Оценка эффективности применения теплоизоляционных красок

Целью работы являлась оценка тепловой (энергетической) и экономической эффективности применения теплоизоляционных красок в качестве замены традиционных теплоизоляционных материалов. Сравнение заявленных производителями параметров краски (коэффициент теплопроводности) с предельно возможными параметрами (с позиции теории теплопроводности) позволяют дать объективную оценку области применения и энергетической эффективности использования теплозащитных красок в строительной индустрии и энергетике. Приведены данные теоретических расчетов коэффициента теплопроводности красок с помощью формулы Швердтфейгера, которые хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными другими авторами. Показано, что коэффициент теплопроводности красок имеет минус второй порядок и не ниже коэффициента теплопроводности традиционных теплоизоляционных материалов. Заявляемые производителями теплофизические параметры теплоизоляционных красок не соответствуют действительности и в принципе не могут обеспечить эффективной тепловой защитой инженерных сооружений. Для оценки энергетической эффективности рассчитывались две основные характеристики тепловой защиты из сравниваемых материалов: степень увеличения термического сопротивления и степень снижения теплового потока изолируемого объекта. Показано, что достигнуть необходимой степени тепловой защиты объектов с помощью предлагаемых красок не представляется возможным. Экономическая оценка эффективности использования теплоизоляционных красок как отдельно, так и в комплексе с традиционной тепловой изоляцией показала их полную неконкурентоспособность. Для достижения одного и того же теплового эффекта при использовании теплоизоляционных красок нужно затратить средств только на материалы в среднем в сто раз больше. При комплексном использовании теплоизоляционных красок совместно с традиционными теплоизоляционными материалами, в частности минеральной ватой, затраты на достижение равного теплового эффекта возрастают в среднем в шесть раз, при увеличении термического сопротивления всего в 1,04 раза. Сделан общий вывод, что теплоизоляционные краски нельзя использовать для тепловой защиты объектов и энергосбережения в том виде, как это рекламируется производителями.

А.Ф. ГАЛКИН¹, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Ю. ПАНКОВ², канд. геол.-мин. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН (677010, г. Якутск, ул. Мерзлотная, 36)
² Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (677027, г. Якутск, ул. Белинского, 58)

1. Lesovik V.S., Puchka O.V., Vaisera S.S. Reduction of energy consumption of thermal insulation materials // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Vol. 10. No. 19, pp. 40599–40602. EDN: ­VAJSLZ
2. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Коннов А.В. Перспективы использования изделий из пеностекла в основании зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах // Жилищное строительство. 2024. № 9. C. 36–41. EDN: ­TDQAXY. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-9-36-41
3. Galkin A.F. Efficiency evaluation of thermal insulation use in criolithic zone mine openings // Metallurgical and Mining Industry. 2015. No. 10, pp. 234–237. EDN: ­XXBCTJ
4. Галкин А.Ф., Железняк М.Н., Жирков А.Ф. Повышение тепловой устойчивости дорожных одежд в криолитозоне // Строительные материалы. 2021. № 7. С. 26–31. EDN: ­XMVYEL.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-793-7-26-31
5. Лесовик В.С., Пучка О.В., Вайсера С.С., Елистраткин М.Ю. Новое поколение строительных композитов на основе пеностекла // Строительство и реконструкция. 2015. № 3 (59). С. 146–154. EDN: ­TQTUTB
6. Горнов А.А. Индустриальное домостроение на основе легкого бетона // Жилищное строительство. 2021. № 5. С. 35–40. EDN: ­XVUNCZ. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2021-5-35-40
7. Половников В.Ю. Кондуктивный теплоперенос в слое тонкопленочной тепловой изоляции // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. № 5. C. 189–197. EDN: ­ALMHGP.
https://doi.org/10.18799/24131830/2019/5/279
8. Schwerdtfeger P. The thermal properties of sea ice. Journal of Glaciology. 1963. Vol. 4. Iss. 36, pp. 789–807. https://doi.org/10.3189/S0022143000028379
9. Оделевский В.И. Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем // Журнал технической физики. 1951. № 6. С. 667–685.
10. Galkin A.F., Kurta I.V., Pankov V.Yu. Calculation of thermal conductivity coefficient of thermal insulation mixtures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 012009. EDN: ­JSYOPJ.
https://doi.org/10.1088/1757-899X/918/1/012009
11. Богдан Т.В. Описание кристаллических структур металлов в терминах шаровых упаковок и кладок. М.: МГУ. 2015. 29 с.
12. Панченко Ю.Ф., Зимакова Г.А., Панченко Д.А. Энергоэффективность использования нового теплозащитного материала для снижения теплопотребления зданий и сооружений // Вестник Тюменского государственного архитектурно-строительного университета. 2011. № 4. С. 97–105. EDN: ­OKLRCF
13. Панченко Ю.Ф., Зимакова Г.А., Степанов О.А., Панченко Д.А. Теплоизолирующее покрытие на основе жидкой фольги и полых микросфер // Строительные материалы. 2012. № 8. С. 83–85. EDN: ­PGQBSX