечениях по длине включения переменен и имеет один экстремум, причем

для высокотеплопроводных включений в точке экстремума он максимальный, а для малотеплопроводных включений - минимальный.

5. Разработаны пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий.

6. Усовершенствована инженерная методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче применительно к неоднородным кирпичным, бетонным и деревянным брусчатым наружным стенам зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе путем введения поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри конструкции. Составлены таблицы значений этих коэффициентов для различных теплофизиче-ских и геометрических характеристик металлических профилей, деревянного каркаса и утеплителя фасадной системы утепления.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства неоднородных наружных стен зданий : монография / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, А.Я. Кузин. - Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун.-та, 2006.-287 с.

2. Кузин, А.Я. Теплоперенос в трехслойной конструкции с высокотеплопроводной вставкой при циклическом изменении температуры внешней среды / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, Т.А. Мирошниченко, C.B. Хон // Теплофизика и аэромеханика. - 2005. — Том 12, № 1. -С. 85-94.

3. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в плоской трехслойной системе с теплопроводным несквозным включением / А.Н.' Хуторной, H.A. Цветков, С.И. Скачков // Инженерно-физический журнал. - 2002. -Т. 75, №5.-С. 146-148.

4. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в плоской трехслойной системе с поперечным несквозным включением / А.Н. Хуторной, Н. А. Цветков, А.Я. Кузин, А. В. Колесникова // Инженерно-физический журнал. - 2005. - Т. 78, № 2. - С. 29-35.

5. Хуторной, А.Н. Нестационарный теплоперенос в неоднородном утепленном брусе / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, C.B. Хон // Инженерно-физический журнал. - 2006. - Т. 79, № 3. - С. 20-25.

6. Кузин, А.Я. Нестационарный теплоперенос в деревянных цилиндрических сортиментах / А.Я. Кузин, H.A. Цветков, А.Н. Хуторной, C.B. Хон, Т.А. Мирошниченко // Инженерно-физический журнал. -2006. - Т. 79, № 5. - С. 74-79.

7. Хуторной, А.Н. Эффективность теплозащитных свойств наружных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, О.И. Недавний //Известия вузов. Строительство. 2000.-№ 6. - С. 13-17.

8. Хуторной, А.Н. Исследование температурных полей в конструкциях наружных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, М.А. Игнатьев // Известия вузов. Строительство. — 2001. - № 2—3. — С. 132-136.

9. Хуторной, А.Н. Исследование температурных полей в конструкции кирпичной стены с наружным утеплением / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков // Известия вузов. Строительство. 2002. - № 10. - С. 4-8.

10. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства неоднородных керамзито-бетонных наружных стен зданий / А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова // Известия вузов. Строительство. 2004. - № 7. - С. 18-20.

11. Хуторной, А.Н. Эффективность теплозащитных свойств керамзито-бетонных наружных стен зданий / А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова, H.A. Цветков // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 9. -С. 10-15.

12. Хуторной, А.Н. Оценка влияния глубины заложения и теплопроводности коннекторов на теплозащитные свойства кирпичных и керам-зитобетонньгх наружных стен / А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 10. - С. 4-8.

13. Кузин, А .Я. Теплоперенос в неоднородной брусчатой наружной стене с фасадным утеплением / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, C.B. Хон // Известия вузов. Строительство. - 2005. - № 11-12. - С. 4-10.

14. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в неоднородных керамзитобетонной и брусчатой наружных стенах зданий / А.Н. Хуторной, C.B. Хон, A.B. Колесникова, А.Я. Кузин, H.A. Цветков // Известия вузов. Строительство. -2006. -№ 2. - С. 9-14.

15. Хуторной, А.Н. Теплоэффективные свойства многослойных наружных кирпичных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, О.И. Недавний // Строительные материалы. - 2002. - № 7. - С. 1819.

16. Кузин, А.Я. Математическое моделирование нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородных деревянных наружных ограждениях / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, C.B. Хон, Т.А. Мирошниченко // Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Том 309, № 1. - С. 138-142.

17. Хуторной, А.Н. Двумерный нестационарный теплоперенос в неоднородной керамзитобетонной стене / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, A.B. Колесникова, H.A. Цветков // Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Том 309, № 2. - С. 188-192.

18. Хуторной, А.H. Нестационарный пространственный теплоперенос в неоднородной керамзитобетонной стене / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, H.A. Цветков, Т.А. Мирошниченко, A.B. Колесникова // Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Т. 309, № 4. -С. 113-116.

19. Хуторной, А.Н. Теплофизические аспекты режимов работы металлических коннекторов с защитной оболочкой в условиях пожара / А.Н. Хуторной, И.Б. Салкова, H.A. Цветков, С.И. Скачков // Вестник ТГАСУ. - 2000. - № 1.-С. 198-203.

20. Хуторной, А.Н. Параметрический анализ термического сопротивления керамзитобетонных наружных стен с вертикальными пустотами / А.Н. Хуторной, Т.Н. Макейкина // Вестник ТГАСУ. - 2002. - №1. -С. 89-93.

21. Хуторной, А.Н. Экспериментальное исследование тепловых процессов и прочностных свойств наружных стен из штучных материалов с применением коннекторов / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, О.И. Недавний // Материалы и технологии XXI века : материалы I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (Бийск, 22-24 марта 2000 г.). -М. : ЦЭИ «Химмаш», 2000. - С. 283285.

22. Хуторной, А.Н. Эффективное повышение теплозащитных свойств наружных стен зданий / А.Н. Хуторной // Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок : тезисы докладов научно-технической конференции (Томск, 11-12 сентября 2002 г.). -Томск : Изд-во ТГАСУ, 2002. - С. 21-22.

23. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в теплоэффективных монолитно-возводимых наружных стенах зданий с фасадным утеплением / А.Н. Хуторной // Строительная физика в XXI веке : материалы научно-технической конференции под ред. И.Л. Шубина (Москва, 25-27 сентября 2006 г.). - Москва : НИИ СФ РААСН, 2006. - С. 91-94.

24. Хуторной, А.Н. Закономерности теплопереноса в неоднородных теплоэффективных стенах зданий / А.Н. Хуторной // Строительная физика в XXI веке : материалы научно-технической конференции, под ред. И.Л. Шубина (Москва, 25-27 сентября 2006 г.). - Москва : НИИ СФ РААСН, 2006. - С. 95-98.

25. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в керамзитобетонной наружной стене с вертикальными теплоизоляционными вставками // А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова, А.Я. Кузин, H.A. Цветков // Материалы международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» ; под общей научной редакцией: проф., д.т.н., Прохорова В.И., проф., д.т.н., Кувшинова Ю.Я., проф.,

к.т.н., Махова Л.М. (Москва, 23-25 ноября 2005 г.). - Москва : МГСУ, 2005.-С. 76-81.

26. Хуторной, А.Н. Энергоресурсосбережение при возведении и эксплуатации наружных керамзитобетонных стен при монолитном домостроении / А.Н. Хуторной, Т.И. Макейкина // Архитектура, строительство, экология : программа, доклады и сообщения Международной научно-практической конференции (Барселона, 18-25 мая 2002 г.). Томск : Изд-во ТГАСУ, 2002. - С. 13-14.

27. Хуторной, А.Н. Исследование теплопереноса в неоднородных брусчатых наружных стенах зданий / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, А.Я. Кузин, C.B. Хон, А.Г. Козырев // Архитектура и строительство. Наука и образование как фактор оптимизации среды жизнедеятельности: материалы Международной научной-практической конференции-семинара (Хаммамет, 11-16 октября 2004 г.). - Волгоград : ВолгГАСУ. — 2004. — С. 101-104.

28. Хуторной, А.Н. Численное и экспериментальное исследование теплозащитных свойств неоднородной брусчатой наружной стены / А.Н. Хуторной, C.B. Хон, А.Я. Кузин, H.A. Цветков, Д.Н. Цветков // Вестник Красноярской гос. архит.-строит. акад. : сборник научых трудов Всероссийской научной практической конференции «Сибири - новые технологии в архитектуре, строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве». Вып. 8 / под ред. В.Д. Наделяева. (Красноярск, 2005 г.). - Красноярск : КрасГАСА, 2005. - С. 230-235.

29. Хуторной, А.Н. Нестационарный трехмерный теплоперенос в монолитно возводимых наружных стенах зданий с фасадным утеплением / А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова // Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» / под общей редакцией д.т.н., проф. Шаповала А.Ф., д.ф.-м.н., проф. Кутушева А.Г. (Тюмень, 13-14 апреля 2006 г.). - Тюмень : ИПЦ «Экспресс», 2006. - С. 154-157.

30. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в неоднородной брусчатой стене с фасадным утеплением / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, C.B. Хон // Материалы V Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 3-5 октября 2006 г.). - Томск : Изд-во Томского ун.-та, 2006. - С. 557-558.

31. Хуторной, А.Н. Экспериментальное исследование теплофизических свойств строительных материалов / А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, A.B. Колесникова // Проблемы и перспективы архитектуры и строительства : доклады Международной научно-технической конференции (Лимассол, 2-9 ноября, 2003 г.). - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2003.

-С. 40-41.

32. Кузин, А.Я. Нестационарный тепло- и влагоперенос в наружных стенах зданий / А.Я. Кузин, A.B. Жуков, А.Н. Хуторной, Т.А. Мирошниченко, Д.Н. Цветков // Материалы V Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, 3-5 октября 2006 г.). - Томск : Изд-во Томского ун.та, 2006. - С. 529-530.

33. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства кирпичных стен с гибкими связями / А.Н. Хуторной // Сантехника, отопление, кондиционирование. - 2006. - № 2. - С. 4-8.

34. Хуторной, А.Н. Физико-математические модели нестационарного теплопереноса в неоднородных теплоэффективных стенах зданий / А.Н. Хуторной. - Томск, 2006. - 20 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 06.03.06, № 220-В2006.

35. Хуторной, А.Н. Нестационарный трехмерный теплоперенос в теплоэффективных наружных стенах зданий с фасадными системами утепления / А.Н. Хуторной, A.B. Колесникова. — Томск, 2006. — 27 с. -Деп. в ВИНИТИ РАН 27.03.06, № 319-В2006.

36. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005610045. Российская Федерация. Теплоперенос в трехслойной стене с коннектором / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, H.A. Цветков ; опубл. 11.01.2005.

37. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613006. Российская Федерация. Нестационарный трехмерный теплоперенос в неоднородной стене с фасадным утеплением / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, H.A. Цветков, Т.А. Мирошниченко ; опубл. 21.11.2005.

38. Деревянный брус : пат. 38793 Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Хон C.B., Козырев А.Г., Колесникова A.B., Недавний О.И., Кузин А .Я., Цветков H.A. ; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19. -2 с.

39. Утепленный деревянный брус : пат. 49053 Рос. Федерация: МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Хон C.B., Цветков H.A., Кузин А .Я., Цветков Д.Н., Парфирьева О.Ю. ; опубл. 10.11.2005, Бюл. №31.- 2 с.

40. Деревянный брус : пат. 56430 Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Цветков H.A., Козырев А.Г., Кузин А.Я., Цветков Д.Н., Жуков A.B. ; опубл. 10.09.2006, Бюл. №25,- 2 с.

41. Клееный строительный элемент: пат. 57311 Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Цветков H.A., Козырев А.Г., Кузин А.Я., Цветков Д.Н., Жуков A.B.; опубл. 10.10.2006, Бюл. №28. -2 с.

42. Стена : пат. 40344 Рос. Федерация : МПК Е04В 2/06 / Хуторной

А.Н., Хон C.B., Козырев А.Г., Недавний О.И., Кузин А.Я., Цветков H.A., Колесникова A.B. ; опубл. 10.09.2004, Бюл. №25.-2 с.

43. Тепломер : пат. 35010 Рос. Федерация : МПК G01K 7/00 / Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков H.A., Колесникова A.B. ; опубл. 20.12.2003, Бюл. №35.-2 с.

44. Измеритель коэффициента теплопроводности материалов : пат. 36730 Рос. Федерация : МПК G01K 7/00 / Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков H.A., Колесникова A.B. ; опубл. 20.03.2004, Бюл. №8. -2с.

45. Монолитная бетонная стена: пат. 49067 Рос. Федерация : МПК E04G 11/08 / Хуторной А.Н., Колесникова A.B., Цветков H.A., Кузин А.Я.; опубл. 10.11.2005, Бюл. №31. - 2 с.

46. Монолитная бетонная стена (варианты) : пат. 47034 Рос. Федерация : МПК E04G 11/08 / Колесникова A.B., Хуторной А.Н., Цветков H.A., Кузин А .Я.; опубл. 10.08.2005, Бюл. №22. - 2 с.

47. Коннектор : свидетельство на полезную модель 19393 Рос. Федерация МПК 7 Е 04 В 1/21 / Салкова И.Б., Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков H.A. ; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24.-2 с.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

с - коэффициент теплоемкости, Дж/(кг-К); d - диаметр, м; F - площадь, м2; /гст- высота расчетного фрагмента стены, м; /?д к - толщина деревянного

бруска каркаса, м; /ц - условная высота металлического перфорированного профиля, м; /ц, - длина части профиля, прилегающей к наружному или внутреннему слою стены, м; Н00) - расстояние между центрами соседних бревен, м; j - поток влаги, г/(м2-ч); к - коэффициент влагопровод-ности, м2/с; к,- термоградиентный коэффициент, "С"1; к{л), к[г) - эмпирические коэффициенты; Кп - коэффициент, учитывающий уменьшение

площади сечения профиля при его перфорации; р - парциальное давление водяного пара, Па; q - плотность теплового потока, Вт/м"; Q - тепловой поток, Вт; ~ источник (сток) теплоты за счет фазовых переходов, ДжАх'-с); г - радиус, радиальное направление, м; к, - координата внешней границы бревна, зависящая от <р, м; гъл - удельная теплота фазового перехода воды-льда, кДж/кг; - приведенное сопротивление теплопередаче стены, (м2-К)/Вт; RK - верхняя граница расчетной области по г, м; Ки ~ приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной конструкции, рассчитанное по расчетным зависимостям, (м2-К)/Вт; t - темпера-

тура, °С; w - влагосодержание материала по массе, %; x,y,z- независимые переменные декартовой системы координат, м; X/, У/, Z, - координаты внутренних границ расчетных подобластей по х, у, м; ZCT- ширина расчетного фрагмента стены, м; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К); ß -коэффициент влагообмена, кг/(м2-с-Па); 5 - толщина, м; Aty - разность между температурами на периферии и оси расчетного фрагмента в плоскости хО_у, °С; Sty - разность между температурами в точке с текущей координатой у и на оси расчетного фрагмента в произвольном сечении х, °С; Д tR- разность между температурами на периферии и оси коннектора, °С; Аtr - разность между температурами в точке с текущей координатой г и на оси коннектора в произвольном сечении х, °С; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); р - плотность, кг/м3; р0 - плотность сухой древесины, кг/м3; т — время, ч; ф - окружная переменная цилиндрической системы координат, рад; относительная влажность воздуха, %; ф5 - половинный угол адиабатной границы, рад; х - параметр, учитывающий теплоту фазовых переходов; Ч1 - коэффициент, учитывающий перераспределение теплоты внутри конструкции.

Индексы:

бв - бревно; бс - брус; вкл - включение; в.с - внутренний слой стены; дс -древесина; зам - замерзшая жидкость; к - конечное состояние; кб - керам-зитобетон; кон — коннектор; н - неоднородная конструкция; н.с - наружный слой стены; пр - металлический профиль; с.ж - связанная жидкость; ут - утеплитель; ут.с - утеплитель фасадной системы утепления; фр -фрагмент; е - внешняя среда; g - воздух; / - номера расчетных областей; in - начальное состояние; ins - внутренняя среда; шах - максимальное значение; min - минимальное значение; г - радиальное направление; s - предел гигроскопичности; w - внешняя поверхность; x,y,z- направление по осям х, у и 2, соответственно; ф - окружное направление; 0 - внутренняя поверхность.

Подписано в печать /¿-/Z zoog Формат 60x90/16. Бумага офсет. Гарнитура Тайме, печать офсет.

Уч-изд. л. 2,53. Тираж 100 экз. Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2 Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ, 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Глава 1. АНАЛИЗ НЕОДНОРОДНЫХ ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ИХ

ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ.

1.1. Анализ неоднородных конструкций наружных стен зданий с повышенными теплозащитными свойствами.

1.2. Инженерные методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных многослойных наружных стен зданий.

1.3. Моделирование тепло- и массопереноса в наружных стенах зданий.

1.4. Методы решения одномерных и многомерных уравнений теплопроводности.

1.5. Выводы.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В НЕОДНОРОДНЫХ ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИЙ.

2.1. Физико-математическая постановка задачи нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородном фрагменте стены прямоугольного поперечного сечения.

2.2. Физико-математическая постановка задачи нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородном бревне.

2.3. Физико-математическая постановка задачи нестационарного двумерного теплопереноса в неоднородном фрагменте стены с коннектором.

2.4. Физико-математическая постановка задачи нестационарного трехмерного теплопереноса в неоднородном фрагменте стены с профилем.

2.5. Численный алгоритм решения задач теплопереноса и его тестирование.

2.6. Результаты численного решения задачи теплопереноса в неоднородном фрагменте стены прямоугольного поперечного сечения.

2.7. Результаты численного решения задачи теплопереноса в неоднородном бревне.

2.8. Результаты численного решения задачи теплопереноса в неоднородном фрагменте стены с коннектором.

2.9. Результаты численного решения задачи теплопереноса в неоднородном фрагменте стены с профилем.

2.10. Выводы.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В НЕОДНОРОДНЫХ НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИЙ И НАДЕЖНОСТИ КРЕПЛЕНИЯ КОННЕКТОРОВ В КИРПИЧНОЙ СТЕНЕ.

3.1. Методика экспериментальных исследований теплозащитных свойств неоднородных ограждающих конструкций.

3.2. Экспериментальное исследование теплозащитных свойств неоднородной брусчатой стены.

3.2.1. Описание экспериментальной установки.

3.2.2. Результаты исследования теплозащитных свойств.

3.2.3. Сопоставление численных результатов расчета с результатами физического эксперимента.

3.3. Экспериментальное исследование теплозащитных свойств неоднородной керамзитобетонной стены.

3.3.1. Описание экспериментальной установки.

3.3.2. Результаты исследования теплозащитных свойств.

3.3.3. Сопоставление численных результатов расчета с результатами физического эксперимента.

3.4. Экспериментальное исследование теплозащитных свойств трехслойной кирпичной стены с коннекторами в климатической камере.

3.4.1. Описание экспериментальной установки.

3.4.2. Результаты исследования теплозащитных свойств.

3.4.3. Сопоставление численных результатов расчета с результатами физического эксперимента.

3.5. Экспериментальное исследование теплозащитных свойств неоднородной брусчатой стены с фасадным утеплением на деревянном каркасе.

3.5.1. Описание экспериментальной установки.

3.5.2. Результаты исследования теплозащитных свойств.

3.5.3. Сопоставление численных результатов расчета с результатами физического эксперимента.

3.6. Экспериментальное исследование теплозащитных свойств неоднородной керамзитобетонной стены с фасадным утеплением на металлических профилях.

3.6.1. Описание экспериментальной установки.

3.6.2. Результаты исследования теплозащитных свойств.

3.6.3. Сопоставление численных результатов расчета с результатами физического эксперимента.

3.7. Экспериментальное исследование надежности заделки коннекторов в кладочном растворе кирпичной кладки.

3.8. Выводы.

Глава 4. ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС В ДЕРЕВЯННЫХ БРУСЧАТЫХ

СТЕНАХ ЗДАНИЙ.

4.1. Физико-математическая постановка задачи тепломассо-переноса в плоской наружной стене.

4.2. Результаты численного решения задачи тепломассопере-носа в плоской наружной стене.

4.3. Выводы.

Глава 5. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Методики и установки для измерения теплопроводности материалов наружных стен.

5.2. Результаты измерения теплопроводности новых строительных материалов.

5.3. Методика и установка для измерения локальных тепловых потоков.

5.4. Выводы.

Глава 6. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных конструкций наружных стен зданий с фасадным утеплением на металлических профилях или на деревянном каркасе.

6.2. Определение поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри неоднородных конструкций наружных стен зданий с фасадным утеплением.

6.3. Экономическое обоснование разработанных технических решений неоднородных брусчатых стен зданий.

6.4. Экономическое обоснование разработанных технических решений неоднородных керамзитобетонных стен зданий.

6.5. Выводы.

Актуальность работы. Проблема энергосбережения относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации. Особое место в решении данной проблемы отводится наружным стенам гражданских зданий, теплотехнические характеристики которых не обеспечивают требуемый уровень теплозащиты.

Обеспечить современные требования по приведенному сопротивлению теплопередаче наружных стен зданий, используя однослойные и однородные конструкции, при соблюдении приемлемых толщин не представляется возможным. Поэтому становится очевидным необходимость в разработке новых технических решений неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с повышенными теплозащитными свойствами, особенно для районов с холодными климатическими условиями. При теплотехнических расчетах таких неоднородных ограждающих конструкций в первую очередь необходимо иметь достоверную информацию о закономерностях формирования в них полей температуры и тепловых потоков.

Эта необходимость определяет актуальность теоретико-экспериментальных исследований закономерностей нестационарного двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало-и высокотеплопроводными включениями в виде утепляющих вставок, гибких связей, металлических профилей и деревянного каркаса. Такая информация даст возможность повысить точность теплотехнических расчетов ограждающих конструкций и, как следствие, уменьшить расход строительных материалов и изделий при возведении зданий без нарушения требований к теплотехническим показателям наружных стен.

Актуальность диссертационных исследований подтверждается выполнением их в рамках следующих госбюджетных тем: программы «Архитектура и строительство» (тема 2.3.12.1 - 1998-1999 гг. - «Разработка технологии проволочных коннекторов для наружных стен из штучных материалов и несъемных опалубок»,); гранта по фундаментальным исследованиям в области архитектуры и строительных наук (1999—2000 гг. - «Теоретическое обоснование и теплофизические испытания конструкций наружных стен из штучных материалов с использованием коннекторов»); межотраслевой программы Министерства образования РФ (тема Т02-01.2-881 -2002-2003 гг. -«Алгоритмизация управления тепловыми процессами теплопроводности в составных телах при радиационно-конвективном подводе теплоты»); гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (тема МК-1812.2003.08 - 2003-2004 гг. — «Исследование тепло-массопереноса в плоских системах с поперечными и продольными включениями»); ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (код проекта №7756 - 2005 г. - «Развитие естественнонаучных основ перспективных технологий строительства, реконструкции и ремонта наружных ограждающих конструкций зданий»); гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых и ведущих научных школ (тема МК 5186.2006.8 - 2006-2007 гг. — «Развитие теории тепломассоперено-са в неоднородных теплоэффективных наружных стенах зданий»); гранта Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 06-08-96916-рофи — 2006-2007 гг. - «Развитие научных основ перспективных энергосберегающих технологий строительства и реконструкции наружных ограждений деревянных зданий»); государственного контракта № 4808р/7038 от 16 января 2007 г. — «Разработка клееных деревянных ограждающих конструкций с улучшенными теплозащитными свойствами для элитного домостроения».

Объектом исследования являются неоднородные наружные стены зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Предметом исследования является тепловлажностное состояние и закономерности формирования температурных полей и тепловых потоков в неоднородных наружных стенах зданий из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Целью работы является развитие теоретических основ и создание методологии расчета и прогнозирования теплозащитных свойств перспективных неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) разработать методологию создания оптимальной ограждающей конструкции, удовлетворяющей прочностным, теплотехническим, технологическим, экологическим, экономическим и архитектурно-эстетическим требованиям;

2) разработать перспективные технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины;

3) провести экспериментальные исследования надежности крепления гибких металлических и стеклопластиковых связей в кладочном растворе кирпичной кладки;

4) разработать физико-математические модели нестационарного теп-лопереноса в перспективных неоднородных наружных стенах зданий с мало-и высокотеплопроводными включениями;

5) разработать математическую модель и выполнить численное исследование процессов нестационарного тепловлагопереноса в деревянных наружных стенах зданий;

6) провести теоретическое исследование закономерностей формирования полей температуры и тепловых потоков в неоднородных наружных стенах зданий в области расположения включений в широком диапазоне изменения их теплофизических и геометрических характеристик;

7) разработать средства измерения и методики по определению коэффициентов теплопроводности строительных материалов и изделий и локальных тепловых потоков через наружные ограждения;

8) провести экспериментальное исследование теплозащитных свойств разработанных новых технических решений неоднородных ограждающих конструкций из штучных элементов, бетонов и древесины с мало- и высокотеплопроводными включениями;

9) разработать пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий;

10) усовершенствовать инженерную методику расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

Методы исследований. Физическое и математическое моделирование физических процессов; системный подход и оптимизация; многовариантные расчеты; сравнительный анализ; экспериментальные исследования в климатической камере объемом 58 м с использованием современного оборудования и приборов неразрушающего контроля.

Научная новизна исследований заключается в развитии теоретических положений тепломассопереноса применительно к новым техническим решениям неоднородных наружных стен зданий, что конкретизируется следующим.

1. Разработан методологический подход создания перспективных неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

2. Предложены новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины, позволяющие обеспечить требуемый уровень теплозащиты при минимальной толщине и массе.

3. На основе результатов численного и экспериментального исследования двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных стенах с мало- и высокотеплопроводными включениями постоянного поперечного сечения выявлены новые закономерности формирования температурных полей и тепловых потоков:

- в неоднородной стене с включением распределение перепадов температуры между температурами на оси включения и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях (на линиях), ограничивающих толщину утепляющего слоя или диаметр утепляющей вставки;

- зона влияния металлического коннектора диаметром 0,004 м на температурное поле стены не превышает 0,06 м, а металлического профиля толщиной 0,0015 м и деревянного бруска каркаса толщиной 0,05 м не превышает 0,1 м;

- трансмиссионный тепловой поток в разных сечениях по длине включения переменен и имеет один экстремум, причем для высокотеплопроводных включений в точке экстремума он максимальный, а для малотеплопроводных включений — минимальный.

4. Установлено, что тепловые потери через наружные стены при одинаковой толщине утепляющего слоя в фасадной системе утепления на металлических профилях меньше, чем в случае использования деревянного каркаса (для климатических условий г. Томска при утеплении керамзитобетонной стены эта разница достигает более 26 %).

5. Установлено, что для условий Западной Сибири при одинаковой площади поперечного сечения утеплителя и древесины теплозащитная эффективность утепленного бруса более чем на 15 % выше утепленного бревна.

6. На основе результатов численного исследования совместного тепловлагопереноса в брусчатой стене за пятилетний цикл ее эксплуатации установлено, что неучет термовлагопроводности приводит к изменению среднего влагосодержания стены до 10 %.

7. Усовершенствована методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий, утепленных фасадными системами с включениями в виде гибких связей, металлических профилей и деревянного каркаса, путем введения поправочных коэффициентов, определенных для различных геометрических и теплофизических характеристик материалов конструкций.

Достоверность основных положений и выводов подтверждается достаточной их обоснованностью, правомерностью сделанных допущений и обеспечена:

- тестированием программных модулей путем сравнения результатов численного решения с известными аналитическими решениями для стационарного теплопереноса;

- сопоставлением результатов, полученных численным методом, с результатами экспериментов;

- применением современных методов и средств расчета, приборов и научного оборудования с необходимым объемом статистики, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов математического моделирования, экспериментальных исследований и измерения теплофизических свойств материалов;

- отсутствием в полученных результатах противоречий с общепризнанными теоретическими представлениями.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в развитии положений о закономерностях теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями и научном обосновании методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработаны новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из штучных элементов, бетонов и древесины, позволяющие обеспечить требуемый уровень теплозащиты при минимальной толщине и массе;

- доказано, что с теплотехнической точки зрения использование систем фасадного утепления на металлических профилях более выгодно по сравнению с системами фасадного утепления на деревянном каркасе;

- усовершенствована методика инженерного расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с системами фасадного утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе;

- разработана конструкция тепломера, позволяющая снизить влияние осевой теплопроводности и повысить чувствительность преобразователя теплового потока;

- разработаны пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий;

- разработаны таблицы поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри неоднородных конструкций с системами фасадного утепления на металлических профилях и на деревянном каркасе;

- установлено, что усилия вырыва металлических коннекторов с изгибом их заделочной части на угол 90° из кладочного раствора кирпичной кладки составляют 5,7-6,4 кН; установлены зоны влияния высокотеплопроводных включений в виде коннекторов, металлических профилей и деревянных брусков каркаса на температурное поле стены.

Реализация результатов исследования. Основные положения работы и полученные результаты нашли отражение в Территориальных строительных нормах Томской области «Отопление, вентиляция и кондиционирование», в которых автор является одним из основных разработчиков и приняты к использованию следующими проектными и строительными организациями: Томским проектно-сметным бюро, «Энергострой», «Томпред», «Ле-синвест», «Профлес», «Стройиндустрия 2000», «АКФЭС». Использование в производстве патентов, рекомендаций и разработок диссертанта позволило подготовить: технические условия на клееный деревянный брус с утепляющими вставками; проектную документацию на устройство фасадных систем утепления для пяти жилых многоэтажных зданий в г. Томске.

Результаты исследований используются в курсовом и дипломном проектировании Томского государственного архитектурно-строительного университета и Алтайского государственного технического университета. В Томском государственном архитектурно-строительном университете отдельные теоретические результаты включены в лекционные курсы «Строительная теплофизика» и «Тепломассообмен» для специальности 270109 «Теплогазо-снабжение и вентиляция». Разработанные установки и приборы используются в лабораторных работах студентов и при выполнении энергетических обследований зданий жилого и общественного назначения.

На защиту выносятся: методология теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

- новые технические решения неоднородных наружных стен зданий из бетонов и древесины с повышенными теплозащитными свойствами;

- физико-математические модели нестационарного двумерного и трехмерного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с повышенными теплозащитными свойствами;

- закономерности формирования полей температуры и плотностей тепловых потоков в зонах влияния мало- и высокотеплопроводных включений в наружных стенах зданий;

- обоснование надежности крепления металлических и пластиковых коннекторов в кладочном растворе кирпичной кладки;

- расчетные зависимости для определения приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Пути дальнейшей реализации работы связаны с организацией производства по выпуску тонкостенных полиэтиленовых труб с пенополиурета-новой тепловой изоляцией для использования в малоэтажном монолитном домостроении и организацией производства по выпуску клееного деревянного элемента и бруса на его основе для коттеджного строительства и возведения мансард при реконструкции зданий.

Апробация работы в виде докладов и обсуждений основных положений и результатов исследования проходила на следующих семинарах и конференциях: на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительного материаловедения» (г. Томск, 1998 г.); на научно-технической конференции «Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок» (г. Томск, 1999 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы международного сотрудничества в области архитектуры, строительства и охраны окружающей среды» (г. Хам-мамет, 2000 г.); на Всероссийском совещании «Энергосбережение и энергетическая безопасность регионов России» (г. Томск, 2000 г.); на I всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Материалы и технологии XXI века» (г. Бийск, 2000 г); на научно-технической конференции «Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок» (г. Томск, 2002 г.); на Международной научно-практической конференции «Архитектура, строительство, экология» (г. Барселона, 2002 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства» (г. Майорка, 2003 г.); на Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы архитектуры и строительства» (г. Лимассол, 2003 г.); на VIII международной научно-практической конференции «Качество - стратегия XXI века» (г. Томск, 2003 г.); на XXVII сибирском теплофизическом семинаре (г. Москва-Новосибирск, 2004 г.); на Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Томск, 2004 г.); на Международной конференции «Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (г. Горно-Алтайск, 2004 г.); на региональной научно-методической конференции «Проблемы инженерного образования» (Томск, 2004 г.); на Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теп-логазоснабжения и вентиляции» (г. Москва, 2005 г.); на научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительства и экологии в Западной Сибири» (г. Тюмень, 2005 г.); на V всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (г. Томск, 2006 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (г. Тюмень, 2006 г.); на научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке» (г. Москва, 2006 г.).

Работа в полном объеме докладывалась в Институте теплофизики СО РАН (г. Новосибирск), Томском, Новосибирском, Тюменском и Нижегородском государственных архитектурно-строительных университетах, Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (г. Омск), Иркутском ГТУ, Восточно-Сибирском ГТУ (г. Улан-Удэ), Якутском государственном университете им. Аммосова, Институте физико-технических проблем Севера СО РАН (г. Якутск).

Личный вклад автора заключается в создании методологии тепло-физического обоснования неоднородных наружных стен зданий, разработке новых технических решений неоднородных наружных стен зданий на основе бетонов и древесины, построении физико-математических моделей тепло-массопереноса, проведении теоретических и экспериментальных исследований, в анализе и обобщении полученных результатов исследования, формулировке выводов и рекомендаций, разработке методики расчета приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных стен зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями.

Автор выражает благодарность за помощь в разработке алгоритмов и программ расчета д.ф.-м.н., профессору Кузину Александру Яковлевичу.

В первой главе рассмотрены способы повышения теплозащитной эффективности наружных стен новых и существующих зданий. Приведено описание и сделан анализ реализуемых в настоящее время технических решений ограждающих конструкций зданий с повышенными теплозащитными свойствами. Представлены собственные, защищенные охранными документами, разработки в этом направлении. Выполнен анализ инженерных способов теплотехнического расчета наружных стен зданий с различными типами включений. Представлен обзор физико-математических моделей тепло- и влагопе-реноса применительно к наружных ограждающим конструкциям. Поставлена цель и определены задачи исследования.

Во второй главе приведены физико-математические модели нестационарного двумерного теплопереноса в декартовых и цилиндрических системах координат применительно к наружным ограждениям с внутренними утепляющими вставками; двумерная модель нестационарного теплопереноса в цилиндрической системе координат применительно к наружной трехслойной стене с фасадным утеплением на гибких связях; трехмерная модель нестационарного теплопереноса в декартовой системе координат применительно к неоднородным наружным стенам зданий с внутренней утепляющей вставкой в несущем слое стены и фасадной системой утепления на металлических профилях или на деревянном каркасе. Представлены алгоритмы решения данных задач, основанные на методе расщепления Н.Н. Яненко в сочетании с итерационно-интерполяционным методом.

На основе численных расчетов установлены новые закономерности формирования полей температуры в неоднородных наружных стенах зданий на основе штучных элементов, бетонов и древесины в зоне влияния мало- и высокотеплопроводных включений. Выявлены зоны влияния теплопроводных включений на температурное поле стены в зависимости от геометрических и теплофизических характеристик включений.

В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований пяти фрагментов неоднородных наружных стен зданий с повышенными теплозащитными свойствами, выполненных из древесины, бетона и кирпича. Выполнено сопоставление результатов экспериментальных исследований и численного расчета с использованием разработанных пакетов прикладных программ.

Представлена методика и результаты экспериментального исследования надежности заделки пластиковых и металлических коннекторов в кладочном растворе кирпичной кладки.

В четвертой главе представлена физико-математическая модель нестационарного тепловлагопереноса в деревянной брусчатой стене здания. На основе численного решения данной задачи установлен механизм влагопере-носа в брусчатой деревянной стене за пятилетний цикл ее эксплуатации. Показаны вклад термовлагопроводности и влияние пароизоляции на среднее влагосодержание конструкции.

В пятой главе представлены разработанные средства измерения локальных тепловых потоков через наружные ограждения зданий и коэффициентов теплопроводности строительных материалов и изделий. Представлены результаты исследования теплопроводности различных материалов, разработанных в интересах Сибирского региона производителями Томской и Кемеровской областей.

В шестой главе представлены расчетные зависимости для определения приведенного сопротивления теплопередаче и предложены коэффициенты, позволяющие учитывать новые закономерности теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе.

Приведены результаты экономического обоснования разработанных технических решений неоднородных деревянных брусчатых и керамзитобе-тонных наружных стен зданий и показаны основные направления дальнейшего развития исследований.

В приложении приведены документы, подтверждающие практическое использование полученных в работе результатов.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а - ширина теплопроводного включения, м; Ate - амплитуда колебаний температуры, °С; с - коэффициент теплоемкости, Дж/(кг-К); с а - влагоемкость древесины по потенциалу 0А;

С - градуировочная поправка; суст — постоянная решающего устройства; d - диаметр, м;

D - открытая расчетная область; D — замкнутая расчетная область; Е - норма дисконта; F - площадь, м2;

Fq — общая площадь панели без учета площади проема, м"; ft - коэффициент влияния г'-го теплопроводного слоя; h - шаг расположения кирпичных диафрагм, м; /zCT- высота расчетного фрагмента стены, м; кдк- толщина деревянного бруска каркаса, м; пр - условная высота металлического перфорированного профиля, м; пр1 - длина части профиля, прилегающей к наружному или внутреннему слою стены, м; #Ш1 — расстояние между центрами соседних бревен, м;

I— сила тока, А; j - поток влаги, г/(м2-ч); к - коэффициент влагопроводности, м /с; kt - термоградиентный коэффициент, °С-1; £(+) ? £(-) эмпирические коэффициенты;

К— коэффициент, зависящий от типа теплопроводного включения;

Кп — коэффициент, учитывающий уменьшение площади сечения профиля при его перфорации; Кь - инвестиции на шаге Ъ расчетного периода, руб; L - длина теплопроводного включения; т - отношение коэффициентов теплопроводности; п — число теплопроводных включений в конструкции; N— число узлов разностной сетки по пространству; р - парциальное давление водяного пара, Па; р* - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па; Р\ - масса пробы материала до высушивания, г;

Р2 - масса высушенного материала, г;

Рь - результат, получаемый при реализации варианта конструктивных решений на шаге расчетного периода Ь, руб.; q - плотность теплового потока, Вт/м2; Q - тепловой поток, Вт; л

Оф — источник (сток) теплоты за счет фазовых переходов, Дж/(м -с); гт о - коэффициент теплотехнической однородности конструкции; гр1 - коэффициент, учитывающий относительную площадь ребер в конструкции;

Гр2 - коэффициент, учитывающий плотность материала ребер конструкции; г - координата внешней границы бревна, зависящая от ф, м; г - радиус, радиальное направление, м; в.л ~~ удельная теплота фазового перехода воды-льда, кДж/кг; >'числ — коэффициент теплотехнической однородности, определенный численным способом; ган - коэффициент теплотехнической однородности, определенный по расчетным зависимостям; i?QP - приведенное сопротивление теплопередаче стены, (м2-К)/Вт; i?CTII- приведенное термическое сопротивление неоднородной ограждающей конструкции, (м~-К)/Вт; Ra - термическое сопротивление ограждающей конструкции, определенное в направлении, параллельном тепловому потоку, (м~-К)/Вт; R6 — термическое сопротивление ограждающей конструкции, определенное в направлении, перпендикулярном тепловому потоку, (м~-К)/Вт; R\, R2, ., R,j — термические сопротивления отдельных участков конструкции, (м2-К)/Вт;

R^- термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, (м2-К)/Вт;

- сопротивление теплопередаче наружной стены, (м2-К)/Вт; RK - верхняя граница расчетной области по г, м;

R(x) - расчетное сопротивление теплопередаче ограждения со стороны помещения до плоскости с координатой х, м;

- приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной конструкции, рассчитанное по расчетным зависимостям, (м"-К)/Вт;

RB - газовая постоянная водяного пара, кДж/(кг-К); нль -Кпл2 - значения сопротивлений терморезисторов на внешних поверхностях первой пластины, Ом; Rnn3, Rjin4 — значения сопротивлений терморезисторов на внешних поверхностях второй пластины, Ом; t - температура, °С;

U1ль W температуры на поверхностях первой пластины, °С; ^плз? ?пл4 - температуры на поверхностях второй пластины, °С; tg,e — средняя температура наружного воздуха за период Г, °С;

Т-период времени, ч; U — напряжение, В; w - влагосодержание материала по массе, %; x,y,z- независимые переменные декартовой системы координат, м;

Ум - декартовые координаты произвольной точки М; Xh Yh Zi - координаты внутренних границ расчетных подобластей по х, у, z, м; ZCT- ширина расчетного фрагмента стены, м;

Зь - затраты, осуществляемые при реализации варианта конструктивных решений на шаге расчетного периода Ь, руб; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м~-К); осъ — коэффициент дисконтирования на шаге Ь; Р - коэффициент влагообмена, кг/(м~-с*Па); 8 — толщина, м;

8а — термоградиентный коэффициент, отнесенный к разности потенциалов влагопереноса;

At7 - разность между температурами на периферии и оси расчетного фрагмента в плоскости xOz, °С; Aty - разность между температурами на периферии и оси расчетного фрагмента в плоскости хОу, °С; At - разность между температурами в точке с текущей координатой у и на оси расчетного фрагмента в произвольном сечении х, °С; А^шах - максимальное значение перепада температур, °С; A^min - минимальное значение перепада температур, °С; AtR - разность между температурами на периферии и оси коннектора, °С; Atг - разность между температурами в точке с текущей координатой г и на оси коннектора в произвольном сечении х, °С; 8 - заданная точность определения температуры; коэффициент, зависящий от типа теплопроводного включения; Г) - безразмерная минимальная температура; 0А - абсолютный потенциал влагопереноса;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); ХА — коэффициент влагопроводности; р - плотность, кг/м ; р0 — плотность сухой древесины, кг/м3; х - время, ч; ф - окружная переменная цилиндрической системы координат, рад (глава 2); относительная влажность воздуха, % (глава 4);

- половинный угол адиабатной границы, рад; X — параметр, учитывающий теплоту фазовых переходов; Ч* — коэффициент, учитывающий перераспределение теплоты внутри конструкции; сов - массовая влажность материала, %; coo— объемная влажность материала, %; < - область дискретного изменения аргументов; V - квантор общности;

F1, F2, F3, F4, F5 - коэффициенты уравнения теплопроводности общего вида; q 1, q2, q3,p\,p2,p3 - коэффициенты в граничных условиях общего вида; {hi) - массив шагов по пространственной переменной; hx - шаг по времени;

Aj}, {Bi}, {С,}, {Д} - массивы коэффициентов разностной схемы; {а,}, {р,} - массивы прогоночных коэффициентов в методе прогонки; {£,■} - массив значений температуры в узлах по пространству.

Нижние индексы: бв — бревно; бс - брус; в — вертикальный; вкл — включение; в.с - внутренний слой стены; г - горизонтальный; д.к — деревянный каркас; дс — древесина; зам — замерзшая жидкость; к — конечное состояние; кб — керамзитобетон; кон — коннектор; н - неоднородная конструкция; н.с — наружный слой стены; о.к — однородная конструкция; п - стеновая панель; пл - пластина; пр - металлический профиль; с.ж — связанная жидкость; ср - среднее значение; сух - сухое состояние; т.р — точка росы; т1 — верхний тепломер; т2 - нижний тепломер; ут — утеплитель; ут.с — утеплитель фасадной системы утепления; ф - фазовый переход; фр - фрагмент; экс - экспериментальное значение; э.н - электронагреватель; эф - эффективный; b — номер шага по времени; е - внешняя среда; g - воздух; - номера расчетных областей; in - начальное состояние; ins - внутренняя среда; max — максимальное значение; min - минимальное значение; г — радиальное направление; s - предел гигроскопичности; w — внешняя поверхность; х, у, z — направление по осям х, у и z, соответственно; ф - окружное направление; О — внутренняя поверхность.

Верхние индексы:

Ь - номер шага по времени; вкл — включение; ср - среднее значение; обр - образец; ут - утепленный фрагмент; экс - экспериментальное значение; э.обр - эталонный образец.

Сокращения: ИИМ - итерационно-интерполяционный метод; ТФХ — теплофизические характеристики.

6.5. Выводы

Усовершенствована инженерная методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче применительно к неоднородным кирпичным, бетонным и деревянным брусчатым наружным стенам зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе путем введения поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри конструкции. Составлены таблицы значений этих коэффициентов для различных теплофизических и геометрических характеристик металлических профилей, деревянного каркаса и утеплителя фасадной системы утепления.

Доказана целесообразность применения брусчатых и керамзитобетон-ных наружных стен зданий с внутренними утепляющими вставками. Оценка экономической эффективности устройства утепляющих вставок производилась методом дисконтирования. На примере одноэтажных зданий показано, что за расчетный 15-летний период для стен из керамзитобетона, возводимых монолитным способом, индекс доходности составит 1,79, а для брусчатых неоднородных стен за расчетный 10-летний период — 1,33. Это свидетельствует об эффективности вложения инвестиций. Полная окупаемость дополнительных затрат на устройство утепляющих вставок для керамзитобетонных стен наступает на 11-м году, а для брусчатых стен - на 8-м году их эксплуатации для условий г. Томска.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методология теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств ограждающих конструкций зданий на основе решения задач тепломассопереноса с использованием информационных технологий при обеспечении прочностных, технологических, экологических, экономических и архитектурно-эстетических требований.

2. Разработаны новые технические решения перспективных неоднородных наружных стен зданий с утепляющими вставками, позволяющие по сравнению с однородными конструкциями для климатических условий Западной Сибири при одинаковой их толщине уменьшить тепловые потери через керамзитобетонные стены до 51 % и через брусчатые стены до 40 % при одновременном снижении их массы до 28 и до 48 % соответственно.

3. На основе теоретико-экспериментального исследования нестационарного теплопереноса в неоднородных наружных стенах зданий с мало- и высокотеплопроводными включениями постоянного поперечного сечения доказано, что в неоднородной стене с включением распределение перепадов температуры между температурами на оси включения и температурами вне зоны его влияния в направлении теплового потока имеет два экстремума, расположенных в плоскостях (на линиях), ограничивающих толщину утепляющего слоя или диаметр утепляющей вставки.

4. Установлено, что трансмиссионный тепловой поток в разных сечениях по длине включения переменен и имеет один экстремум, причем для высокотеплопроводных включений в точке экстремума он максимальный, а для малотеплопроводных включений — минимальный.

5. Разработаны пакеты прикладных программ для теплофизического обоснования и прогнозирования теплозащитных свойств неоднородных наружных стен зданий.

6. Усовершенствована инженерная методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче применительно к неоднородным кирпичным, бетонным и деревянным брусчатым наружным стенам зданий с фасадными системами утепления на гибких связях, металлических профилях и на деревянном каркасе путем введения поправочных коэффициентов, учитывающих перераспределение теплоты внутри конструкции. Составлены таблицы значений этих коэффициентов для различных теплофизических и геометрических характеристик металлических профилей, деревянного каркаса и утеплителя фасадной системы утепления.

1. Report. Oslo Ministerial Roundtable. Conference on Sustainble Production and development / Oslo. 6-10 February 1995 // Printed by Norwejian Pollution Control Authority (SFT). - Oslo, 1995. - 53 p.

2. Коптюг, B.A. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) : Информ. обзор СО РАН. Новосибирск, 1992.

3. Жилье в интересах устойчивого развития. Всемирный день Хабитат. 1992 г. : информ. обзор для средств массовой информации // Центр ООН по населенным пунктам (Хабитат). Найроби, 1992.

4. Федеральный Закон «Об энергосбережении» № 28-фз от 03.04.96 г. // Экономика и жизнь. 1996. -№ 16.-С. 17.

5. Государственная целевая программа России «Жилище» // Собрание актов Президента и Правительства РФ 1993. - № 28.

6. Федеральная целевая программа «Свой дом» //Российская газета. — 1996.-27 июля.

7. Встреча на высшем уровне. Программа действий. Повестка дня на XXI век и другие документы конференции в Рио-де-Жанейро в популярном изложении / Публикация Центра «За наше общее будущее». — Женева, SRO-Rundig S.A. Швейцария, 1993.

8. Schaeffer John Solar Living Source Book. The Complete Guide to Renewable Energy Technologies and Sustainable Living// Chelsea Green Publishing Company. Vermont. - USA. - 1994. - P. 402.

9. Постановление Правительства РФ от 01.06.92 г. № 371 (о Российском внебюджетном межотраслевом фонде энергосбережения при Минтопе РФ). М., 1992.

10. Федеральная целевая Программа «Топливо и энергия» : Постановление Правительства РФ № 1256 от 06.12.93.-М., 1993.

11. Об оказании государственной поддержки созданию на территории

12. РФ демонстрационных зон высокой энергетической эффективности, реализуемых в рамках проекта Европейской энергетической комиссии ООН «Энергетическая эффективность 2000: Распоряжение Совета Министров - Правительства РФ от 05.04.1993 г. № 568-р. — М., 1993.

13. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М. : ФГУП ЦПП, 2004. - 57 с.

14. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 1999. -17 с.

15. СНиП 2.08.02—89*. Общественные здания и сооружения / Госстрой России. М. : ГУП ЦПП, 1999. - 62 с.

16. СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные / Госстрой России. М. : ФГУП ЦПП, 2004. - 22 с.

17. СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения / Госстрой России. М. : ФГУП ЦПП, 2004. - 30 с.

18. Хлевчук, В.Р. Оценка теплозащитных качеств легкобетонных панелей с термовкладышами / В.Р. Хлевчук. Москва, 1986. - С.126-132.

19. Седлачкова, М. Анализ теплотехнической проблематики наружных ограждающих конструкций / М. Седлачкова // Жилищное строительство. 1998. - № 4. - С. 28-29.

20. Бутовский, И.Н. Наружная теплоизоляция эффективное средство повышения теплозащиты стен зданий / И.Н. Бутовский, Ю.А. Матросов // Жилищное строительство. — 1996. - № 9. - С. 7-10.

21. Матросов, Ю.А. Москва уже сегодня возводит здания с эффективной теплозащитой / Ю.А. Матросов, И.Н. Бутовский // АВОК. 1997. -№6.-С. 12-14.

22. Беляев, B.C. Повышение теплозащиты наружных ограждающих конструкций / B.C. Беляев // Жилищное строительство. — 1998. №3.1. С. 22-26.

23. Иванов, Г.С. Методика проектирования теплозащиты ограждающих конструкций зданий / Г.С. Иванов //Жилищное строительство. -1989.-№5.-С. 17-20.

24. Шилов, Н.Н. Дополнительное утепление наружных стен / Н.Н. Шилов // Жилищное строительство. 1992. — № 8. - С. 11-12.

25. Табунщиков, Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений / Ю.А. Табунщиков, Д.Ю. Хромец, Ю.А. Матросов. М. : Строийздат, 1986. - 379 с.

26. Булгаков, С.Н. Энергосберегающие технологии вторичной застройки реконструируемых жилых кварталов / С.Н. Булгаков // АВОК. -1998.-№2.-С. 5-8.

27. Бутовский, И.Н. Совершенствование конструктивных решений теплозащиты наружных стен зданий / И.Н. Бутовский, О.В. Худошина // Обзор. М.: ВНИИНТПИ. 1990.67 с.

28. Журавский, В.Н. Вопросы дополнительной теплозащиты наружных стен жилых зданий в городе Нижневартовске / В.Н. Журавский // Проблемы проектирования и строительства в регионе ЗСНГК : сб. науч. трудов / ЗапСиб ЗНИИЭП. Сургут. - 1989. - С. 124-132.

29. Грачев, Ю.Г. О теплотехнической оценке проектных решений жилых домов / Ю.Г. Грачев, А.В. Гришкова, Б.М. Красовский, Т.Н. Романова // Известия вузов. Строительство. 1998.— 11-12. С. 94-95.

30. Старостин, Г.Г. Теплотехническая оценка проектных решений жилых домов / Г.Г. Старостин, Ю.Г. Иващенко, А.В. Степанов // Известия вузов. Строительство. 1997. — № 12. С. 77-81.

31. Табунщиков, Ю.А. Энергоэффективное высотное здание / Ю.А. Табунщиков, Н.В. Шилкин, М.М. Бродач // АВОК. 2002. № 3. - С. 820.

32. Горшенин, В.П. Проблемы оптимизации теплового режима зданий исооружений / В.П. Горшенин // Известия вузов. Строительство. -2001.-№4. -С. 137-142.

33. Табунщиков, Ю.А. От энергоэффективных к жизнеудерживающим зданиям / Ю.А. Табунщиков // АВОК. 2003. №3. - С. 8-11.

34. Бродач, М.М. VIIKKI новый взгляд на энергосбережение / М.М. Бродач // АВОК. - 2002. - № 6. - С. 14-20.

35. Дмитриев, П.А. Современные тенденции и принципы проектирования стеновых ограждающих конструкций малоэтажных жилых зданий / П.А. Дмитриев, Р.Б. Орлович // Известия вузов. Строительство. 1998.-№ 1.-С. 6-10.

36. Старостин, Г.Г. Критерии теплотехнической оценки и выбора варианта ограждающих конструкций здания / Г.Г. Старостин, Ю.Г. Ива-щенко, А.А. Сурнин // Известия вузов. Строительство. 1999. — № 4. -С. 88-91.

37. Баранова, Т.И. Двухслойные элементы стен для вновь строящихся и утепляемых зданий / Т.И. Баранова, Т.Г. Сильванович, А.Ю. Трегуб // Известия вузов. Строительство. — 2001. № 7. — С. 4-6.

38. Ярмаковский, В.М. Энергоэффективные ограждающие конструкции зданий с гибкими композитными связями / В.М. Ярмаковский и др. // Энергосбережение. 2002. - № 2. - С. 32-34.

39. Зубарев, В.В. Системы наружного утепления зданий / В.В. Зубарев // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2003.-№4.-С. 24-25.

40. Ожгибесов, Ю.П. Предложения по улучшению теплозащитных характеристик стеновых конструкций / Ю.П. Ожгибесов // Бетон и железобетон. 1996.-№1. - С. 21-23.

41. Никитин, Е.Е. Теплые панели наружных стен в существующей бор-тоснастке / Е.Е. Никитин, В.А. Спора, И.А. Игнатьев // Промышленное и гражданское строительство. 1997. -№4. С. 41-42.

42. Бирулин, Ю.Ф. Трехслойные панели наружных стен с дискретными связями / Ю.Ф. Бирулин, Ю.А. Коледин, А.Б. Соколов // Промышленное и гражданское строительство. 1998. №9. — С. 37.

43. Суетин, В.П. Опыт перевода производства панелей наружных стен на второй этап новых теплотехнических норм / В.П. Суетин // Бюллетень строительной техники. 1999. №2. - С. 52.

44. Король, Е.А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легких бетонов и особенности их расчета / Е.А. Король. — М. : Издательство АСВ, 2001. 256 с.

45. Дмитриев, П.А. Зарубежный опыт модернизации крупнопанельных зданий / П.А. Дмитриев, Р.Б. Орлович, Э Шафранко // Известия вузов. Строительство. 2002. - № 1-2. - С. 8-12.

46. Соломатов, В.И. Трехслойные стеновые панели на основе керамзитобетона / В.И. Соломатов, В.Т. Ерофеев, Е.А. Митина, Н.Ф. Бур-найкин // Известия вузов. Строительство. 2001. № 1. — С. 127—130.

47. Гагарин, В.Г. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором / В.Г. Гагарин, В.В. Козлов, Е.Ю. Цыкановский // АВОК. — 2004. №2. - С. 20-26.

48. Гагарин, В.Г. Теплозащита фасадов с вентилируемым воздушным зазором / В.Г. Гагарин, В.В. Козлов, Е.Ю. Цыкановский // АВОК. -2004.-№3.-С. 20-26.

49. Антонова, Г.В. Утепление жилого дома / Г.В. Антонова // Жилищное строительство. 2004. - №1. - С. 26-30.

50. Агаянц, JI.M. Жилой дом для индивидуального застройщика / JI.M. Агаянц, В.М. Масютин. М. : Стройиздат. - 1991. С. 82 - 87.

51. Прикшайтис, М.П. Об утеплении стен жилых зданий с внутренней стороны / М.П. Прикшайтис // Жилищное строительство. 1995. -№9.-С. 21-23.

52. Никитина, JI.M. Теплозащитные качества стеновых ограждений /

53. JI.M. Никитина, А.Т. Тимошенко, Г.Г. Попов, Е.К. Далбаева // Жилищное строительство. 1992. — №4. - С. 17-19.

54. Гарасевич, Г.И. Наружная облицовка стен в деревянном домостроении / Г.И. Гарасевич, Н.И. Лубский // Жилищное строительство. — 1989.-№2. -С. 26.

55. Монастырев, П.В. Технология устройства дополнительной теплозащиты стен жилых зданий : учебное пособие / П.В. Монастырев. — М. : Издательство АСВ, 2002. 160 с.

56. Einea, A. A new structurally and thermally efficient precast sandwich panel system / A. Einea, D. Salmon, M. Tardos, T. Culp // PCI journal. -1994.-№4.-P. 90-101.

57. Авдеев, Г.К. Теплозащитные показатели однослойных и многослойных панелей / Г.К. Авдеев // Промышленное и гражданское строительство : Экспресс информация. - М. : ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. — 1981, вып. 8.-21 с.

58. Николаев, С.В. Теплоэффективные ограждающие конструкции / С.В. Николаев // Жилищное строительство. 1998. - №12. - С. 6.

59. Богословский, В.Н. Наружные кирпичные стены из эффективной кладки с повышенными теплозащитными свойствами / В.Н. Богословский, Н.В. Коваленко, А.И. Ананьев // Жилищное строительство. 1995. -№ 3. - С. 17-21.

60. Блажко, В.П. О технологии трехслойных наружных стен сборно-монолитных зданий / В.П. Блажко // Жилищное строительство. — 1991.-№5.-С. 7.

61. Цирик, Я.И. Конструктивно-технологические решения многослойных монолитных стен / Я.И. Цирик, А.Е. Калмыков // Жилищное строительство. 1991. - № 5. - С. 8-12.

62. Семенова, Е.И. Теплотехнические качества трехслойных панелей с гибкими связями и с эффективным утеплителем / Е.И. Семенова // Обзор. М. : ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. - 1975.-40 с.

63. Тыркина, О.В. Конструкции многослойных наружных кирпичных и каменных стен / О.В. Тыркина // Строительство и архитектура : Экспресс информация : Зарубежный опыт/ ВНИИИС. Сер. 8, Инженерно-теоретические основы строительства. - 1985. — Вып. 17. - С. 5-7.

64. А.с. 949112 СССР, МКИ Е 04 В 1/76, С 04 В 15/00. Строительная теплоизоляционная панель // Открытия. Изобретения. 1982. - № 29. — 4 с.

65. А.с. 1270250 СССР, МКИ Е 04 В 1/76. Теплоизоляционная панель // Открытия. Изобретения. 1986. - № 42. — 3 с.

66. А.с. 2035558 РФ, МКИ Е 04 В 1/76, Е 04 С 2/26. Стеновая панель // Открытия. Изобретения. 1995. - № 14. - 4 с.

67. Пат. 2157876. Российская Федерация, МПК 7Е 04С 2/24, 2/14, 2/26. Деревянная многослойная панель (ее варианты); опубл. 20.10.2000.

68. Пат. 2057862. Российская Федерация, МПК 6 Е 04С 2/36. Стеновая панель ; опубл. 10.04.96.

69. Пат. 32515. Российская Федерация, МПК 7 Е 04С 2/10. Строительная панель ; опубл. 20.09.2003.

70. Die Gebaudehulle, die Richtig Atmet // Sweizer Holzbau. 1989. - № 10.-S. 43, 45, 47, 48.

71. Roos, P. Techniques d'amelioration thermique des constructions en bois / P. Roos // Schw. Bauwirtsch. 1981. - № 18. - P. 22-24.

72. Ватолкин, C.M. Опасность утепления ограждающих конструкций зданий с внутренней стороны / С. М. Ватолкин // Проектирование и строительство в Сибири. 2003. - № 3. - С. 17-19.

73. Калинин, А.Ю. Качество выполняемых работ по устройству систем наружного утепления / А. Ю. Калинин // Строитель. 2001. - № 4. — С. 45-46.

74. Шилов, Н.Н. Об экономии энергоресурсов и о материалах для утепления зданий / Н.Н. Шилов // Жилищное строительство. 2004. — № 2.-С. 16-18.

75. Сокова, С.Д. Об утеплении наружных стен / С.Д. Сокова, Б.И. Штей-ман // Жилищное строительство. 2001. — № 9. — С. 12—15.

76. Клееный деревянный элемент: пат. 2168594. Рос. Федерация: МТЖ 7 Е 04 С 3/14/Д. В. Орлов. ; опубл. 10.06.2001.

77. Хуторной, А.Н. Параметрический анализ термического сопротивления керамзитобетонных наружных стен с вертикальными пустотами / А.Н. Хуторной, Т.Н. Макейкина // Вестник ТГАСУ. 2002. - №1. -С. 89-93.

78. Монолитная бетонная стена (варианты) : пат. 47034. Рос. Федерация : МПК E04G 11/08 / Колесникова А.В., Хуторной А.Н., Цветков Н.А., Кузин А.Я.; опубл. 10.08.2005, Бюл. №22. 2 с.

79. Монолитная бетонная стена: пат. 49067. Рос. Федерация : МПК E04G 11/08 / Хуторной А.Н., Колесникова А.В., Цветков Н.А., Кузин А.Я.; опубл. 10.11.2005, Бюл. №31.-2 с.

80. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства неоднородных керамзито-бетонных наружных стен зданий / А.Н. Хуторной, А.В. Колесникова // Известия вузов. Строительство. 2004. — № 7. — С. 18—20.

81. Кулагин, С.М. Обеспечение требуемого термического сопротивления в зданиях с наружными стенами из облегченной кладки / С.М. Кулагин, Д.В. Евсеев // Жилищное строительство. — 1998. — № 1. — С. 25-26.

82. Ищук, М.К. Здания с наружными стенами из облегченной кладки / М.К. Ищук // Жилищное строительство. 1996. -№ 7. - С. 12-14.

83. Тыркина, О.В. Метод последующего утепления кирпичных и каменных стен / О.В. Тыркина // Строительство и архитектура : Экспресс -информация : Зарубежный опыт / ВНИИИС. Сер. 8, Инженерно-теоретические основы строительства. 1985. — Вып. 17. — С. 7—9.

84. Коннектор : свидетельство на полезную модель 7433 Рос. Федерация МКИ Е 04 В 1/24 / Недавний О.И., Цветков Н.А., Помазкин А.Г., Ласковенко Н.Г. ; опубл. 16.08.98, Бюл. №8.-2 с.

85. Коннектор : свидетельство на полезную модель 19393 Рос. Федерация МПК 7 Е 04 В 1/21 / Салкова И.Б., Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков Н.А. ; опубл. 27.08.2001, Бюл. № 24. 2 с.

86. Хуторной, А.Н. Теплофизическне аспекты режимов работы металлических коннекторов с защитной оболочкой в условиях пожара / А.Н. Хуторной, И.Б. Салкова, Н.А. Цветков, С.И. Скачков // Вестник ТГАСУ. 2000. - № 1.-С. 198-203.

87. Хуторной, А.Н. Эффективность теплозащитных свойств наружных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков, О.И. Недавний // Известия вузов. Строительство. 2000. № 6. - С. 13-17.

88. Левинский, Ю.Б. Производство деревянных домов в России: современное состояние и перспективы развития / Ю.Б. Левинский // Деревообрабатывающая промышленность. 2001. — № 5. С. 2-8.

89. Валов, В.М. Перспективные конструкции / В.М. Валов, А.Д. Криво-шеин, С.Н. Апатин // Земля Сибирская, дальневосточная. 1987. — № 6.-С. 44-45.

90. Валов, В.М. Энергосберегающие животноводческие здания (физико-технические основы проектирования): научное издание / В.М. Валов. М. : Изд-во АСВ, 1997. - 310 с.

91. Козачун, Т.У. Экономическое обоснование конструкций наружных стен индивидуальных жилых домов / Т.У. Козачун, А.П. Моргун // Строительные материалы бизнес. 2003. - № 1. — С. 11-13.

92. Timber frame gaining ground // Roofing cladding insulation. 1989. -№ 6. - P. 26-28.

93. Производство деревянных домов в России: современное состояние и перспективы развития // Деревообрабатывающая промышленность. -2004.-№4.- С. 17-21.

94. Лебедева, Н.В. Зарубежный опыт строительства зданий из дерева и металла / Н.В. Лебедева // Экспресс информация ВНИИНТПИ. -1999. Сер. Архитектура, градостроительство и жилищно-гражданское строительство. — Вып. 6. — С. 5—15.

95. В помощь индивидуальному застройщику: садовые домики из бревен // Жилищное строительство. 1994. - № 3. - С. 26-28.

96. Семенов, Ю.М. Деревянное домостроение / Ю.М. Семенов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. -№2.-С. 20-23.

97. Устименко, В.В. Возведение бревенчатых и брусчатых стен жилого дома / В.В. Устименко // Жилищное строительство. 2002. № 7. - С. 22-26.

98. Боданов, Ю.Ф. Дом из брусьев / Ю.Ф. Боданов // Жилищное строительство. 1991. -№ 2. - С. 22-23.

99. Ланге, Б.С. Деревянный дом от мала до велика / Б.С. Ланге. М. : Познавательная книга плюс, 2002. — 184 с.

100. Reymond, N. Une maison du grand nord a la vallee / N. Reymond // Journal de la Construction de la Susse Romande. 1990. - Vol. 64, № 17. -P. 111.

101. Ваш дом: пособие индивидуальному застройщику: альбом / В.И. Борисов и др. ; под ред. Борисова В.И. М. : Колос, 1992. - 480 с.

102. Самойлов, B.C. Справочник строителя / B.C. Самойлов. М. : Аде-лант ООО, 2004. С. 240-255.

103. Антонова, Г.В. Утепление жилого дома / Г.В. Антонова // Жилищное строительство. 2004. - № 1. - С. 26-30.

104. Теплый деревянный дом без трещин и швов // Камины и отопление. -2003.-№28.-С. 28.

105. Новое строительство и реставрация малоэтажных зданий с применением деревянных профилированных бревен (Материалы выставкиярмарки «Стройтех-97», Москва) // Экспресс-информация ВНИИН-ТПИ. 1997. - Серия СКиМ, Вып. 1, 2. - С. 12-15.

106. Сергеевичев, А.В. Повышение качества оцилиндрованных бревен путем совершенствования механизма резания / А.В. Сергеевичев // Деревообрабатывающая промышленность. 2003. — № 1. — С. 11.

107. Строительство и архитектура Финляндии / Зарубежный опыт // ПГС -2003.-№4.-С. 64.

108. Брус: пат. 17788 Рос. Федерация : МПК 7 Е 04 С 3/12 / Сныцерев В.В. ; опубл. 27.04.2001.

109. Боданов, Ю.Ф. Дом из брусьев / Ю.Ф. Боданов // Жилищное строительство. 1991. -№ 2. - С. 22-23.

110. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий / Госстрой России. — М. : ФГУП ЦПП, 2004. 25 с.

111. Строительный профилированный брус: пат. 2239028 Рос. Федерация: МПК 7 Е 04 В 1/10 / Серков С.В., Щербина В.А., Курков Д.Н., Бар-суковский Е.Н. ; опубл. 27.04.2004.

112. Способ изготовления комбинированного профилированного бруса : пат. 20011133081 Рос. Федерация : МПК 7 Е 04 С 3/12 / Екимов С.Ю. ; опубл. 9.10.2003.

113. Строительный профилированный брус : пат. 2173375 Рос. Федерация : МПК 7 Е 04 С 3/12/Царев А.В.; опубл. 10.09.2001.

114. Клееный брус из шпона LVL // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - № 3. - 26 с.

115. Комбинированный брус : пат. 2003138106 Рос. Федерация: МПК 7 Е 04 С 3/12 / Павленко М.А. ; опубл. 10.06.2005.

116. ОАО «Сокольский деревообрабатывающий комбинат». — Бюллетень строительной техники. 2004 — № 3.

117. Универсальный строительный брус : пат. 2155840 Рос. Федерация : МПК 7 Е 04 В 1/10 / Воронов Б.С. ; опубл. 10.09.2000.

118. Деревянная брусовая панель : пат. 2103455 Рос. Федерация: МПК 6 Е 04 С 2/12 /Крившенко Н.А. ; опубл. 27.01.98.

119. Житушкин, В.Г. Панели перекрытий с деревофанерными ребрами / В.Г. Житушкин // Жилищное строительство. 2004. - № 5. - С. 14— 15.

120. Строительный блок: пат. 2114959 Рос. Федерация: МПК 6Е 04С 1/00, 2/26 / Виноходов О.А., Кононов В.М., Королев А.А., Парашкевов П.В. ; опубл. 10.07.98.

121. Деревянный брус : пат. 38793. Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Хон С.В., Козырев А.Г., Колесникова А.В., Недавний О.И., Кузин А.Я., Цветков Н.А. ; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19. -2 с.

122. Утепленный деревянный брус : пат. 49053. Рос. Федерация: МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Хон С.В., Цветков Н.А., Кузин А.Я., Цветков Д.Н., Парфирьева О.Ю. ; опубл. 10.11.2005, Бюл. №31.-2 с.

123. Деревянный брус : пат. 56430. Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Цветков Н.А., Козырев А.Г., Кузин А.Я., Цветков Д.Н., Жуков А.В. ; опубл. 10.09.2006, Бюл. №25.- 2 с.

124. Клееный строительный элемент: пат. 57311. Рос. Федерация : МПК Е04С 3/292 / Хуторной А.Н., Цветков Н.А., Козырев А.Г., Кузин А.Я., Цветков Д.Н., Жуков А.В.; опубл. 10.10.2006, Бюл. №28. 2 с.

125. Стена : пат. 40344. Рос. Федерация : МПК Е04В 2/06 / Хуторной А.Н., Хон С.В., Козырев А.Г., Недавний О.И., Кузин А.Я., Цветков

126. Н.А., Колесникова А.В. ; опубл. 10.09.2004, Бюл. №25. -2 с.

127. Дополнительная теплоизоляция стен зданий : пат. 2150554 Рос. Федерация : МПК 7 Е04В 1/76 / Шишин А.В., Лобков В.А.; опубл. 10.06.2000, Бюл. № 16. 3 с.

128. Кокоев, М.Н. Наружная отделка зданий с одновременным их утеплением / М.Н. Кокоев // Жилищное строительство. — 1998. №5. - С. 12-14.

129. Хон, С.В. Повышение теплозащитных свойств брусчатых наружных стен с вентилируемым воздушным зазором / С.В. Хон, А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин. Томск, 2004. - 26 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 29.11.04, № 1876-В2004.

130. Хуторной, А.Н. Теплоэффективные свойства многослойных наружных кирпичных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков, О.И. Недавний // Строительные материалы. 2002. - № 7. - С. 1819.

131. Кузин, А.Я. Теплоперенос в неоднородной брусчатой наружной стене с фасадным утеплением / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, С.В. Хон // Известия вузов. Строительство. -2005. — № 11-12. С. 4-10.

132. Хуторной, А.Н. Нестационарный трехмерный теплоперенос в тепло-эффективных наружных стенах зданий с фасадными системами утепления / А.Н. Хуторной, А.В. Колесникова. Томск, 2006. — 27 с. — Деп. в ВИНИТИ РАН 27.03.06, № 319-В2006.

133. Гагарин, В.Г. Продольная фильтрация воздуха в современных ограждающих конструкциях / В.Г. Гагарин, В.В. Козлов, А.В. Садчиков, И.А. Мехнецов // АВОК. 2005. - №8. - С. 60-69.

134. Sedlbauer, К. Luftkonvektions einflusse auf den Warmedurchgang von beliifteten Fassaden mit Mineralwolledammung / K. Sedlbauer // WKSB. 1999. - Jg. 44.-S.43.

135. Кокоев, M.H. Электростатическое формирование изделий из армированного бетона / М.Н. Кокоев, В.Т. Федоров // Бетон и железобетон.- 1997.- № 6. С. 17-19.

136. Титов, В.П. Теплотехнический расчет наружных стен с учетом инфильтрации воздуха / В.П. Титов // Известия вузов. Строительство. — 1962. № 3. — С.137-147.

137. Кривошеин, А.Д. К вопросу о теплотехническом расчете воздухопроницаемых ограждающих конструкций зданий / А.Д. Кривошеин // Известия вузов. Строительство. 1991. - № 2. - С.65-69.

138. Кривошеин, А.Д. Оценка теплоустойчивости ограждающих конструкций зданий при переменных ветровых воздействиях / А.Д.Кривошеин // Известия вузов. Строительство. — 1997. — № 3. — С. 76-82.

139. Валов, В.М. Температурно-влажностный режим ограждающих конструкций зданий при фильтрации воздуха/ В.М. Валов. Омск : Ом-ПИ, 1982.-96 с.

140. Коледин, В.В. Теплоизоляционные материалы на основе цеолитосо-держащих горных пород / В.В. Коледин, A.M. Коледина, JI.K. Казанцева // Известия вузов. Строительство. 1999. — № 7. С. 79^>84.

141. Абдрахманова, JI.A. Новые теплоизоляционные материалы на основе гибридных связующих / JI.A. Абдрахманова, И.В. Соловьев, Д.А. Солдатов, В.Г. Хозин // Известия вузов. Строительство. 2001. - № 12.-С. 41-46.

142. Волокитин, Г.Г. Технологии производства минеральной ваты. Анализ и перспективы развития / Г.Г. Волокитин // Известия вузов. Строительство. 1993. - № 9. - С. 12-16.

143. Пономарев, И.Г. Российский рынок теплоизоляционных материалов / И.Г. Пономарев, С.В. Макаренков // АВОК. 2002. - № 3. - С. 7073.

144. Генералов, Б.В. Бисипор новый эффективный минеральный утеплитель / Б.В. Генералов, О.В. Крифукс, Н.И. Малявский // Строительные материалы. — 1999. - № 1. - С. 7-8.

145. Чемерис, М.М. Композиционные строительные материалы на основе термопластичных связующих веществ. Композиционный материал с древесным наполнителем / М.М. Чемерис, Б.Н. Салин, Н.П. Мусько // Известия вузов. Строительство. 1994. - № 12. - С. 80-83.

146. Деменцов, В.Н. Практическое применение высокоэффективного теплоизоляционного материала Styrofoam / В.Н. Деменцов // Строительные материалы. 1996. - №6. - С. 16-19.

147. Кокоев, М.Н. Перспективы применения вакуумно-порошковой теплоизоляции в строительстве / М.Н. Кокоев, В.Т. Федотов // Строительные материалы. 1997. — №3. — С. 21—24.

148. Шойхет, Б.М. Эффективные утеплители в ограждающих конструкциях зданий / Б.М. Шойхет, JI.B. Ставрицкая // Энергосбережение. — 2000. -№3.~ С. 39-42.

149. Кауфман, Б.Н. Строительные поропласты / Б.Н. Кауфман, З.С. Косы-рева, JI.M. Шмидт, Н.Е. Яхонтова // Издательская литература по строительству. — М., 1965. — 174 с.

150. Шилов, Н.Н. Об экономии энергоресурсов и о материалах для утепления зданий / Н.Н. Шилов // Жилищное строительство. — 2004. — № 2.-С. 16-18.

151. Фаренюк, Г.Г. Совершенствование нормирования теплозащиты зданий / Г.Г. Фаренюк // Строительные материалы и конструкции. — 1994.-№2,- С. 21-22.

152. Савин, В.К. Оценка энергетической эффективности наружных ограждающих конструкций жилых зданий / В.К. Савин, Н.Д. Заворин // Проекирование и инженерные изыскания. 1989. — № 6. - С. 12-13.

153. Kossecka, Е. Influence of insulation configuration on heating and cooling loads in a continuously used building / E. Kossecka, J. Kosny // Energy and Buildings. 2002. - Vol. 34, №4.-P. 321-331.

154. Токар, Б.З. К расчету годовых теплопотерь через ограждающие конструкции зданий / Б.З. Токар, И.А. Тимонов // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1989. -№ 10. С. 84-87.

155. Жукова, И.В. Оценка тепловой эффективности энергоэкономичного экспериментального жилого дома / И.В. Жукова, Б.Х. Драганов, Л.Ф. Черных // Украинская с/х академия. Киев. 1989. - № 10192. — С. 9— 12.

156. Sonderegger, R.C. Harmonic analysis of building thermal response applied to the optimal location of insulation within the walls / R.C. Sonderegger // Energy and Buildings. 1977. - Vol. 1,№2.-P. 131-140.

157. Беляев, B.C. Жилые здания повышенной тепловой эффективности / B.C. Беляев, В.Ю. Мушинский // Обзорная информация; ЦНТИ Гос-гражданстрой : Жилые здания. — 1986. Вып.1. С. 44.

158. Jaeger, S. A comparison of thermal requirements of buildings / S. Jaeger, F. Arumi//Energy and Buildings. 1977. - Vol. 1,№2.-P. 159-165.

159. Medina, M.A. Validation and simulations of a quasi-steady state heat balance model of residential walls / M.A. Medina // Mathematical and Computer Modelling. 1999. - Vol. 30, № 7-8. - P. 93-102.

160. Al-Regib, E. Transient heat transfer through insulated walls / E. Al-Regib, S. M. Zubair // Energy. 1995. - Vol. 20, № 7. - P. 687-694.

161. Зворыкин, Н.Д. Оценка энергетической эффективности наружных стен зданий / Н.Д Зворыкин // Теплоизоляция зданий : сб. трудов инта ; НИИСФ. -1986. С. 4-12.

162. Йыгиоя, Э.В. Мероприятия по экономии тепловой энергии при эксплуатации зданий / Э.В. Йыгиоя, Ю.А. Матросов // Экспресс информация ; ВНИИС Госстроя СССР. - 1987. - Вып. 4. - С. 2-4.

163. Зворыкин, Н.Д. Пособия по расчету энергетической эффективности наружных ограждений отапливаемых зданий / Н.Д. Зворыкин // Теплоизоляция зданий: сб. трудов ин-та ; ВНИИС Госстроя СССР. — 1986.-№6775.-С. 28.

164. Матросов, Ю.А. Теплозащитные характеристики энергоэффективных индивидуальных зданий / Ю.А. Матросов, И.Н. Бутовский //

165. Строительство и архитектура. — Сер. строительные материалы : Обзорная информация ; ВНИИНТПИ. М. - 1992. - Вып. 4. - С. 61.

166. О снижении теплопотерь в зданиях / В.Н. Ищенко, Л.Ф. Черных, A.M. Сорокин, В.А. Кравец // Жилищное строительство. — 1991. — №10.-С. 16-18.

167. El Diasty, R. Transient three-dimensional thermal analysis of external wall panels / R. El Diasty // Building and Environment. 1988. - Vol. 23, №4.-P. 291-301.

168. A simplified approach to thermal performance calculation for building integrated mechanically ventilated PV facades / D. Infield, U. Eicker, V. Fux, L. Mei, J. Schumacher // Building and Environment. 2006. - Vol. 41,№7.-P. 893-901.

169. Уйма, А. К вопросу о рациональном использовании тепловой энергии / А. Уйма, А. Лис, П. Лис // Жилищное строительство. — 1998. — № 1. С. 27-28.

170. Титов, В.П. Методы единой технологической системы для оптимизации энергопотребления и повышения экологической безопасности здания / В.П. Титов, А.Г. Рымаров // Известия вузов. Строительство. 1997.-№9.-С. 76-80.

171. Матросов, Ю.А. Энергетический паспорт здания / Ю.А. Матросов, И.Н. Бутовский, Д. Гольдштейн // АВОК. 1997. №3. - С.11-15.

172. Бродач, М.М., Оценка тепловой эффективности зданий / М.М. Бро-дач, Ю.Н. Ефимов, Ю.А. Табунщиков // Известия вузов. Строительство. 1996. - №4. - С. 70-73.

173. Матросов, Ю.А. Стратегия по нормированию теплозащиты зданий с эффективным использованием энергии / Ю.А. Матросов, И.Н. Бутовский // Жилищное строительство. 1999. № 1. — С. 2—5.

174. Силаенков, Е.С. Технико-экономические предпосылки утепления наружных стен зданий / Е.С. Силаенков // Жилищное строительство.- 1999. -№3.~ С. 14-16.

175. Шурд Эгердинк. Энергоэффективность жилых зданий Москвы и Московской области / Шурд Эгердинк, Яспер де Вильде // Жилищное строительство. 1995. -№11. — С. 5-9.

176. К вопросу об энергетической концепции проектирования зданий / В.Н. Богословский, Ю.А. Матросов, В.А. Могутов, И.Н. Бутовский // Жилищное строительство. 1992. -№ 8. С. 7-10.

177. Пермяков, С.И. Резервы экономии тепла / С.И. Пермяков, О.А. Исаков // Жилищное строительство. 1992. — №10. - С. 18-20.

178. Альтшуллер, Е.М. Проблемы энергосбережения в жилищном строительстве России / Е.М. Альтшуллер // Жилищное строительство. — 1993.-№7.-С. 2-3.

179. Бродач, М.М. Оценка тепловой эффективности здания с учетом направленного действия наружного климата / М.М. Бродач, Ю.Н. Ефимов, Ю.А. Табунщиков // Известия вузов. Строительство. 1997. — №7.-С. 79-83.

180. Табунщиков, Ю.А. Минимизация расхода энергии, затрачиваемой на натоп помещения / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // Известия вузов. Строительство и архитектура. — 1988. № 12. - С. 84-87.

181. Бутовский, И.Н. Критерии выбора уровня тепловой защиты здания / И.Н. Бутовский, Ю.А. Матросов // Жилищное строительство. — 1991.- № 2. С. 19-21.

182. Булгаков, С.Н. Энергоэффективные строительные системы и технологии / С.Н. Булгаков // АВОК. 1999. - № 2. - С. 6-12.

183. Табунщиков, Ю.А. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач // АВОК. 1998. — №1. - С. 5-10.

184. Ливчак, В.И. О нормировании тепловой защиты жилых зданий / В.И. Ливчак, А.Н. Дмитриев // АВОК. 1997. - № 3. С. 22-27.

185. Матросов, Ю.А. Системное теплотехническое нормирование ограждающей оболочки здания / Ю.А. Матросов, И.Н. Бутовский // Жилищное строительство. — 1996. — №1. — С. 12—14.

186. Kosny, J. Multi-dimensional heat transfer through complex building envelope assemblies in hourly energy simulation programs / J. Kosny, E. Kossecka // Energy and Buildings. 2002. - Vol. 34, № 5. - P. 445-454.

187. Haupl, P. Coupled heat air and moisture transfer in building structures / P. Haupl, J. Grunewald, H. Fechner, H. Stopp // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1997. - Vol. 40, № 7. - P. 1633-1642.

188. Jones, G. F. Steady-state heat transfer in an insulated, reinforced concrete wall: theory, numerical simulations, and experiments / G. F. Jones, R. W. Jones // Energy and Buildings. 1999. - Vol. 29, № 3. - P. 293-305.

189. Carbonari, A. Numerical and experimental analyses of PCM containing sandwich panels for prefabricated walls / A. Carbonari, M. De Grassi, C. Di Perna, P. Principi // Energy and Buildings. 2006. - Vol. 38, № 5. -P. 472-483.

190. Ben Larbi, A. Statistical modelling of heat transfer for thermal bridges of buildings / A. Ben Larbi // Energy and Buildings. 2005. - Vol. 37, № 9. -P. 945-951.

191. Yumruta§, R. Periodic solution of transient heat flow through multilayer walls and flat roofs by complex finite Fourier transform technique / R. Yumruta§, M. Unsal, M. Kanoglu // Building and Environment. 2005. -Vol. 40, №8.-P. 1117-1125.

192. Deque, F. Effect of 2D modelling of thermal bridges on the energy performance of buildings: Numerical application on the Matisse apartment / F. Deque, F. Ollivier, J. J. Roux // Energy and Buildings. 2001. - Vol. 33, №6. -P. 583-587.

193. Хлевчук, B.P. Теплотехнические и звукоизоляционные качества ограждений домов повышенной этажности / В.Р. Хлевчук, Е.Т. Артыкпаев. М. : Стройиздат, 1979. - 255 с.

194. Grinzato, Е. Quantitative infrared thermography in buildings / E. Grin-zato, V. Vavilov, T. Kauppinen // Energy and Buildings. 1998. — Vol. 29, № l.-P. 1-9.

195. Taylor, B. J. Analytical investigation of the steady-state behaviour of dynamic and diffusive building envelopes / B. J. Taylor, D. A. Cawthome, M. S. Imbabi // Building and Environment. 1996. Vol. 31, № 6. - P. 519-525.

196. Eunilkim, D. H. Wall-response factors to estimate the conduction heat gains with time-varying thermal coefficients / D. H. Eunilkim // Energy. — 1991. Vol. 16, № 6. - P. 933-939.

197. Старостин, Г.Г. Теплотехническая оценка проектных решений жилых домов / Г.Г. Старостин, Ю.Г. Иващенко, А.В. Степанов // Известия вузов. Строительство. — 1997. -№ 12. С. 77-81.

198. Станов, В.И., Никифоров В.А. Рекомендации по уточненному теплотехническому расчету наружных стен крупнопанельных жилых домов. Новосибирск : СибЗНИИЭП, 1980. - 54 с.

199. Фокин, К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. Изд. 4-е, перераб. и доп. / К.Ф. Фокин. -М. : Стройиздат, 1973. -287 с.

200. Бутовский, И.Н. Сопоставление отечественных и зарубежных норм расчета теплозащиты зданий / И.Н. Бутовский, Ю.А. Матросов // Обзор. М. : ВНИИНТПИ, 1989. - 81 с.

201. Кривошеин, А.Д. О расчете приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций зданий / А.Д. Кривошеин // Жилищное строительство. — 1997. — №11. С. 18-22.

202. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника / Минстрой России. — М. : ГП ЦПП, 1998.-24 с.

203. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий / НИИ строит, физики. М. : Стройиздат, 1990. — 239 с.

204. Ильинский В.М. Строительная теплофизика. М. : Высшая школа, 1974.-320 с.

205. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика (Теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) / В.Н. Богословский. — М. : Высшая школа, 1970. 376 с.

206. Временное руководство по теплотехническому расчету узлов наружных ограждающих конструкций. — М. : МНИИТЭП, ГлавАПУ. -1972.

207. Михайлов, К.В. Керамзитобетонные конструкции и технология их изготовления: материалы научно-технической конференции по развитию производства керамзита, зольного гравия и легких конструкций на их основе / К.В. Михайлов. М. : НТО стройиндустрии, 1969.

208. Сидоров, Э.А. Аналитическое решение задачи о теплопроводных включениях / Э.А. Сидоров // Сб. научных трудов. «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций жилых и общественных зданий». -М. : МНИИТЭП, ГлавАПУ, 1972.

209. Сидоров, Э.А. Теплотехнический расчет панелей со сквозными теплопроводными включениями / Э.А. Сидоров // Сб. научных трудов «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций жилых и общественных зданий». -М. : МНИИТЭП, ГлавАПУ, 1972.

210. Пособие по проектированию ограждающих конструкций зданий. — М. : Изд.-во НИИСФа, 1967. 443 с.

211. СНиП II—3—79*. Строительная теплотехника/ Госстрой России. М. :1. ГУП ЦПП, 2000. 29 с.

212. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. М. : ФГУП ЦПП, 2004. 132 с.

213. Хуторной, А.Н. Эффективность теплозащитных свойств керамзито-бетонных наружных стен зданий / А.Н. Хуторной, А.В. Колесникова, Н.А. Цветков // Известия вузов. Строительство. — 2004. № 9. — С. 10-15.

214. Хуторной, А.Н. Оценка влияния глубины заложения и теплопроводности коннекторов на теплозащитные свойства кирпичных и керам-зитобетонных наружных стен / А.Н. Хуторной, А.В. Колесникова, // Известия вузов. Строительство. 2004. - № 10. - С. 4—8.

215. Гришин, A.M. Решение некоторых обратных задач механики реагирующих сред / A.M. Гришин, В.И. Зинченко, А.Я. Кузин, С.П. Сини-цын, В.Н. Трушников Томск : Изд-во Том. ун-та, 2006. - 418 с.

216. Кузин, А.Я. Обратные задачи механики реагирующих сред / А.Я. Кузин // Международной конференции по математике и механике : избранные доклады под общ. ред. Н.Р. Щербакова (Томск, 22-25 июня 2003 г.). Томск : Изд-во Томск, ун-та, 2003. - С. 229-234.

217. Алифанов, О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов (введение в теорию обратных задач) / О.М. Алифанов. -М. : Машиностроение, 1979. 216 с.

218. Исаков, Г.Н. Об одной математической модели тепломассопереноса в многослойной системе с подвижными границами / Г.Н. Исаков,

219. A.Я. Кузин // Тезисы докл. 3-го Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике (Новосибирск, 18-20 декабря, 1998 г.). Новосибирск: Изд-во Ин-та математики СО РАН, 1998. — Ч.З.-С. 14-15.

220. Матюхов, Д.В. Определение теплозащитных характеристик тепло-инерционных ограждающих конструкций зданий / Д.В. Матюхов, М.И. Низовцев, В.И. Терехов, В.В. Терехов // Известия вузов. Строительство, 2002. №7. - С. 72-75.

221. Кузин, А.Я. Нестационарный тепло- и влагоперенос в многослойном наружном ограждении / А.Я. Кузин, Н.А. Цветков, В.А. Дроганов // Теплофизика и аэромеханика, 2003. Т. 10, №4. - С. 599-609.

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

223. Гагарин, В.Г. Математическая модель и инженерный метод расчета влажностного состояния ограждающих конструкций / В.Г. Гагарин,

224. B.В. Козлов // Academia. Архитектура и строительство. М. : Редак-ционно-издательский отдел РААСН. — 2006. - №2. — С. 60-63.

225. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Госстрой России. -М. : ГУП ЦПП, 2000. 57 с.

226. Лыков, А.В. Тепломассообмен: справочник / А.В. Лыков. М. : Энергия, 1971.-560 с.

227. Берцун, В.Н. Элементы математической технологии / В.Н. Берцун. -Томск : Изд-во Том. ун-та, 1984. 99 с.

228. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. Де Фриз.-М. : Мир, 1981.-304 с.

229. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. -М. .-Наука, 1980.-536 с.

230. Самарский, А.А. Теория разностных схем / А.А. Самарский. М. : Наука, 1977.-656 с.

231. Яненко, Н. Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики / Н.Н. Яненко. Новосибирск : Наука, 1967. - 195 с.

232. Годунов, С.К. Разностные схемы / С.К. Годунов, B.C. Рябенький. -М. : Наука, 1973.-400 с.

233. Хуторной, А.Н. Исследование температурных полей в конструкцияхнаружных стен с коннекторами / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков, М.А. Игнатьев // Известия вузов. Строительство. — 2001. — № 2—3. — С. 132-136.

234. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в плоской трехслойной системе с теплопроводным несквозным включением / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков, С.И. Скачков // Инженерно-физический журнал. — 2002. — Т. 75, №5.-С. 146-148.

235. Хуторной, А.Н. Исследование температурных полей в конструкции кирпичной стены с наружным утеплением / А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков // Известия вузов. Строительство. 2002. № 10. - С. 4—8.

236. Кузин, А.Я. Численное решение задачи о влиянии коннектора на тепловое состояние многослойного наружного ограждения / А.Я. Кузин, Т.А. Мирошниченко, А.Н. Хуторной. Томск, 2004. - 29 с. — Деп. в ВИНИТИ РАН 05.10.04, № 1564-В2004.

237. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в плоской трехслойной системе с поперечным несквозным включением / А.Н. Хуторной, Н. А. Цветков, А.Я. Кузин, А. В. Колесникова // Инженерно-физический журнал. -2005. Т. 78, № 2. - С. 29-35.

238. Хон, С.В. Нестационарный двумерный теплоперенос в неоднородных деревянных наружных стенах зданий / С.В. Хон, А.Н. Хуторной,

239. А.Я. Кузин, Н.А. Цветков. Томск, 2005. - 20 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 07.07.05, № 967-В2005.

240. Колесникова, А.В. Обоснование математической модели теплопере-носа в монолитной наружной стене с вертикальными утепляющими каналами / А.В. Колесникова, Т.И. Макейкина, А.Н. Хуторной. -Томск, 2005. 26 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 09.08.05, № 1130-В2005.

241. Хуторной, А.Н. Теплоперенос в неоднородных керамзитобетонной и брусчатой наружных стенах зданий / А.Н. Хуторной, С.В. Хон, А.В. Колесникова, А. Я. Кузин, Н.А. Цветков // Известия вузов. Строительство. 2006. - № 2. - С. 9-14.

242. Хуторной, А.Н. Двумерный нестационарный теплоперенос в неоднородной керамзитобетонной стене / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, А.В. Колесникова, Н.А. Цветков // Известия Томского политехнического университета. 2006. - Том 309. - № 2. - С. 188-192.

243. Хуторной, А.Н. Физико-математические модели нестационарного теплопереноса в неоднородных теплоэффективных стенах зданий / А.Н. Хуторной. Томск, 2006. - 20 с. - Деп. в ВИНИТИ РАН 06.03.06, №220-В2006.

244. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства кирпичных стен с гибкими связями / А.Н. Хуторной // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2006.-№ 2. - С. 4-8.

245. Хуторной, А.Н. Нестационарный теплоперенос в неоднородном утепленном брусе / А.Н. Хуторной, А.Я. Кузин, С.В. Хон // Инженерно-физический журнал. 2006. - Т. 79, № 3. - С. 20-25.

246. Кузин, А.Я. Нестационарный теплоперенос в деревянных цилиндрических сортиментах / А.Я. Кузин, Н.А. Цветков, А.Н. Хуторной, С.В. Хон, Т.А. Мирошниченко // Инженерно-физический журнал. — 2006. -Т. 79, №5.-С. 74-79.

247. Гришин, A.M. Итерационно-интерполяционный метод и теория сплайнов / A.M. Гришин, В.Н. Берцун // Докл. Акад. Наук СССР. -1974. Т. 214, № 4. - С. 751-754.

248. Гришин, A.M. Итерационно-интерполяционный метод и его приложения : учебное пособие / A.M. Гришин, В.И. Зинченко, К.Н. Ефимов, А.Н. Субботин, А.С. Якимов. 2-изд., перераб. и доп. -Томск : Изд-во Том. ун-та, 2004. 318 с.

249. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005610045. Российская Федерация. Теплоперенос в трехслойной стене с коннектором / А.Я. Кузин, А.Н. Хуторной, Н.А. Цветков ; опубл. 11.01.2005.

250. Кузин, А.Я. Идентификация процессов тепломассопереноса в реагирующих средах / А.Я. Кузин // Сопряженные задачи механики и экологии: избр. докл. междунар. конф.-Томск. 4—9 июля 1998. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. - С. 190-205.

251. Исаков, Г.Н. Моделирование тепломассопереноса в многослойных тепло- и огнезащитных покрытиях при взаимодействии с потоком высокотемпературного газа / Г.Н. Исаков, А.Я. Кузин // Физика горения и взрыва. 1998. Т. 34, № 2.- С. 82-89.

252. Самарский, А.А. Методы решения сеточных уравнений / А.А. Самарский, Е.С. Николаев. -М.: Наука, 1978. 592 с.

253. Корн, Г. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1978. -831 с.

254. Тепломер : пат. 35010 Рос. Федерация : МПК G01K 7/00 / Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков Н.А., Колесникова А.В. ; опубл. 20.12.2003, Бюл. №35. 2 с.

255. Измеритель коэффициента теплопроводности материалов : пат. 36730 Рос. Федерация : МПК G01IC 7/00 / Хуторной А.Н., Недавний О.И., Цветков Н.А., Колесникова А.В. ; опубл. 20.03.2004, Бюл. №8. -2 с.

256. Искаков, К.А. Измерение температуры поверхности при исследовании теплового режима здания / К.А. Искаков, Э.Я. Кернерман // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1988. - № 9. — С. 83— 86.

257. Иванова, Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, B.C. Чистяков. -М. : Энергоатомиздат, 1984. -229 с.

258. Васильев, Б.Ф. Натурные исследования температурно-влажностного режима крупнопанельных жилых зданий / Б.Ф. Васильев. — М. : Стройиздат, 1968. 120 с.

259. Осипова, В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. Изд. 2-е, перераб. и доп. / В.А. Осипова. М. : Энергия, 1969.-392 с.

260. Moeller, F. Temperaturmessung. Fehler dei der Messung mit Thermoele-menten / F. Moeller // Architecture Technology Messen. — 1963. — Lief. 324, №1. S. 1-2.

261. Платунов, E.C. Теплофизические приборы и измерения / Е.С. Плату-нов.-Л, 1986.-208 с.

262. Гортышев, Ю.Ф. Теория и техника теплофизического эксперимента / Ю.Ф. Гортышев. -М. : Энергоатомиздат, 1985. 360 с.

263. Карауш, С.А. Оценка термического сопротивления наружного ограждения эксплуатируемого здания в условиях Западно-Сибирскогорегиона / С.А. Карауш // Известия вузов. Строительство. 2000. -№11.-С. 111-115.

264. Температурные измерения: справочник / О.А. Геращенко и др. — АН УССР. Ин-т проблем энергосбережения. Киев : Наук, думка, 1989.-704 с.

265. Крамарухин, Ю.Е. Приборы для измерения температуры / Ю.Е. Кра-марухин. -М. : Машиностроение, 1990. 208 с.

266. Точность контактных методов измерения температуры / А.Н. Гор-дов, Я.В. Малков, Н.Н. Эргард, Н.А. Ярышев. — М. : Изд.-во стандартов, 1975.-232 с.

267. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. — М.: Энергия, 1978. 704 с.

268. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. : справочник / под общ. ред. чл.-корр. АН СССР В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. - М. : Энергоатомиздат, 1988. — 560 с.

269. Мурин, Г.А. Теплотехнические измерения / Г.А. Мурин. М. : Энергия, 1968.-584 с.

270. Зажигаев, JI.C. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / JI.C. Зажигаев, А.А. Кишьян, Ю.И. Рома-ников. М. : Атомиздат, 1978. - 232 с.

271. Маркова, Е.В. Планирование эксперимента в условиях неоднородно-стей / Е.В. Маркова, А.Н. Лисенков. М. : Наука, 1973. - 219 с.

272. Рабинович, С.Г. Погрешности измерений / С.Г. Рабинович. Л. : Энергия, 1978.-262 с.

273. Хуторной, А.Н. Теплозащитные свойства многослойных наружных кирпичных стен зданий с применением коннекторов : дис. канд. техн. наук : 05.23.03 : защищена 06.07.01 : утв. 12.10.01. Томск, 2001.-208 с.

274. ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. М. : Изд-во стандартов, 1985. -24 с.

275. ГОСТ 25380-82. Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. -М.: Изд-во стандартов, 1988. 11 с.

276. Ребиндер, П.А. Поверхностное явление в дисперсных системах / П.А. Ребиндер. -М. : Наука, 1979.-381 с.

277. Ильинский, В.М. Расчет влажностного состояния ограждающих конструкций при диффузии водяного пара / В.М. Ильинский // Промышленное строительство. 1965. — № 2. — С. 223—228.

278. Ильинский, В.М. Коэффициенты переноса водяного пара для расчета влажностного состояния ограждающих конструкций зданий / В.М. Ильинский // Инженерно-физический журнал. — 1965. — Т. 8, № 2. — С. 223-228.

279. Лыков, А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах / А.В. Лыков. -М. : Гостехиздат, 1954. С. 98-121.

280. Богословский, В.Н. О потенциале влажности / В.Н. Богословский // Инженерно-физический журнал. 1965. - Т. 8, № 2. - С. 116.

281. Богословский, В.Н. Шкала относительного потенциала влажности и ее использование для оценки влажностного режима ограждения / В.Н. Богословский, Е.И. Тертичник // Сб. науч. трудов МИСИ, 1970. -№68.-С. 57-61.

282. Власов, О.Е. Основы теории капиллярной диффузии / О.Е. Власов. -М. : Изд. ЦНИИПСа, 1940. 179 с.

283. Ушков, Ф.В. Метод расчета увлажнения ограждающих частей зданий / Ф.В. Ушков. М. : Изд-во МКХ РСФСР, 1955.- 104 с.

284. Перехоженцев, А.Г. Вопросы теории и расчета влажностного состояния неоднородных участков ограждающих конструкций зданий /

285. А.Г. Перехоженцев. Волгоград : ВолгГАСА, 1997. - 273 с.

286. ГОСТ 16483.7-71. Древесина. Методы определения влажности. М. : ИПК Изд-во стандартов, 1999. - 5 с.

287. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. — М. : Изд-во стандартов, 1989. 10 с.

288. ГОСТ 24992-81 Каменные конструкции. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке. М. : Изд-во стандартов, 1982. -18 с.

289. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 20. С.-Петербург : Гидрометеорологическое изд-во, 1993. - 717 с.

290. Исаков, Г.Н. Моделирование временного хода температуры в припочвенном слое атмосферы / Г.Н. Исаков, А.И. Кусков // Математическое моделирование и теория вероят-ностей. Томск: Том. гос. ун-т, Изд-во «Пеленг», 1998. - С. 40-45.

291. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. — М. : Стройиздат, 1984. 168 с.

292. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С. Серговский, А.И. Рассев М. : Лесная промышленность, 1987.-360 с.

293. Патякин, В.И. Техническая гидродинамика древесины / В.И. Патя-кин, Ю.М. Тишин, С.М. Базаров. М.: Лесная промышленность, 1990.-304 с.

294. Шубин, Г.С. Тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин. М.: Лесная промышленность, 1990. -336 с.

295. Кречетов, И.В. Сушка древесины / И.В. Кречетов. М.: Лесная промышленность, 1980. - 432 с.

296. Тимошенко, А.Т. Ограждающие конструкции зданий с влажным режимом эксплуатации в экстремальных условиях Крайнего Севера /

297. A.Т. Тимошенко, С.С. Ефимов, Г.Г. Попов. Якутск : ЯНЦ СО РАН, 1996.-200 е.,

298. Чудинов, Б.С. Теория тепловой обработки древесины / Б.С. Чудинов. -М. : Наука, 1968.-255 с.

299. Фогель, В.О. Новый метод комплексного определения теплофизиче-ских характеиристик полимерных материалов и их зависимость от параметров внешней среды тмпературы и давления / В.О. Фогель,' ,> 1/4)11 1 U 1 1, 1 ! I '>'

300. П.Г. Алексеев // Инженерно-физический журнал. 1962. - Т.5, №2. -С. 35-41.

301. Цветков, Н.А. Оценка влияния боковых потерь при определении те-плофизических свойств материалов / Н.А. Цветков, С.А. Карауш, С.И. Скачков // Известия вузов. Строительство. — 1992. — №1. — С. 120-122.

302. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. (Вторая редакция) : утв. Минэкономразвития РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ 26.06.1999 № ВК 477 ; рук. авт. кол :

303. B.В. Косов, В.Н. Лившиц, А.Г. Шахназаров. М. : ОАО НПО «Изд-во Экономика», 2000. - 421 с.

304. Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации МДС 81-35.2004; утв. Постановлением Госстроя России от 5.03.2004 № 15/1.

305. ТЕР 81-02-10. Сб. 10. Деревянные конструкции.: Адм. Томской обл. -Томск, 2002.-38 с.

306. ТССЦ 81-01-2001. Материалы для общестроительных работ, ч. 1.: Адм. Томской обл. Томск, 2003. — 66 с.

307. ЕНиР Сб. 40. Изготовление строительных конструкций и деталей. Вып. 3. Деревянные конструкции и детали / Госстрой СССР. — М. : Стройиздат, 1987. 87 с.