автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Нестационарный тепло- и массоперенос в многослойных ограждающих конструкциях

003053043

ИБРАГИМОВ АЛЕКСАНДР МАЙОРОВИЧ

НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС В МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Специальность: 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и

сооружения"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2007

003053043

Работа выполнена в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете на кафедрах «Строительное материаловедение и специальные технологии» и «Строительные конструкции» и в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) на кафедре «Строительные конструкции».

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Федосов Сергей Викторович

академик РААСН, доктор технических наук, профессор

Бондаренко Виталий Михайлович

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Савин Владимир Константинович

доктор технический наук, профессор Гранев Виктор Владимирович

Ведущая организация:

Московский государственный строительный университет (МГСУ)

Защита состоится «/V »(ААрТА 2007 г. в на заседании дис-

сертационного совета Д 218.005.05 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, 15, зал заседаний (7-ой корпус, 1-ый этаж).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, 15, МИИТ.

Автореферат разослан «/3» & 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат техн. наук, доцент

Шавыкина М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Работа посвящена изучению процессов тепло- и массопереноса в слоистых средах применительно к ограждающим конструкциям зданий и сооружений при нестационарных режимах их эксплуатации, а также разработке и совершенствованию инженерных методов расчета и проектирования этих конструкций.

Актуальность работы. Энергосбережение возведено в ранг государственной политики практически всех развитых стран, в том числе и России. Строительная отрасль не составляет исключение. Одним из направлений по энергосбережению является совершенствование и ужесточение норм проектирования. Новая редакция СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий», СНиП 23-022003 "Тепловая защита зданий", СТО 00044807-001-2006 "Теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций", ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме», изменения №№ 3 и 4 к СНиП И-3-79** «Строительная теплотехника» предъявляют повышенные требования к теплозащите зданий. Нормы с изменениями базируются на двух принципах: энергосбережения и санитарно-гигиенической пригодности к эксплуатации. Смысл проектирования ограждающих конструкций заключается в назначении необходимого сопротивления теплопередаче конструкции (Я). Конструктивное расположение слоев должно обеспечивать нормальный режим эксплуатации, при котором влажность материалов конструкции не должна превышать определенного уровня, и обеспечивался бы отвод конденсационной влаги, которая образуется в результате диффузии водяного пара через толщу конструкции из помещения наружу. Однако, нормами практически не учитывается процесс проникновения капиллярной влаги в толщу конструкции вследствие атмосферных воздействий, грунтовых вод, субъективных факторов, возникающих при эксплуатации зданий (аварии тепло- и во-доснабжаюищх сетей, отсутствие надлежащего водоотвода с кровли, неисправности вентиляции, снижение, против нормативной, температуры теплоносителя в отопительных приборах, старение и деструктивное разложение вертикальной и горизонтальной гидроизоляции стен, нестационарность процессов тепломассопереноса и т.д.). Таким образом, проектирование ограждающих конструкций по существующим нормам не является безусловной гарантией их эксплуатационной надежности. Повышенное содержание влаги в стенах можно с полной уверенностью отнести к дефектному состоянию, так как влага существенно снижает физико-механические и теплофизические характеристики материалов. Отсутствие на стадии проектирования моделирования процессов, протекающих в конструкциях, и прогнозирования поведения конструкций при работе их в реальных условиях приводит к увеличению теплопотерь и к преждевременному старению конструкций. Отсутствие единой политики в области стандартизации и сертификации строительной

индустрии будет и дальше приводить к большим экономическим потерям.

По мнению автора, настало время, использовав наработки в других областях теплофизической науки, вернуться к разработкам академика A.B. Лыкова на новой качественной ступени и как бы «вернуть долг» строительной теплофизике в части расчета и последующей разработки рациональных ограждающих конструкций, отвечающих требованиям нормативных документов с учетом реально протекающих нестационарных физических процессов в толще многослойной конструкции (теплоперенос, паро-, воздухо-, влагопроницание, промерзание, оттаивание, сушка, конденсация). Анализ современных публикаций позволяет сделать вывод о разобщенности исследований в области математического моделирования и расчета термовлажност-ных процессов, протекающих в реальных многослойных ограждающих конструкциях.

В связи с изложенным, в работе была поставлена цель: исходя из паспорта специальности 05.23.01., п.З - создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций, наиболее полно учитывающих специфику воздействия на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности.

Для реализации этой цели были решены следующие основные задачи:

1. На основе существующих и новых решений задач внутреннего тепло-массопереноса при краевых условиях максимально приближенных к реальным, разработаны математические модели процессов, происходящих в различных строительных материалах, которые составляют тело многослойных конструкций.

2. На базе полученных решений созданы инженерные методы расчета для оптимального проектирования многослойных ограждающих конструкций.

3. Разработаны новые методики натурных испытаний строительных материалов и конструкций на тепло- и влагопроводность.

Научная новизна диссертации:

1. Впервые для процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса, разработано их обобщенное математическое описание в приложении к строительным материалам, конструкциям, зданиям и сооружениям.

2. На основе математического описания предложен комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых средах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками. Метод базируется на решении ряда краевых задач:

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластане с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конструкции);

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластине с фиксированными границами и условиями I рода на этих границах при неравномерном начальном распределении температур и внутреннего источника теплоты по толщине пластины;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты по толщине пластины с комбинированными граничными условиями I и II рода;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты, который изменяет свою мощность по толщине пластины и во времени при комбинированных граничных условиях I и II рода;

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конструкции);

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями И и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции).

3. Разработанный метод реализован в широком классе прикладных задач и позволяет смоделировать реальные ситуации, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях, связанные с промерзанием, оттаиванием, сушкой и охлаждением до температуры точки росы любого слоя строительного материала, из которого состоят эти конструкции.

4. Получены новые данные о кинетике процессов, протекающих в теле многослойной конструкции, в зависимости от исходных условий.

5. Осуществлена разработка трех новых методик теплотехнических испытаний строительных материалов и конструкций без использования климатической камеры. Применение этих методик позволяет определить физические характеристики строительных материалов и строительных конструкций в период их изготовления или эксплуатации и рассчитать их фактическое сопротивление теплопередаче.

В диссертации автор защищает:

- обобщенное математическое описание процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса в приложении к строительным материалам и конструкциям;

- аналитические решения краевых задач теплопереноса при различных

начальных условиях;

- аналитические решения краевых задач тепло- и массопереноса при произвольных начальных распределениях потенциалов переноса и при наличии источников теплоты и массы на поверхности (или в объеме) строительного материала конструкции;

- аналитические решения краевых задач взаимосвязанного тепло- и массопереноса при задании плотности теплового и массового потока в виде постоянной величины или функции;

- математические модели и инженерные методы расчета многослойных ограждающих конструкций;

- результаты экспериментальных исследований по определению температурных и влажностных характеристик строительных материалов;

- предложения по проектированию ограждающих конструкций.

Работа выполнялась по тематике программы "Жилище", а также программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограммы 211.02 - "Строительные материалы, энергосберегающие и экологически безопасные технологии их производства" и 211.03 - "Строительные конструкции и совершенствование методов их расчета").

Практическое значение работы.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы на ОАО "Ивановская домостроительная компания" при проектировании и производстве трехслойных железобетонных панелей, при строительстве комбината детского питания, жилого дома по Педагогическому переулку, обследовании перекрытия клиники «Миленарис», фасадов здания ОАО "Текстиль-Профи-Иваново", чердачного перекрытия главного корпуса ИГ АСУ в г. Иваново, и трех корпусов Тейковского ХБК, а также могут быть использованы при составлении проектов, дополнений и новых редакций разделов нормативных документов, касающихся прочностных и теплотехнических характеристик ограждающих строительных конструкций. Результаты исследований переданы в ведущие проектные институты города Иваново: ОАО «Промстройпроект», ОАО институт «Ивановопроект», ЗАО «Ивановопроект ГПИ-6», ОАО институт «Гидроагротехпром», проектный институт ОАО «Ивановская домостроительная компания»; ОГУ «Ивгосэкспертиза»; в НИИ строительной физики (г. Москва), а также внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по строительным специальностям в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете. Вместе с тем, полученные результаты носят общий характер и, кроме строительства, могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Благодаря предложенным математическим моделям и методам расчета у проектировщиков и исследователей появилась возможность отказаться от длительных по времени, достаточно громоздких (в отношении приборного обеспечения) испытаний строительных материалов, многослойных конструкций и аппроксимировать данные нестационарного процесса на состояние конструкции при ста-

ционарном процессе.

Апробация работы.

Результаты работы доложены на:

- на 1-ой Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажност-ная обработка материалов)". - Москва, 2002 г. (пленарный доклад);

- на четырех Российско-Польских семинарах «Теоретические основы строительства» (Россия - 2002 г. /Москва/, Польша - 2003 г. /Варшава/, Россия - 2004 г. /ТШовгород/, Польша - 2005 г. /Варшава. Ольштейн/;

- на Соломатовских чтениях «Проблемы строительного материаловедения» г. Саранск, 2002 г. (пленарный доклад) и 2004 г.;

- на III Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» - Волгоград, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященном 150-летию В.Г. Шухова - Белгород, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" X Бенардосовские чтения (ИГЭУ, 2001 г.);

- на VI академических чтениях РААСН "Современные проблемы материаловедения". - Иваново (2000 г.);

- на восьмых академических чтениях РААСН "Современное состояние и перспективы развития строительного материаловедения". - Самара (2004 г.);

- на трех апрельских конференциях (академических чтениях), состоявшихся в НИИСФ "Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях".- Москва (1999,2000,2003гг.);

- девяти Международных научно-технических конференциях, состоявшихся в ИГ АСА «Информационная среда ВУЗа» (1996, 1997,1999...2005гг.);

- четырех технических совещаниях в администрации г. Иванова с приглашением директоров и главных инженеров кирпичных заводов и проектных институтов г. Иванова;

- на заседаниях архитектурно-строительной секции Ивановского отделения Петровской академии наук и искусств (1999,2003 гг.);

- опубликованы в 40 статьях и одной монографии.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения с основными выводами. Она содержит 341 страницу машинописного текста, включая: 14 таблиц, 96 рисунков и 4 блок-схемы, библиографический список из 238 наименований и 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Часть I. «Теоретические исследования и разработки»

Введение и первая глава предваряют работу, здесь рассматриваются теоретические аспекты проблемы нестационарного тепломассопереноса в ограждающих конструкциях, анализируется современное состояние проблемы моделирования и расчета процессов тепломассопереноса в таких конструкциях, проводится анализ достоинств и недостатков существующих методов расчета, а также осуществляется физико-математическая постановка задачи о нестационарной тепломассопередаче через многослойную ограждающую конструкцию.

Строительная теплофизика как наука начала формироваться в 20-е годы прошлого столетия. Необходимо отдать дань уважения и привести имена ученых, которые стояли у ее истоков. Основы строительной теплофизики заложили инженеры-строители и строители-теплотехники В.Д. Мачинский, К.Ф. Фокин, Г.А. Селиверстов, Э.Х. Одельский, A.C. Эпштейн, O.E. Власов, P.E. Брилинг, JI.A. Семенов, С.Н. Шорин, А.М. Шкловер, Б.Ф. Васильев, Ф.В. Ушков, А.У. Франчук, В.М. Ильинский и другие ученые. Уже тогда было проведено условное разделение строительной теплофизики на две области: область создания микроклимата в помещении за счет систем кондиционирования и область разработки ограждающих конструкций. Эти две области хотя и разделены между собой, но имеют достаточно тесные взаимосвязи и оказывают влияние друг на друга.

В 40...50-х годах строительная теплофизика вышла на качественно новый уровень. Фундаментальные исследования A.B. Лыкова, его учеников и последователей позволили математически смоделировать процессы, протекающие в ограждении при различных режимах эксплуатации здания. Эстафету A.B. Лыкова подхватили ученые НИИСФ, МИСИ, МНИИТЭП, ЦНИИПС. В 70-х годах накопленные знания были сведены в первой редакции СНиП «Строительная теплотехника».

Приведем более подробно гносеологию в области развития методов расчета ограждающих конструкций с учетом их влажностного состояния. В 1927 и 1928 годах выходят работы В.Д. Мачинского, в которых впервые обращено внимание на диффузию водяного пара в ограждающей конструкции за счет разности давлений на внутренней и внешней поверхности ограждения. К.Ф. Фокин, взяв за основу стационарный влажностный режим, определил зону конденсации водяных паров в толще ограждения, тем самым был впервые создан метод влажностного расчета. Относительная простота и ясность физической модели и математического ее описания обусловили широкое распространение этого метода и породили множество его модификаций, которые используются и в настоящее время, вплоть до СНиП «Строительная теплотехника», а также для ориентировочной оценки влажностного состояния ограждающих конструкций. Началом развития методов расчета неста-

ционарного влажностного режима можно считать работу A.C. Эпштейна, в которой для решения дифференциального уравнения второго порядка, описывающего перенос влаги, предложено использовать метод конечно-разностной аппроксимации. В 1941 году К.Ф. Фокин предложил метод «последовательного увлажнения», O.E. Власов и Ф.В. Ушков довели этот метод до графической реализации. Решающее влияние на развитие методов расчета оказали исследования влагопереносных свойств строительных материалов, проведенные O.E. Власовым и P.E. Брилингом. Это позволило К.Ф. Фокину уточнить метод «последовательного увлажнения», а В.Г. Гагарину еще более усовершенствовать его, вплоть до реализации в нормативных документах. Впервые в 1951 году в работе А.У. Франчука был предложен универсальный метод расчета, который совместно рассматривал нестационарные температурный и влажностный режимы с учетом влияния на них множества факторов. Метод совершенствовался самим Ф.У. Франчуком и его учениками В.И. Лукьяновым, Ю.Д. Ясиным, О.В. Дегтяревым, подспорьем в реализации метода служат «Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов» Ф.У. Фанчука и таблицы Л.М. Никитиной. Однако, многофакторность задачи, формализация параметров влагопереноса, обусловленная экспериментальным их получением, отсутствие данных по некоторым изменяемым характеристикам влагопереноса, на изменение которых влияет изменение температуры и влагосодержания материала, сложность самого метода затрудняют широкое его использование, хотя В.И. Лукьяновым метод реализован на ЭВМ.

Особую группу методов температурно-влажностного расчета ограждающих конструкций составляют методы, базирующиеся на разработках «апологетов» строительной теплофизики A.B. Лыкова и В.Н. Богословского, которые для упрощения физико-математической модели влагопереноса ввели термин-понятие «потенциал влажности» (0). У A.B. Лыкова «потенциал влажности» - это экспериментальный потенциал, применение которого обусловливает разделения уравнения тепломассопереноса на два, одно из уравнений описывает влагоперенос за счет действия градиента изотермического потенциала, второе - за счет действия градиента температур. Введение экспериментального потенциала влажности позволяет рассматривать многослойные ограждающие конструкции, так как упрощаются условия сопряжения влажностного состояния на стыке слоев и фронтов, а также сокращается количество коэффициентов влагопереноса, которые необходимо определить экспериментально для решения конкретной задачи. У В.Н. Богословского «потенциал влажности» - это изотермический потенциал, градиент которого одновременно учитывает влагопроводность и термовлагопроводность. Применение потенциала В.Н. Богословского позволяет свести дифференциальные уравнения, описывающие систему, к форме записи классического уравнения Фурье для нестационарной теплопроводности, а, как известно, это уравнение хорошо изучено, но возникает необходимость экспериментально

определять свои коэффициенты влагопроводности, которые зависят и от вла-госодержания, и от температуры.

Процессы тепло- и массообмена, происходящие при формировании микроклимата помещения, благодаря разработкам В.Н. Богословского, учеников его школы Е.И. Тертичника, Б.В. Абрамова, А.Г. Перехоженцева, В.Г. Гагарина и других ученых в настоящее время изучены и рассмотрены достаточно полно, а методика теплотехнического проектирования ограждения вот уже на протяжении более двадцати лет остается практически неизменной. В основу методики теплотехнического расчета ограждения по СНиП положена стационарность процессов тепло- и массопереноса, что не в полной мере соответствует истинной физической картине процессов, реально протекающих в ограждающей конструкции.

В практике широко распространены инженерные методы решения задач нестационарной теплопередачи, такие, как методы конечных разностей, методы экспериментальных аналогий и др.

Для решения задач переноса теплоты и массы в твердом теле используют следующие методы:

- вариационные: Ритца, Канторовича, Треффтца, Био, Лейбензона;

- линеаризации: методы алгебраических или интегральных подстановок, метод последовательных приближений, метод малого параметра (метод возмущений);

- проекционные: метод коллокаций, метод Бубнова-Галеркина, метод моментов, метод интегрального теплового баланса и осреднения функциональных поправок;

- сведение краевой задачи к уравнениям и задачам других типов: метод приведения краевой задачи с нелинейными граничными условиями к эквивалентному нелинейному функциональному уравнению, метод приведения краевой задачи с коэффициентами переноса, зависящими от температуры, к нелинейному интегральному уравнению, метод сведения краевой задачи в частных производных к задаче, описываемой обыкновенными дифференциальными уравнениями.

Существуют условия, при которых коэффициенты внутреннего и внешнего переноса теплоты и влаги существенно не меняются в течение временных рамок процесса, что позволяет говорить о их постоянстве в определенном промежутке времени и вынести их за знаки математических операторов, тогда нелинейная краевая задача тепломассопереноса становится линейной. Для решения линейных краевых задач тепломассопереноса используют следующие методы:

- классические: метод разделения переменных (метод Фурье), метод функций источников (функций Грина); эти методы детально описаны А.Н. Тихоновым и A.A. Самарским;

- интегральных преобразований: в конечных и бесконечных пределах (методы Лапласа, Лапласа-Карсона, Фурье, Ханкеля).

Если в задачах теплопереноса присутствует нелинейность, то применяют вариационные и численные методы. Любая методика решения имеет достоинства и недостатки. Существуют определенные ареалы задач, в которых эффективен тот или иной метод, например: метод разделения переменных с успехом применяется для описания процессов нестационарного переноса в телах с неравномерными начальными распределениями температур и линейными граничными условиями. Однако метод эффективен лишь для достаточно больших значениях Fo, при Fo<0,l ухудшается сходимость ряда и точность решения уменьшается. В случае, когда тело имеет переменные тепло-физические свойства для решения краевых задач теплопроводности обычно используют вариационные и численные методы, однако с уменьшением числа Фурье точность решения также снижается. Методом интегральных преобразований Лапласа решают краевые задачи как для больших значений чисел Фурье (решение в виде бесконечного ряда), так и для малых (в виде приближенных решений, точность которых возрастает с уменьшение значений чисел Фурье), однако возникает необходимость определения области применимости этих двух видов решений в зависимости от значения Fo. С.П. Рудобашта предложил зональный метод расчета кинетики процессов сушки капиллярно-пористых материалов, который развил C.B. Федосов.

Анализ существующих подходов и методов расчета температурновлаж-ностного состояния строительных материалов и конструкций позволил сделать следующие выводы:

1. В основе математического моделирования температурновлажностных процессов, протекающих в строительных материалах, изделиях и конструкциях лежит система дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных, а также математическая запись начальных и граничных условий, таким образом, наблюдается некоторое единство исходных предпосылок расчета и общность математической трактовки казалось бы разных, по своей сути, процессов.

2. Совместное решение уравнений, описывающих процесс, (решение задачи «в лоб») вызывает существенные математические трудности, для преодоления которых вводятся различного рода допущения и упрощения. Эти допущения и упрощения вносят определенную погрешность в количественные результаты расчета, хотя качественная картина процесса сохраняется.

3. Усложнение условий задачи, например, многослойность строительных конструкций, несимметричность граничных условий, неравномерность начальных условий, дополнительный учет различных факторов на порядок повышают математические трудности, что приводит к громоздкости решений. Из-за громоздкости за буквами формул теряется физический смысл, и решения получаются сложными в физическом понимании и инженерном обращении, поэтому требуется специальная подготовка проектировщика, что ограничивает широкое применение полученных решений.

В связи с этим, одной из главных задач диссертации было получение аналитических решений ряда краевых задач тепло- и массопереноса и разработка на базе этих решений простого в физическом понимании и удобопри-емлемого в инженерном обращении именно инженерного метода расчета, который бы описывал нестационарные процессы тепло- и массопереноса с высокой степенью достоверности и позволял адекватно запроектировать конструкцию.

Вторая, третья, четвертая и пятая главы посвящены решению краевых задач для неограниченных пластин при несимметричных граничных и неравномерных начальных условиях в случае теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале; взаимосвязанного тепломассопереноса. Предложен комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых средах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками.

Рассмотрим на примере нестационарного процесса теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции предлагаемую математическую модель и идею комбинированного метода расчета (глава 2).

Уравнение теплопроводности в общем случае имеет нелинейный вид: ф(х,т)с(х,т)р(х,т)] = д ^т)а(х,т)

(1)

I

1

дх Эх|_ 4 Зх

Физическая картина процесса может быть представлена следующим образом (Рис. 1а): многослойная (для простоты рассматривается трехслойная) стенка имеет начальное распределение температур: 1,(х,0) = 1о; 12(х,0) = 1<>; 13(х,0) = ^

В момент времени т=0 с левой стороны стенки подается тепловой поток я, под влиянием которого первый слой начинает прогреваться (Рис. 16). Изменение полей температур характеризуется кривыми 1 и 2. При этом второй и третий слои имеют температуру го.

В момент времени т* (кривая 3) тепловой фронт достигает границы первого и второго слоев, и в этом месте появляется градиент температур:

1о

Ега^бьт!)^^!^;

(2)

1о

I

II

III

После этого момента поле температур будет проникать глубже в стенку, как показывают кривые 4 и 5. Температура третьего слоя остается равной 1о до

б,

4-5з =

Рис. 1а

IV

«3

-1r-

Рис. 16

to

момента времени т2, когда температурный градиент достигнет стыка второго и третьего слоя. И так далее. В момент времени т3, когда температурный градиент достигнет внешней границы последнего слоя ограждения, в процессе теплопереноса оказываются задействованы все слои ограждения. При достаточно большом значении времени процесса, (теоретически при х—><х>) в конструкции сформируется стационарное поле температур (ломаная линия 7 Рис. 1в), значения которого используется для расчета R, по методике СНиП II-3-79 **.

Предлагаемая методика позволяет методом решения обратной задачи непосредственно рассчитывать значение R из нестационарного температурного поля.

В математической постановке используем комбинированный метод решения краевых задач теплопереноса, идею которого впервые разработал C.B. Федосов более 20 лет назад. Метод базируются на основе сочетания элементов аналитического и численного решения. Суть метода состоит в том, что весь процесс теплопереноса делится на ряд малых временных интервалов. В пределах каждого интервала предполагаем, что температура одинакова на границе II и III и постоянна плотность теплового потока через соприкасающиеся поверхности, т.е. идеальный тепловой контакт.

Общая задача разбивается на три автономные, но взаимосвязанные между собой.

Задача 1. Теплоперенос в слое 1 с граничными условиями третьего рода, которые учитывают конвективный обмен на границе I, и первого рода, которые характеризуют постоянство температуры на границе II слоев 1 и 2.

Задача 2. Теплоперенос в слое 2 с граничными условиями второго рода, которые характеризуют постоянство плотности теплового потока через границу II, и первого рода, характеризующие постоянство температуры на границе III.

Задача 3. Теплоперенос в слое 3 с граничными условиями второго рода

на границе III и граничными условиями третьего рода, которые характеризуют теплообмен между поверхностью слоя 3 на границе IV с окружающей средой по закону Ньютона.

Каждая из этих задач решается аналитически. Решение общей задачи нестационарной теплопроводности можно получить в результате сопряжения этих аналитических решений на каждом временном интервале. Это позволяет перейти от граничных условий четвертого рода к граничным условиям первого и второго рода на поверхностях раздела слоев 1 и 2, 2 и 3, что облегчает решение задачи.

Общее решение для задачи 1 получено C.B. Федосовым и имеет вид:

T(!.Fo)=T<5i^)-2£liÄ4zi)exp(-,2Fo)x V Bi + 1 ) n=1 Bi + cos ц„

1 Т5

.0

Общее решение для задачи 2 получено в виде:

(3)

T(x,Fo)=Ki

П=1 lXZnZ

exp --

я n

Fo

+ £2cos(nnx)exp

n=l

f J 71 П

Fo

V

(4)

fT0(i;)cos(nn!;)dÇ. 0

Общее решение для задачи 3 получено в виде:

W

T(x,Fo)= -К, £ 2f рр(- ^Ро)н

n=lHnlBi + sln Un)

00

п=1рЦв14-зт2цп) о

Величина температурных градиентов для каждого слоя имеет вид: - для задачи 1: дТ(х,Ро) _

(5)

Т5

Bi V „g Bi nncos[nn(l-x)]

+ 2Х

Bi + 1

jT0(Ç)sin(nn(l-Ç)) dÇ

n=i Bi + cos цп

1Ь

exp

(-PnFo)x

.0

- для задачи 2: 5Т(х, Fo) Ж

Un

(6)

= -Ki + Ki£ n—1

8Hnsin(l4ix)

_2„2 Я П

exp

f j-rï

я n

Fo

r V

n n 1

=1

- для задачи 3:

- L2nnsin(nnx)exp--—-Fo И T0(g,)cos(|J.t,£>)d£,. (7)

о

dT(x,Fo) = +Ki £ 2Bj fasin(nnx) / _

m n=lH^Bi + sin2Hn) * П '

n=lfi^Bi + sinznnJ v ' о

(8)

Расчет температурных полей в многослойной конструкции с помощью аналитических решений (3), (4) и (5) и их сопряжений на каждом временном интервале осуществляем следующим образом: в начальный момент времени температура материалов ограждающей конструкции имеет равномерное распределение и равна tg (Рис. 2а). По уравнению (3) рассчитывают поле температуры в первом слое конструкции для первого малого интервала времени (Рис. 26). Далее определяют величину температурного градиента на границе И слоев 1 и 2 по выражению (6). В том случае, если градиент температуры (ГО равен нулю, то по выражению (3) рассчитывают температурное поле в первом слое для следующего временного интервала. Если температурный градиент (П) отличен от нуля (Рис. 2в), то его величина закладывается в качестве граничного условия второго рода в задаче 2. В этом случае величина теплового потока (q2) и критерий Кирпичева (Ki) определяются путем умножения величины температурного градиента (П) на коэффициент теплопроводности первого слоя (А.(). По выражению (4) рассчитывают поле температур во втором слое (Рис. 2д). Полученное новое значение температуры второго слоя в месте контакта слоев 1 и 2 задается в качестве граничного условия первого рода в задаче 1. С новым значением граничного условия задачи 1 рассчитывают поле температур в первом слое для следующего интервала времени (Рис. 2д) и так далее, до момента, когда градиент (Г2), определяемый выражением (7), не станет отличен от нуля (Рис. 2е). Величина отличного от нуля градиента (Г2) закладывается в качестве граничного условия второго рода в задаче 3. В этом случае величина теплового потока (q3) и критерий Ki определяются путем умножения величины температурного градиента (Г2) на коэффициент теплопроводности второго слоя (12). По выражению (5) рассчитывают поле температур в третьем слое (Рис. 2ж). Полученное новое значение температуры третьего слоя на границе III в месте контакта слоев 2 и 3 задается в качестве граничного условия первого рода в задаче 2. С новым значением граничного условия первого рода в задаче 2 рассчитывается поле температур во втором слое (Рис. 2и). Полученное новое значение температуры второго слоя в месте контакта слоев 1 и 2 задается в качестве граничного условия первого рода в задаче 1. С новым значением граничного условия за-

дачи 1 рассчитывают поле температур в первом слое для следующего интервала времени (Рис. 2к) и так далее, до момента, когда градиент (Г3), определяемый выражением (8), не станет отличен от нуля (Рис. 2л). Тогда методом последовательных приближений рассчитывается момент, когда ^з^в, именно для этого момента, в зависимости от поставленной задачи, окончательно рассчитывают все параметры многослойной ограждающей конструкции.

Не составляет особого труда распространить этот алгоритм на п-слойную конструкцию.

Теоретически весь процесс теплообмена можно разделить на три стадии.

Стадия I. Нерегулярный режим. Тепловой режим не упорядочен и существенно зависит от начального распределения температуры. При стадии 1 необходимо исследовать ряды (3), (4) и (5) при малых значениях Ро, но именно эта стадия наиболее близко описывает реальные условия теплопередачи через ограждение, например, колебания внешних температур, включение и выключение отопительных приборов, режимы сезонной эксплуатации и т.д.

Стадия 2. Регулярный режим. Изменение температуры описывается первым членом рядов выражений (3), (4) и (5) и не зависит от начального распределения температуры. Методы стадии 2 называют методами регулярного теплового режима, они заложены в методику теплотехнического расчета по СНиП П-3-79**

Стадия 3. Температура всех точек тела одинакова и равна температуре окружающей среды.

С теоретической точки зрения одной из сторон анализа решений вида (3), (4) и (5) является определение времени и последовательности наступления регулярного теплового режима, именно временной фактор является существенным при решении многих задач теплопередачи.

Предлагаемая математическая модель позволяет решить следующие задачи: оценить тепло-физическое состояние проектируемых конструкций при различных режимах эксплуатации и, как следствие, рационально их запроектировать под конкретный режим или диапазон режимов, подобрать соответствующие материалы слоев; рассчитать поле температур в сложных в конструктивном отношении многослойных конструкциях, например, когда расположение слоев дискретно; при замере температуры в характерных точках (на стыках слоев и поверхностях конструкции) определить тепло-физические характеристики материалов, составляющих обследуемую конструкцию; при лабораторных испытаниях существенно сократить время испытания, у исследователей появляется возможность не дожидаться установления регулярного режима, а также отказаться от климатической камеры и дорогостоящего приборного обеспечения экспериментов и исследований; при решении обратной задачи непосредственно определить сопротивление теплопередаче всей слоистой конструкции и отдельных ее слоев из неустановившегося температурного поля.

Рис. 2 17

Критериями достоверности разработанной методики расчета явились:

- тождественность решений, полученных по методике СНиП и предлагаемой методике при т=оо;

- отклонение расчетных данных от экспериментальных не превышает 14%;

-апробация методики при натурных исследованиях многослойной конструкции (ограждающей панели жилого дома) с последующим вскрытием тех мест конструкции, в которых методика показала отсутствие утеплителя.

Предлагаемая методика расчета реализована на персональной ЭВМ типа ШМ и позволяет моделировать во времени распределение температурного поля в толще ограждающей конструкции. Некоторые примеры результатов расчета нестационарных температурных полей в теле в многослойных конструкциях приведены в ЧАСТИ II настоящей работы, а блок-схема программы в приложении.

Представление результатов счета в цифровом и графическом виде, а также возможность варьирования различных параметров задачи позволяют смоделировать практически любую ситуацию и провести ее всесторонний анализ. Достоверность полученных результатов зависит от адекватности математического моделирования кинетики процессов.

Все вышеизложенное позволяет рекомендовать разработанную математическую модель нестационарного теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции к практическому применению.

Влажность материалов реальных строительных конструкций в различные периоды эксплуатации изменяется в широких пределах и впрямую влияет на процесс теплопереноса. Поэтому в главе 3 предложена математическая модель комбинированного метода расчета нестационарного процесса теплопереноса во влажных слоистых средах.

Физико-математическую постановку задачи проследим на примере промерзания многослойной кирпичной кладки. Три остальных случая (оттаивание, испарение, конденсация) аналогичны по физической картине рассматриваемому примеру.

Физическая картина процесса может быть представлена следующим образом (Рис. За): многослойная (для простоты рассматривается трехслойная) стенка находится в стационарном (талом) состоянии, вся влага в конструкции находится в виде пара и жидкости, распределение температур по слоям имеет вид:

1,(х,0) = 1о; 12(х,0) = 1о; 13(х,0) =

Слева от конструкции располагается по-

<о

1о

I

И

III

IV х

5,

4

Рис. За

t

to

-i-Рис. 36

tH

-Ir-

tn3B

мещение, поверхность I омывается воздухом внутренней (в) среды, справа от конструкции располагается наружная (н) среда. Теплообмен на поверхности I и IV происходит по закону Ньютона. В момент

времени т=0 температура наружной среды I .и

внезапно понижается ниже температуры замерзания влаги в материале. В слое 3 начинает образовываться зона промерзания, правая граница которой совпадает с плоскостью IV, а левой является изотермическая плоскость фронт промерзания с температурой Ц =0°С, т.е. равной температуре замерзания влаги на открытом

воздухе. При этом, второй и первый слои 1 а б в

остаются с температурой to (см. Рис. 36). С течением времени фронт начинает продвигаться в глубь слоя 3. Температура справа начинает понижаться и в определенный момент времени достигает температуры tmB - равной температуре полного замерза- to ния влаги в материале, которая определяется опытным путем для каждого конкретного материала. Согласно учению П.А. Ребиндера влага в материале может находиться в пяти видах: химически связанная вода, адсорбционно связанная

вода, капиллярно связанная вода, осмотически связанная вода и свободная вода, удерживаемая в дисперсной структуре, захваченная телом механически. Температура ц соответствует температуре замерзания свободной воды, а температура tn3B может быть принята равной температуре замерзания осмотически связанной или капиллярно связанной воды, так как для большинства строительных материалов именно эти два вида влаги - адсорбционная и капиллярная являются основными. Таким образом, в слое 3 образуется три зоны (см. Рис. Зв):

(а) - талая зона, левая плоскость ее ограничена плоскостью III (плоскость физического контакта слоев 2 и 3), а правая - фронтом промерзания -изотермической плоскостью с температурой равной Ц;

(б) - зона промерзания, левая, ограничивающая ее плоскость, совпадает с изотермической плоскостью фронта промерзания а правая плоскость зоны ограничена изотермической плоскостью с температурой равной tn3B;

(в) - мерзлая зона, левая плоскость зоны имеет температуру tn3B, а правая совпадает с плоскостью IV, разграничивающую физическую поверхность

Рис. Зв

конструкции (слой 3) с наружной средой.

В каждой зоне (а), (б) и (в) будет свой коэффициент теплопроводности: Кз', Кз; Кз соответственно. Индекс (3) номер слоя.

При достижении фронтом промерзания физической границы III сопряжения слоев в процесс промерзания начнет вовлекаться слой 2 и в расчете необходимо будет учитывать Хб2. И так далее. Всего возможны двадцать четыре характерных случая взаимного расположения физических границ I...IV и изотермических плоскостей с температурами Ц, и t^,.

В зоне промерзания происходят фазовые превращения влаги, не вся влага одновременно превращается в лед при температуре 0°С, а происходит постепенное ее замерзание по мере снижения температуры. Температура на левой границе этой зоны равна температуре фронта промерзания i^=0oC, а на правой границе некоторой температуре полного замораживания влаги troB в материале. Температура t„3B различна для различных материалов и, согласно современным исследованиям может достигать минус 70...90°С для адсорбционной влаги, которая наиболее связана с материалом. Современные представления насчитывают до девяти видов льда. В мерзлой зоне вся влага или большая ее часть находится в виде льда. Ее правая граница определяется наружной поверхностью слоя 3 и соответствующей температурой среды t„, а левая температурой ta3B.

Для решения задачи в зоне промерзания и определения скорости продвижения фронта промерзания в тело слоя первоначально получим решение краевой задачи теплопроводности с фиксированными границами и условиями первого рода на этих границах. Поместим начало координат на стыке мерзлой зоны и зоны промерзания. Математически запись этой краевой задачи может быть представлена следующей системой уравнений:

^ дх2

t(x,0)=to(x); (10)

t(0,T)=tro!>; (И)

«5п,т)=Ц, (12)

здесь: q(x) - мощность объемного источника тепла, возникающего в зоне промерзания при превращении жидкости в лед (теплота льдообразования), при условии пренебрежения облимацией. Значение q(x) максимально у изотермической плоскости tn3B и минимально у фронта промерзания Ц. Функция, в первом приближении, может быть линейна или иметь гиперболический характер распределения.

Решение краевой задачи (9)...(12) имеет вид:

Т(- г \ *(Х'Т)-*Ф /, 2 « 1 . , / 2 2„ V

Т(х,го)—-— = (1 - х) — 2 —вицяпх)• ехр1- я п Ро 1+

^пзв ^ф ЯП=1П

+ 22 зт(лпх)ехр(- я2п2Ро)}т0(^)зт(яп^)^ + (1 - + (13)

п=1

+ х}р0(а1-^-4 I -^8т(япх)ехр(-л2п2Ро)}ро^)зт(яп^.

X п=1 И О

Если для упрощения принять, что в зоне промерзания лед образуется по всей толщине зоны с одинаковой интенсивностью, т.е. источник льдообразования имеет равномерное распределение, то получаем частный, но очень важный случай. Этот случай можно принять в качестве первого приближения для оценки скорости промерзания. Решение (13) упрощается и принимает вид:

Т(х,Ро)=- — 2 -8т(тшх)-ехр(-7С2п2Ро)+(1-х)+—х(1-х)+

лп=1п

-2 2 5ш(япх)-ехр(-тс2п2Ро)/Т0(Озт(т1п£)<14-

(14)

П = 1

1

4Ро ®

■—Г 2 -твт

И п=1,3,5„ П£

(ппх)-ехр(- я2п2Ро).

Решение для малых временных интервалов (Ро<0,1) имеет вид: Т(х, Ро) = егй:—- егй:

2-х

1

2-Уро 2-Уро 2 л/пРо

|}т0Юехр Г1

4Ро

<1§ + /То(Оехр

О

Нх + #

4Ро

± | Ро(^)- ¡егй; 10

1x41

24¥О

1

2~1х + 4[ 2Ро

(15)

+1 Ро(^)-¡ег& 0

В мерзлой зоне к ее внешней (правой) поверхности подается холодный воздух, левая граница определяется температурой 1ПЗВ и с течением времени продвигается в тело ограждения вслед за зоной замораживания (б). Анализ кинетики процесса приводит к необходимости постановки и решению краевой задачи теплопереноса с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты.

Граничные условия для рассматриваемой задачи сформулируются следующим образом:

- на границе мерзлой зоны и зоны промерзания температура равна 1ПВЗ, т.е. условие первого рода;

- на внешней поверхности мерзлой зоны постоянство теплового потока от атмосферного воздуха к поверхности слоя, т.е. условие второго рода. Постановка такого условия возможна только при расчете комбинированным методом, идея которого представлена выше, т.е., когда в условиях ¡-го микропроцесса можно считать, что не изменяются теплофизические свойства материала и границы зон. Тогда для ¡-го микропроцесса теплопереноса в мерзлой зоне математическая запись краевой задачи примет вид:

5Т(х,Ро) = эМуо) + ро(х), Ро>0, о<х< 1; (16)

еБо ж2

Т(х,0)=З^Ь!тв=т0(х); (17)

'гав

_сТ(0,Ро) = к., Зх

Т(1,Ро)=0. (19)

В (1б)...(19) приняты обозначения:

Т(х,Ро) = 1^Ьт=. Ро = М. = К1 = 1А_, {20)

*пзв 5М ^пзв ^-'пзв

здесь б„ - толщина мерзлой зоны, - плотность потока теплоты от газа к поверхности ограждения (Вт-м 2).

Решение рассматриваемой краевой задачи для мерзлой зоны имеет вид:

Т(х,Ро) = 'М"*™ = Кл{(1 - х) + 2 £ (1 - х)]• ехр(- ц2 Ро)1 +

пзв [ п=1 Цп \

+ 2 X соз(цпх

п=1 о О

+ -21 -^соз(цпх)ехр(- ц2Р0)}ро*(^)со5(цпОс1^

О п=1Ц„ О

Для равномерно распределенного по толщине зоны источника выражение (21) принимает вид:

Т(Х,Бо) = К1 (1 -х)+2£ Ц-5т[цп(1-х)]-ехр(-фо)\ + I п=1 Цп )

+ 2 соз(цп х)-ехр(- ц2Ро)/Т0(Осо5(цп^)<1^ + (22)

п=1 О

+ 2РО* £ Ь^.со8(Цпх).ехр(-ц2ро).

п=1

Приближенное решение для малых чисел Фурье, полученное по аналогии с предыдущей задачей, будет иметь вид:

T(x,Fo) =

1

-7==^ Т0(^)ехр 2JnF0 0

4Fo

d^-[T0fe)exp О

(2-|х±#

4Fo

-VFob

ierfc

2VF0

-i-erfc

2-х

1

■jPo*fe)- ierfc

0

2Fo

2VF0

4.

Ki+JPo*(^)-ierfc 0

.M

2VF0

(23)

Если в выражениях (13), (14), (15), (21), (22) и (23) положить х=1 и решить их относительно т, то можно определить время промерзания слоя (в зоне промерзания и мерзлой зоне).

Особый интерес инженеров-проектировщиков и эксплуатационников вызывает необходимость определения скорости промерзания, т.е. скорости продвижения фронтов в тело конструкции. Для определения этих скоростей воспользуемся подходом П.Г. Романкова и В.Ф. Фролова. Эффект переноса массы (в нашем случае промерзания) вследствие неоднородности температурного поля несомненно носит градиентный характер, поэтому возможно использование уравнения Фика:

]=-0 ^С, (24)

где коэффициент О имеет смысл суммарной массопроводности реального капиллярно-пористого материала, С - массосодержание рассматриваемого компонента (вода, лед) в порах материала. Дифференциальное уравнение для определения координаты (£) фронта фазового превращения внутри слоя имеет вид:

D

(C5-Cf)

(25)

Е, "dx

где Cf = const - концентрация льда в порах материала при отрицательной температуре воздуха на поверхности слоя, СЕ, - концентрация льда в порах на фронте фазового превращения воды в лед, Св - концентрация влаги в порах материала слоя в талой зоне.

Анализ выражения (25) позволяет сделать вывод о замедлении с течением времени скорости процесса промерзания конструкции, что соответствует реальной физике процесса.

Задача еще более усложняется, если в многослойной конструкции присутствует утеплитель, практически не содержащий в своем объеме влагу (например, пенополистирол) или слой пароизоляции. Решение для такого слоя получено в главе 2 настоящей работы, его необходимо состыковать с полученными.

Выражения (13), (14), (15), (21), (22) и (23) пригодны для решения широ-

кого класса задач, так как процесс промерзания конструкции может бьггь с успехом заменен на процесс оттаивания промерзшей конструкции. В этом случае зона промерзания заменяется на зону конденсации, а место мерзлой зоны займет зона сушки. Однако необходимо иметь в виду, что процесс оттаивания мерзлой ограждающей конструкции должен протекать за более короткое время, чем процесс промерзания, так как оттаивание в реальных условиях происходит с обеих сторон мерзлой зоны. Особенностью постановки задач промораживания талой конструкции и оттаивания мерзлой конструкции является то, что эти два процесса рассматриваются в отдельности и в течение процесса температура среды (внутренней для промерзания и наружной для оттаивания) остаются фиксированными. На самом деле эти процессы происходят одновременно: внутри включаются отопительные приборы, снаружи температура падает ниже нуля. Фронты движутся навстречу друг другу и стыкуются между собой через определенный промежуток времени, который определяется условиями на поверхностях ограждения. Особенность решения такой задачи состоит в выборе первоначальной температуры ограждающей конструкции и температуры стыковки решений задач промерзания и оттаивания. Решение такой задачи совершенно четко позволяет ответить на вопросы, тесно связанные с рациональным проектированием ограждения: где зона конденсации влаги в теле многослойного ограждения; какой применить утеплитель и где рационально его разместить; какие конструктивные мероприятия необходимо предусмотреть для удаления влаги из конструкции; каким должен быть температурно-влажностный режим помещения для нормальной эксплуатации ограждающей конструкции; какова долговечность конструкции с точки зрения морозостойкости материалов ее составляющих, и так далее. С помощью полученных решений вполне адекватно можно смоделировать и описать процесс аварии теплоцентрали или водовода и условие проникновения влаги в ограждающую конструкцию.

В главе 4 рассматривается математическая модель нестационарного те-плопереноса в многослойной железобетонной ограждающей конструкции при тепловлажностной обработке с учетом наличия в слоях бетона объемного источника тепла (гидратация цемента), изменяющегося по толщине конструкции и во времени.

Глава содержит аналитические решения краевых задач, как для отдельных слоев, так и для многослойной конструкции в целом.

При моделировании было учтено, что изделие формуется "лицом" вниз как это показано на рисунке 4.

При горизонтальном расположении изделия на поверхность слоя 4 подается постоянный тепловой поток к границе IV, который обусловлен технологическими параметрами пропарочных камер. Исследованиями установлено, что на границах III и II температура не должна превышать температуры деструктивного разрушения утеплителя. В слоях 2 и 4 происходит реакция гидратации цемента с выделением тепла. На границах I и IV постоянство теплово-

го потока и условие II рода, а на границах II и III постоянная температура, т.е. условие I рода.

Тепловой поток из слоя 4 не может проникнуть через утеплитель к слою 2 и наоборот.

Рис. 4 Фрагмент вертикального разреза по конструкции и опалубке:

1 - дно металлической опалубки; 2 - лицевой слой бетона; 3 - слой пенополисти-рола; 4 - внутренний слой бетона.

4 3 < 2 К - ч , - \\ ч . \ ч^. III

Шжжш II

1 ^у - I \ \ * \ \ ч - \\ Ч . • - Г-

Общая задача для трехслойной конструкции разобьется на три: Задача 1. (рис. 5)

II

Г

Г

л.

Рис. 5 Расчетная схема лицевого слоя бетона панели

Теплоперенос в слое 2 конструкции с граничными условиями на границе I - второго рода, и граничными условиями первого рода на границе И, где максимум температуры ограничен температурой деструктивного разложения утеплителя (пенополистирола).

Предположим, что начальная температура слоя одинакова по всей толщине (рис. 5).

(26)

(27)

Граничные условия: . т

- граница I: —А.—*—- = я,

Эх

где я - теплопоток, действующий на границу I.

- граница И: 1(5,т) = где температура на границе II.

Начальные условия:

Для начала расчетов принимается 1(х,0) = 10(х). (28)

а(х,т) Э21(х,т) , , Уравнение теплопроводности: —*-- = а—> + я(х,т). (29)

дх. Эх

где I- температура; т- время; х- координата; а- коэффициент теплопроводности; я(х,т)- объемный источник тепла, обусловленный тепловым эффектом, возникающим при гидратации цемента. В общем случае эта величина

зависит от соотношения компонентов в бетонной смеси, и ее числовое значение изменяется во времени процесса тепловлажностной обработки и по толщине обрабатываемого слоя.

Методом интегральных преобразований Лапласа получим общее решение системы в виде:

T(x,Fo) = Ki(l-x)-2Ki^

COSI

(30)

-2g(-l)"oos^-|+Ttnjj-sin JPo^tJ-e^^Vd^.

_ £ . t(x,x)-t8 ч q(x,Fo)S2

где x = —; T(x,Fo) = ——--; Po(x,Fo) = —-'-— - критерий Померан-

5 v ' Ät 4 ' a-At

цева; ts - температура на границе II; Fo = ^- критерий Фурье; Ki = ^ ^ -

о X-tg

критерий Кирпичева; T0 - безразмерная температура в начальный момент

времени; ja„ - корни характеристического уравнения cos|in = 0; At = t^, -16 -

температура среды у границы II. Задача 2.

Для четвертого (несущего) слоя приняв с допущением, что интенсивность теплового воздействия на границе IV достаточно продолжительна на этапе изотермического прогревания, с достаточной степенью достоверности можно принять, что через границу IV идет постоянный тепловой поток, т.е. (1) - условие второго рода, а на границе III граничные условия аналогичны граничным условиям границы II - (2). Таким образом, задача для слоя 2 и 4 имеет "зеркальную" аналогию, с разницей только в толщине слоя и направлении оси координат (х).

Решение задачи для слоя 4 аналогично решению для слоя 2. Задача 3.

Для слоя 3 учитывая, что это утепляющий слой (пенополистирол), не являющийся источником внутреннего теплового эффекта (нет гидратации цемента, как в предыдущих задачах) и независимо от какой границы I или IV будет направлен тепловой поток от пропарочной камеры, уравнение теплопроводности примет вид:

(31)

Общее решение задачи имеет вид (4).

Алгоритм расчета трехслойной конструкции таков. В начальный момент

времени температура во всех слоях конструкции одинакова и равна t0. Для первого малого интервала времени по выведенным зависимостям рассчитывают поле температуры в первом слое 2 или 4 конструкции. После этого определяют величины градиентов температуры на границах II и П1. Если градиент равен нулю, то поток тепла от опалубки и от паро-воздушной среды пропарочной камеры не достиг границ II и III.

Далее производят расчет для следующего временного интервала в слое 4 (2) и так далее.

Осуществляется поиск режимов, при которых происходит одновременное достижение температуры близкой к температуре деструктивного разложения пенополистирола на границах II и III. Этого можно добиться лишь тогда, когда в процессе бетонирования и тепловлажностной обработки будут четко выполняться все расчетные технологические режимы и параметры.

Решение (30) можно использовать при расчете процессов, происходящих в монолитной палубе при зимнем бетонировании с применением термоопалубки и утеплением открытой поверхности бетона.

В главе 5 приведена предлагаемая методология расчета нестационарных полей взаимосвязанного тепло- и массопереноса в слоистых средах.

Создание точной математической модели описания процессов переноса тепла и влаги в ограждающей конструкции представляет сложную задачу, поэтому в настоящее время при решении используют различного рода упрощения и допущения. Например, нормы II-3-79** рекомендуют рассчитывать сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции исходя из того, что процесс теплопередачи стационарный, а влажностные условия определены значениями таблиц приложений 2 и 3 норм.

В данном исследовании была поставлена задача разработки методики расчета многослойных ограждающих конструкций, работающих в нестационарных условиях эксплуатации. За основу математического моделирования взяты уравнения взаимосвязанного тепломассопереноса в слое, имеющие вид:

Й „2- Ст 30 -aqv

ö©

aqV t + Er—(32) т cq т

= атУ2© + ат6'У21 + ат5'У2Р; (33)

от

§ = арУ2Р+е^.§. (34)

от * сч «л

Для решения системы (32)...(34) должны быть поставлены краевые условия, которые в общем виде можно записать следующим образом:

- начальные условия: обычно задаются на начальный момент времени (т=0) распределение потенциалов тепло- и массопереноса в виде функции координаты для одномерной задачи 1:(х, 0) и 0(х, 0). (35)

- граничные условия:

"4v0n + 4q (т)-0 - еЬт М = 0; "^m(Ve)n +Xm5'(Vt)n + Xp(VP)n + Чт(т) = 0;

(36)

(37)

(38)

Pm = р = const,

где qq и qm - плотность потоков тепла и вещества, индекс (п) означает поверхность тела.

Первый член равенства (36) -Xq(Vt)„ в физическом смысле представляет количество тепла, ушедшего от поверхности внутрь ограждения; второй qq(x) - количество тепла, подведенное к поверхности ограждения; третий -(1-E)rqm(t) - количество тепла, затраченного на испарение жидкости. Если е=1, то испарение происходит внутри тела конструкции, если е=0, то поток влаги состоит из потока жидкости и испарение происходит только на поверхности. Равенство (37) носит название балансового уравнения массы вещества. К поверхности тела влага подводится под действием градиентов потенциала Xm(V€>)„ - массопереноса, X,„8'(Vt)n -теплопереноса и Ap(VP)n - градиента общего давления. С поверхности тела в окружающую среду отводится поток массы влаги qm(t). Равенство (38) отображает равенство давлений парогазовой смеси у поверхности ограждения Рт и барометрического давления окружающей среды р.

Для многослойной конструкции должны быть поставлены условия сопряжения слоев, а при учете фазовых превращений наложены дополнительное условие внутри каждого слоя на подвижной границе раздела фаз. Использовав идею метода зонального расчета, который разработал С.П. Рудобашта, для решения задачи применяем комбинированный метод, который базируются на основе сочетания элементов аналитического и численного решения. Предлагаемая методика расчета позволяет упростить решение задачи без существенного ущерба для точности решения. Суть метода состоит в том, что весь процесс тепловлагопереноса делится на ряд малых временных интервалов. В пределах каждого интервала предполагаем, что температура одинакова на границе II и III, и постоянна плотность теплового потока через соприкасающиеся поверхности, т.е. идеальный тепловой контакт, а также массовый контакт.

Общая задача разбивается на три автономные, но взаимосвязанные между собой.

Задача 1. Тепловлагоперенос в слое I с граничными условиями третьего рода, которые учитывают конвективный теплообмен на границе I по закону Ньютона, влагообмен поверхности с окружающей средой по закону Дальтона и первого роде, которые характеризуют постоянство температуры на границе

II слоев 1 и 2 и постоянство влагосодержания.

Задача 2. Тепловлагоперенос в слое 2 с граничными условиями второго рода, которые характеризуют постоянство плотности теплового и массового потока через границу II, и первого рода, характеризующие постоянство температуры и постоянство влагосодержания на границе III.

Задача 3. Тепловлагоперенос в слое 3 с граничными условиями второго рода, которые характеризуют постоянство плотности теплового и массового потока через границу III и граничными условиями третьего рода, которые характеризуют теплообмен между поверхностью слоя 3 на границе IV с окружающей средой по закону Ньютона и массообмена по закону Дальтона.

Каждая из этих задач решается аналитически. Решение общей задачи нестационарного тепловлагопереноса можно получить в результате сопряжения этих аналитических решений на каждом временном интервале.

При решении краевых задач учитывались три вида зависимости:

a) Kim = const; б) Kim = Bim[l-0(O, Fo)]; в) Kim = Kim (Fo).

В диссертации получены решения для всех трех задач и зависимостей Kim, но в автореферате они не приводятся ввиду громоздкости записи

Полученные решения для задачи 1, 2, 3 с успехом реализуются в алгоритме расчета многослойной конструкции, идея которого и детальная разработка представлены в главе 2 настоящей работы. Некоторая громоздкость записи выражений практически не влияет на качество расчета, так как возможности современной вычислительной техники позволяют получить итоговое решение за 10... 15 минут машинного счета. Трудоемкость заключается в аккуратной подготовке и задании исходных данных, а также получении (выявлении) недостающих для расчета теплофизических характеристик материалов, которые можно получить только опытным путем (методика их получения приведена в части II диссертации). Блок-схема программы расчета приведена в приложении к диссертационной работе.

Часть II. «Расчетно-экспериментальные исследования и разработки»

В главе 6 представлены разработки методик определения различных параметров, необходимых для расчета и проектирования различного рода конструкций, материалов, грунтов и оснований, а также описание установок для проведения экспериментов и описания самих экспериментов.

- Методика определения сопротивления теплопередаче многослойных кирпичных кладок;

- Методика определения сопротивления теплопередаче утеплителей;

- Методика определения температурных полей во влажных образцах при их промерзании;

Особенностью разработанных методик является то, что у исследователей появилась возможность отказаться от климатической камеры и проводить как модельные, так и натурные исследования и испытания строительных материалов, конструкций, изделий.

В главе 7 для иллюстрации эффективности теоретических и экспериментальных исследований с помощью предлагаемых математических моделей и методов расчета рассмотрены некоторые прикладные задачи, приведен анализ решений и рекомендации по проектированию конструкций.

Оптимальное проектирование многослойных ограждающих конструкций с точки зрения теплопереноса. Анализ теоретических и экспериментальных разработок позволил сделать следующие выводы:

- плитный утеплитель в многослойных ограждающих конструкциях следует устраивать в местах, как можно ближе расположенных к наружной поверхности конструкции, либо вообще вынести утеплитель на наружную поверхность, т.к. только в этом случае исключается пагубное влияние влаги на несущую способность стен и обеспечивается надлежащий микроклимат в помещении;

- применение утеплителей с А. < 0,04 Вт/(м °К) и толщиной 120... 140 мм позволяет сохранить модульные размеры (толщины) кладок 380, 510, 640 и 770 мм, что облегчает перевязку швов;

- при увеличении сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций из полнотелого силикатного кирпича на 29% и из силикатного один-надцатипустотного кирпича на 26% по сравнению с существующими и запроектированными конструкциями без учета изменений №3 к СНиП в климатических условиях Ивановского региона в зимний период конденсат не образуется;

- при реконструкции существующих зданий, памятников архитектуры или наличия сложного, архитектурно-выразительного фасада зачастую единственно возможное решение - это размещение утепляющего слоя внутри помещения. Конструктивным решением, в этом случае, для исключения образования конденсата является устройство вентилируемой воздушной прослойки толщиной >40 мм между стеной и слоем утеплителя.

Расчет многослойного ограждения на промерзание

В качестве примера смоделирована ситуация. Рассмотрена трехслойная стенка: 1 слой - кладка из силикатного кирпича 6=380 мм; 2 слой- утеплитель (пенополистирол) 5=140 мм; 3 слой - кладка из силикатного кирпича 5=120 мм. Внутренняя температура воздуха +20°С. Начальная наружная температура +Ю°С - случай (а); -10°С - случай (б); -20°С - случай (в). Наружная температура воздуха понижается (похолодание) с интенсивностью 1°С в час.

Расчет показывает, что на границе III (стык второго и третьего слоя) температура при похолодании уменьшится на 1°С: для случая (а) через 6 ч 20 мин; для случая (б) через 5 ч 40 мин; для случая (в) через 5 ч 10 мин. Таким образом, чем ниже начальная температура наружного воздуха, тем за более короткий срок промерзает конструкция при дальнейшем понижении этой температуры (похолодание в ночные часы).

Если скорость понижения температуры наружного воздуха увеличивается вдвое, т.е. 1°С за 30 минут, то разница между температурой наружной поверхности ограждения (граница IV) и температурой наружного воздуха возрастает, например, при -25°С (случай а) с 2,4°С до 2,68°С.

По классической теории суточные колебания температуры носят затухающий маятниковый (гармонический) характер, что приводит к установлению стационарного распределения температуры в толще ограждения (это положено в основу современных нормативных теплотехнических расчетов), однако полученные результаты убедительно показывают, что игнорирование нестационарности процессов, особенно в наружном слое ограждения, который работает в худших термовлажностных условиях, приводит к ошибке при подсчете циклов замораживания и оттаивания в зимний период эксплуатации зданий, а именно к занижению их числа. На самом деле число циклов значительно выше нормативных, что приводит к преждевременному старению материала и, как следствие, снижению несущей способности и надежности конструкции.

Расчет температурных полей многослойных влажных конструкций.

На рисунке 6 графически представлены некоторые результаты расчетов, произведенных по формулам (13) и (14). При малоинтенсивном источнике теплоты (Рис. 6а) внешний перенос оказывает определяющее воздействие на процесс, поэтому температура внутренних слоев непрерывно уменьшается и стремится к стационарному распределению при значении числа Фурье, равным 0,5. Если источник тепла более мощный (Рис. 66), то характер процесса изменяется. В этом случае стационарное распределение температур также достигается при Ро=0,5, однако, в начальный период развития процесса количество выделившейся теплоты льдообразования превышает количество теплоты, отводимой от поверхности ограждения, т.е. наблюдается непрерывный рост потенциала переноса. С течением времени устанавливается баланс между выделившимся и отводимым количеством теплоты и распределение

а) Ро=1; Т0(х)=1; б) Т0(х)=1 -х, Ро=10;

Ро: (1)-0, (2)-0,005, (3)-0,01; Ро (1)-0, (2)-0,01; (3)-0,05,

(4)-0,05; (5)-0,5 (4)-0,1; (5)-0,5.

Рис. 6 Динамика полей безразмерных температур по толщине зоны промерзания

Некоторые результаты расчетов по формуле (22) приведены на рисун-

, ,т \з

2 N. »4

1

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 х а)К1=1,0;

Ро: (1)-0,1; (2)-1,0; (3)-3,0;

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 х б) Ро=0;

Кг(1)-0,5;(2)-1,0, (3)-3,0

Рис. 7 Динамика полей безразмерных температур по толщине мерзлой зоны в зависимости от чисел Померанцева (а) и Кирпичева (б) при Т0(х)= 1-х2; (1) Ро=1,0.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. При увеличении мощности внутренних источников теплоты (другими словами — «чем интенсивнее образуется лед»), а также плотности теплового потока к поверхности ограждения приводит к быстрому повышению температуры во внутренних слоях материала.

2. При замораживании влажных талых конструкций и оттаивании мерзлых конструкций можно говорить о гистерезисной петле процессов. Однако, на вид гистерезисных петель очень сильно влияет реальная ситуация, например:

- процесс оттаивания промерзшей ограждающей конструкции менее продолжителен по времени, чем процесс промерзания, так как оттаивание происходит с обеих сторон замороженной зоны;

- при наличии чередующихся в теле конструкции мерзлых и талых зон, возникающих при нестационарных процессах, общие векторы замораживания и оттаивания в количественном отношении совпасть по гистерезису практически не имеют возможности.

- нестационарность процессов, при детальном их рассмотрении, вообще не позволяют построить гистерезисную петлю в общепринятом понимании, так как петли имеют ступени - разрывы перехода фазового состояния влаги, временные характеристики действия внутренних и внешних факторов, массивность (тепловая инерция) материалов также накладывают свои поправки на график гистерезиса, и петли зачастую имеют очень причудливое начертание.

Пример решения комплексной задачи проектирования ограждающих конструкций жилого помещения, фундамента и основания.

В качестве примера рассмотрено распределение полей температур в наиболее характерных местах ограждения первого этажа, подвала и прилегающей к подвальной части толще грунта.

Схема конструкций приведена на Рис. 8. За исходные данные приняты следующие параметры: здание расположено в третьей климатической зоне (г. Иваново); температура внутренней среды (жилое помещение) 1В=+20°С; температура воздушной среды подвального помещения 1П=+10°С; температура наружного воздуха 1„=-29°С.

Рассмотрим узел 1 Рис. 8. Толщина оконных стекол равна 0,002 м; толщина воздушной прослойки 8=0,10м. Анализ результатов расчета позволяет сделать следующие выводы: при нестационарном процессе уже через час в конструкции устанавливается распределение температурных полей, эквивалентное стационарному процессу; уменьшение толщины воздушной прослойки до 48 мм ведет к промерзанию конструкции, на поверхности внутреннего оконного стекла температура равна - 0,7°С, что приводит к образованию конденсата и последующему намора-гис. й к комплексной задаче живанию слоя льда.

проектирования ограждения здания

Рассмотрим узел 2 Рис. 8. Толщина несущей части стены из силикатного кирпича 51=0,380 м; толщина ограждающей части стены из силикатного кирпича 5з=0,120 м; толщина утеплителя из пенополистирола 52=0,140 м.

Анализ результатов расчета позволяет сделать следующие выводы:

1. Если принять температуру фронта промерзания 1ф=0°С, то уже через час нестационарного процесса в ограждающий слой кладки фронт промерзания проникает на глубину 3,2 см, через 2 часа - на 6,6 см, через 2 часа 32 минуты слой 3 промерзает полностью, и в процесс охлаждения начинает вовлекаться слой 2. Через три часа процесса фронт промерзания продвинется в тело конструкции на 13 см, через 4 часа - на 15 см, через 5 часа - на 16,7 см, через 6 часов - на 18,1 см, через 12 часов на 21,4 см, через 1 сутки - на 22,1 см,

через 1 сутки и 10 минут отмечена максимальная глубина промерзания конструкции - 22,2 см, далее фронт промерзания начинает отступать и двигаться к внешней поверхности ограждения, и через 5 суток значение температуры практически выходит на уровень стационарного режима, а глубина промерзания составляет 21,6 см.

2. Глубина промерзания при регулярном режиме составляет 21,6 см, а фактическая глубина промерзания превышает ее на 0,6 см.

3. Чем ниже начальная температура слоев и больше их влажность, тем быстрее и глубже в тело конструкции продвигается фронт промерзания

Рис. 10 Деталировка рис. 9 Рассмотрим узел 3. Цокольная часть ограждения подвала. - толщина железобетонного блока 6=0,600 м.

Анализ результатов расчета позволяет сделать следующий вывод: если температура внутреннего воздуха в подвале будет ниже, чем в рассматриваемом примере всего на 1°С и составит 9°С, то через пять суток (самая холодная пятидневка) фундаментный блок промерзнет насквозь, и на его внутренней поверхности выступит конденсат.

Рассмотрим узел 4.

Смоделируем ситуацию - момент включения отопления в жилом доме.

Исходные данные: пол (половая доска 8=33 мм); утепляющий слой (керамзитовая засыпка 8=100 мм); несущая конструкция (железобетонная пустотная панель 8=220 мм). Анализ результатов расчета позволяет сделать следующие выводы: при стационарном процессе разница между температурой внутреннего помещения комнаты и температурой поверхности пола (нормативный перепад) составляет 1,2°С; в начале процесса эта разница составляет 10°С; через час после включения отопления эта разница сокращается до 4°С; через два часа после начала процесса температура практически равняется нормативному перепаду.

Моделирование нестационарных процессов в железобетонной трехслойной панели при термовлажностной обработке.

Одним из способов увеличения скорости твердения является пропарива-ние бетона. Согласно современным представлениям полный цикл термовлажностной обработки подразделяют на 4 основных этапа (см. Рис. 11):

1 этап - предварительное выдерживание до пропаривания;

2 этап - повышение температуры в камере пропаривания;

3 этап - непосредственно изотермическое прогревание;

4 этап - охлаждение.

При рассмотрении конкретного примера - производство трехслойных железобетонных панелей для жилых зданий на Ивановской домостроительной компании, анализ полученных результатов исследований позволил сделать следующие выводы: - для этапа 2: с течением времени скорость процесса прогрева конструкции уменьшается, более массивные слои прогреваются медленнее, что соответствует реальной физике процесса; по прошествии регламентных 3 часов постепенного повышения температуры в камере пропаривания температура внутри утеплителя не превышает +37,7°С; - для этапа 3: при существующих конструктивных решениях панелей максимально возможная температура пропаривания составляет +80°С, а время пропаривания не должно превышать 9 часов; предлагаемая температура пропаривания +72°С позволяет осуществить технологический процесс в более продолжительном режиме без опасения деструктивного разложения утеплителя; - для этапа 4: с течением времени скорости процесса остывания конструкции уменьшаются, более массивные слои остывают медленнее, что соответствует реальной физике процесса; по прошествии регламентированных 2 часов остывания внутри утеплителя сохраняется температура +58,6°С, а на поверхно-

3 этап

"Тч

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 т, час Рис. 11 Технологическая схема автоклавной обработки 1 - типовая технологическая карта, 2 - предлагаемый режим, 3 и 4 - реальные циклы термообработки на Ивановской ДСК.

сти панели +45,5°С, таким образом, при соприкосновении с поверхностями панели человека возможен термальный ожог, поэтому продолжительность 4 этапа необходимо увеличить до 3 часов.

Параллельно был сделан расчет температурных полей для слоев 2 и 4 (рис.4) с учетом теплового эффекта при гидратации цемента. В качестве примера приведем результаты расчета температуры на поверхности II рис. 4 при различных режимах пропарки конструкции в зависимости от ее толщины. По результатам которого были построены графики зависимости температуры на поверхности II и толщины конструкции (Рис. 12 и 13). 41

400

толщина конструкции, мм

-ва>с

70<С

- 80°С

Рис. 12 Изменение температуры после 1 ч тепловлажностной обработки

гч 82 1 О то . I I

° 74 % А А-

* -4

в № * * А

С-* -

га 58 -

С VX

а> 42 - ♦ ♦ ♦W *

38 г J 70 1 0< ) 1 5( 2 0( ) 2 5( 3 0 3 3 5 Э 400

толщина конструкции, мм

—♦—80°С -■—70"С -±-60С

Рис. 13 Изменение температуры после 10 ч тепловлажностной обработки

Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы:

1. Температурная составляющая от теплового эффекта гидратации цемента незначительно влияет на картину распределения температур по толщине конструкции, изготовленной из тяжелого бетона, при тепловлажностной обработке;

2. Высокая теплопроводность и незначительная толщина металлического листа дна формы не оказывают существенного влияния на температуру поверхности И. Максимальная разница температур между поверхностью III и II при тепловлажностной обработке составляет 3,4 °С, т.е. нет необходимости в термоактивации опалубки для обеспечения комфортных условий твердения бетона в изделии;

3. При толщине конструкции более 200 мм тепловая инерция конструкции незначительно сказывается на величине температуры, на границах II и III при различных режимах тепловлажностной обработки;

4. Бетон лицевого (нижнего) слоя не успевает набирать нормативную прочность, для распалубливания, за время нахождения конструкции в проходной пропарочной камере;

5. При существующем технологическом режиме бетон несущего (верхнего) слоя конструкции не достигает прочности необходимой и достаточной для распалубливания, поэтому при доводке изделий до кондиции происходит значительный перерасход материала (цемент) и увеличиваются трудозатраты (затирание и железнение);

Для иллюстрации эффективности предложенного метода расчета на рисунке 14 приведены результаты расчета процесса ТВО трехслойной железобетонной панели по предлагаемому режиму (линия 2 рис. 11) без учета (сплошная линия) и с учетом (пунктирная линия) теплового эффекта реакции гидратации цемента, которые подтверждены экспериментально.

— —— -— - с учетом теплового эффекта реакции гидратации цемента ————— - без учета теплового эффекта реакции гидратации цемента Рис. 14 Температура характерных поверхностей трехслойной железобетонной панели согласно обозначениям рисунка 4

Оптимальное проектирование многослойных ограждающих конструкций с точки зрения тепломассопереноса.

Анализ результатов расчета позволяет сделать следующие выводы: устройство воздушной прослойки улучшает теплоизоляцию, но не решает проблему конденсата. Единственным приемлемым решением остается устройство пароизолирующего слоя с сопротивлением паропроницанию 10...25 мчПа/мг. Согласно приложению 11* СНиП 11-3-79** таким сопротивлением обладает полиэтиленовая пленка, которая имеет объективный срок службы 5...35 лет, поэтому целесообразно применять эффективный напыляющийся пароизоляционный слой с высокими эксплуатационными характеристиками.

В заключении приведены основные выводы по диссертации

1. Разработано обобщенное математическое описание для нестационарных процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепломассопереноса, в приложении к строительным материалам, изделиям, конструкциям основаниям и фундаментам, которое включает в себя: математическую модель процесса, систему уравнений, описывающих процесс, аналитическое решение этих уравнений, составление блок-схемы и на ее основе разработку программы реализации математической модели на ПЭВМ типа IBM.

2. На основе математического описания предложен и реализован комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых средах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками, который базируется на решении краевых задач для отдельных слоев с несимметричными граничными и неравномерными начальными условиями. Компиляция этих решений в инженерном методе расчета позволяет моделировать практически любую ре-

альную ситуацию, возникающую в плоских ограждающих конструкциях.

3. Общность математического описания позволяет распространить предложенный подход к решению задач тепло- и массопереноса не только в области строительства, но и в других отраслях промышленности - например, в нефтехимии, сталелитейном производстве, энергетике, деревообрабатывающей промышленности, т.е. там, где присутствуют процессы сушки, кристаллизации, замерзания - оттаивания, нагревания - охлаждения, конденсации -испарения, причем в слоистых средах с разными тепло-физическими характеристиками слоев и изменяющимися во времени внешними и внутренними условиями.

4. При теоретических и экспериментальных исследованиях получены новые данные о кинетике процессов, протекающих в слоистых конструкциях, состоящих из различных строительных материалов. Это позволяет впрямую выйти на рекомендации по проектированию таких конструкций в части расположения (чередования) слоев, устройства воздушных прослоек для отвода конденсационной влаги и т.п. с целью увеличения долговечности материалов, составляющих конструкцию.

5. При создании базы теплофизических характеристик материалов конструкций, особенно получении коэффициентов тепломассопереноса, которые изменяются в зависимости от температуры и влажности, на основе предложенного комбинированного метода расчета можно получить уточненные данные о динамике процессов, протекающих в теле конструкции. Для этого конструкцию следует условно разделить на гораздо большее количество слоев, руководствуясь при разделении не только номинальной однородностью материала, составляющего слой, но и постоянством коэффициентов тепломассопереноса в каждом из полученных при разбиении слое. При этом процессы, происходящие в средних слоях, будут описываться уравнениями, выведенными для второго слоя трехслойной конструкции. При программной реализации данной модели в целях экономии времени расчета вполне возможно использовать распараллеливание вычислений.

6. Предложенные математические модели позволяют решать широкий класс задач по рациональному проектированию, и эксплуатации ограждающих конструкций зданий и сооружений, например:

- оценить теплофизическое состояние проектируемых и уже существующих конструкций при различных режимах их эксплуатации;

- рассчитать поле температур и потенциалы массопереноса в сложных многослойных конструкциях;

- при лабораторных исследованиях существенно сократить время испытания, у исследователей появилась возможность не дожидаться установления регулярного режима;

- при замере температуры в характерных точках конструкции (стык слоев, поверхности конструкции) при обследовательских работах можно опре-

делить теплофизические характеристики материалов, составляющих обследуемую конструкцию;

- программы реализации предложенных методик расчета может быть использована в качестве составляющего элемента новой электронной версии СНиП, которая позволит инженерам - проектировщикам производить оптимальное проектирование ограждающих конструкций;

- оптимизировать процессы тепловлажностной обработки и пропарива-ния бетонных и железобетонных конструкций;

- оптимизировать технологию процесса монолитного бетонирования с использованием термоактивной опалубки и т.д.

7. Разработаны три новые методики теплотехнических испытаний строительных материалов без использования климатической камеры и на натурных конструкциях. Использование этих методик совместно с разработанным комбинированным методом расчета позволяет при решении обратной задачи определить сопротивление теплопередаче любого строительного материала или конструкции в реальных условиях.

8. Для прогрессивных технологий строительного производства проанализировано влияние температурно-влажностных факторов и установлена необходимость комплексных теоретических и экспериментальных исследований процессов тепломассопереноса с целью определения рациональных технологических параметров ведения процесса, поиска оптимальных режимов, обеспечивающих получения продукции с минимальным технологическим браком, определения режимов, обеспечивающих минимальные энергозатраты. Показано, что проведенные в диссертации исследования позволяют достигнуть решения поставленных задач.

9. Расчетами и экспериментально установлено, что при нерегулярных (нестационарных) режимах температура, соответствующая точке росы, и фронт промерзания проникают в конструкции гораздо глубже, чем при регулярном (стационарном). Это обстоятельство необходимо учитывать при конструктивном расположении слоев и материала конструкции во избежание проектных ошибок.

10. При решении комплексных задач, когда ортогонально сопрягаются две слоистые конструкции, разработанный метод расчета позволяет получить температурные и массовые поля на основе принципа суперпозиции и таким образом выявить взаимное влияние этих конструкций друг на друга.

11. Внедрение теоретических и экспериментальных разработок на ОАО "Ивановская домостроительная компания" позволило оптимизировать процесс термовлажносткой обработки трехслойных железобетонных панелей ограждения, содержащих в качестве утеплителя плитный пенополистирол и, как следствие, повысить качество конструкции и снизить себестоимость в среднем на 8 %.

12. Передача программного продукта (программы расчета "Wall", "Heat") в ведущие проектные институты города Иваново и НИИСФ позволя-

ет решать задачи рационального проектирования ограждающих конструкций зданий и сооружений со значительной экономией времени расчета.

Основные положения диссертационной работы опубликованы:

1. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Взаимосвязанный теп-ломассоперенос в многослойных ограждающих конструкциях при несимметричных граничных и начальных условиях // Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях: Сб. докл. пятой научно-практической конференции 26-28 апреля 2000 г. - М.: НИИСФ, 2000, С. 331...335.

2. Федосов C.B., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю. Методология расчета нестационарных полей тепло- и массопереноса в многослойной ограждающей конструкции. / В кн. Современные проблемы строительного материаловедения. Шестые академические чтения РААСН. - Иваново, 2000.

3. Ибрагимов А.М. Анализ уравнений тепло- и массопереноса, описывающих процессы, протекающие в ограждающих строительных конструкциях. / В кн. Ученые записки инженерно- технологического факультета Ивановской государственной архитектурно-строительной академии, Вып. 3 / Иваново, 2000. - С. 187...188.

4. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Расчет нестационарных температурно-влажностных полей в многослойной ограждающей конструкции. / В кн. Актуальные проблемы современного строительства. Ч. 2. Архитектура, градостроительство, строительные конструкции. Экономика и менеджмент. Материалы всероссийской XXXI научно-технической конференции. - Пенза, 25—27 апреля, 2001.

5. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Аксаковская Л.Н. Решение краевых задач взаимосвязанного тепломассопереноса в неограниченной пластине с несимметричными граничными условиями. /В кн. Актуальные проблемы современного строительства. Ч. 2. Архитектура, градостроительство, строительные конструкции. Экономика и менеджмент. Материалы всероссийской XXXI научно-технической конференции. - Пенза, 25...21 апреля, 2001.

6. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Анализ современных конструктивных решений ограждающих конструкций с точки зрения взаимосвязанного тепломассопереноса. Известия Ивановского отделения Петровской Академии наук и искусств. Архитектурно-строительная секция отделения при Ивановской государственной архитектурно-строительной академии/ Иванов, гос. архит.-строит. акад.. - Иваново, 2001. - С. 44...47.

7. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Нестационарный теп-ломассоперенос при промерзании многослойной конструкции. / В кн. Проблемы экогеоинформационных систем: Сборник трудов, вып. 2 / Иванов, гос. архит.-строит. акад.. - Иваново, 2001. -С. 3...20.

8. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Промерзание влажных грунтов. / В кн. Проблемы экогеоинформационных систем: Сборник трудов. Вып.З / Иванов, гос. архит.-строит. акад. - Иваново, 2002. - С. 13...21.

9. Федосов C.B., Ибрагимов А.М., Аксаковская JI.H. Решение задач взаимосвязанного тепломассопереноса для многослойной ограждающей конструкции при несимметричных граничных условиях. / В кн. Проблемы эко-геоинформационных систем: Сборник трудов. Вып.З / Иванов, гос. архит.-строит. акад. - Иваново, 2002. - С. 21...30.

10. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Моделирование нестационарных процессов промерзания влажных грунтов. ( Проблемный доклад). 1-я международная научно-практическая конференция " Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)" В 4 томах. Т.2. Секция 4. Теория и практика сушки древесины, материалов легкой и текстильной промышленности, строительных материалов. - М.: МГАУ, 2002. - С 139...148.

11. Федосов C.B., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Нестационарный процесс теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции с учетом фазовых превращений влаги в материале. В кн. «Проблемы строительного материаловедения»: 1-е Соломатовские чтения: Материалы Всерос. науч.-техн. конф. / Ред. кол.: В.Д. Черкасов (отв. ред.) и др. - Саранск: изд-во Мордов. ун-та, 2002. С. -411 ...425.

12. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Математическое моделирование нестационарного процесса твердения железобетонной трехслойной панели. Российско-Польский семинар «Теоретические основы строительства». Россия. 2003.

13. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Расчет температурных полей влажных грунтов. / В кн. Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций: Материалы III Международной научно-технической конференции, 27...29 марта 2003 г., Волгоград. В 4-х ч. /ВолгГАСА. Волгоград, 2003. Ч. I - С. 173...183.

14. Федосов C.B., Алоян P.M., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин

A.B. Термическая устойчивость основания дорожного полотна и плотин при их промерзании. / Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова №5. Часть 1: Материалы Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященного 150-летию

B.Г. Шухова. Белгород, 2003. - С. 387...397.

15. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин A.B. Взаимосвязанный тепломассоперенос при граничных условиях третьего рода. /Материалы X Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа» /ИГАСА - Иваново: 2003. - С. 229...234.

16. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Математическая модель нестационарного теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции. / Доклады XII российско-польского семинара «Теоретические основы строительства». - Варшава: 2003. - С. 253.. .261.

17. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Неста-

ционарный тепло- и массоперенос в строительных материалах и конструкциях при несимметричных граничных условиях. Вестник отделения строительных наук. Выпуск 8. РААСН Москва, 2004 г. - С. 410-416. - 460с.

18. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин A.B. Взаимосвязанный тепломассоперенос в многослойной ограждающей конструкции при несимметричных граничных условиях. Вестник отделения строительных наук. Выпуск 8. РААСН Москва, 2004 г. - С. 417-425. -460с.

19. Федосов C.B., Алоян P.M., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Температурная устойчивость грунтов, составляющих тело дорожных полотен и плотин. VI Международная научно-практическая конференция «Дни современного бетона». Сборник докладов. Изд-во ООО «Будиндустрия ЛТД» - Запорожье: 2004 г. - С. 129-143. - 248с.

20. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин A.B. Тепло- и массоперенос в строительных технологиях. / Международная научная конференция «Энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные производства». Сб. трудов. Том 1. Доклады. Иваново: 2004. - С. 79-95.

21. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Воздушная прослойка в многослойных ограждающих конструкциях при нестационарном тепло- и массопереносе. Материалы XI Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа» / ИГАСА - Иваново, 2004. - С. 180-186. 676с.

22. Федосов C.B., Алоян P.M., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н. Промерзание влажных грунтов, оснований и фундаментов. - М.: Изд-во АСВ, 2005. - 277с.

23. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Процессы тепло- и массопереноса при производстве сборных и монолитных железобетонных конструкций. Материалы научно-практической конференции «Долговечность строительных материалов и конструкций» / Мордовский государственный университет. - Саранск, 25-26 ноября 2004.

24. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гущин A.B. Влияние теплового эффекта реакции гидратации цемента на теплоперенос в теле железобетонной конструкции при ее тепловлажностной обработке / Доклады XIV Польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». - Варшава. Ольштейн. 2005. - С. 333-338.

25. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Лабутин А.Н. Информационный листок № 82-98. Серия Р. 67.15.55 - Иваново: Ивановский ЦНТИ, 1998.-2с.

26. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Аксаковская Л.Н. Расчет температурных полей и полей распределения потенциала переноса массы в трехслойной стеновой панели. / Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 2867. - Государственный координационный центр информационных

технологий. Отраслевой фонд алгоритмов и программ. - М. 2003.

27. Федосов C.B., Гнедина Л.Ю., Ибрагимов A.M., Игнатьев С. А. Расчет толщины теплоизоляционного (среднего) слоя трехслойных стеновых панелей (стена 2) / Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 4977.

- Государственный координационный центр информационных технологий. Отраслевой фонд алгоритмов и программ. - М. 2005.

28. Федосов C.B., Ибрагимов А.М., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Моделирование процесса тепловлажностной обработки трехслойных железобетонных панелей. Материалы XII Международной научно - технической конференции "Информационная среда ВУЗа". /ИГАСА - Иваново, 2005 -С.126 -138 -748с.

29. Ибрагимов A.M., Лопатин А.Н., Лопатин И.А. Экспериментальные исследования тепловлажностного состояния конструкции перекрытия. Материалы XII Международной научно - технической конференции "Информационная среда ВУЗа". /ИГАСА - Иваново, 2005 -С. 197 -200 -748с.

30. Ибрагимов A.M. Пример решения комплексной задачи проектирования ограждающих конструкций жилого помещения, фундамента и основания при нестационарных режимах эксплуатации. Пленарный доклад на XII Международной научно - технической конференции "Информационная среда ВУЗа". - Иваново, 2005.

31. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин A.B. Особенности поверхностного теплового воздействия на сплошную железобетонную панель при различных режимах тепловлажностной обработки. //Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научно-технической конференции, Пенза, 17-18 мая 2006. -С. 288-296.

32. Ибрагимов A.M., Красавина О.Н., Гнедина Л.Ю., Заботина Л.Ю. Термический способ закрепления грунтов и усиления оснований. //Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научно-технической конференции, Пенза, 17-18 мая 2006. -С. 45-48.

Труды, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях

33. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гущин A.B. Нестационарный процесс теплопереноса в монолитном железобетонном перекрытии при использовании термоактивной опалубки. Часть I. //Строительные материалы. №2. 2006.

- С. 56-57.

34. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин A.B. Нестационарный процесс теплопереноса в монолитном железобетонном перекрытии при использовании термоактивной опалубки. Часть II. //Строительные материалы. №3.2006. - С. 70.

35. Федосов C.B., Ибрагимов A.M. Нестационарный тепло- и массопере-нос в многослойных ограждающих конструкциях. //Строительные материалы. №4. 2006. - С. 86-87.

36. Ибрагимов A.M. Нестационарный тепло- и массоперенос в строительных материалах и конструкциях при несимметричных граничных условиях. Часть I. //Строительные материалы. №7.2006. - С. 72-73

37. Ибрагимов A.M. Нестационарный тепло- и массоперенос в строительных материалах и конструкциях при несимметричных граничных условиях. Часть II. //Строительные материалы. №8.2006. С. 88-89.

38. Ибрагимов A.M. Теплоперенос в неограниченной пластине с несимметричными граничными условиями. //Промышленное и гражданское строительство. №7.2006. - С.51.

39. Ибрагимов A.M. Теплоперенос при граничных условиях второго и третьего рода. //Промышленное и гражданское строительство. №9. 2006. -С.58-59.

40. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Аксаковская JI.H., Анисимова Н.К. Математическое моделирование переноса тепла при оплавлении стеклобоя на поверхности бетона. //Строительные материалы. №9 2006. - С. 12-13.

41. Федосов C.B., Ибрагимов A.M., Гущин A.B. Влияние режима процесса тепловлажностной обработки железобетонных ограждающих конструкции и изделии на их прочность. //Строительные материалы. №9 2006. - С. 7-8.

Формат 60x84 1/16 Тираж 100 экз.

Печать плоская Заказ 0520.

Отпечатано в ОМТ МИБИФ 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34, оф. 141, тел. 38-57-45, доб. 114.

ВВЕДЕНИЕ.

ЧАСТЫ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ.

1.1. Современное состояние проблемы моделирования и расчета процессов тепломассопереноса в ограждающих конструкциях.

1.2. Физические основы теории тепломассопереноса в капилляр-нопористых телах.

1.3. Тепло- и массообменные характеристики капиллярнопори-стыхтел.

1.3.1. Теплообменные характеристики.

1.3.2. Массообменные характеристики.

1.4. Перенос тепла и вещества в среде с переменными потенциалами.

1.4.1. Нестационарные поля потенциалов тепло- и массопереноса в среде с переменной температурой.

1.4.2. Нестационарные поля потенциалов тепло- и массопереноса при переменных значениях коэффициентов обмена и потенциалов внешней среды.

1.4.3. Тепло- и массообмен в слое.

1.5. Постановка задач при фазовых превращениях влаги в толще конструкции.

1.5.1. Физико-математическая постановка задачи нестационарной теплопроводности при изменении фазового состояния влаги в материале.

1.5.2. Физико-математическая постановка задачи тепло- и массопереноса при переменном критерии фазового или химического превращения.

1.6. Физико-математическая постановка задач для расчета нестационарного температурно-влажностного режима в многослойной ограждающей конструкции.

1.6.1. Физико-математическая постановка задачи для расчета нестационарного температурно-влажностного режима ограждающих конструкций по градиентам парциальных давлений водяного пара, влагосодержания и температуры.

1.6.2. Физико-математическая постановка задачи для расчета нестационарного температурно-влажностного режима ограждающих конструкций по градиентам потенциала влагопереноса и температуры.

Глава 2. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОЦЕСС ТЕПЛОПЕРЕНОСА В

МНОГОСЛОЙНОЙ ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ.

2.1. Теоретические основы теплопередачи через плоскую многослойную ограждающую конструкцию при неустановившемся режиме.

2.2. Физико-математическая постановка задачи о теплопередаче через многослойное ограждение при неустановившемся режиме.

2.3. Математическая модель нестационарного процесса теплопере-носа в многослойной ограждающей конструкции.

Глава 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОЦЕСС ТЕПЛОПЕРЕНОСА В МНОГОСЛОЙНОМ ОГРАЖДЕНИИ С УЧЕТОМ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ВЛАГИ В МАТЕРИАЛЕ.

3.1. Общие положения.

3.2. Промерзание однослойной ограждающей конструкции с учетом фазовых превращений влаги в материале конструкции по В.Н.Богословскому.

3.3. Промерзание неограниченной пластины с учетом фазовых превращений влаги в материале конструкции по А.В. Лыкову.

3.4. Предлагаемая математическая модель комбинированного метода расчета нестационарного процесса теплопереноса во 76 влажных слоистых средах.

Глава 4. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПРОЦЕСС ТЕПЛОПЕРЕНОСА В 97 МНОГОСЛОЙНОЙ ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ЕЕ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКЕ.

4.1. Общие положения.

4.2. Особенности процесса гидратации цемента при тепловлажно-стной обработке.

4.3. Режимы тепловлажностной обработки.

4.4. Физико-математическая постановка задачи о нестационарном переносе тепла в ограждающей конструкции при различных режимах тепловлажностной обработки.

4.5. Математическая модель теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции при тепловлажностной обработке с учетом гидратации цемента.

4.6. Алгоритм расчета процесса.

Глава 5. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНОГО ПРОЦЕССА ТЕПЛО-И МАССОПЕРЕНОСА В МНОГОСЛОЙНОЙ ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ.

5.1 Общие положения.

5.2. Физико-математическая постановка задачи о взаимосвязанном тепло- и массопереносе в многослойной ограждающей конструкции.

5.3. Математическая модель расчета температурных и массовых полей в многослойной ограждающей конструкции.

5.4. Алгоритм расчета многослойной конструкции при нестационарном процессе тепломассопереноса.

Глава 6. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.200

6.1. Методика определения сопротивления теплопередаче многослойных конструкций на примере кирпичных кладок.200

6.2. Методика определения сопротивления теплопередаче утеплителей. 209

6.2.1. Общие положения.209

6.2.2. Изготовление образцов.209

6.2.3. Аппаратура и оборудование. 209

6.2.4. Подготовка к испытанию. 210

6.2.5. Проведение испытаний. 210

6.2.6. Обработка результатов.210

6.3. Методика определения температурных полей во влажных образцах при их промерзании.214

6.3.1. Общие положения.214

6.3.2. Изготовление образцов.214

6.3.3. Аппаратура и оборудование. 214

6.3.4. Подготовка к испытанию.215

6.3.5. Проведение испытаний. 215

6.3.6. Обработка результатов.216

6.4. Методика экспериментального определения коэффициента D.

6.4.1. Общие положения.219

6.4.2. Изготовление образцов.219

6.4.3. Аппаратура и оборудование. 220

6.4.4. Подготовка к испытанию.220

6.4.5. Проведение испытаний. 220

6.4.6. Обработка результатов.221

Глава 7. РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА. 222

7.1. Оптимальное проектирование слоистых ограждающих конструкций с точки зрения теплопереноса.222

7.2. Расчет многослойного ограждения на промерзание.228

7.3. Расчет температурных полей многослойных влажных конструкций. 233

7.4. Пример решения комплексной задачи проектирования ограждающих конструкций жилого помещения, фундамента и основания.237

7.5. Моделирование процесса теплопереноса в увлажненной железобетонной трехслойной панели ограждения.252

7.6. Моделирование нестационарных процессов в железобетонной трехслойной панели при тепловлажностной обработке.254

7.7. Примеры расчета полей тепла и массы в трехслойной конструкции. 277

7.8. Экономический анализ разработок.286

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ЧАСТИ II. 288

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 289

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.292

ПРИЛОЖЕНИЯ.310

Список условных обозначений t - температура, т - время,

A,qm - коэффициенты тепло- и массопроводности, otq.m - коэффициенты теплообмена и массообмена, 8q - термоградиентный коэффициент, отнесенный к разности потенциалов массопереноса,

5 - термоградиентный коэффициент, отнесенный к разности влагосо-держаний, г - удельная теплота фазового перехода,

6 - критерий фазового перехода, Rj - размер i-ro слоя, aq =1q/lcqgo) " коэффициент потенциалопроводности теплопереноса температуропроводности), lq - коэффициент теплопроводности,

Cq - удельная теплоемкость, gO - плотность сухой части тела,

V2 - оператор Лапласа, t - температура, ст - удельная изотермическая массоемкость, 0 - потенциал переноса вещества, ср - удельная изобарная теплоемкость, t - время, к - коэффициент воздухопроницаемости, V - оператор Гамильтона, V0 - градиент потенциала массопереноса, VP - градиент общего давления, Vt - градиент температуры, аш = 1т/(ст8о)" коэффициент потенциалопроводности, lm - коэффициент массопроводности, d' - термоградиентный коэффициент, отнесенный к разности потенциалов массопереноса, d" = lp/lm - отношение коэффициентов массопереноса, 1Р - коэффициент молярного переноса, Р - потенциал фильтрационного движения, ар = k/(cBg0) - коэффициент потенциалопроводности фильтрационного движения пара, св - коэффициент пропорциональности, qq - плотность теплового потока, qm - плотность потока массы вещества.

Индекс "с" относится к характеристикам наружной среды, индекс "в" - к характеристикам внутренней среды, Foq=aqx/R2 - критерий Фурье (теплообменный); Fom=ami/R - критерий Фурье (массообменный);

Lu=am/aq - критерий взаимосвязи массо- и теплопереноса (критерий инерционности);

Ko=rAu/cqAt - критерий Коссовича;

Ко* - модифицированный критерий Коссовича;

Pn=5TAt/Au - критерий Поснова;

Fe=sPnKo - критерий Федорова;

Biq=aqR/A,q - критерий Био (теплообменный);

Bim=amRA,m - критерий Био (массообменный);

Kiq=jq(T)RAqAT - критерий Кирпичева (теплообменный);

Kim=jmCc)R/^mAQ - критерий Кирпичева (массообменный) ki,2=Vsv1)2, b12=l-v2i>2, v2 П1 1 С

1 + РпКо + п

Lu 1 Y 4 1 + РпКо +— -— Lu) Lu

Остальные условные обозначения приведены в тексте согласно первоисточникам и дополнительно расшифрованы.

ВВЕДЕНИЕ

В начале семидесятых годов двадцатого столетия разразился мировой энергетический кризис. В последние тридцать лет практически все высокоразвитые страны периодически пересматривают в сторону увеличения требования нормативных документов, декларирующих уровень теплозащиты зданий и сооружений. Во главу проблемы энергосбережения поставлена экономическая оценка теплозащитной способности ограждающих конструкций. В СССР одним из основных нормативных документов при проектировании ограждающих конструкций являлся СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника". Хотя основы методики оптимизации теплозащиты ограждающих конструкций по минимуму приведенных затрат были разработаны в 1933 г. [4], только в 1986 г. была утверждена новая редакция СНиП, в которой для нового строительства был введен критерий минимума приведенных затрат. Требования к теплозащите зданий в СССР стали адекватны аналогичным требованиям западных стран. Нормы в западных странах непрерывно ужесточались, а в СССР оставались неизменными вплоть до 1994 г. Согласно анализу, проведенному в 1992 г. в России было установлено, что на энергопотребление зданий уходит до 43% всей тепловой энергии страны. Из них: 90% составляют эксплуатационные расходы энергии, 8% идет на производство строительных материалов и изделий и 2% расходуется в процессе строительства [5]. Последовательные постановления Госстроя (Минстроя) России от 21.01.94 г. №18-3; от 21.01.94 г. №18-4; от 04.04.95 г. №18-27; от 11.08.95 г. №18-81; от 11.07.96 г. №18-46; от 19.01.98 г. №18-8, а также Указ Президента России "Основные направления энергетической политики России на период до 2010 г." от 07.05.95 г. и Постановление Межведомственного Совета по вопросам строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства от мая 1995 г. [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13] создали законодательную и утвердили нормативную базу, направленную на снижение эксплуатационных расходов по содержанию здании и экономию энергоресурсов. При назначении новых нормативов были использованы теоретические разработки проф. О.Фангера [14] и В.Н.Богословского [15], в которых заложен принцип комфорта помещений здания, а также разработки проф. Ю.А.Табунщикова в части рассмотрения здания как единой энергетической системы, были учтены и обобщены отечественный и зарубежный опыт в области эксплуатации зданий, а также в области стандартизации теплозащиты зданий с учетом требований стандартов ISO, ASHRAE, BOCA и модели энергетического стандарта США [16]. Впервые требования нормы распространяются не только на новое строительство, но и на реконструируемые здания. "Рубиконом" введения новых норм явился 2000 г. Оценка конструктивных решений ограждающих конструкций предопределила переход от однослойных конструкций к многослойным, содержащим эффективный утепляющий слой, экономические критерии проектирования стали играть определяющую роль.

До энергетического кризиса во всех странах при теплотехническом проектировании ограждающих конструкций в основу был положен принцип санитарно-гигиенической пригодности к эксплуатации, суть которого заключается в том, что во избежание выпадения конденсата температура на внутренней поверхности ограждающей конструкции не должна опускаться ниже температуры, соответствующей точке росы [17], и нормами практически никак не учитывалось термовлажностное состояние всей ограждающей конструкции. Изменения №№ 3 и 4 к СНиП II-3-79 предъявляют повышенные требования к теплозащите зданий. Нормы с изменениями базируются на двух принципах: энергосбережения и санитарно-гигиенической пригодности к эксплуатации. Смысл проектирования ограждающих конструкций заключается в назначении необходимого сопротивления теплопередаче конструкции (R). Конструктивное расположение слоев должно обеспечивать нормальный режим эксплуатации, при котором влажность материалов конструкции не должна превышать определенного уровня, и обеспечивался бы отвод конденсационной влаги, которая образуется в результате диффузии водяного пара через толщу конструкции из помещения наружу. Однако, нормами практически не учитывается процесс диффузии капиллярной влаги в толщу конструкции вследствие атмосферных воздействий, грунтовых вод, субъективных факторов, возникающих при эксплуатации зданий (аварии тепло- и водо-снабжающих сетей, отсутствие надлежащего водоотвода с кровли, неисправности вентиляции, снижение, против нормативной, температуры теплоносителя в отопительных приборах, старение и деструктивное разложение вертикальной и горизонтальной гидроизоляции стен, нестационарность процессов тепломассопереноса и т.д.). Таким образом, проектирование ограждающих конструкций по существующим нормам не является безусловной гарантией их эксплуатационной надежности.

Нашим предкам хорошо были известны "узкие" места конструкции сруба - верхние и нижние (закладные) венцы, именно эти венцы работают в худших термовлажностных условиях, именно для них при рубке сруба выбирались бревна большего диаметра. Подобные "узкие" места имеют ограждающие конструкции стен. Повышенное содержание влаги в стенах можно с полной уверенностью отнести к дефектному состоянию, так как влага существенно снижает физико-механические и теплофизические характеристики материалов стен. Отсутствие на стадии проектирования моделирования процессов, протекающих в конструкциях, и прогнозирования поведения конструкций при работе их в реальных условиях приводит к увеличению теплопо-терь и к преждевременному старению конструкций. Отсутствие стандарта в области теплозащиты зданий, который включал бы в себя в качестве составных частей - СНиП "Строительная теплотехника", стандарт по параметрам внутреннего воздуха, стандарт по освещенности помещения и т.п., а также отсутствие единой политики в области стандартизации и сертификации строительной индустрии будет и дальше приводить к большим экономическим потерям.

Монография профессора А.В. Лыкова [1] является научным трудом, в котором впервые были систематизированы знания в области строительной теплофизики, а также рассмотрены процессы взаимосвязанного тепломассопереноса в строительных материалах и ограждающих конструкциях. К сожалению, идеи и подходы изложенные в [1] и последующих монографиях [2, 3] не получили широкого распространения в строительной науке, однако, фундаментальность теоретических исследований предопределила развитие теплофизики вообще. В настоящее время можно с уверенностью говорить о целых направлениях в области, например: химических технологий, промышленной энергетики, где с успехом используются и получают развитие разработки А.В.Лыкова, его учеников и последователей его школы.

По мнению автора, настало время, использовав наработки в других областях теплофизической науки, вернуться к разработкам А.В. Лыкова на новой качественной ступени и как бы "вернуть долг" строительной теплофизике в части расчета и последующей разработки рациональных ограждающих конструкций, отвечающих требованиям нормативных документов с учетом реально протекающих физических процессов в толще конструкции. Методика теплотехнического расчета СНиП И-3-79 с учетом изменений №№ 3 и 4 предполагает стационарное линейное распределение температуры в каждом из слоев многослойной конструкции. Расчет ограждающей конструкции ведется в предположении, что помещение отапливается регулярно, а зимние температуры достаточно стабильны. В реальных условиях температура отопительных приборов очень часто меняется из-за различного рода объективных и субъективных факторов (аварии теплоцентралей, плановых и внеплановых понижений и повышений температуры теплоносителей и т.п.), а температура наружного воздуха редко остается постоянной даже в течение суток, таким образом, все процессы (теплоперенос, паро-, воздухо-, влагопро-ницание, промерзание, оттаивание, сушка, конденсация) носят нестационарный характер. Анализ современных публикаций позволяет сделать вывод о разобщенности исследований в области математического моделирования и расчета термовлажностных процессов, протекающих в реальных многослойных ограждающих конструкциях, состоящих из различных строительных материалов и имеющих различные физические свойства.

В связи с изложенным, в работе была поставлена цель: исходя из паспорта специальности 05.23.01., п.З - создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций, наиболее полно учитывающих специфику воздействия на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности.

Для реализации этой цели были решены следующие основные задачи:

1. На основе существующих и новых решений задач внутреннего тепло-массопереноса при краевых условиях максимально приближенных к реальным, разработаны математические модели процессов, происходящих в различных строительных материалах, которые составляют тело многослойных конструкций.

2. На базе полученных решений созданы инженерные методы расчета для оптимального проектирования многослойных ограждающих конструкций.

3. Разработаны новые методики натурных испытаний строительных материалов и конструкций на тепло- и влагопроводность.

Научная новизна диссертации:

1. Впервые для процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса, разработано их обобщенное математическое описание в приложении к строительным материалам, конструкциям зданий и сооружений.

2. На основе математического описания предложен комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых средах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками. Метод базируется на решении ряда краевых задач:

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конструкции);

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластине с фиксированными границами и условиями I рода на этих границах при неравномерном начальном распределении температур и внутреннего источника теплоты по толщине пластины;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты по толщине пластины с комбинированными граничными условиями I и II рода;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты, который изменяет свою мощность по толщине пластины и во времени при комбинированных граничных условиях I и II рода;

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- тепломассоперенос з пластине с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конструкции);

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции).

3. Разработанный метод реализован в широком классе прикладных задач и позволяет смоделировать реальные ситуации, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях, связанные с промерзанием, оттаиванием, сушкой и охлаждением до температуры точки росы любого слоя строительного материала, из которого состоят эти конструкции.

4. Получены новые данные о кинетике процессов, протекающих в теле многослойной конструкции, в зависимости от исходных условий.

5. Осуществлена разработка трех новых методик теплотехнических испытаний строительных материалов и конструкций без использования климатической камеры. Применение этих методик позволяет определить физические характеристики строительных материалов и строительных конструкций в любой период их изготовления или эксплуатации и рассчитать их фактическое сопротивление теплопередаче.

В диссертации автор защищает:

- обобщенное математическое описание процессов теплопереноса; теп-лопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса в приложении к строительным материалам и конструкциям;

- аналитические решения краевых задач теплопереноса при различных начальных условиях;

- аналитические решения краевых задач тепло- и массопереноса при произвольных начальных распределениях потенциалов переноса и при наличии источников теплоты и массы на поверхности (или в объеме) строительного материала конструкции;

- аналитические решения краевых задач взаимосвязанного тепло- и массопереноса при задании плотности теплового и массового потока в виде постоянной величины или функции;

- математические модели и инженерные методы расчета многослойных ограждающих конструкций;

- результаты экспериментальных исследований по определению температурных и влажностных характеристик строительных материалов;

- предложения по проектированию ограждающих конструкций.

Работа выполнялась по тематике программы "Жилище", а также программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограммы 211.02 - "Строительные материалы, энергосберегающие и экологически безопасные технологии их производства" и 211.03 - "Строительные конструкции и совершенствование методов их расчета").

Практическое значение работы.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы на ОАО "Ивановская домостроительная компания" при проектировании и производстве трехслойных железобетонных панелей, при строительстве комбината детского питания, жилого дома по Педагогическому переулку, обследовании перекрытия клиники «Миленарис», фасадов здания ОАО «Текстиль-Профи-Иваново, чердачного перекрытия главного корпуса ИГАСУ в г. Иваново, и трех корпусов Тейковского ХБК, а также могут быть использованы при составлении проектов, дополнений и новых редакций разделов нормативных документов, касающихся прочностных и теплотехнических характеристик ограждающих строительных конструкций. Результаты исследований переданы в ведущие проектные институты города Иваново: ОАО «Промстройпроект», ОАО институт «Ивановопроект», ЗАО «Ивановопроект ГПИ-6», ОАО институт «Гидроагротехпром», проектный институт ОАО «Ивановская домостроительная компания»; ОГУ «Ивгосэкспертиза»; в НИИ строительной физики (г. Москва), а также внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по строительным специальностям в Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. Вместе с тем, полученные результаты носят общий характер и, кроме строительства, могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Благодаря предложенным математическим моделям и методам расчета у проектировщиков и исследователей появилась возможность отказаться от длительных по времени, достаточно громоздких (в отношении приборного обеспечения) испытаний строительных материалов, многослойных конструкций и аппроксимировать данные нестационарного процесса на состояние конструкции при стационарном процессе.

Апробапия работы.

Результаты работы доложены на:

- на 1-ой Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажност-ная обработка материалов)". - Москва, 2002 г. (пленарный доклад);

- на четырех Российско-Польских семинарах «Теоретические основы строительства» (Россия - 2002 г. /Москва/, Польша - 2003 г. /Варшава/, Россия - 2004 г. /Н.Новгород/, Польша - 2005 г. /Варшава/ Олыптейн/;

- на Соломатовских чтениях «Проблемы строительного материаловедения» г. Саранск, 2002 г. (пленарный доклад) и 2004 г.;

- на III Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» - Волгоград, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященном 150-летию В.Г. Шухова - Белгород, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" X Бенардосовские чтения (ИГЭУ, 2001 г.);

- на VI академических чтениях РААСН "Современные проблемы материаловедения". - Иваново (2000 г.);

- на восьмых академических чтениях РААСН "Современное состояние и перспективы развития строительного материаловедения". - Самара (2004 г.);

- на трех апрельских конференциях (академических чтениях), состоявшихся в НИИСФ "Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях".- Москва (1999,2000,2003гг.);

- девяти Международных научно-технических конференциях, состоявшихся в ИГАСА «Информационная среда ВУЗа» (1996,1997,1999.2005гг.);

- четырех технических совещаниях в администрации г. Иванова с приглашением директоров и главных инженеров кирпичных заводов и проектных институтов г. Иванова;

- на заседании архитектурно-строительной секции Ивановского отделения Петровской академии наук и искусств (1999,2003 гг.);

- опубликованы в 40 статьях и одной монографии.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения с основными выводами. Она содержит 341 страницу машинописного текста, включая: 14 таблиц, 96 рисунков и 4 блок-схемы, библиографический список из 238 наименований и 5 приложений.

Выход tprl = t2(0, stepx); 0prl — 02(O,stepx)

Расчет ti(x,x); 0ifx,x) 5

4q3 - |A.q2-rt2|; чшз = |^-т2-г©2|

Пересчет t3(x,0); ©3(x,0)

4q2 |A.qlTtl|; Чт2 = |>-т1-Г01|

Пересчет t2(x,0); ©2(x,0) tprl = t2(0,stepx); 0prl = 02(O,stepi)/

Здесь ti(x,x), t2(x,x), t3(x,t),01(x,t), 02(х,т), 0з(хд) - распределения температуры и потенциала массопереноса в трех слоях конструкции в точке х в момент времени т, ti(x,0), t2(x,0), t3(x,O),0i(x,O), 02(х,О), 03(х,О) - начальные распределения температуры и потенциала массопереноса в трех слоях конструкции, stepx - шаг по времени, тр - время, истекшее от начала процесса, tproc - время всего процесса, tpri, tpr2, 0pri, 0pr2- текущие температуры и потенциалы массопереноса на правых границах первого и второго слоев, qq2, qq3, 4m2> qm3 ~ теплопотоки и массопотоки, действующие на второй и третий слои,

Гц, Га, Г0(, Г02 - градиенты температуры и потенциала массопереноса на правых границах первого и второго слоев.

1. Лыков А.В. Теоретические основы строительной теплофизики, Минск: Изд. АН БССР, 1961. 520 с.

2. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 536 с. З.Лыков А.В. Теория теплонроводности. М.: Высшая школа, 1967.600 с.

3. Власов О.Е. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. М.-Л.: Госстройиздат, 1933.

4. Ананьев А.И., Тихов В.К. Физические основы нормирования теплотехнических свойств керамического кирпича и камня Жилищное строительство. -1996. №6. 2...4

5. Постановление Госстроя России 18-3 от 21.01.94

6. Постановление Госстроя России 18-4 от 21.01.94

7. Постановление Госстроя России №18-27 от 04.04.95

8. Постановление Госстроя России №18-81 от 11.08.95

9. Постановление Госстроя России №18-46 от 11.07.96

10. Постановление Госстроя России №18-8 от 19.01.98

11. Указ Президента России "Основные направления энергетической политики России на период до 2010 г." от 07.05.95 г.

12. Постановление Межведомственного Совета по вопросам строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства Бюллетень строительной техники, 1995, N 7.

13. Fanger P.O. oth. Comfjrt limits for asymmetric thermal radiation. Energy and Buildings, 1985.

14. Богословский В.П. Строительная теплофизика. (Теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов.-2е изд., перераб. и доп.- М.: Высш.школа, 1982. 415 с.

15. Матросов Ю.А., Бутовский И.П., Тишенко В.В. Новые изменения СНиП по строительной теплотехнике Жилищное строительство. 1995. -№10.-С. 5...8.

16. Нормы и данные для теплотехнических расчетов ограждающих конструкций производственных и гражданских зданий текстильной промышленности, Ч.1, Основные положения, Госпроектстрой ЬЖЛП. М.: 1937. 64с.

17. Мачинский В.Д. О конденсации паров воздуха в строительных ограждениях Строительная промышленность. -1927. №1. 60...62.

18. Мачинский В.Д. Теплотехнические основы гражданского строительства. М.: Госиздат, 1928. 262 с.

19. Мачинский В.Д. К вопросу о конденсации водяных паров в строительных ограждениях Вестник инженеров и техников. 1935. №12. 742...745. 292

20. Фокин К.Ф. Паропроницаемость строительных материалов Проект и стандарт. -1934. N4. 17...20.

21. Фокин К.Ф. Расчет влажностного режима наружных ограждений ОНТИ.-М.-Л., 1935.-22 с.

22. Фокин К.Ф. Новые данные о наропроницаемости строительных материалов Проект и стандарт. -1936. 8-9. 19...24.

23. Фокин К.Ф. Сорбция водяного нара строительными материалами Вонросы строительной физики в проектировании ЦПИИПС. М.-Л., 1939. 24...37.

24. Фокин К.Ф. Расчет последовательного увлажнения материалов и наружных ограждений Вопросы строительной физики в проектировании ЦПИИПС. М.-Л., 1941. №2. 2...18.

25. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания. 3-е изд. М.: Стройиздат. -1953.- 320 с.

26. Фокин К.Ф. Уточненный метод расчета влажностного режима ограждающих конструкций Холодильная техника. 1955.- ШЗ.- 28...32.

27. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания. 4-е изд. М.: Стройиздат. -1973.- 288 с.

28. Селиверстов Г.А. Теплоустойчивость зданий. М.: Госстройиздат. -1946.

29. Одельский Э.Х. Графоаналитический метод построения тепловлажностной характеристики деревянных покрытий. Минск. -1937. 48с.

30. Эпштейн А.С. Расчет конденсационного увлажнения конструкций Проект и стандарт. -1936. JSbl 1. 10...14.

31. Эпштейн А.С. К вопросу о конденсационном увлажнении деревянных конструкций ограждения Проект и стандарт. -1937. Х212 10... 14.

32. Эпщтейн А.С. Механизм движения влаги в некоторых строительных материалах при перепаде температур. Киев. 1953. -16 с.

33. Власов О.Е. Основы строительной теплотехники. М.: ВИА. 1938.

34. Власов О.Е. и др. Долговечность ограждающих и строительных конструкций. М.: ПИИСФ. -1963. -116 с.

35. Брилинг Р.Е. Миграция влаги в строительных ограждениях Исследования по строительной физике ЦПИИПС. -М.-Л. -1949. №3. -С. 85...120.

36. Брилинг Р.Е. Исследование морозостойкости строительных материалов в наружных ограждениях Исследования по строительной физике ЦПИИПС. М.-Л. -1951. 60...84.

37. Семенов Л.А. Теплоустойчивость и печное отопление жилых и общественных зданий. М.: Машстройиздат. 1950.

38. Шорин СИ. Теплопередача. М.: Госстройиздат. -1952.

39. Шкловер A.M. О расчете увлажнения наружных стен зданий методом стационарного режима Строительная промышленность. М. 1949. 293

40. Шкловер A.M. Теплоустойчивость зданий. М.: Стройиздат. -1952.

41. Шкловер A.M., Васильев Б.Ф., Ушков Ф.В. Основы строительной теплотехники жилых и общественных зданий. М.: Госстройиздат. 1956. -350 с.

42. Ушков Ф.В. Метод расчета увлажнения ограждаюш,их частей зданий МКХ РСФСР. М. -1955. -104 с.

43. Франчук А.У. Определение сорбционной влажности строительных материалов Исследования по строительной физике: Науч. тр. ЦНИИПС. -М.-1949.-.№3.-С. 163...192.

44. Франчук А.У. Теоретические основы и метод расчета увлажнения ограждающих частей зданий //Исследования по строительной физике: Науч. тр. ЦНИИПС. М. -1951. №4. 17...59.

45. Франчук А.У. Исследования и методы расчета тепло- и массообмена в пористых материалах ограждающих частей зданий Сушка и увлажнение строительных материалов и конструкций: Сб. тр. М. -1953. 18...41.

46. Франчук А.У. Вопросы теории и расчета влажности ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат. -1957. -188 с.

47. Франчук А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов. М.: Стройиздат. -1963. -136 с.

48. Ильинский В.М. Расчет влажностного состояния ограждающих конструкций при диффузии водяного пара Промышленное строительство. -1965. Х2 2.-С. 223...228.

49. Ильинский В.М. Строительная теплофизика. М.: Высщая школа. -1974.-320 с.

50. Гагарин В.Г., Канышкина З.С, Хлевчук В.Р. Капиллярное всасывание воды строительными материалами Строительные материалы. -1983.-.№7.-С. 26

51. Гагарин В.Г. Совершенствование методик определения влажностных характеристик строительных материалов и метода расчета влажностного режима ограждающих конструкций: Дис. канд. техн. наук НИИСФ. -М. -1984. 206 с.

52. Гагарин В.Г. О модификации t-метода для определения удельной поверхности макро- и мезопористых адсорбентов Физическая химия. 1985. 7 С 1838...1839.

53. Гагарин В.Г. Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий: Дис. докт. техн. наук НИИСФ. М.: 2000.

54. Руководство по расчету влажностного режима ограждающих конструкций зданий. М.: Стройиздат. -1984. 126 с.

55. Лукьянов В.И. Нестационарный тепло- и влагообмен в офаждающих конструкциях зданий: Дис. канд. техн. наук НИИСФ. М. 1965.

56. Лукьянов В.И. Определение тепловлажностного режима ограждаю294

57. Лукьянов В.И. Снижение нотерь тенла через наружные стены за счет оптимизации их влажностного режима Исследования по вопросам экономии энергии при строительстве и эксплуатации зданий: Науч. тр. НИИСФ. М.-1982.-С. 140...145.

58. Лукьянов В.И., Перехоженцев А.Г. Температурно-влажностное состояние неоднородных ограждающих конструкций при нестационарных условиях тепло- и массопереноса (постановка задачи для решения на ЭВМ) Вопросы гражданского и промышленного строительства. Волгоград. 1976. 59...66.

59. Лукьянов В.И. Нестационарный массоперенос в строительных материалах при решении проблемы повышения защитных качеств ограждающих конструкций зданий с влажным и мокрым режимом: Дис. докт. техн. наук/НИИСФ. М. 1991.

60. Ясин Ю.Д. Экспериментальные исследования движения жидкой влаги в строительных материалах ограждающих конструкций зданий с повышенным влажностным режимом: Дис. канд. техн. наук НИИСФ. М. -1968.

61. Ясин Ю.Д., Дегтярев О.В. Сравнительная оценка способов определения криогенных фазовых превращений влаги в строительных материалах. ИФЖ. -1972. Т.23. №1.

62. Ясин Ю.Д. Электрические методы исследования криогенных фазовых превращений жидкой влаги в строительных материалах ИФЖ. Т.42. №3. 437...442.

63. Ясин Ю.Д. Термодинамическая интерпретация математической модели равновесного состояния фаз влаги в капиллярно-пористых материалах ИФЖ. -1984. Т.47. ШЗ. 221...228.

64. Никитина Л.М. Таблицы равновесного удельного влагосодержания и энергии связи влаги с материалами. М.: Госэнергоиздат. 1963. -174 с.

65. Никитина Л.М. Таблицы коэффициентов массопереноса влажных материалов. М.: Наука и техника. -1964. -186 с.

66. Богословский В.Н. Исследование температурно-влажностного режима наружных ограждений методом гидравлических аналогий: Дис. канд. техн. наук. М.: -1954.

67. Богословский В.Н. О потенциале влажности ИФЖ. 1965. Т.8. 2 С 116.

68. Богословский В.Н., Тертичник Е.И. Шкала относительного потенциала влажности и ее использование для оценки влажностного режима ограждений Науч. тр. МИСИ. М. 1970. Х2б8.

69. Богословский В.Н., Абрамов Б.В. К определению потенциала влажности наружного климата// Науч. тр. МИСИ. М. 1978. №144.

70. Богословский В.Н. Тепловой режим зданий. М.: Стройиздат. 1979. 248 с. 295

71. Тертичник Е.И. Исследование влажностного состояния наружных ограждений зданий на основе потенциала влажности: Дис. канд. техн. наук МИСИ.-М.:-1966.

72. Перехоженцев А.Г. Исследование термовлажностного состояния ограждающих конструкций зданий в области теплопроводных включений: Дис. канд. техн. наук ИИИСФ. М.: -1979.

73. Перехоженцев А.Г. Новый метод определения потенциала переноса влаги в капиллярно-пористых материалах Бюллетень ВНИИАЛМИ. Волгоград. -1991. Вып. 26(63). 4...9.

74. Перехоженцев А.Г. Потенциал переноса влаги влажных капиллярнопористых материалов //Изв. вузов "Строительство". -1992. -Ш2. 101... 104.

75. Перехоженцев А.Г. Вопросы теории и расчета влажностного состояния неоднородных участков ограждающих конструкций зданий. Волгоград: ВолгГАСА. -1997. 272 с.

76. Кутателадзе С. Основы теории теплообмена. М.-Л.: Машгиз. -1962.-456 с.

77. Карслоу Х.С, Егер Д.К. Теплопроводность твердых тел. Пер. с англ. -М.: "Наука".-1964.-487 с.

78. ИсаченкоВ.П., ОсиповаВ.А., СукомелА.С. Теплопередача.-М.-Л.: "Энергия".-1965.-424 с.

79. Ладыженская О.А., Солоников В.А., Уральцева Н.Н. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. -М.: "Наука". -1967. 736 с.

80. Лыков А.В. Методы решения нелинейных уравнений нестационарной теплопроводности. Изв. АН СССР "Энергетика и транспорт". 1970. 5 С 109...150.

81. Мучник Г.Ф., Рубашов И.Б. Методы теории теплообмена. Ч.

82. Теплопроводность. М.: "Высшая школа". -1970. 288 с. 85. Цой П.В. Методы расчета отдельных задач тепломассопереноса. -М.: "Энергия".-1971.-384 с.

83. Ладыженская О.А. Краевые задачи математической физики. М.: "Наука".-1973.-407 с.

84. Кузьмин М.П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена. М.: "Энергия". -1974. 416 с.

85. Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. -М.: "Наука"-1975.-227 с.

86. Коздоба Л.А, Решения нелинейных задач теплопроводности. Киев. "Наукова думка". -1976. -136 с.

87. Саломатов В.В. Методы расчета нелинейных процессов теплового переноса. Томск. Изд. Томск ГУ, в 2-х частях. 1976, 1978.

88. Мацевитый Ю.М. Электрическое моделирование нелинейных задач 296

89. Зино И.Е., Тропп Э.А. Асимптотические методы в задачах теории теплопроводности и термоупругости. Л.: ЛГУ. 1978.

90. Карташов Э.М. Аналитические методы в теплопроводности твердых тел. М.: "Высшая школа". -1979. 415 с.

91. Кудряшов Л.И., Меньших Н.Л. Приближенные методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: "Высшая школа". -1979.

92. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: "Высшая школа". -1981. 319 с.

93. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности. М.: "Высшая школа". -1982, в 2-х частях.

94. Романков П.Г., Фролов В.Ф. Теплообменные процессы химической технологиии. Л.: "Химия". -1982. 288 с.

95. Рудобашта С П Исследование процессов сушки, адсорбции, экстрагирования. Дис. докт. наук. М.: МИХМ. 1977.

96. Рудобашта С П Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: "Химия".-1980.-248 с.

97. Рудобашта СП., Плановский А.Н., Долгунин В.Н. Зональный метод расчета кинетики сушки гранулированного материала в плотном продуваемом слое на основе решений уравнений массо- и теплопереноса. ТОХТ. -1978.-Т.12.-№2.С173...183.

98. Рудобашта СП., Плановский А.Н., Злобин А.Г. Оценка эффективности термодиффузии при конвективной сушке кпиллярнопористых материалов. ТОХТ. -1979. Т.13.- №3. 442...444.

99. Рудобашта СП., Бориславский В.Т., Плановский А.Н. Влияние физических свойств среды, заполняющей поры, на массопроводность при сушке капиллярно-пористых материалов. ТОХТ. -1979. Т.13. №6. 819...824.

100. Рудобашта СП., Климов A.M., Плановский А.П. Исследование кинетических закономерностей при сушке материалов от активных но отношению к ним растворителей. ТОХТ. 1985. Т.19. N 6. 735...741.

101. Рудобашта СП., Плановский А.П., Очнев Э.Н. Зональный метод расчета непрерывно действующих массообменных аппаратов для систем с твердой фазой. ТОХТ. -1974. Т.8. №1. С 22...29.

102. Долгунин В.Н. Исследование массо- и теплопереноса при сушке гранулированного материала в плотном продувном слое и методы расчета кинетики процесса. Дис. канд. наук. М.: МИХМ. -1975.

103. Михалева З.А. Исследование закономерностей массотеплопереноса при сушке керамических коллоидных капиллярнопористых материалов и расчет кинетики процесса. Дис. канд. наук. М.: МИХМ. -1979.

104. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика, серия IV, N 39/40. М.: Изд. "Знание". -1958.

105. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Гостехиздат. -1954. 296 с.

106. Михайлов М.Д. Нестационарный тепло- и массоперенос в одно297

107. Кееу R.B. Drying principles and practice. New York.: Pergamon Press.-1972.-358 p.

108. Slattery J.P. Momentum, energy and mass transfer in continua. McGraw-Hill. -1972.

109. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологиии. Л.: "Химия". -1974. 336 с.

110. Таганов И.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса. Нелинейные системы. Л.: "Химия". -1979. 208 с.

111. Гухман А.А. Физические основы теплопередачи. М.: ОНТИ. -1934.

112. Кирпичев М.В., Конаков Н.К. Математические основы теории подобия. М.: Госэнергоиздат. -1949.

113. Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.: Гостехиздат. -1954.

114. Гамаюнов Н.И. Тепло- и массообмен в анизотропных телах. ИФЖ.-1963.-.№2.

115. Киселев К.А, Лазарев А.И. Температурное поле неограниченной пластины при переменном значении коэффициента теплопередачи и переменной температуре внешней среды. ЖТФ. 1960. Т. XXX. вып. 6. -С.616...621.

116. Михайлов Ю.А. Аналитические исследования тепло- и массообмена при конвективной сушке. Автореф. дис. М.: МТИНП. -1957.

117. Михайлов Ю.А. Влияние критериев подобия на тепло- и массообмен при конвективной сушке. Изв. АН Латв. ССР. -1957. №6.

118. Михайлов Ю.А. Критерии подобия тепло- и массопереноса в дисперсных средах. В кн. "Теория подобия и ее применение в теплотехнике". Труды первой межвузовской конференции. М.: Моск. ин-т инж. ж.-д. транспорта. -1961. вып. 139. 172.

119. Михайлов Ю.А. Молярно-молекулярный тепло- и массоперенос в процессе сушки влажных материалов. Совещание по тепло- и массообмену. (Минск, 1961).- сб. "Тепло и массоперенос". Т. IV. -1962.

120. Лукьянов B.C., Головко М.Д. Расчет промерзания грунтов. М.: -1957.

121. Мурашко М.Г. Новые представления о процессе промерзания влажных грунтов. ИФЖ. -1958. Т. 1. №1. 96...99.

122. Федосов СВ. Нроцессы термической обработки дисперсных материалов с фазовыми и химическими превращениями. Дис. докт. техн. наук Ленинградский технологический институт им. Ленсовета. Л 1987.

123. Федосов СВ. Аналитическое описание тепловлагопереноса в процессе сушки дисперсных материалов при наличии термодиффузии и внутреннего испарения влаги ЗКурн. прикл. химии. 1986. т.59. №3. 2033-2038.

124. Федосов СВ., Кисельников В.Н. Тепловлагоперенос в сферической 298

125. Федосов СВ., Зайцев В.А., Шмелев А.Л. Расчет температурных полей в цилиндрическом реакторе с неравномерно распределенным источниг.ом теплоты. В кн.: Состояние и перспективы развития электротехнологии. Тез. докл. Всес. НТК. Иваново: -1987. 28.

126. Федосов СВ., Кисельников В.Н., Шертаев Т.У. Применение методов теории теплопроводности для моделирования процессов конвективной сушки. Алма-Ата: Гылым. -1992. 168 с.

127. Федосов СВ., Гнедина Л.Ю. Заливной утеплитель на основе пенополистирола. В кн.: Научные проблемы современного строительства Материалы XXX Всерос. НТК. Ненза: 1999. 142.

128. Федосов СВ., Гнедина Л.Ю. Нестационарный теплоперенос в многослойной ограждаюш;ей конструкции. В кн. Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях: Сб. докл. четвертой научно-практической конференции 27-29 апреля 1999 г. М.: НИИСФ, 1999. 343...348.

129. Чизильский Э. Вентилируемые конструкции наружных стен Жилищное строительство. -1996. Х210. С25-27.

130. Шмелев А.Л. и др. Моделирование нестационарного теплопереноса в реакторе гидролиза циансодержаш;их полимеров Шмелев А.Л., Федосов СВ., Зайцев В.А., Сокольский А.И., Кисельников В.Н.: Иванов, хим.-технол. ин-т. Черкасы: 1988. -10 с. Деп. в НИИТЭХИМ. N1076-XII88.

131. Шмелев А.Л. Непрерывный способ получения водорастворимых полимеров на основе полиакрилонитрила с высоким содержанием

132. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория переноса энергии и вещества. Минск: Изд. АН БССР, 1959. 330 с.

133. Лейбензон Л.С Руководство по нефтепромысловой механике. М. -Л.: ОНТИ НКТП СССР. -1934.

134. Лейбензон Л.С О динамическом температурном условии образования складчатости на поверхности земного шара и при охлаждении. Изд. АН СССР, ОТН, серия геогр. и геофиз. №6,1939. 625.

135. Романков П.Г., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии (системы с дисперсной и твердой фазой). Л.: Химия, 1990. 384 с.

136. Абрамов В.П., Шмалько В.В., Виноградов В.П., Соловьянчик А.Р., Ломакин Н.Д., Овчаренко А.Г. Интенсификация теплообмена при ТВО изделий Бетон и железобетон. 1988. №4.

137. Ананенко А.А., Нижевясов В.В. Влияние условий хранения образцов на деформативные свойства бетонов, изготовленных на цементах разного состава Известия вузов. Строительство. 1999. №9. 43.

138. Ананенко А.А., Нижевясов В.В., Успенский А.С., Бабков В.В., Чи- 299

139. Астреева О.М. Изучение нроцессов гидратации цементов. М.: Центральный институт научной информации но строительству и архитектуре АС и А СССР, I960. 64с., ил.

140. Атлас микроструктур цементных клинкеров, огнеупоров и шлаков. Под ред. Коновалова П.Ф. М.: Стройиздат, 1962. 420с., ил.

141. Афанасьев А.А., Данилов П.Н, Копылов В.Д. и др. Технология строительных процессов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2000 464с., ил.

142. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К. Добавки в бетоны и растворы. Киев: Будивельник, 1989. 127с., ил.

143. Ахвердов И.П. Высокопрочный бетон. М.: Госстройиздат, 1963. 128с., ил.

144. Безверхий А.А., Никитинский В.И. Изменение прочности бетона от В/Ц и времени изотермического твердения Бетон и железобетон. 1983. №2.

145. Берг О.Я., Щербаков Е.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон. М.: Стройиздат, 1971. -208с. с граф.

146. Беркман А.С., Мельникова И.Г. Структура и морозостойкость стеновых материалов. Л. -М.: Госстройиздат, 1962. 166с., ил.

147. Бубело В.В. Некоторые проблемы тепловлажностной обработки бетона Бетон и железобетон. 1993. JV26.

148. Бубело В.В., Тимофеев В.М., Фрозе P.M., Буллер В.Д., Черебедов В.И., Абдикаликов Б.А. Тепловая обработка железобетона в паровоздушной среде Бетон и железобетон. 1987. JSr23.

149. Будников П.П. Химия и технология строительных материалов и керамики. М.: Стройиздат, 1965. 607с., ил.

150. Бунин М.В., Грушко И.М., Ильин А. Г. Структура и механические свойства дорожных цементных бетонов. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1968. 198с.

151. Бутт Ю.М. Практикум по технологии вяжущих веществ и изделий из них. М.: Промстройиздат, 1968. 259с.

152. Бутт Ю.М., Рашкович Л.П. Твердение вяжущих при повышенных температурах. М.: Стройиздат, 1965. 223с., ил.

153. Шеин В.И. Некоторые особенности структурообразования бетонов при повышенных температурах. В кн.: Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. Киев: Будивельник, 1968. 160с., ил.

154. Шейкин А.Е. Структура прочность и трещиностойкость цементного камня. М.: Стройиздат, 1974. 191с., ил.

155. Шейкин А.Е., Добшиц Л.М. Цементные бетоны высокой морозостойкости. Л.: Стройиздат, 1989. 127с., ил.

156. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства 300

157. Шейнин A.M. Цементобетон для дорожных и аэродромных покрытий. М.: Транспорт, 1991. 150с., ил.

158. Шестоперов С В Долговечность бетона. М.: Автотрансиздат, 1955.-480с., ил.

159. Шестоперов С В Долговечность транспортных сооружений. М.: Транспорт, 1966. 500с., ил.

160. Шестоперов СВ. Технология бетона. М.: Высшая школа, 1977. 432с., ил.

161. Кронгауз Д. Тепловая обработка и теплоснабжение на заводах сборного железобетона. М.: Стройиздат, 1961. 270с., ил.

162. Кузнецова Т.В., Кудряшов И.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1989. 383с., ил.

163. Курбатова И.И. Химия гидратации портландцемента. М.: Стройиздат, 1977.- 158с. с граф.

164. Лайгода А.В., Гнырев А.И., Подлисова И.А., Дудка Б.В., Саркисов Ю.С Прогнозирование внутреннего неизотемического массопереноса на начальном этапе выдерживания бетона Бетон и железобетон. 1996. №4. СП.

165. Ларионова З.М. Формирование структуры цементного камня и бетона. -М.: Стройиздат, 1971. 160с., ил.

166. Ларионова З.М. Устойчивость эттрингита в цементных системах. IN\ Международный конгресс по химии цемента. Т.2. Кн.1. М.: Стройиздат, 1976.- 168с.

167. Малинина Л. А. Тепловлажностная обработка тяжелого бетона. М.: Стройиздат, 1977.- 159с., ил.

168. Кандо Р., Даймон М, Фазовый состав затвердевшего цементного теста. VI Международный конгресс о химии цемента. М.: Стройиздат, 1976.

169. Михайлов В.В., Караковский А.К., Волков B.C. Новая технология тепловлажностной обработки конструкций Бетон и железобетон. 1988. №12.

170. Stein H.N., Stevels L.M. "Loc mecanisme de Lhudration du ilcate tricaleigw", "Silika tes industr", 1967, 32, №10.

172. Калоузек Д. Процессы гидратации на ранних стадиях твердения цемента. Шестой международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976.

173. Материалы международной конференции по проблемам ускорения твердения бетона при изготовлении сборных железобетонных конструкций. М.: Стройиздат. 1968.- 400с.

174. Тейлор Х.Ю. Пятый международный конгресс по химии цемента. 301

175. Идорн Г. Гидратация портландцемента нри гидротермальной обработке паром атмосферного давления. Международный симпозиум по химии цемента. Токио, 1968.

176. Бутт Ю.М., Колбасов В.М., Тимашев В.В. Гидротермальная обработка бетона при атмосферном давлении. Пятый международный конгресс по химии цемента. М Стройиздат, 1973.

177. Odler Ivan "Properties of Low-Porositi Alite Paster". "Cement and Concrete Research", (an International Journal, volume 1, JNr22, March 1971).

178. Миронов C.A. Развитие методов тепловой обработки бетона в промышленности сборного железобетона. В кн.: Тепловая обработка бетона. Материалы семинара. М.: Стройиздат, 1967. 143с. с черт.

179. Миронов А., Малинина Л.А. О структуре и прочности бетона, подвергнутого пропариванию. В кн.: Структура, прочность и деформации бетонов. М.: Стройиздат, 1966. 366с. с черт.

180. Малинина Л.А. Физические основы твердения бетона при тепловой обработке. В кн.: Тепловая обработка бетона. М.: ШЖЖБ, 1967. 17-32.

181. Малинина Л. А., Миронов А. Ускорение твердения бетона. М.: Стройиздат, 1964. 347с., ил.

182. Колокольникова Е.И. Долговечность строительных материалов, (Бетон и железобетон). М.: Высшая школа, 1975. 159с. с черт.

183. Тепловая обработка бетона. Материалы семинара. Под ред. Миронова А. М.: Стройиздат, 1967. 143с. с черт.

184. Волосян Л.Я. Тепло- и массообмен при термообработке бетонных и железобетонных изделий. Под ред. В.Г. Каменского. Минск: Паука и техника, 1973. 255с., ил.

185. Волженский А.В. Минеральные вяжуш;ие вещества. М.: Стройиздат, 1986.-464С., ил.

186. Бутт Ю.М., Тимашев В.В., Окороков Д., Сычев М.М. Технология вяжущих веществ. М Высщая школа, 1965. 619с., ил.

187. Добролюбов Г.В., Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. М.: Стройиздат, 1981. 213с., ил.

188. Состав, структура и свойства цементных бетонов. Под ред. Горчакова Г.И. М.: Стройиздат, 1976. 44с., ил.

189. Структура, прочность и деформации бетонов. Под ред. Десова А.Е. М.: Стройиздат, 1966. 366с. с черт.

190. Марьямов Н.Б. Тепловая обработка изделий на заводах сборного железобетона. М.: Стройиздат, 1970. 272с., ил.

191. Марьямов Н.Б. Повые агрегаты, применяемые при тепловой обработке железобетонных изделий и их теплофизические параметры. В кн.: Тепловая обработка бетона. Материалы семинара. М.: Стройиздат, 1967. 143 с. с черт.

192. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Издательство АСВ, 2002.- 302

193. Зазимко В.Г., Корхин А.С. Планирование эксперимента по определению оптимальных условий теплообработки бетона. В кн.: Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. Киев: Будивельник, 1968. 160с., ил.

194. Лещинский A.M. Влияние тепловой обработки на степень систематической неоднородности прочности бетона Бетон и железобетон. 1981. №8.

195. Чернявский В.Л., Ольгинский А.Г., Савина В.Г. Физико-химические исследования гидратации цемента при повышенных температурах. В. кн.: Управляемое структурообразование в производстве строительных материалов. Киев: Будивельник, 1968. 160с., ил.

196. Дмитрович А. Д. Тепло- и массообмен при твердении бетона в паровой среде. М.: Стройиздат, 1967. 242с., ил.

197. Заседателев И.Б., Петров-Денисов В.Г. Тепло- и массоперенос в бетоне специальных промышленных сооружений. М: Стройиздат, 1973. 168с., ил.

198. Торопова М.В. Влияние тепловлажностной обработки на структурообразование и эксплуатационные свойства бетона: Дне. канд. техн. наук: 05.23.05 Иванов, гос. арх.-стр. акд. Иваново, 2002. 130с.

199. Ицкович Л.С., Солдаткина М.Т. Влагоотдача бетона после термообработки Бетон и железобетон. 1983. 211.

200. Калашников В.П., Демьянова B.C., Дубошина П.М. Влияние режима тепловой обработки на кинетику набора прочности высокопрочного бетона//Известия вузов. Строительство. 2000. JVb2-3. 21.

201. Калоузек Г.Л. Процессы гидратации на ранних стадиях твердения цемента VI Международный конгресс по химии цемента. Том

202. Номинальные статистические характеристики преобразования. 217. ГОСТ 9245-79 Нотенциометры постоянного тока. 218. ГОСТ 7164-78* Нотенциометры и уравновешенные мосты автоматические. 219. ГОСТ 112-78* Термометры метеорологические стеклянные. Т.У.

203. Каменные конструкции и их возведение А.Воробьеа, В.А. Камейко, И.Т. Котов и др. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989. -221 с ил. (Справочник строителя).

204. Ищук М.К. Здания с наружными стенами из облегченной кладки// Жилищное строительство, -1996. JVb7. 12-14.

205. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий НИИ строительной физики. М.: Стройиздат, 1990. 233 с ил.: (Справочное пособие к СНиН).

206. Совершенствование конструктивных решений теплозащиты наружных стен зданий/ Н.И.Бутовский, О.В.Худошина. Обзор. М.: ВНИИНТНИ, 1990.-67 с.

207. Дмитрович А.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. М.: Стройиздат, 1963. 198 с.

208. Лысянский В.М. Нроцесс экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет. М.: изд.-во "Нищевая промышленность", 1973. 224 с.

209. Ананьев А.А., Гояева Г.Н., Ананьев А.И. Домовечность и теплозащитные качества наружных ограждающих конструкций, утепленных пенополистиролом. В кн. Актуальные проблемы строительной теплофизики. VII-я научно-практическая конференция. 18-20 апреля 2002 г. Академические чтения: Сборник докладов Нод ред. д-ра техн. наук В.Г. Гагарина. М.: НИИСФ,2002г.-С. 124...132. 227. Цой Н.В. Методы расчета отдельных задач тепломассопереноса. М.: «Энергия».-1971 .-3 84с.

210. Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности.-М.: «Наука» 1975.-227с.

211. Кудряшов Л.И., Меньших Н.Л. Нриближенные методы решения нелинейных задач теплопроводности.-М.: «Высшая школа» -1979.

212. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности. «Выс- 304 213. Ващенко-Захарченко М.Е. Символическое исчисление и приложение его к интегрированию нелинейных дифференцированных уравнений.Киев: 1862.

214. Диткин В.А., Кузнецов П.И. Справочник по операционному исчислению. Основы теории и таблицы формул. М-Л.: Гос. изд-во техн. теорет. лит., 1951,255с.

215. Диткин В.А., Прудников А.П. Справочник по операционному исчислению. М Высшая школа. 1965, 466с.

216. Детч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа.

217. Heaviside О. Electromagnetic theory .-London, 1899.

218. Heaviside О. Operators in mathematical Physics; Proc. Roy. Soc.

219. Лыков A.B. Теплообмен (Справочник).-М: «Энергим»-!971.-560c. 305

220. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Взаимосвязанный тепломассоперенос в многослойных ограждающих конструкциях при несимметричных граничных и начальных условиях Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях: Сб. докл. пятой научно-практической конференции 26-28 апреля 2000 г. М.: НИИСФ,2000,С.331...335.

221. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Методология расчета нестационарных полей тепло- и массопереноса в многослойной ограждающей конструкции. В кн. Современные проблемы строительного материаловедения. Шестые академические чтения РААСН. Иваново, 2000.

222. Ибрагимов A.M. Анализ уравнений тепло- и массопереноса, описывающих процессы, протекающие в ограждающих строительных конструкциях. В кн. Ученые записки инженерно- технологического факультета Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. Вып. 3 Иваново, 2000. С 187... 188.

223. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Расчет нестационарных температурно-влажностных полей в многослойной ограждающей конструкции. В кн. Актуальные проблемы современного строительства. Ч.

224. Архитектура, градостроительство, строительные конструкции. Экономика и менеджмент. Материалы всероссийской XXXI научно-технической конференции. Пенза, 25...27 апреля, 2001.

225. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Аксаковская Л.Н. Решение краевых задач взаимосвязанного тепломассопереноса в неограниченной пластине с несимметричными граничными условиями. /В кн. Актуальные проблемы современного строительства. Ч.

226. Архитектура, градостроительство, строительные конструкции. Экономика и менеджмент. Материалы всероссийской XXXI научно-технической конференции. Пенза, 25...27 апреля, 2001.

227. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Анализ современных конструктивных решений ограждающих конструкций с точки зрения взаимосвязанного тепломассопереноса. Известия Ивановского отделения Петровской Академии наук и искусств. Архитектурно-строительная секция отделения при Ивановской государственной архитектурно-строительной академии/ Иванов, гос. архит.-строит. акад.. Иваново, 2001. С 44...47.

228. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Нестационарный тепломассоперенос при промерзании многослойной конструкции. В кн. Проблемы экогеоинформационных систем: Сборник трудов, вып. 2 Иванов, гос. архит.-строит. акад.. Иваново, 2001. -С. 3...20.

229. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Промерзание влажных грунтов. В кн. Проблемы экогеоинформационных систем: Сборник трудов. Вып.З Иванов, гос. архит.-строит. акад. Иваново, 2002. 13...21.

230. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Аксаковская Л.Н. Рещение задач 306

231. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю. Моделирование нестационарных процессов промерзания влажных грунтов. Проблемный доклад). 1-я международная научно-практическая конференция Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)" В 4 томах. Т.

232. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Математическое моделирование нестационарного процесса твердения железобетонной трехслойной панели. Российско-Польский семинар «Теоретические основы строительства». Россия. 2003.

233. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Расчет температурных полей влажных грунтов. В кн. Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций: Материалы III Международной научно-технической конференции, 27...29 марта 2003 г., Волгоград. В 4-х ч. /ВолгГАСА. Волгоград, 2003. Ч. I С 173...183.

234. Федосов СВ., Алоян P.M., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Термическая устойчивость основания дорожного полотна и плотин при их промерзании. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова JSfeS. Часть 1: Материалы Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященного 150-летию В.Г. Шухова. Белгород, 2003. 387...397.

235. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин А.В. Взаимосвязанный тепломассоперенос при граничных условиях третьего рода. /Материалы X Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа» /ИГАСА Иваново: 2003. 229...234.

236. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Математическая модель нестационарного теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции. Доклады XII российско-польского семинара «Теоретические основы строительства». Варшава: 2003. 253...261.

237. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Нестационарный тепло- и массоперенос в строительных материалах и конструкци307

238. Государственный координационный центр информационных технологий. Отраслевой фонд алгоритмов и программ, М 2003, 308

239. Государственный координационный центр информационных технологий. Отраслевой фонд алгоритмов и программ. М. 2005.

240. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Моделирование процесса тепловлажностной обработки трехслойных железобетонных панелей. Материалы XII Международной научно технической конференции "Информационная среда ВУЗа". /ИГАСА Иваново, 2005 С126-138-748с.

241. Ибрагимов A.M., Лопатин А.Н., Лопатин И.А. Экспериментальные исследования тепловлажностного состояния конструкции перекрытия. Материалы XII Международной научно технической конференции "Информационная среда ВУЗа". /ИГАСА Иваново, 2005 -С. 197 -200 -748с.

242. Ибрагимов A.M. Пример рещения комплексной задачи проектирования ограждающих конструкций жилого помещения, фундамента и основания при нестационарных режимах эксплуатации. Пленарный доклад на XII Международной научно технической конференции "Информационная среда ВУЗа". Иваново, 2005.

243. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Гущин А.В. Особенности поверхностного теплового воздействия на сплощную железобетонную панель при различных режимах тепловлажностной обработки. //Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научно-технической конференции, Пенза, 17-18 мая 2006. -С. 288-296.

244. Ибрагимов A.M., Красавина О.Н., Гнедина Л.Ю., Заботина Л.Ю. Термический способ закрепления грунтов и усиления оснований. //Композиционные строительные материалы. Теория и практика: сборник статей Международной научно-технической конференции, Пенза, 17-18 мая 2006. С 45-

245. Труды, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и нзданиях

246. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гущин А.В. Нестационарный процесс теплопереноса в монолитном железобетонном перекрытии при использовании термоактивной опалубки. Часть I. //Строительные материалы. №2. 2006. С 56-57.

247. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гнедина Л.Ю., Аксаковская Л.Н., Гущин А.В.. Нестационарный процесс теплопереноса в монолитном железобетонном перекрытии при использовании термоактивной опалубки. Часть П. //Строительные материалы. №3. 2006. С 70.

248. Федосов СВ., Ибрагимов A.M. Нестационарный тепло- и массоперенос в многослойных ограждающих конструкциях. //Строительные материалы. К24. 2006. С 86-87.

249. Ибрагимов A.M. Нестационарный тепло- и массоперенос в строительных материалах и конструкциях при несимметричных граничных условиях. Часть I. //Строительные материалы. №7. 2006. 72-73 309

250. Ибрагимов A.M. Теплоперенос в неограниченной пластине с несимметричными граничными условиями. //Промышленное и гражданское строительство. №7. 2006. 51.

251. Ибрагимов A.M. Теплоперенос при граничных условиях второго и третьего рода. //Промышленное и гражданское строительство. №9. 2006. 58-59.

252. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Аксаковская Л.Н., Анисимова Н.К. Математическое моделирование переноса тепла при оплавлении стеклобоя на поверхности бетона. //Строительные материалы. jsro9 2006. 12-13.

253. Федосов СВ., Ибрагимов A.M., Гущин А.В. Влияние режима процесса тепловлажностной обработки железобетонных ограждающих конструкции и изделии на их прочность. //Строительные материалы. №9 2006. С 7-8. 310