Системы бесшовной изоляции для арктических условий

Развитие арктических территорий предполагает применение систем изоляции, устойчивых к суровому климату. Преимущество изделий из пенополиэтилена заключается в возможности создания бесшовных изоляционных оболочек, позволяющих снизить потери тепла через стыки и поддерживать постоянное тепловое сопротивление при резких колебаниях температуры. Бесшовные системы теплоизоляции особенно важны в арктических районах. Цель исследований – адаптация систем применения пенополиэтилена к климатическим особенностям северных территорий. В рамках исследования реализованы частные задачи, связанные с изучением свойств изделий из пенополиэтилена, а также эксплуатационной стойкости этих изделий в условиях отрицательной и знакопеременной температуры. Проведены натурные испытания системы изоляции на основе пенополиэтилена в условиях Северного полюса. Такая модификация особенно важна с учетом логистических и экологических ограничений Заполярья, где компактные, прочные и легкодоступные материалы могут значительно сократить затраты на транспортировку и монтаж. Установлено, что материал в интервале температуры от –60 до +30^оС имеет высокую эксплуатационную стойкость. Усадка пенополиэтилена не превышает 4 мм/м. При изоляции объектов, имеющих значительную длину, факт температурных изменений в материале необходимо учитывать при проектировании соединений и креплений изоляционных элементов. Полученные результаты подчеркивают важность учета теплового расширения и сжатия при масштабных применениях, чтобы обеспечить совместимость конструктивных решений стыков с поведением материала и сохранить целостность системы теплоизоляции на протяжении всего срока эксплуатации. Свойства пенополиэтилена позволили рекомендовать изделия на его основе как для использования в системах изоляции жилых и хозяйственных объектов, расположенных в средней полосе России, так и на ее северных территориях, а системы бесшовной изоляции эффективны как с позиций сохранения тепла, так и формирования комфортных условий. Помимо высоких теплозащитных характеристик, применение вспененного полиэтилена способствует снижению эксплуатационных энергетических затрат и соответствует принципам экологичного строительства, обеспечивая долгосрочные экономические и экологические выгоды.

К.А. ТЕР-ЗАКАРЯН¹, ген. директор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
САБУ ТОМАС², проф., д-р, Ph.D (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.Д. ЖУКОВ^3,4, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
БЛЕССИ БАБУКУТТИ², аспирант, международный сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.В. БЕССОНОВ⁴, канд. техн. наук, гл. научный сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Ю.Д. ПЕРЕЖОГИН⁵, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ ООО «ТЕПОФОЛ» (105318, г. Москва, ул. Щербаковская, 3, оф. 810)
² University Centre for Nanoscience and Nanotechnology, Mahatma Gandhi University (Priyadarshini Hills, Kottayam, Kerala, India)
³ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
⁴ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
⁵ Уфимский государственный нефтяной технический университет (450064, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)

1. Умнякова Н.П., Цыганков В.М., Кузьмин В.А. Экспериментальные теплотехнические исследования для рационального проектирования стеновых конструкций с отражательной теплоизоляцией // Жилищное строительство. 2018. № 1–2. С. 38–42. EDN: YRNXOB
1. Umnyakova N.P., Tsygankov V.M., Kuzmin V.A. Experimental thermal engineering studies for the rational design of wall structures with reflective thermal insulation. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2018. No. 1–2, pp. 38–42. (In Russian). EDN: YRNXOB
2. Orlik-Kozdon B., Steidl T. Effect of the air channels in thermal insulating material on its thermal resistance. Journal of building physics. 2016. Vol. 39. No. 5,рр. 461–470. EDN: WUMBSL.
https://doi.org/10.1177/1744259115599957
3. Ter-Zakaryan K.Ar., Zhukov Al.D. Short overview of practical application and further prospects of materials based on crosslinked polyethylene. In: Thomas J., Thomas S., Ahmad Z. (eds) Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. Springer, Singapore. 2021. EDN: YFKTZB. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12
4. Popov I.I., Shitikova M.V., Levchenko A.V., Zhukov A.D. Experimental identification of the fractional parameter of the fractional derivative standard linear solid model for fiber-reinforced rubber concrete. Mechanics of advanced materials and structure. 13 March 2023. EDN: TQXUYA. https://doi.org/10.1080/15376494.2023.2191600
5. Ibrahim O., Younes R. Progress to global strategy for management of energy systems. Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20, pp. 303–316. EDN: YILJKP. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.020
6. Shen X., Li L., Cui W., Feng Y. Coupled heat and moisture transfer in building material with freezing and thawing process. Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20, pp. 609–615. EDN: YIQRBR.
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.026
7. Ter-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Bessonov I.V., Bobrova E.Y., Pshunov T.A., Dotkulov K.T. Modified Polyethylene foam for critical environments. Polymers. 2022. 14. 4688. EDN: JPQEWQ.
https://doi.org/10.3390/polym14214688
8. Chen I., Sun X., Ren I., Liang W., Wang K. Effects of thermo-oxidative aging on structure and low temperature impact performance of rotationally molded products. Polymer Degradation and Stability. 2019. Vol. 161, pp. 150–156. EDN: LANLJG.
https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.016
9. Gnip I.J., Keršulis V.J., Vaitkus S.J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under compressive loading. Mechanics of Composite materials. 2005. No. 41 (4), рp. 357–364. EDN: PCMVSC.
https://doi.org/10.1007/s11029-005-0061-5
10. Bessonov I.V., Bogomolova L.K., Zhukov A.D., Zinoveva E.A. Building systems based on foamed modified polymers. Key Engineering Materials. 2021. 887, pp. 446–452. EDN: TBKLAQ.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.887.446
11. Pilipenko A., Ter-Zakaryan K., Bobrova E., Zhukov A. Insulation systems for extreme conditions. International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. 2019. Vol. 19, pp. 1819–2586.
https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.112
12. Bobrova E.Yu., Ter-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Medvedev A.A., Poserenin A.I. Insulation Systems of Frameless Buildings. Materials Science Forum. 2020. Vol. 992, pp. 66–72. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.992
13. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Bobrova E.Yu., Pilipenko A.S. Insulation sheath materials for cold preservation. Materials and Technologies in Construction and Architecture. 2019. pp. 452–457.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.974.452
14. Жуков А.Д., Тер-Закарян К.А., Бессонов И.В., Семенов В.С., Старостин А.В. Системы строительной изоляции с применением пенополиэтилена // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 58–61. EDN: UZLDTD.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-58-61
14. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Bessonov I.V., Semenov V.S., Starostin A.V. Building insulation systems using polyurethane foam. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 9, pp. 58–61. (In Russian). EDN: UZLDTD. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-58-61
15. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Semenov V.S. Insulation systems with the expanded polyethylene application. ScienceDirect IFAC PaperOnLine. 2018. Vol. 51. Iss. 30, pp. 803–807. EDN: QWWLQN. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.191
16. Zhukov A., Bessonov I., Medvedev A., Zinovieva E., Mednikova E. Insulation systems for structures on pile supports. E3S Web of Conferences. 2021. 258 (361). 09088. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125809088
17. Тer-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Bobrova E.Yu., Bessonov I.V., Mednikova E.A. Foam polymers in multifunctional insulating coatings. Polymers. 2021. 13 (21). 3698. EDN: HHPQWN. https://doi.org/10.3390/polym13213698
18. Zhukov A., Stepina I., Bazhenova S. Ensuring the durability of buildings through the use of insulation systems based on polyethylene foam. Buildings. 2022. 12 (11). 1937. EDN: XYIZUF. https://doi.org/10.3390/buildings12111937
19. Stepina I., Zhukov A., Bazhenova S. Modification of cellulosic materials by borazotic compounds. Polymers. 2023. 15 (13). 2788. EDN: UWKUNB. https://doi.org/10.3390/polym15132788
20. Ter-Zakaryan K.Ar., Zhukov Al.D. Short Overview of Practical Application and Further Prospects of Materials Based on Crosslinked Polyethylene. In: Thomas J., Thomas S., Ahmad Z. (eds) Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. Springer, Singapore. 2021. EDN: YFKTZB.
https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12