Оксана Александровна Малыгина — кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры проектирования и технологии строительства
291034, г. Луганск, Луганская Народная Республика, квартал Молодежный, 20а
РИНЦ AuthorID: 761776
Oksana A. Malygina — Candidate of Technical Sciences, senior lecturer of the Department of Design and Construction Technology
20a, Molodezhny Square, Luhansk, 291034, Luhansk People’s Republic
RSCI AuthorID: 761776
Владимир Ильич Соколов — доктор технических наук, профессор, заместитель директора Института строительства, архитектуры и жилищно-коммунального хозяйства
291034, г. Луганск, Луганская Народная Республика, квартал Молодежный, 20а
РИНЦ AuthorID: 439665, Scopus: 57191822948, ResearcherID: G-9766-2018
Vladimir I. Sokolov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Director of the Institute of Construction, Architecture, and Housing and Communal Services
20a, Molodezhny Square, Luhansk, 291034, Luhansk People’s Republic
RSCI AuthorID: 439665, Scopus: 57191822948, ResearcherID: G-9766-2018
Введение. Актуальным направлением повышения эффективности систем отопления жилых зданий массовой застройки является использование теплоизоляционных материалов в наружных ограждающих конструкциях. На стадии проектирования выбор утеплителя производится на основе прогнозирования тепловых потерь через ограждающие конструкции по стандартным методикам, которые не учитывают изменение теплофизических свойств материалов в процессе эксплуатации, в частности изменение их влажности в течение отопительного периода. Цель исследования — разработка методики прогнозирования тепловых потерь систем отопления через наружные ограждающие конструкции с учетом изменения влажности теплоизоляционных материалов в процессе эксплуатации.
Материалы и методы. В основу предлагаемой методики положена математическая модель тепловлагопереноса в четырехслойной ограждающей конструкции, построенная с использованием полученных авторами экспериментальных зависимостей коэффициентов теплопроводности и влагопроводности от сорбционной влажности для типовых теплоизоляционных материалов. Рассматриваемый конструктив состоит из внутреннего известкового штукатурного слоя; кирпичной (или бетонной) стены; теплоизоляционного материала и внешнего облицовочного слоя. Методика прогнозирования тепловых потерь реализована в среде программного комплекса COMSOL Multiphysics 6.2.
Результаты. Выполнены исследования теплотехнических характеристик и тепловых потерь четырехслойной ограждающей конструкции с теплоизоляционными материалами IZOVOL, ТЕХНОФАС ПРОФ, ПЕНОПЛЭКС КОМФОРТ на примере жилых зданий массовой застройки г. Луганска. Проведенное тепловизионное обследование утепленных ограждающих конструкций эксплуатируемых зданий согласуется с результатами расчетов по предложенной методике.
Выводы. Разработанная методика прогнозирования обеспечивает повышение точности определения тепловых потерь систем отопления через наружные ограждающие конструкции за счет учета изменения влажности материалов в процессе эксплуатации. Применение методики позволяет оценивать энергоэффективность и экономическую целесообразность использования типовых теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях.
Introduction. The important way to improve the efficiency of residential building heating systems is to use thermal insulation materials in exterior building envelope. At the design stage, the choice of insulation is based on predicting heat loss through the walls using standard methodologies that do not take into account changes in the thermophysical properties of the materials during operation, such as changes of humidity during the heating season. The purpose of this paper is to develop the methodology for predicting heat loss through exterior building envelope, taking into account changes in the moisture content of the thermal insulation materials during operation.
Materials and methods. The proposed methodology is based on the mathematical model of heat and moisture transfer in the four-layer building envelope, which was developed using the authors’ experimental data on the dependence of thermal conductivity and moisture conductivity coefficients from sorption moisture content for typical thermal insulation materials. The structure under consideration consists of an internal lime plaster layer; a brick (or concrete) wall; thermal insulation material and an external facing layer. The methodology for predicting thermal losses was implemented in the COMSOL Multiphysics 6.2 software package.
Results. Studies of the thermotechnical characteristics and heat losses for the four-layer envelope structure with IZOVOL, TEHNOPAS PROF, PENOPLEX COMFORT thermal insulation materials were carried out on the example of residential buildings of mass construction in Lugansk. The conducted thermal imaging survey of insulated envelopes for operated buildings is consistent with the results of calculations according to the proposed methodology.
Conclusions. The developed predicting methodology ensures the accuracy increase of determining the heat loss of heating systems through exterior building envelopes, taking into account changes of the materials moisture content during operation. The application of this methodology allows assessing the energy efficiency and economic feasibility of using standard insulation materials in building envelopes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.