Учет нестационарности теплопереноса при теплотехнических обследованиях ограждающих конструкций

Используемые для теплотехнических обследований ограждающих конструкций методы измерения плотности тепловых потоков и тепловизионной диагностики требуют того, чтобы тепловой перенос в ограждающих конструкциях был близок к стационарному. Но ограждающие конструкции постоянно подвергаются внешним тепловым воздействиям (солнечное излучение, суточные изменения температуры наружного воздуха и др.). Поэтому при обследованиях должны использоваться доступные и достоверные методы оценок времени релаксации тепловых воздействий в толще конструкций. В течение этого времени тепловизионные обследования не проводятся, а результаты, полученные при измерении плотности теплового потока, должны быть исключены из дальнейшей математической обработки. В работе представлены результаты исследования величин характерных времен релаксации тепловых воздействий в однослойных, многослойных (различного типа) и светопрозрачных ограждающих конструкциях. Получены формулы для расчета времени тепловой инерции ограждающих конструкций. Результаты получены с помощью численного моделирования одномерного нестационарного теплопереноса.

Е.В. ЛЕВИН¹, канд. физ.-мат. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Ю. ОКУНЕВ^1,2, канд. физ.-мат. наук

¹ Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
² Государственный университет по землеустройству (105064, г. Москва, ул. Казакова, 15)

1. Салов А.С., Гайнанова Э.С. Особенности мониторинга и проведения обследования теплотехнического состояния строительных конструкций // Вестник Евразийской науки. 2019. № 1.
2. Комов Е.П., Лебедев О.В., Поздняк В.С. и др. Практика применения теплового неразрушающего контроля при энергетических обследованиях многоквартирных жилых домов. Магнитогорск: ООО «ВЕЛД», 2014. 40 с.
3. Karpov D., Sinitsyn A. Algorithm for integrated non-destructive diagnostics of technical condition of structures of buildings and constructions using the thermogram analysis. E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 161. 01040. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016101040
4. Apostolska R. Measurement of heat-flux of new type facade walls // Sustainability. 2016. Vol. 8 (10). Pp. 1031. DOI: https://doi.org/10.3390/su8101031
5. Jack Hulme, Sean Doran BRE. In-situ measurements of wall U-values in English housing. 2014. 76 p.
6. Li F.G.N., Smith A.Z.P., Biddulph P. et al. Solid-wall U-values: heat flux measurements compared with standard assumptions. Building Research & Information 2015. Vol. 43, pp. 238–252.
7. Дыбок В.В., Кямяря А.Р., Лазуренко Н.В. Тепловая диагностика ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях // Технико-технологические проблемы сервиса. 2011. № 3 (17). С. 14–19.
8. Данилевский Л.Н., Данилевский С.Л. Определение теплотехнических характеристик и энергетическая классификация эксплуатируемых жилых зданий // БСТ. 2016. № 6. С. 45–47.
9. Лазуренко Н.В., Кямяря А.Р. Контроль качества теплозащиты зданий с помощью контактного и бесконтактного методов исследования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2007. № 44. С. 30–35.
10. Горшков А.С., Рымкевич П.П., Ватин Н.И. О теплотехнической однородности двухслойной стеновой конструкции // Энергосбережение. 2014. № 7. С. 58–63.
11. Корниенко С.В. Комплексная оценка теплозащиты ограждающих конструкций оболочки здания // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 7 (33). С. 43–49.
12. Papadopoulos, A.M., Konstantinidou, C.V. Thermal insulation and thermal storage in a building’s envelope: A question of location. Build. Environ. 2008. Vol. 436, рр. 166–175.
13. Левин Е.В., Окунев А.Ю. Влияние погрешностей задания внешних рабочих параметров на точность измерения температуры инфракрасными приборами // Измерительная техника. 2016. № 1. С. 60–64.
14. Левин Е.В., Окунев А.Ю. Исследование точности измерения температуры на основе анализа энергетического баланса на приемнике излучения ИК прибора // Измерительная техника. 2015. № 5. С. 48–52.
15. Chen G., Liu X., Chen Y., Guo X., Tan Y. Coupled heat and moisture transfer in two common walls. Lecture notes in electrical engineering. 2014. Vol. 3, рp. 335–342.
16. Горшков А.С., Рымкевич П.П., Ватин Н.И. Моделирование процессов нестационарного переноса тепла в стеновых конструкциях из газобетонных блоков // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 8. С. 38–66.
17. Тарасова В.В. Математическое моделирование нестационарных тепловых процессов в ограждающих конструкциях зданий // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 8–2. С. 265–269.
18. Табунщиков, Ю.А., Бородач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 194 с.
19. Иванов В.В., Карасева Л.В., Тихомиров С.А. Нестационарный теплоперенос в многослойных строительных конструкциях // Известия вузов. Строительство. 2001. № 9–10. С. 7–10.
20. 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.
21. Иванов В.В., Карасева Л.В., Тихомиров С.А. Моделирование процессов теплопереноса в многослойных ограждающих конструкциях. Третья Российская национальная конференция по теплообмену. Т. 7. Теплопроводность и теплоизоляция. М., 2002. С. 131–134.
22. Горшков А.С. Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций зданий // Энергосбережение. 2017. № 7. С. 52–56.
23. Du Fort E.C., Frankel S. P. Stability conditions in the numerical treatment of parabolic differential equations. Mathematical tables and other aids to computation. 1953. Vol. 7. No. 43, pp. 135–152. https://doi.org/10.2307/2002754