автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Совершенствование температурных режимов ограждающих конструкций зданий в теплый период года

На правах рукописи

□□3457731

САХНО ИГОРЬ ИВАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2008

Волгоград-2008

003457731

Работа выполнена в ГОУ ВПО Ростовском государственном строительном университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Заслуженный деятель науки РФ Иванов Владлен Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Минко Всеволод Афанасьевич ГОУ ВПО Белгородский

государственный технологический

кандидат технических наук

университет им. В.Г. Шухова Малахов Дмитрий Валерьевич ОАО Ростовгражданпроект

Ведущая организация ГОУ ВПО Воронежский государственный

Защита состоится 26 декабря 2008 г. в II00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.026.03 при ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1 (ауд. 710, корп. В)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан «24» ноября 2008 г.

Ученый секретарь

архитектурно-строительный университет

диссертационного совета

Сергана Н. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В теплый период года, особенно в южных районах, высокая температура воздуха и значительная интенсивность солнечной радиации приводят к перегреву зданий. В результате для поддержания необходимого микроклимата в помещениях широко используются системы кондиционирования. Зачастую расход холода на кондиционирование помещений в теплый период года превышает расход тепла на отопление в зимнее.

Принятые в последние годы нормативные документы значительно ужесточили требования к тепловой защите зданий и сооружений различного назначения.

Согласно федеральным нормам расчет нестационарных температурных режимов многослойных ограждающих конструкций в теплый период года основан на теории теплоустойчивости.

Существенным недостатком расчетных схем в теории теплоустойчивости является использовшше линейной модели процесса нестационарной теплопроводности. В действительности же, когда прогрев составного тела осуществляется солнечной радиацией и конвекцией одновременно, граничные условия на наружной поверхности нелинейны, и для решения задач теплопереноса строгие математические методы оказываются малопригодными.

Поэтому актуальными являются исследования, направленные на развитие методов расчета тепловых режимов многослойных ограждений зданий, позволяющих не только анализировать динамику процесса, но и наметить пути к созданию более совершенных строительных конструкций.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО Ростовского государственного строительного университета.

Цель работы - обеспечение требуемого теплового режима в помещениях зданий посредством совершенствования методики расчета тепловых режимов ограждающих конструкций с учетом влияния колебаний температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, месторасположения теплоизоляционного слоя.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- анализ особенностей тепловых режимов работы ограждающих конструкций;

- анализ существующих нормативных методов оценки теплоустойчивости ограждающих конструкций;

- обобщение определяющих факторов тепловых режимов работы ограждающих конструкций в теплый период года;

- разработка методик расчета нестационарных температур и тепловых потоков для вертикальных стен различной ориентации и бесчердачных покрытий;

- проведение численных экспериментов по исследованию величин нестационарных тепловых потоков и температур в ограждающих конструкциях зданий и сооружений для городов Южного Федерального округа;

- экспериментальное определение нестационарных температур и тепловых потоков в одно- и двухслойной вертикальных конструкциях в леших условиях;

- теоретическая и экспериментальная оценки тепловых режимов бесчердачных покрытий при их лучисто-конвективном прогреве.

Основная идея работы состоит в разработке уточненных математических моделей для оценки тепловых режимов многослойных ограждающих конструкций в теплый период года, учитывающих результирующее излучение между ограждением и «окружением».

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физико-математическое моделирование изучаемых процессов, экспериментальные исследования.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- уточнена математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях зданий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и «окружением»;

- на основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена, учитывающих влияние переменной температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций, получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года;

- по результатам численных экспериментов установлены графические зависимости, характеризующие изменения температур и тепловых потоков

ограждающих конструкций зданий и сооружений, показывающие влияние основных параметров процесса переноса на динамику тепловых режимов ограждений;

- на основе использования нестационарных моделей процессов тепяопереноса, учитывающих влияние интенсивности солнечной радиации и колебаний температуры наружного воздуха, получены аналитические зависимости, характеризующие тепловой режим бесчердачных покрытий.

Достоверпость научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теории тепломассопереноса, моделирования изучаемых процессов, подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, проведенных в натурных условиях, с результатами других авторов.

Практическое значение работы:

- предложена численная схема для решения нелинейных задач тепломассопереноса, на основе которой была разработана вычислительная программа;

- разработана методика расчета нестационарных температур и тепловых потоков в вертикальных многослойных ограждающих конструкциях в теплый период года, позволяющая определять теплоустойчивость ограждения;

- разработана методика расчета для оценки теплового режима бесчердачных покрытий при лучисто-конвективном теплообмене на внешней поверхности.

Реализация результатов работы:

- результаты диссертационной работы использованы при проектировании ограждающих конструкций жилых зданий в ОАО «Ростовгражданпроекг», ООО «ЮгСтройПроекг», ООО «Югмонтажкомплекс» (г. Ростов-на-Дону);

- материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 290700 Теплогазоснабжение и вентиляция в ГОУ ВПО Ростовский государственный строительный университет.

На защиту выносятся:

- уточненная математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях зданий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и «окружением»;

- аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года, полученные на основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена с учетом влияния переменной температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций;

- графические зависимости, полученные по результатам численных экспериментов, характеризующие изменения температур и тепловых потоков ограждающих конструкций зданий и сооружений и показывающие влияние основных параметров процесса переноса на динамику тепловых режимов ограждений;

- аналитические зависимости, характеризующие тепловой режим бесчердачных покрытий, полученные на основе использования нестационарных моделей процессов теплопереноса с учетом влияния интенсивности солнечной радиации и колебаний температуры наружного воздуха

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международных научно-практических конференциях «Строительство- 2003, 2004» (г. Ростов-на-Дону, 2003 г., 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Техносферная безопасность, надежность, качество, энергосбережение» (г. Ростов-на-Дону - п. Шепси, 2004 г.).

Публикации.

Основные результаты исследований изложены в 8 работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 139 страниц, в том числе: 48 рисунков на 48 страницах; 4 таблицы на 5 страницах; список литературы из 114 наименований на 11 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость, а также приведены данные о реализации полученных результатов.

Первая глава посвящена анализу применяемых в настоящее время методов исследования процессов теплопереноса в ограждающих конструкциях.

Изучением теплопроводности составных тел в различное время занимались А.В. Лыков, Г.С. Карслоу, Ю.А. Михайлов, Л.А. Коздоба и многие другие. Отмечено отсутствие простых и достаточно надежных методов расчета температурных режимов и тепловых потоков в составных телах при изменяющихся во времени температуре наружного воздуха и солнечной радиации. Недостаточно изучены вопросы влияния ориентации наружных ограждений и месторасположения слоя утеплителя на характер изменения тепловых потерь.

На основе аналитического обобщения известных научных результатов был обоснован выбор направления исследований.

Вторая глава посвящена математической постановке задачи теплопереноса в ограждающих конструкциях и методам ее решения. Изучены проблемы влияния излучения в теплый период года на механизм радиационно-конвективного прогрева многослойных ограждений.

Исследуемая физическая модель представляет собой составную стенку, состоящую из ТП слоев, находящихся в идеальном контакте. Тепловые потоки на наружной поверхности ограждения определяются законами Ньютона и Стефана-Больцмана одновременно. Решения подобных задач теплопроводности, когда температура окружающей среды и плотность теплового потока суммарной солнечной радиации являются периодическими функциями времени, даются для, так называемого, квазистационарного состояния. Предполагается, что колебания Тс(т) и Лт) продолжаются так долго, что первоначальное состояние температуры конструкции потеряло свое влияние на ход процесса. При Г=0 начальная температура многослойной стены описывалась ломаной прямой, характерной для стационарного состояния. Затем производился расчет температурного поля последовательно в течение пяти суток при периодических изменениях Тс(т) и /(т). Распределения нестационарных температур ограждения в период пятых суток и принимались в качестве искомых.

Нестационарные температуры внутри многослойной ограждающей конструкции описываются дифференциальными уравнениями теплопроводности

^ = 1=1,2,..., Ш, (1)

ОТ ох

начальным

т.=ад, т=о, (2)

граничным условием на внутренней поверхности

-Г,), х=0, (3)

ох

условиями сопряжения на стыках слоев

, дТ. , дТм

Л—1х=х»

ох Кы ох

а также граничным условием на внешней поверхности. В общем виде это условие может бить представлено в форме

дТ

А^-Я.+Чраг+Ям, (5)

ОХ

Плотности тепловых потоков в правой части уравнения (5) характеризуют количество теплоты, полученной поверхностью конструкции за счет конвекции

Чк=а£ф)-ТЛ (6)

в результате поглощения солнечной радиации

Ярад=РА?), (7)

а также за счет лучистого теплообмена с «окружением» (] рад.ощ>. ■

При проведении численных экспериментов (всего экспериментов было 21) суточные изменения Тс(т) выбирались по данным Справочника по климату СССР. Вып. 30. и 19, аколебания J(т) - по данным СНиП 23-01-99*.

Наиболее сложной является задача определения результирующего излучения рад окр. между ограждением и землей, между ограждением и близ расположенными зданиями и сооружениями, между ограждением и «небом». Учет влияния всех факторов представляет собой достаточно сложную задачу, и это вызвано, прежде всего, отсутствием надежной количественной информации.

В дальнейшем для «стыковки» теоретических и экспериментальных результатов используется связь, пригодная для вертикальных стен

Я„=£г,р<г,[ТХт)-Т:Ъ (8)

где £Г1р - приведенная степень черноты между поверхностью ограждения и "окружением".

В процессе эксплуатации ограждающие конструкции могут подвергаться увлажнению благодаря диффузии водяных паров через стенку в сторону области более низкого давления.

В теплый период года, когда парциальные давления водяных паров наружного и внутреннего воздуха незначительно отличается друг от друга, процесс паропроницания замедляется. Поэтому, учитывая, что исследование процессов нестационарной теплопроводности относится к теплому периоду, при проведении расчетов влагопереносом пренебрегали.

Для реализации задач нестационарного теилопереноса через ограждающие конструкции необходимо иметь надежные и достаточно простые вычислительные алгоритмы, которые давали бы возможность с наименьшими затратами машинного времени находить с разумной точностью температурные распределения и тепловые потоки.

Чтобы уменьшить число параметров и построить расчетную схему в наиболее общей форме, система уравнений (1) - (5) была предварительно представлена в обобщенных перемешай

е^ехх), го=о, оо

(11)

дХ

х=хр (12)

ол оХ

=вфс(Ро)-втУК1(РоУ8к[вАс{Ро)-9^ (13)

дХ Т

где 0~— - безразмерная температура, Т„ - масштаб отнесения, X

X—-- безразмерная координата, Ят - толщина многослойной стенки,

Я

a-sl л -a_ лг > 1ч ~ , •

«i А+,

С помощью общеизвестного метода «элементарных балансов» и приема «расщепления» составного тела на однородные элементы были получены разностные зависимости, аппроксимирующие систему дифференциальных уравнений (9) - (13):

- расчетная точка находится внутри i-то слоя:

+bFoN>(0n_hFo-Ч,Ро

- расчетная точка - на границе 1-го и (/ +1) -го слоев (п = n¡):

^ i

0«, +i,Fo+AFo = ^ +i,Fo(6>И(№ -0п. +lFo)~Nqi (0n¡ +1Fo -0n. +2Fo)].

4¡

- расчетная точка - на наружной поверхности (и=пт):

V а1

- расчетная точка - на внутренней поверхности (И — 0):

¿и**■

В приведенных формулах = I—; Kj—Aj ДАГ]= —;

V«,' V ЛГ

ДЛГ,=ДЛГ. Р; « =

V О, 7=1 ЛХ;

С целью увеличения скорости сходимости разностных уравнений и обеспечения их устойчивости шаг по времени выбирали на основе равенства

На основе разностной схемы аппроксимации дифференциальных уравнений теплопроводности и краевых условий была разработана вычислительная программа

и

В работе был выполнен анализ влияния теплоизоляционного слоя на динамику теплопереноса в нестационарных условиях, характерных для работы строительных ограждающих конструкций.

Полученный обширный числовой материал был использован для детального изучения картины нестационарного теплообмена, что позволило выявить некоторые качественные особенности процесса переноса в составных структурах.

С помощью вычислительной программы были проведены численные эксперименты для трех вариантов простейших ограждающих конструкций различной ориентации, представленных на рис. 1.

Рис. I. Схемы ограждающих составных конструкций 1 - слой кирпича, 2 - слой утеплителя.

Приведенные на рис. 2 кривые построены для летних условий Ашхабада, города с жарким климатом. Для иллюстрации на этом же рисунке показан суточный ход плотности теплового потока суммарной солнечной радиации

Лт).

Одновременно с расчетом (]„„,„ находились и значения плотностей тепловых потоков на внутренней поверхности конструкции ([т1Юв. по уравнению (3) (табл. 1).

Таблица 1 - Пределы суточных, изменений (¡тмш., Вт/м2

Однослойная Теплоизоляция на Теплоизоляция на

стена (I) наружной поверхности (П) внутренней поверхности (Ш)

Западная ориентация

11,82-15,93 3,73-4,64 3,79-5,25

Восточная ориентация

12,09-15,42 3,76-4,54 3,84-5,04

Как вцдно из таблицы 1, суточные колебания величины Цт!1Юв, оказались слабыми. Также слабо менялись в течение суток температуры внутренних поверхностей Т^ (т), что свидетельствует о теплоустойчивости конструкций.

I, Вт/м2

600 400 200 0

Чн-псиВт/м2 80 60 -40 -20 О -20 ■ -40 ■ •60 -80 -

О 4 8 12 16 20 час

б

Рис. 2. Суточные изменения плотности теплового потока: а) суммарной солнечной радиации; б) на наружной поверхности западной ориентации. I, П, Ш - варианты ограждающих конструкций.

Представленные на рис. 2 результаты говорят о том, что месторасположение теплоизоляционного слоя существенным образом отражается на величине Цптв . Когда теплоизоляционный слой расположен снаружи (П), величина Цююв минимальна и практически постоянна. Таким образом, эффективным способом увеличения теплозащиты зданий является наружное утепление, состоящее из материалов, изготавливаемых на основе минеральной вагы, стекловолокна и пенопластов.

4,

г—— к

/

£

1 ш^*

V

к /

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований процессов радиационно-конвективного прогрева ограждений, проводившихся с целью подтверждения данных теоретического анализа.

Была исследована динамика процесса теплопереноса в двухслойной ограждающей конструкции для теплого периода года, с учетом солнечной радиации и переменной температуры наружного воздуха.

Натурные испытания проводились в помещении здания, расположенного в г. Ростове-на-Дону, с 1 по 8 августа 2001 года, исключая облачные дни.

Исследуемая конструкция представляла собой фрагмент стены размером 3000x4000 мм. Первый слой - лист пенопласта толщиной 100 мм (Л,,= 0,052 Вт/(м-К), й„= 33-Ю"7 м2/с), второй слой - кирпичная стена из кладки в 2 кирпича на цементно-известковом растворе М50 (Л-= 0,7 Вт/(м-К), а = 4,42-10"7 м2/с) толщиной 510 мм.

Теплообмен через ограждающую конструкцию обеспечивался за счет разности температур наружного и внутреннего воздуха, а также за счет действия солнечной радиации.

С помощью кондиционера, оснащенного термостатом, внутри помещения обеспечивалось автоматическое поддержание заданной температуры Тт. Температуры внутреннего Тен и наружного Тс(т) воздуха измерялись термометрами сопротивления ТСП-Н.

Внутренняя и наружная поверхности исследуемого фрагмента были снабжены 4 термометрами сопротивления ТСП-50П каждая. В комплект установки для измерения температур входил вычислитель количества теплоты ВКТ-4. Измерения температур производились через беи усреднялись до среднечасового значения, что предусмотрено конструкцией прибора. Расхождения показаний температур в крайних точках по высоте составляли 0,2 °С, по ширине 0,35 °С.

Данные о суточных изменениях плотности теплового потока суммарной солнечной радиации J(т) в дни испытаний были представлены Ростовским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Было проведено численное моделирование процесса нестационарной теплопроводности в двухслойной конструкции.

При проведении расчетов величина коэффициента теплоотдачи со стороны помещения составляла <Хви= 5 Вт/(м2,К), на внешней поверхности - ОСи= 25 Вт/(м2-К). Приведенная степень черноты - £„р = 0,8, коэффициент поглощения солнечной радиации - р = 0,6.

На рис. 3 показано сравнение расчетных и экспериментальных значений нестационарных температур внутренней Т{(т) и наружной Т2(т) поверхностей двухслойной конструкции. Здесь же представлен суточный ход измеренных температур Теи и Тс(т) в период проведения эксперимента.

Рис. 3. Нестационарные температуры двухслойной конструкции: 1 - наружной поверхности ограждения, 2 - наружного воздуха, 3 - внутренней поверхности, 4 - внутреннего воздуха. - эксперимент; --------расчет

Приведенные на рис. 3 опытные и теоретические кривые достаточно хорошо согласуются друг с другом. Таким образом, из сравнения расчетных данных с экспериментальными исследованиями можно сделать вывод, что нестационарные температуры представленных ограждающих конструкций, определенные с помощью предложенной расчетной схемы, приемлемо отражают действительную картину процесса теплопереноса.

Также анализ построенных графиков дает возможность достаточно просто оценить и теплоустойчивость исследуемой конструкции. Так, принимая во внимание слабое изменение температуры внутренней поверхности стены г) во времени, следует оценить это ограждение как теплоустойчивые.

Повышенная теплоустойчивость конструкции легко объясняется высокой термической массивностью стены и невысокими коэффициентами температуропроводности материалов слоев.

В четвертой главе приведен анализ численного моделирования процессов теплопереноса в типичных многослойных ограждающих конструкциях, дается оценка их теплоустойчивости.

В работе также была показана динамика изменения температур бесчердачных покрытий при их лучисто-конвективном прогреве.

Математическая постановка задачи нестационарного переноса, включающая дифференциальные уравнения теплопроводности отдельных слоев составной конструкции крыши, отличается от постановки задачи для вертикальных стен (1) - (5) лишь граничным условием на внешней поверхности

QT

Л» ^ = Яг + Ярад - Ярад«., X = Rm. (14)

ОХ

Представленные в правой части уравнения плотности тепловых потоков конвекцией qK и в результате поглощения солнечной радиации q^ определяются согласно уравнениям (6) и (7), соответственно.

Поверхностная плотность потока излучения qpa<iH применительно к

крыше, обращенной в сторону безоблачного неба, вычислялась, исходя из уравнения C.B. Зоколей

Ярадм. = ^ПрЕ, (15)

в котором £,v при низкотемпературной радиации обычно принимается равной 0,9. Ориентировочное значение поверхностной плотности потока излучения абсолютно черного тела Е для плоской крыши принималось равным 100 Вт/м2.

Для решения задачи теплопереноса (1-4, 14) был применен разностный метод.

Используя данные натурных измерений Е.А. Солдатова было проведено сопоставление результатов расчета и экспериментальных исследований

процесса нестационарного теплопереноса в бесчердачном покрытии при радиационно-конвективном теплообмене на внешней поверхности (рис. 4).

Рис. 4. Нестационарные температуры: 1 - наружной поверхности крыши, 2 - верха утеплителя, 3 - внутренней поверхности крыши. -эксперимент; -----------расчет

Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод, что температурные распределения, найденные с помощью предлагаемого подхода приемлемо передают действительную картину теплового переноса.

Попутно, принимая во внимание малое изменение температуры потолка, можно отметить значительную теплоустойчивость бесчердачного покрытия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дано новое решение актуальной задачи по обеспечению требуемого теплового режима в помещениях зданий посредством совершенствования методики расчета тепловых режимов ограждающих конструкций в теплый период года, с учетом колебаний температуры наружного воздуха, влияния ориентации поверхности ограждения, месторасположения теплоизоляциошюго слоя.

На основании полученных теоретических и экспериментальных исследований молено сделать основные выводы:

1. Уточнена математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях здапий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и землей, между ограждением и близ расположенными зданиями и сооружениями, между ограждением и «небом».

2. На основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена, учитывающих влияние колебаний температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций, получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года

3. По результатам численных экспериментов установлены графические зависимости, характеризующие изменения температур и тепловых потоков типовых ограждающих конструкций при их лучисто-конвективном прогреве, показано влияние основных параметров процесса переноса (температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации) на динамику тепловых режимов ограждений.

4. Предложена численная схема для решения нелинейных задач тепломассопереноса, с помощью которой была разработана вычислительная программа.

5. Разработана методика расчета нестационарных температур и тепловых потоков в вертикальных многослойных ограждающих конструкциях в теплый период года, позволяющая определять теплоустойчивость ограждений.

6. Разработана методика расчета для оценки теплового режима и теплоустойчивости бесчердачных покрытий при радиационно-конвективном теплообмене на внешней поверхности.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - коэффициент температуропроводности, м2/с; J - плотность потока суммарной солнечной радиации, Вт/м2; q - плотность теплового потока, Вт/м2;

Т - температура, К; X - координата, м; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); Л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); Т - время, с; Bim, Bi„, Bik - числа Био; Fo - число Фурье; Ki - число Кирпичева; Sk - число Старка.

Индексы: i - номер слоев; ТП - число слоев.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК

1. Сахпо, И.И. Нестационарные температурные режимы бесчердачных покрытий в летний период [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно // Жилищное строительство. - 2007. - №9. - С. 19-20.

2. Сяхио, И.И. Нестационарные температурные режимы многослойных ограждающих конструкций в летнее время [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно // Изв. ВУЗов; Сер. Строительство. -2004.-№3.-С. 9-13.

3. Сахпо, И.И. Исследование процессов радиационно-конвективного прогрева ограждающих конструкций [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно [и др.] // Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион; Сер. Технические науки. - Ростов-на-Дону, 2003. - №3. - С. 31-32.

4. Сахпо, И.И. Температурные режимы ограждающих конструкций [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно [и др.] // Жилищное строительство. -2003. -№5. -С. 17-18.

Отраслевые издания и материалы конференций

5. Сяхио, П. П. Процессы тегшопереноса в многослойных ограждающих конструкциях в летнее время [Текст] / И.И. Сахно // Известия Ростов, гос. строит, ун-та. - Ростов-на-Дону, 2005. - №9. - С. 416-417.

6. Сахно, И.И. К оценке теплоустойчивости ограждающих конструкций [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно // Техносферная безопасность, надежность, качество, энергосбережение: сб. науч. тр. / Ростов, гос. строит, ун-т. - Ростов-на-Дону, 2004. - С. 437-443.

7. Сахно, ИМ. Процессы теплопереноса в многослойных ограждающих конструкциях в летнее время [Текст] / В.В. Иванов, И.И. Сахно // Строительство-2004: сб. науч. тр. / Ростов, гос. строит, ун-т. -Ростов-на-Дону, 2004. - С. 162-163.

8. Сахно, И.И. Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций [Текст] / В.В. Иванов, Л.В. Карасева, И.И. Сахно [и др.] // Строительство-2003: сб. науч. тр. / Ростов, гос. строит, ун-т. - Ростов-на-Дону, 2003. - С. 67.

САХНО ИГОРЬ ИВАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

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

Подписано в печать 18.11.2008 г. Формат 60x84/16. Печать трафаретная. Бумага офсетная Усл.печ. л. 1,4. Уч-изд. Л.1.6. Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Заказ № 372.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Сектор оперативной полиграфии ЦИТ 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Линейная модель процесса нестационарной теплопроводности.

1.2. Процессы теплопереноса с нелинейными граничными условиями.

1.3. Экспериментальные методы изучения тепловых режимов конструкций.

1.4. Задачи исследований.

ГЛАВА II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В

МНОГОСЛОЙНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ

КОНСТРУКЦИЯХ С УЧЕТОМ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ. МЕТОД РЕШЕНИЯ.

2.1. Физическая модель. Принятые допущения. Постановка задачи.

2.2. Схема расчета.

2.3. Характерные температурные распределения.

ГЛАВА III. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ОГРАЖДЕНИЙ В ЛЕТНЕЕ ВРЕМЯ. СРАВНЕНИЕ С РАСЧЕТОМ.

3.1. Исследуемые ограждающие конструкции.

3.2. Аппаратура и оборудование, используемое при проведении эксперимента.

3.3. Подготовка к испытаниям.

3.4. Проведение эксперимента.

3.5. Обработка результатов.

ГЛАВА IV. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ТИПОВЫХ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ. ОЦЕНКА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ.

4.1. Температурные режимы вертикальных ограждающих конструкций.

4.2. Процессы теплопереноса в бесчердачных покрытиях.

В настоящее время жилой фонд зданий в Российской Федерации с точки зрения энергоиспользования является весьма неэффективным. Благодаря проводимой в прошлом политике «дешевых» энергоносителей, в пятидесятых-шестидесятых годах минувшего столетия в стране началось массовое строительство бетонных зданий с невысоким уровнем теплозащиты. Известно, что до трети всех потребляемых энергоресурсов страны расходуется на содержание жилых, гражданских и промышленных зданий [1].

Очевидно, что . для России вопросы энергосбережения особо актуальны. К тому же, наша страна обладает одним из самых высоких потенциалов энергосбережения. По различным оценкам доля энергии, которую можно сэкономить составляет от 30 до 40 % топливно-энергетического баланса государства.

Как показывает мировой опыт в решении проблемы энергосбережения, экономия топливно-энергетических ресурсов является стратегической задачей государства.

Так, в государствах-членах ЕС действует Программа СЕРНЕиБ «Эффективные по себестоимости пассивные дома как европейский стандарт», идет работа по преобразованию в национальный закон Директивы по энергетическим характеристикам зданий (ЕРВО). Во многих европейских странах декларируется цель достижения ультранизкого и даже нулевого уровня потребления энергии зданиями [2].

В целях стабилизации кризисных явлений в энергообеспечении отечественной экономики и социальной сферы Правительство Российской Федерации в 90-е годы прошлого столетия приняло меры к формированию научной и правовой базы энергосбережения.

Энергетической стратегией России» на период до 2010 года, принятой Правительством 7 декабря 1994 года, в качестве высшего приоритета энергетической политики поставлена задача повышения жизненного уровня населения за счет роста прямых энергетических услуг, осуществляемых при углублении электрификации и газификации быта, села и общественного транспорта, и повышении эффективности использования энергии.

Продолжением этого курса является «Энергетическая стратегия России» на период до 2020 года, принятая Правительством 28 августа 2003 года. Энергетическая стратегия сформирована с учетом оптимизации топливно-энергетического баланса России по структуре и в разрезе отраслей и регионов. В частности, предусматривается «замедление роста расхода энергоресурсов на централизованное теплоснабжение в 1,07-1,11 раза относительно общего энергопотребления в связи с большими возможностями для снижения потерь и экономии тепла, а также опережающего развития его локальных и индивидуальных источников».

Указом Президента Российской Федерации от 7 мая 1995 года №472 были утверждены «Основные направления энергетической политики Российской Федерации на период 2010 года». Этим документом приоритетным направлением развития энергетической политики России определена «реализация потенциала энергосбережения за счет создания и внедрения высокоэффективного топливо- и энергопотребляющего оборудования, теплоизоляционных материалов и строительных конструкций».

3 апреля 1996 года в целях создания экономических и организационных условий для эффективного использования энергетических ресурсов был принят Федеральный закон «Об энергосбережении» №28-ФЗ, который регулирует отношения, возникающие в процессе деятельности в области энергосбережения. Этим законом определены основные принципы энергосберегающей политики государства, установлены требования . к стандартизации, сертификации и метрологии в области энергосбережения, определены основы государственного управления энергосбережением, включая осуществление государственного надзора за эффективностью энергопотребления, проведение энергетических обследований организаций и учет энергетических ресурсов.

Анализ энергоэффективности отечественной экономики на протяжении последних лет свидетельствует, что в 90-е годы прошлого столетия был проделан большой объем работ, связанный с созданием основы нормативно-правовой базы энергосбережения: изучался зарубежный опыт, делались оценки потенциала энергосбережения в различных отраслях экономики, определялись подходы и направления решения проблемы роста энергетической эффективности. В результате этих работ в период 1994-1998 г.г. были сформированы основы российской нормативно-правовой базы энергосбережения, начиная с «Энергетической стратегии России», до федерального закона «Об энергосбережении» и федеральной целевой программы «Энергосбережение России».

Современное состояние в области энергоэффективности можно оценить как период перевода основных направлений работ от формирования идеологии и нормативно-правовых положений в сферу практической деятельности, последовательной поэтапной отработки технологии «реального энергосбережения». Повышение энергоэффективности строительного комплекса в целом возможно только при обеспечении энергоэффективности как зданий и сооружений, так и систем их теплоснабжения.

Введенные в 1995 году изменения в СНиП «Строительная теплотехника», а также утвержденные Правительством Москвы в 1994 году Московские городские строительные нормы МГСН 2.01-94

Энергосбережение в зданиях» уже привели к созданию новых и реконструируемых зданий с эффективным использованием энергии.

Так, в 1998-2002 г.г. в г. Москве был реализован проект «Энергоэффективный жилой дом в микрорайоне Никулино-2» [3, 4]. Целью проекта являлось создание, натурная апробация и последующее внедрение в жилищное строительство города новейших технологий и оборудования, обеспечивающих, как минимум, двукратное снижение энергозатрат. В частности, для этого применялись следующие энергоэффективные мероприятия:

- наружные ограждения (3-слойные железобетонные панели на дискретных связях) с повышенной теплозащитой; теплонасосная установка для горячего водоснабжения, использующая тепло грунта и удаляемого вентиляционного воздуха;

- система отопления с термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе, обеспечивающая возможность поквартирного учета и регулирования расхода тепловой энергии и индивидуального регулирования температуры воздуха в помещениях.

Некоторые результаты проекта приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Уровень теплозащиты ограждающих конструкций и показатели энергоемкости здания

Основные характеристики и показатели Един, измерения Базовый дом (I этап теплозащиты) (II этап теплозащиты) проект Энергоэффективный дом

Проект Эксперимент Проект Эксперимент

1 2 3 4 5 6 7

Приведенное сопротивление теплопередаче:

- стен м2-°С/Вт 2,56 2,56 3,28 3,28 3,28

1 2 3 4 5 6 7

- окон и балконных дверей м2-°С/Вт 0,55 0,55 0,6 0,6 0,6

- покрытий, чердачных перекрытий м2-°С/Вт 3,30 3,30 4,39 4,39 4,39

- перекрытий над подвалами и подпольями м2-°С/Вт 2,80 2,80 4,27 4,27 4,27

- перекрытий над проездами и под эркерами м2-°С/Вт - - 1,63 1,63 1,63

Годовые расходы энергетических ресурсов на здание:

- тепловой энергии на отопление МВт-ч/ год 1059 1008 720 577 560

- тепловой энергии на горячее водоснабжение МВт-ч/ год 1061 650 687 -

- электрической энергии МВт-ч/ год 814,39 524,4 814 1016 1033

Следует отметить, что внедрение энергосберегающих мероприятий в г. Москве является одной из главных задач по снижению энергетического дефицита столицы - крупнейшего потребителя топливно-энергетических ресурсов в России. В этой связи особую значимость приобретает принятие закона г. Москвы №35 от 05.07.2006 г. «Об энергосбережении в г. Москве», учитывающего специфику огромного мегаполиса. Закон совершенствует правовое регулирование в области энергосбережения, организует систему контроля за расходом энергоресурсов и их эффективным использованием, обеспечивает заинтересованность производителей, поставщиков и потребителей энергоресурсов в повышении эффективности их использования, позволяет ввести энергетические паспорта для обследованных организаций, внедряет более жесткие по сравнению с федеральными городские стандарты в области энергоэффективности.

Известно, что Госстрой РФ также поддерживает энергосберегающую политику (Постановлениями №18-14 от 06.06.1997 г. «Об экономии энергоресурсов при проектировании и строительстве» и №18-11 от 02.02.1998 г. «О теплозащите строящихся зданий и сооружений»).

Появившаяся в последнее время новая редакция федеральных норм по теплозащите [5] использует потребительский подход к нормированию, заключающийся в установлении предельного уровня суммарного удельного энергопотребления здания. С его помощью, применяя различные энергосберегающие мероприятия (рациональные объемно-планировочные решения, автоматизация, применение окон и дверей с повышенной теплозащитой и т.д.), можно, например, снизить степень теплозащиты наружных ограждений и тем самым уменьшить затраты на наиболее дорогостоящий способ энергосбережения - устройство теплоизоляции.

Требования [5] прошли апробацию в большинстве субъектах России при разработке и внедрении Территориальных Строительных Норм (ТСН) под общим названием «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий». По данным Госстроя РФ уже 6% от всего фонда зданий России соответствуют требованиям новых норм, обеспечивающих около 40% энергосбережения по сравнению с 1995 г. Произошел переход от повсеместного распространения панельного домостроения к монолитнокаркасному с наружным утеплением из легких теплоизоляционных материалов [6].

Очевидно, что энергосбережение во всех его видах может стать решением актуальной проблемы энергодефицита.

Важнейшей частью энергосбережения в строительстве является проблема потребления энергии системами климатизации - отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

В теплый период года, особенно в южных районах страны, из-за высокой температуры окружающего воздуха и значительной интенсивности солнечной радиации происходит перегрев зданий. Эти условия вызывают значительные тепловые нагрузки на организм человека, существенно снижая его работоспособность и производительность труда. В результате для поддержания необходимого микроклимата в помещениях широко используются системы кондиционирования и вентиляции. Во многих случаях расход холода в кондиционируемых помещениях в летнее время превышает расход тепла на отопление в зимний период [7].

Именно отыскание уровня эффективной тепловой защиты для зданий с системами охлаждения внутреннего воздуха в теплый период года пока является не решенной проблемой. Предлагается устанавливать уровень тепловой защиты для северных и центральных регионов страны из условий энергосбережения на отопление, а для южных регионов - из условия энергосбережения на охлаждение [6].

Следует отметить, что потребительский подход, используемый в [5], зачастую реализуется непоследовательно и таким образом, что у проектировщика остается очень узкий диапазон параметров, в пределах которых он может принимать решения по теплозащите здания.

Также ощущается явная нехватка информации о научных методах, на основе которых осуществляется проектирование зданий.

Одна из проблем, вызывающая к себе значительный интерес, связана с переносом теплоты в ограждающих конструкциях.

Согласно [5] расчет нестационарных температурных режимов многослойных ограждающих конструкций в летнее время основан на теории теплоустойчивости.

Теория теплоустойчивости — способности сохранять относительное постоянство температуры на внутренней поверхности ограждений при периодических наружных тепловых воздействиях - была разработана O.E. Власовым, JI.A. Семеновым, A.M. Шкловером. На основе этой теории созданы методы расчетов колебаний температур в конструкциях, подвергающихся периодическим тепловым воздействиям, и получены приближенные формулы для оценки затуханий температурных колебаний, тепловой инерции и т.д.

Существенным недостатком расчетных схем в теории теплоустойчивости является использование линейной модели процесса нестационарной теплопроводности. Нелинейность граничных условий, учитывающих радиационно-конвективный перенос на наружной поверхности ограждения, не дает возможность получения строгого аналитического решения. Поэтому разность четвертых степеней абсолютных температур в граничных условиях заменялась разностью температур в первой степени с вводом единого суммарного коэффициента теплоотдачи конвекцией и излучением ОСн: где , - температура соответственно наружного воздуха и наружной поверхности ограждения, °С; п п рп - коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхности ограждения; qn - интенсивность солнечной радиации, Вт/м2;

Яи - коэффициент теплопроводности наружного слоя ограждения, Вт/(м • °С);

ОС , ССЦ - коэффициент теплоотдачи соответственно конвекцией и излучением, Вт/(м2 • °С).

В дальнейших расчетах коэффициент теплоотдачи излучением принимается постоянным, хотя на самом деле этот коэффициент является функцией температур и, следовательно, времени.

Такой подход позволил реальную нелинейную модель процесса теплопереноса заменить упрощенной линейной моделью, используя при этом решения известных задач нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода.

Поэтому актуальными являются исследования, направленные на развитие методов расчета тепловых режимов многослойных ограждений зданий, позволяющих не только анализировать динамику процесса, но и наметить пути к созданию более совершенных конструкций.

Наиболее приемлемый способ решения задач нестационарного переноса в составных стенках с излучающими поверхностями связан с использованием численных методов и ЭВМ.

Целью настоящей работы является обеспечение требуемого теплового режима в помещениях зданий посредством совершенствования методики расчета тепловых режимов ограждающих конструкций с учетом влияния колебаний температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, месторасположения теплоизоляционного слоя.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- анализ особенностей тепловых режимов работы ограждающих конструкций; анализ существующих нормативных методов оценки теплоустойчивости ограждающих конструкций;

- обобщение определяющих факторов тепловых режимов работы ограждающих конструкций в теплый период года;

- разработка методик расчета нестационарных температур и тепловых потоков для вертикальных стен различной ориентации и бесчердачных покрытий;

- проведение численных экспериментов по исследованию величин нестационарных тепловых потоков и температур в ограждающих конструкциях зданий и сооружений для городов Южного Федерального округа;

- экспериментальное определение нестационарных температур и тепловых потоков в одно- и двухслойной вертикальных конструкциях в летних условиях;

- теоретическая и экспериментальная оценки тепловых режимов бесчердачных покрытий при их лучисто-конвективном прогреве.

Основная идея работы состоит в разработке уточненных математических моделей для оценки тепловых режимов многослойных ограждающих конструкций в теплый период года, учитывающих результирующее излучение между ограждением и «окружением».

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физико-математическое моделирование изучаемых процессов, экспериментальные исследования.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- уточнена математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях здаиий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и «окружением»;

- на основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена, учитывающих влияние переменной температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций, получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года;

- по результатам численных экспериментов установлены графические зависимости, характеризующие изменения температур и тепловых потоков ограждающих конструкций зданий и сооружений, показывающие влияние основных параметров процесса переноса на динамику тепловых режимов ограждений;

- на основе использования нестационарных моделей процессов теплопереноса, учитывающих влияние интенсивности солнечной радиации и колебаний температуры наружного воздуха, получены аналитические зависимости, характеризующие тепловой режим бесчердачных покрытий.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теории тепломассопереноса, моделирования изучаемых процессов, подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, проведенных в натурных условиях, с результатами других авторов.

Практическое значение работы:

- предложена численная схема для решения нелинейных задач тепломассопереноса, на основе которой была разработана вычислительная программа;

- разработана методика расчета нестационарных температур и тепловых потоков в вертикальных многослойных ограждающих конструкциях в теплый период года, позволяющая определять теплоустойчивость ограждения;

- разработана методика расчета для оценки теплового режима бесчердачных покрытий при лучисто-конвективном теплообмене на внешней поверхности.

Реализация результатов работы: результаты диссертационной работы использованы при проектировании ограждающих конструкций жилых зданий в ОАО «Ростовгражданпроект», ООО «ЮгСтройПроект», ООО

Югмонтажкомплекс» (г. Ростов-на-Дону);

- материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по специальности 290700 Теплогазоснабжение и вентиляция в ГОУ ВПО Ростовский государственный строительный университет.

На защиту выносятся:

- уточненная математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях зданий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и «окружением»;

- аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года, полученные на основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена с учетом влияния переменной температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций;

- графические зависимости, полученные по результатам численных экспериментов, характеризующие изменения температур и тепловых потоков ограждающих конструкций зданий и сооружений и показывающие влияние основных параметров процесса переноса на динамику тепловых режимов ограждений;

- аналитические зависимости, характеризующие тепловой режим бесчердачных покрытий, полученные на основе использования нестационарных моделей процессов теплопереноса с учетом влияния интенсивности солнечной радиации и колебаний температуры наружного воздуха.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: Международных научно-практических конференциях «Строительство- 2003, 2004» (г. Ростов-на-Дону, 2003 г., 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Техносферная безопасность, надежность, качество, энергосбережение» (г. Ростов-на-Дону -п. Шепси, 2004 г.).

Публикации.

По материалам исследований опубликовано 8 научных работ, из них 4 в определенных ВАК изданиях («Жилищное строительство», «Известия высших учебных заведений. Строительство», «Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки»).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 139 страниц, в том числе: 48 рисунков на 48 страницах; 4 таблицы на 5 страницах; список литературы из 114 наименований на 11 страницах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дано новое решение актуальной задачи по обеспечению требуемого теплового режима в помещениях зданий посредством совершенствования методики расчета тепловых режимов ограждающих конструкций в теплый период года, с учетом колебаний температуры наружного воздуха, влияния ориентации поверхности ограждения, месторасположения теплоизоляционного слоя.

На основании полученных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать основные выводы:

1. Уточнена математическая модель, описывающая процессы переноса теплоты в ограждающих конструкциях зданий и сооружений в теплый период года, учитывающая результирующее излучение между ограждением и землей, между ограждением и близ расположенными зданиями и сооружениями, между ограждением и «небом».

2. На основе использования нестационарных моделей процессов теплообмена, учитывающих влияние колебаний температуры наружного воздуха и ориентации поверхности ограждающих конструкций, получены аналитические и экспериментальные зависимости, характеризующие тепловой режим вертикальных многослойных ограждений в теплый период года.

3. По результатам численных экспериментов установлены графические зависимости, характеризующие изменения температур и тепловых потоков типовых ограждающих конструкций при их лучисто-конвективном прогреве, показано влияние основных параметров процесса переноса (температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации) на динамику тепловых режимов ограждений.

4. Предложена численная схема для решения нелинейных задач тепломассопереноса, с помощью которой была разработана вычислительная программа.

5. Разработана методика расчета нестационарных температур и тепловых потоков в вертикальных многослойных ограждающих конструкциях в теплый период года, позволяющая определять теплоустойчивость ограждений.

6. Разработана методика расчета для оценки теплового режима и теплоустойчивости бесчердачных покрытий при радиационно-конвективном теплообмене на внешней поверхности.

1.Г. Тепловая изоляция жилых и гражданских зданий// Энергосбережение, 2005. Юбилейный номер. — С. 104-107.

2. Гертис К. Здания XXI века здания с нулевым потреблением энергии// Энергосбережение, 2007. № 3. - С. 34-36.

3. Васильев Г.П. Энергоэффективный экспериментальный жилой дом в микрорайоне Никулино-2// АВОК, 2002. № 4. С. 10-18.

4. Подолян Л.А. Опыт эксплуатации экспериментального энергоэффективного жилого дома в микрорайоне Никулино-2// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, 2004. №5.-С. 30-33.

5. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий. М.: ФГУП ЦПП, 2004.

6. Матросов Ю.А. Новые нормы теплозащиты зданий// Жилищное строительство, 2004. № 6.

7. Шилькрот Е.О. Эффективное использование энергии где и как?// АВОК, 2006. №7. с. 4-6.

8. Карслоу Г.С., Егер Д.К. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964.-487 с.

9. Лыков A.B. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. -600 с.

10. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 536 с.

11. Цой П.В. Методы расчета задач тепломассопереноса. М.: Энергоатомиздат, 1984.-415 с.

12. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. — М.: Высшая школа, 1985. 480 с.

13. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979. - 216 с.

14. Шашков А.Г. Системно-структурный анализ процесса теплообмена и его применение. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 280 с.

15. Никитенко Н.И. Теория тепло- и массопереноса. — Киев: Наукова думка, 1983.-349 с.

16. Коздоба JI.A. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. -М.: Наука, 1975.-228 с.

17. Зарубин B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности.- М.: Энергоатомиздат, 1983. -328 с.

18. Зарубин B.C. Температурные поля в конструкциях летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978. - 184 с.

19. Камья Ф.М. Импульсная теория теплопроводности. М.: Энергия, 1972. - 272 с.

20. Рвачев B.JL, Слесаренко А.П. Алгебра логики и интегральные преобразования в краевых задачах. Киев: Наукова думка, 1976. -288 с.

21. Рвачев B.JL, Слесаренко А.П. Алгебро-логические и проекционные методы в задачах теплообмена. Киев: Наукова думка, 1978. - 139 с.

22. Беляев Н.М., Рядно A.A. Методы нестационарной теплопроводности.- М.: Высшая школа, 1978. 328 с.

23. Постольник Ю.С. Приближенные методы исследований в термомеханике. Киев: Вища школа, 1984. - 158 с.

24. Видин Ю.В. Инженерные методы расчета процессов теплопереноса.- Красноярск: Изд-во Краснояр. политехи, ин-та, 1974. 144 с.

25. Видин Ю.В. Исследование теплопроводности многослойных тел при нелинейных граничных условиях: Автореф. дис. . .д-ра техн. наук. -М., 1970.-43 с.

26. Видин Ю.В. Нестационарное температурное поле многослойной пластины, нагреваемой конвекцией и радиацией одновременно// Изв. вузов. Сер. Авиационная техника, 1970. № 3. - С. 156-160.

27. Видин Ю.В. Температурное поле массивной многослойной пластины, нагреваемой конвекцией и радиацией одновременно// Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1970. № 1. с. 181-184.

28. Иванов В.В., Маоми Г.К., Тужиков А.И. Прогрев многослойных строительных конструкций лучисто-конвективным теплом// Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1986. № 2. - С. 91-94.

29. Маоми Г.К. Динамика переноса тепла в многослойных телах при нагреве радиацией и конвекцией одновременно: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Киев, 1987. - 17 с.

30. Маоми Г.К., Иванов В.В., Тужиков А.И. Влияние термического контактного сопротивления на динамику радиационно-конвективного прогрева составного цилиндра// Изв. вузов. Сер. Черная металлургия, 1986. № 6. - С. 130-133.

31. Ковнер С.С. Математическая теория теплового режима п-слойной среды при излучении на границе по закону Ньютона// Изв. АН СССР. Сер. Географическая и геофизическая, 1937. № 3. - С. 419-430.

32. Дацев А.Б. Об охлаждении стержня, составленного из конечного числа однородных частей// ДАН СССР, Физика, 1947. Т. 56. - № 4. -С. 355-358.

33. Дацев А.Б. Об общей линейной задаче теплопроводности многослойной среды// Изв. АН СССР. Сер. Географическая, 1948. -Т. 14. -№2.-С. 113-127.

34. Дацев А.Б. О теплопроводности неоднородного стержня// ДАН СССР, 1952.-Т. 82. № 6. - С. 861-864.

35. Коган М.Г. Нестационарная теплопроводность в слоистых средах// Журн. техн. физики, 1957.-Вып. 82, № 6. С. 861-864.

36. Дульнев Г.Н., Сигалов A.B. Температуропроводность неоднородных систем. Расчет температурных полей// Инж.-физ. журн., 1980. Т. XXXIX.-№ 1.-С. 126-134.

37. Дульнев Г.Н., Сигалов A.B. Температуропроводность неоднородных систем. Экспериментальное определение температуропроводности// Инж.-физ. журн., 1980. Вып. 43, № 1. - С. 84-90.

38. Кяар Х.А., Варес В. А. Расчет эффективного коэффициента температуропроводности гетерогенного слоистого материала// Инж.-физ. журн., 1982. Вып. 43, № 1. - С. 84-90.

39. Дубович М.И. Метод решения задач теплопроводности для простых многослойных тел// Инж.-физ. журн., 1967. Вып. 12, № 6. - С. 750757.

40. Гузов JI.A. Нестационарная теплопроводность в многослойной пластине// Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1979. № 11. - С. 65-69.

41. Вольницкая Е.П. Расчет температурных полей в слоистых телах// Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1985. № 6. - С. 81-85.

42. Подстригач Я.С., Ломакин В.А., Коляно Ю.М. Теплоупругость тел неоднородной структуры. М.: Наука, 1984. - 368 с.

43. Федоткин И.М., Айзен A.M. Асимптотические методы в задачах тепломассопереноса. — Киев: Вища школа, 1975. 198 с.

44. Меерович И.Г. Температурное поле в многослойных системах с переменными теплофизическими свойствами// Инж.-физ. журн., 1967. - Вып. 12, № 4. - С. 484-490.

45. Жук И.П. К расчету температурного поля в многослойной стенке// Инж.-физ. журн., 1962.-Вып. 6, № 10.-С. 100-103.

46. Черпаков П.В., Шимко Н.Г. О регулярном тепловом режиме в многослойной среде// Инж.-физ. журн., 1965. Вып. 8, № 1. - С. 7278.

47. Коляно Ю.М., Гирняк О.Ф. Условия неидеального теплового контакта пластин при нестационарном тепловом режиме// Инж.-физ. жури., 1977.-Вып. 32, № 1.-С. 147-150.

48. Христоченко П.И. Об одном способе решения задач теплопроводности двух- и трехслойных систем// Теплофизика высоких температур, 1965. Вып. 3, № 2. - С. 272-275.

49. Ким Е.И. Об одной задаче теплообмена системы тел// Прикладная математика и механика, 1957. Т. 21. - Вып. 5. - С. 624-633.

50. Ким Е.И., Бирюкова Ф.Г. Первая граничная задача уравнения теплопроводности с разрывным коэффициентом в прямоугольнике// Уравнения математической физики и функциональный анализ. — Алма-Ата: Каз. АН ССР, 1966. С. 3-9.

51. Ким Е.И., Бирюкова Ф.Г. Решение уравнения теплопроводности с разрывным коэффициентом, когда начальные данные не согласуются// Изв. АН Каз. ССР. Сер. Физико-математическая. — 1967. -№ 5.- С. 3-15.

52. Видин Ю.В. Исследование теплообмена в сопряженных двумерных системах// Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы.-М.: Наука, 1985.-С. 81-91.

53. Иванов В.В., Карасева Л.В., Тихомиров С.А. Моделирование процессов теплопереноса в многослойных ограждающих конструкциях// Третья Российская национальная конференция по теплообмену. Теплопроводность, теплоизоляция. М., 2002. Т. 7. -С. 131-134.

54. Иванов В.В., Видин Ю.В., Колесник В.А. Процессы прогрева многослойных тел лучисто-конвективным теплом. Ростов н/Д: РГУ, 1990.- 159 с.

55. Иванов В.В., Карасева Л.В., Тихомиров С.А. Нестационарный теплоперенос в многослойных строительных конструкциях// Изв. вузов. Строительство, 2001. № 9-10. — С. 7-10.

56. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа, 1982.-415 с.

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

58. Наседкин В.В. О путях развития теории температурных волн в строительной теплофизике. Изв. СКНЦ ВШ. Техн. науки, 1983. - № 1.-С. 57-62.

59. Наседкин В.В. О приближенном определении интенсивности затухания температурных колебаний в ограждающих конструкциях зданий. Изв. СКНЦ ВШ. Техн. науки, 1985. - № 3. - С. 67-70.

60. Иванов В.В. Изучение процессов тепло- и массообмена с нелинейными граничными условиями (обзор)// Известия РГАС. -Ростов н/Д, 1996. №1. - С. 63-74.

61. Иванов В.В. Исследование процессов переноса при нелинейных граничных условиях// Теплофизика высоких температур, АН СССР, 1973.-Т. 12. -№4.-С. 898-900.

62. Иванов В.В. Метод линеаризующих функций. Оценка погрешности и области применения// Физика и химия обработки материалов, АН СССР, 1973. № 3. - С. 34-38.

63. Иванов В.В., Саломатов В.В., Чехович В.Ю. О квазистационарном режиме при радиационно-конвективном нагреве тел// Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1967. № 1. - С. 127-129.

64. Мачуев Ю.И. Температурный режим обращенных к небосводу конструкций// Вторая Российская национальная конференция потеплообмену: Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен. М., 1998. Т. 6. - С. 323-326.

65. Харкнесс Е., Мехта М. Регулирование солнечной радиации в зданиях. М.: Стройиздат, 1984. - 176 с.

66. Зоколей C.B. Архитектурное проектирование, эксплуатация объектов, их связь с окружающей средой. М.: Стройиздат, 1984. -670 с.

67. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный режим наклонных поверхностей. — Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

68. Фирсанов В.М. Архитектура гражданских зданий в условиях жаркого климата. М., 1982. - 242 с.

69. Щукина Т.В., Чудинов Д.М. Исследование эффективности пассивного солнечного отопления для энергосберегающей эксплуатации зданий// Изв. вузов. Строительство, 2007. № 2. — С. 51-55.

70. Шилкин Н.В. «Стеклянный дом» с пассивным использованием тепла солнечной радиации// АВОК, 2003. № 5. С. 24-28.

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

72. Хуторной А.Н., Колесникова A.B., Цветков H.A. Эффективность теплозащитных свойств керамзитобетонных наружных стен зданий// Изв. вузов. Строительство, 2004. № 9. - С. 10-15.

73. Хуторной А.Н., Колесникова A.B. Оценка влияния глубины заложения и теплопроводности коннекторов па теплозащитные свойства кирпичных и керамзитобетонных наружных стен// Изв. вузов. Строительство, 2004. № 10. — С. 4-8.

74. Кудинов В.А. Способ построения координатных систем при решении задач нестационарной теплопроводности для многослойной пластины// Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт, 1986. № 5. -С. 150-154.

75. Кудинов В.А., Калашников В.В., Карташов Э.М., Лаптев Н.И., Сергеев С.К. Тепломассоперенос и термоупругость в многослойных конструкциях. — М.: Энергоатомиздат, 1997. — 420 с.

76. Гладышев Ю.А. Обобщение теоремы о прямой для процесса теплопроводности в многослойной пластине// Вторая Российская национальная конференция по теплообмену: Теплопроводность, теплоизоляция. М., 1998. Т. 7. - С. 51-52.

77. Гладышев Ю.А. Краевые задачи теплопроводности в многослойной среде// Первая Российская национальная конференция по теплообмену. X. (Часть 1). М., 1994. - С. 59-62.

78. Михайлов В.В. Оптимизация многослойной теплоизоляции// ИФЖ, 1980. Т. 39. №2.-С. 268-291.

79. Ненарокомов А.В. Проектирование системы многослойной изоляции минимальной массы// ТВТ, 1997. Т. 35. № 6. С. 909-916.

80. Калашников М.П. Особенности теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций плодоовощехранилищ подземного типа//Изв. вузов. Строительство, 2006. № 1. - С. 67-70.

81. Жуков А.В., Кузин А .Я., Мирошниченко Т.А., Цветков Д.Н., Филюшина М.С. Математическое моделирование тепло- и влагопереноса в наружных деревянных ограждающих конструкциях//Изв. вузов. Строительство, 2007. № 1. — С. 8-15.

82. Бородин А.И. Определение температуры на внутренней поверхности в углу наружной стены//Изв. вузов. Строительство, 2007. № 12. - С. 76-79.

83. Robertson S. On the solution of problems in heatconduction// Phil. Mag. 1933.-Т. VII.-P. 937-957.

84. Keramidas G.A., Edward C. Ting. Variational formulations for heatconduction problems. J.App.Phys., 1979, v. 50, N 2. P. 673-677.

85. Sakai Y. Linear conducion of heat through a serie of connected rods. The science report of the Tohoku imperial University, v. 11, N 5, 1922. — P. 351-358.

86. Vodicka V. Heat waves in multilayer cylindrical bodies. Appl. Sc. res., 1955, Section A, v. 5.-P. 115-120.

87. Vodicka V. Eindimensionale Warmeleitung in geachichen Korpem// Math. Nachr., 1955.-T. 14.-N l.-P. 47-55.

88. Thatcher E.P. Entropy production and thermoelectric device performance. ASME. J. of heat transfer. 1984, v. 105. P. 881-885.

89. Самарский А.А. Теория разностных схем. M.: Наука, 1977. — 656 с.

90. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1966. - 225 с.

91. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. Новосибирск: Наука, 1976.-351 с.

92. Саульев В.К. Интегрирование уравнений параболического типа методом сеток. М.: Физматгиз, 1960. — 324 с.

93. Берковский Б.М., Ноготов Е.Ф. Разностные методы исследования задач теплообмена. — Минск: Наука и техника, 1976. 144 с.

94. Вазов В., Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных. — М.: Ил, 1963.-437 с.

95. Рихтмайер Р.Д., Мортон К.В. Разностные методы решения краевых задач. -М.: Наука, 1972. 418 с.

96. Самарский A.A., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. — М.: Наука, 1978. 592 с.

97. Коллатц JI. Функциональный анализ и вычислительная математика. -М.: Мир, 1969.-447 с.

98. Жаблон К., Симон Ж.-К. Применение ЭВМ для численного моделирования в физике. М.: Наука, 1983.-234с.

99. Холл Дж., Уатт Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений. — М.: Мир, 1979. 312 с.

100. Никитенко Н.И. Исследование процессов тепло- и массообмена методом сеток. Киев: Наукова думка, 1978. - 212 с.

101. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов JI.A. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. — М.: Наука, 1984. -228 с.

102. Справочник по климату СССР. Вып. 30. Л.: Гидрометеоиздат, 1967.- 234 с.

103. СНиП 23-01 -99*. Строительная климатология. М.: Госстрой, 2003.

104. Иванов В. В., Карасева Л. В., Волочай В. В., Тихомиров С. А. Влияние утеплителя на динамику тепловых режимов строительных конструкций//Жилищное строительство, 2002. № 5. — С. 15-16.

105. Справочник по климату СССР. Вып. 13. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.- 492 с.

106. Шойхет Б.М. Развитие производства и применения теплоизоляционных материалов в России в 1998-2006 годах// Энергосбережение, 2007. № 5. С. 60-63.

107. Справочник по климату СССР. Вып. 19. Л.: Гидрометеоиздат, 1965.- 292 с.

108. Топчий В. Д. Реконструкция покрытий гражданских зданий// Жилищное строительство, 2007. № 8. - С. 6-8.

109. Солдатов Е.А. Наружные ограждения и тепловой режим зданий в условиях действия солнечной радиации. Ташкент: Фан, 1979. - 104 с.

110. Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура. Ташкент: Фан, 1973.-224 с.