Теоретические и экспериментальные методы определения сопротивления теплопередаче. Обзор литературы

Сопротивление теплопередаче – один из ключевых теплотехнических параметров, на основании которого проектировщики принимают решение о возможности применения ограждающей конструкции здания. Описано дифференциальное уравнение теплопроводности в стационарной и нестационарной постановках с граничными условиями третьего рода. Показана связь между тепловым потоком через ограждение и его сопротивлением теплопередаче. Описано современное состояние нормативной документации по определению условного, приведенного и требуемых сопротивлений теплопередаче. Продемонстрированы научные методы определения сопротивления теплопередаче. Приведен обзор работ Т.А. Мусориной и М.Р. Петриченко, в которых предлагается расчет полного термического сопротивления посредством разложения его на реактивную и активную составляющие. Проанализирована работа О.Д. Самарина, описывающая метод расчета сопротивления теплопередаче по грунту с помощью четвертьбесконечного массива и деления грунта на концентрические окружности. Метод О.Д. Самарина дает больше возможностей по сравнению с классическим методом расчета по зонам. Также представлен обзор экспериментального метода определения сопротивления теплопередаче, который заключается в поиске среднего значения плотности теплового потока в каждом периоде с установившимся температурным режимом. В заключение сделан вывод о необходимости совершенствования как теоретических, так и экспериментальных подходов определения сопротивления теплопередаче.

К.П. ЗУБАРЕВ^1,2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.И. БОРОДУЛИНА¹, студентка (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.Р. ГАЛЛЯМОВА¹, студентка (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)

1. Zubarev K.P., Gagarin V.G. Determining the coefficient of mineral wool vapor permeability in vertical position // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2021. Vol. 1259, pp. 593–600. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-57453-6_56
2. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. Graphical method for determination of maximum wetting plane position in enclosing structures of buildings // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 753. 022046. DOI: 10.1088/1757-899X/753/2/022046
3. Zubarev K.P., Gagarin V.G. Experimental comparison of construction material vapor permeability in case of horizontal or vertical sample position // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. 032082. DOI: 10.1088/1757-899X/463/3/032082
4. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. Moisture behavior calculation of single-layer enclosing structure by means of discrete-continuous method // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 170. 03014. DOI: 10.1051/matecconf/201817003014
5. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. The moisture regime calculation of single-layered enclosing // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456. 012105. DOI: 10.1088/1757-899X/456/1/012105
6. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. Mathematical model using discrete-continuous approach for moisture transfer in enclosing construction // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. 022023. DOI: 10.1088/1757-899X/463/2/022023
7. Gagarin V.G., Akhmetov V.K., Zubarev K.P. Assessment of enclosing structure moisture regime using moisture potential theory // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 193. 03053. https://doi.org/10.1051/matecconf/201819303053
8. Самарин О.Д. Обоснование упрощенного метода определения теплопотерь через подземные части ограждений здания // Вестник МГСУ. 2016. № 1. С. 118–125.
9. Самарин О.Д. Расчет температуры на внутренней поверхности наружного угла здания с современным уровнем защиты // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2005. № 8. С. 52–56.
10. Малявина Е.Г., Иванов Д.С. Определение теплопотерь подземной части зданий расчетом трехмерного температурного поля грунта // Вестник МГСУ. 2011. № 7. С. 209–215.
11. Малявина Е.Г., Иванов Д.С. Расчет трехмерного температурного поля грунта с учетом промерзания при определении теплопотерь // Вестник МГСУ. 2011. № 3–1. С. 371–376.
12. Гиндоян А.Г., Грушко В.Я., Сундуков И.Ю. Исследование теплопотерь через полы по грунту. Строительная физика в XXI веке: Материалы науч.-техн. конф. / Под ред. И.Л. Шубина. М.: НИИСФ РААСН, 2006. С. 207–211.
13. Мусорина Т.А., Петриченко М.Р., Заборова Д.Д., Гамаюнова О.С. Определение активного и реактивного сопротивления для однослойного стенового ограждения // Вестник МГСУ. 2020. № 8. С. 1126–1134.
14. Мусорина Т.А., Заборова Д.Д., Гамаюнова О.С., Петриченко М.Р. Термическое сопротивление однородного стенового ограждения. Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Мат. XXII Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. М.: Шанс, 2019. С. 209–211.
15. Козинец Г.Л., Локтионова Е.А., Мусорина Т.А., Петриченко М.Р. Термическое сопротивление однородной изотропной теплопроводной среды // Строительство и техногенная безопасность. 2019. № 16. С. 105–110.
16. Самарин О.Д. Энергетический баланс гражданских зданий и возможные направления энерго-сбережения // Жилищное строительство. 2012. № 8. С. 2–4.
17. Самарин О.Д. Периодические температурные колебания в цилиндрическом слое при большой толщине стенки // Инженерно-строительный журнал. 2019. № 1 (85). С. 51–58.
18. Корниенко С.В. Проблемы теплозащиты наружных стен современных зданий // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Полиматематическая. 2013. № 1. С. 13.
19. Пилипенко Н.В., Лазуренко Н.В. Методика определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий различного назначения. Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2006. № 31. С. 73–77.
20. Могутов В.А. Обобщение опыта натурных экспериментальных обследований объектов ЖКХ. Отчет НИИСФ РААСН. М., 2005.