Долговечность экструзионного пенополистирола. Оценка и прогнозирование теплопроводности

• Автор: Захарьин, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Совершенствование и актуализация законодательной и нормативной базы повышения энергоэффективности зданий. Применение утеплителей из экструзионного пеиополистирола в наружных ограждающих конструкциях зданий.

1.2. Методы оценки и критерии долговечности пенололисгирольных утеплителей.

1.3. Определение факторов, оказывающих влияние на теплопроводность пснополистиролов

1.3.1. Теоретические основы теплопередачи в газонаполненных полимерах на примере пснополистиролов

1.3.2. Влияние морфологических параметров на теплопроводность пснополистиролов.

1.4. ВЫВОДЫ.

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАБОТЕ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Оборудование и методы исследований.

2.1.1. Определение теплопроводности пенополистиролов
2.1.2 Методы исследования норовой структуры пенополистиролов
2.1.3. Рентгенофазовый и дифференциальнотермический методы исследований твердой фазы пенополистиролов.
2.2. Методики теплотехнических расчетов в специализированных программах, реализующих метод конечных элементов
2.2.1. Методика расчета теплопередачи двумерных моделей.
2.3.2. Методика расчета теплопередачи трехмерных моделей
2.3. Характеристика используемых в работе материалов
2.4. ВЫВОДЫ.
Глава 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ПОЛИСТИРОЛОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
3.1. Определение исходных данных .для разработки структурной модели
3.2. Разработка и построение алгоритма модели.
3.3. Проверка адекватности теоретических расчетов по разработанной модели с результатами эксперимента.
3.3.1. Построение структурной модели экструзионного пснополистирола и выполнение теплотехнического расчета.
3.3.2. Экспериментальное определение теплопроводности экструзионного пенополистирола с учетом анизотропии норовой структуры .
3.3.3. Сопоставление теоретических расчетов теплопроводности с результатами эксперимента
3.4. ВЫВОДЫ.
Глава 4. ИЗУЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЭКСТРУЗИОННОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛА.
4.1. Оценка и прогнозирование теплопроводности экструзионного пенополистирола
4.1.1. Применение структурной модели для оценки теплопроводности
4.1.2. Математическая модель прогнозирования теплопроводности.
4.2. Дефектоскопия поровой структуры экструзионного пенополистирола физикохимическими методами анализа и электронной микроскопией.
4.2.1. Применение рентгенофазового анализа
4.2.2. Применение совмещенного термического анализа.
4.2.3. Изучение поровой структуры деструктивного пенополистирола с помощью электронной микроскопии
4.3. Экспериментальное определение физикомеханических свойств экструзионного и вспененного пенополистиролов
4.3.1. Качественное сравнение поровых структур исследуемых пенополистиролов.
4.3.2. Исследование пористости пснополистиролов методом водопоглощения при вакуумировании
4.3.3. Определение прочности при ной линейной деформации
4.4. ВЫВОДЫ
Глава 5. НОРМАТИВНОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ. РАЗРАБОТКА УТЕПЛИТЕЛЯ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ.
5.1. Определение критерия оценки долговечности и разработка алгоритма расчета допустимой степени снижения начального сопротивления теплопередаче.
5.2. Расчет допустимого уровня снижения теплозащиты наружной ограждающей конструкции на примере жилого здания, принятого к строительству в климатических условиях г. Красноярска
5.3. Разработка утеплителя с повышенными эксплуатационными свойствами.
5.3.1. Разработка конструкции теплоизоляционного элемента
5.3.2. Теоретическая оценка теплотехнической эффективности.
5.3.3. Экспериментальное исследование опытного образца теплоизоляционного элемента.
5.4. ВЫВОДЫ.
основные вывода.1 и
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Полученные результаты исследований внедрены к использованию в лаборатории строительной физики Инженерностроительного института Сибирского федерального университета при разработке энергетических паспортов зданий и при выполнении обследований наружных ограждающих конструкций. Представленные разработки были внедрены на предприятиях г. Красноярска ЗАО Фирма Культбытстрой при выпуске наружных стеновых панелей с эффективным утеплителем ООО Технологъ при производстве плит из экструзионного пенополистирола ТНЕ1Ш1ТХРЗ. Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях XXIIIXXVI региональных научнотехнических конференциях Проблемы строительства и архитектуры Красноярск, гг. Всероссийском научном фестивале Молодежь и наука начало XX века Красноярск, г. I академические чтения Актуальные вопросы строительной физики энергосбережение и экологическая безопасность, посвященной памяти академика Г. Л. Осипова Москва, г. Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в печатных работах, в том числе в 2 статьях в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ. Результаты исследований защищены патентом РФ на полезную модель. Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 глав, основные выводы, библиографический список источников из 8 наименований и 3 приложений. Общий объем работы изложен на 6 страницах машинописного текста. Основной текст диссертации 2 страницы, включая рисунков и таблиц. Глава 1. Совершенствование и актуализация законодательной и нормативной базы повышения эиергоэффективности зданий. В настоящее время в мире большое внимание уделяется вопросам энерго и ресурсосбережения вследствие постоянно растущей рыночной стоимости электроэнергии, экологических проблем, связанных с ес производством и общей ограниченностью ресурсов. Для экономии энергозатрат в жилищнокоммунальном хозяйстве, потребляющем существенную долю топливноэнергетических ресурсов 6, за последнее летие в нашей стране был принят ряд мер по снижению расхода тепловой энергии на отопление зданий. Для решения данной задачи в период с по гг. Согласно 6 значение требуемого сопротивления теплопередаче ге стеновых ограждающих конструкций с 1 сентября г. Позже нормативные документы СНиП Тепловая защита зданий 5 и СП 1 Проектирование тепловой защиты зданий 7 впервые стали регламентировать классы энергетической эффективности зданий в зависимости от значений расчетных комплексных показателей по расходу тепловой энергии на отопление 7. С выходом Приказа Минрегионразвития РФ от мая г. О требованиях энергетической эффективности многоквартирных домов и принятием Постановления Правительства РФ от января г. За базовый уровень принято теплонотрсбление зданий нормируемое в соответствии с положениями 5. Ужесточение требований к тепловой защите зданий привело к бурному развитию рынка теплоизоляционных материалов в России рис. Ф
Юо
Ф
О
Рис. Согласно к теплоизоляционным относят материалы, обладающие теплопроводностью не более 0,5 Втм С при С и имеющие плотность ро не более 0 кгм3. Для обеспечения высоких требований к тепловой защите зданий наиболее широкое применение нашли высокоэффективные утеплители, коэффициент теплопроводности Хе которых ниже 0,. ВтмС. Применение данного вида материалов, особенно для регионов с суровыми климатическими условиями, зачастую является единственным решением, позволяющим выполнять требования 5 при экономически оправданной толщине наружной ограждающей конструкции . На рис. Расчет толщин ограждающих конструкций произведен согласно требованиям по тепловой защите зданий 5, рассмотренным для условий г. Красноярска нормируемое значение сопротивления теплопередаче стенового ограждения пч 3,7 м2СВт . В результате в настоящее время наиболее распространенным решением наружных ограждений зданий являются многослойные конструкции с высокоэффективными утеплителями 4. Современный анализ строительного рынка показывает 3, что наиболее широкое применение среди всех теплоизоляционных материалов получили изделия из минеральной, стеклянной ваты и пенополистирола рис.