Совместный тепло- и влагоперенос в ограждающих конструкциях зданий из газобетона

• Автор: Стерлягов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОЦЕССЫ ТЕПЛО И ВЛАГОПЕРЕНОСА В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯ ШЕ ВОПРОСА

1.1. Закономерности тепло и влагопереноса в ограждающих конструкциях

1.1.1. Влияние влажностного режима на состояние ограждающих

конструкций.

1.1.2. Причины увлажнения материалов в ограждающих конструкциях

1.1.3. Основные закономерности и механизмы тепло и влагопереноса

в пористых материалах.

1.2. Методы расчета тепловлажностного режима ограждающих конструкций .

1.3. Методы экспериментального определения влажностных
ф характеристик строительных материалов
1.4. Основные выводы и направления исследования.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ВЛАЖНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА
2.1. Описание пористого материала
2.1.1. Общие сведения о материале.
ф 2.1.2. Состав материала
2.1.3. Технология получения материала.
2.2. Исследование структуры пористого материала.
2.2.1. Исследование структуры методом световой микроскопии
2.2.3. Исследование структуры методом ртутной порометрии
2.2.4. Исследование структуры с помощью синхротронного излучения
2.2.5. Сравнение пористой структуры газобетона и других
строительных материалов
2.3. Исследование влажностных характеристик материала.
2.3.1. Изотермы сорбции и десорбции
2.3.2. Водопоглощение
2.3.3. Паропроницае.мость
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛАГОПЕРЕНОСА
В АВТОКЛАВНОМ ГАЗОБЕТОНЕ В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.1. Описание метода исследования.
3.2. Описание экспериментальной установки.
3.3. Тестовые измерения.
3.4. Исследование процессов влагопереноса в изотермических условиях
3.4.1. Исследование влагопереноса при капиллярной пропитке.
3.4.2. Исследования влагопереноса при сорбционном увлажнении
3.5. Обработка экспериментальных данных
3.6. Сравнение коэффициента диффузии влаги газобетона и других строительных материалов.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛАГОПЕРЕНОСА В АВТОКЛАВНОМ ГАЗОБЕТОНЕ В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1. Описание экспериментальной установки.
4.2. Увлажнение газобетона при различных тепловлажностных условиях
4.2.1. Увлажнение газобетона при отсутствии градиента температуры
4.2.2. Увлажнение газобетона при малом градиенте температуры
4.2.3. Увлажнение газобетона при большом градиенте температуры
4.3. Сравнение интенсивности увлажнения газобетона при различных
граничных тепловлажностных условиях.
5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УВЛАЖНЕНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
5.1. Методика расчета квазистационарного влажностного режима ограждающих конструкций
5.2. Расчеты влажностного режима однослойных ограждающих конструкций
5.3. Расчеты влажностного режима многослойных ограждающих конструкций
5.4. Исследование влажностного режима многослойных ограждающих конструкций в натурных условиях.
5.5. Расчеты различных вариантов внутреннего утепления многослойных ограждающих конструкций
6. РАСЧЕТ СОВМЕСТНОГО НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛО И ВЛАГОПЕРЕНОСА В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ
6.1. Модель расчета.
6.2. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными
6.3. Расчет влияния градиента температуры на увлажнение газобетона
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В расчетах использованы экспериментально полученные влажностные характеристики автоклавного газобетона. В шестой главе описана математическая модель и методика численного
расчета совместного тепло и влагопереноса в пористых строительных материалах. Представлены результаты расчеты нестационарного тепло и влагопереноса в автоклавном газобетоне при различных граничных условиях. Приведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными. В приложении сделана оценка погрешности проведенных измерений. Автор благодарен сотрудникам лаборатории термогазодинамики Института теплофизики СО РАН, а также сотрудникам кафедр ТСП и ТГиВ НГАСУ за ценные советы и внимание к работе. По вопросам, относящихся к проведению экспериментальных исследований и разработке методов расчета, научным консультантом диссертанта являлся к. Низовцев Михаил Иванович. ПРОЦЕССЫ ТЕПЛО И ВЛАГОПЕРЕНОСА В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. Исследованием процессов тепло и влагопереноса в ограждающих конструкциях в нашей стране и за рубежом начали заниматься с х годов прошлого века. К первым наиболее известным работам, в которых рассматриваются процессы влагопереноса в наружных ограждениях можно отнести работы В. Д. Мачинского , К. Ф. Фокина и ряда других исследователей , , . Позднее соответствующие методы расчета были введены в практику проектирования. Примерно в это же время аналогичные работы были проведены в США 5,6 и позднее в ФРГ 7. Особое место в исследовании процессов тепло и влагопереноса занимает теория потенциалов, предложенная в х годах Лыковым и развитая применительно к строительным конструкциям В. Н. БогослЪвским ,. С внедрением в практику современного строительства многослойных ограждающих конструкций с применением эффективных теплоизоляционных материалов возрос интерес к исследованию процессов тепло и влагопереноса в пористых строительных материалах. Тепловлажностный режим ограждающих конструкций в современной России активно исследуется в ряде организаций, прежде всего в НИИСФ В. Г. Гагарин и ВолгГАСУ А. Г. Перехоженцев, С. В. Корниенко , , а также в ИГАСА Ибрагимов А. М. и ТГАСУ Цветков, А. Я. Кузин и др. За рубежом передовые позиции в данном вопросе занимает Институт строительной физики в Германии . К. i, . М. 8,9. В данной главе рассматривается современное состояние исследований тепло и влагопереноса в ограждающих конструкциях зданий. Кроме того, анализируются существующие на данный момент методы расчета тепловлажностного режима ограждающих конструкций, а также методы экспериментального определения влажностных характеристик материалов. Влажностный режим ограждающих конструкций оказывает влияние на их теплозащитные свойства, так как теплопроводность увлажненных материалов возрастает, соответственно уменьшается сопротивление теплопередаче всей конструкции. Снижение теплозащитных свойств, в свою очередь, вызывает еще более интенсивное увлажнение изза усиления процессов диффузии и конденсации влаги. При повышенной влажности материалов в ограждающих конструкциях также может наблюдаться коррозия металлических включений, а происходящие процессы фазового перехода снижают долговечность конструкции и могут вызвать ее разрушение. Кроме того, при увлажнении ограждающих конструкций создаются условия благоприятные для образования плесени и грибов, что негативно влияет на внутренний микроклимат помещения. Ситуация еще более усугубляется с внедрением новых способов производства работ, новых строительных материалов и способов устройства теплоизоляции. Вместо преимущественно однородных наружных стен, большей частью кирпичных, стали применяться многослойные системы, в толще которых при неправильной конструкции и недостаточном проветривании накапливается конденсат с вытекающими неблагоприятными последствиями. Причиной неблагоприятного влажностного состояния многослойных ограждающих конструкций зачастую является отсутствие прогноза их состояния, который на стадии проектирования практически не осуществляется, что приводит к увеличению теплопотерь и к преждевременному разрушению конструкций.