С целью подтверждения теоретических теплотехнических расчетов экспериментально определим теплотехнические характеристики ТЭ.

Для исследований получен опытный образец ТЭ с габаритными разме­рами 890 х 440 х 180 мм, выполненный из ПСБ-40 с шестью замкнутыми воздушными прослойками (рис. 5.5).

Для имитации расположения ТЭ в наружной ограждающей конструк­ции фактурный и несущий слои были эквивалентно заменены плитами ПСБ - 40 по размеру образца толщиной 5 и 10 мм соответственно (рис. 5.6).

40

ЗО

Рис. 5.5. План, поперечный и продольный разрезы опытного образца теплоизоляционного элемента

ЗкОибалентный Несущий слой Пенополистирол Воздцшная Прослойка Отражающее Покрытие ЭкВибалентный Фактурный слой

Керамзитобетон Пенополистирол Возбцшная Прослойка Отражающее Покрытие ЦПР

<Н 1" |

.35, 10x11 .35

180

10

110

40

20

.35'. 10x11 [35 180_

А

Рис. 5.6. Исходная (а) и эквивалентная ей (б) конструкции ограждения с ТЭ

Сопротивление теплопередаче опытного образца ТЭ определялось при испытании в климатической камере, в которой по обе стороны испытываемо­го фрагмента был создан темперагурно-влажпосгный режим, близкий к рас­четным зимним условиям эксплуатации (рис. 5.7).

Spl " 87 і

А б

Рис. 5.7. эффективный теплоизоляционный элемент: и - установленный в климатической камере опытный образец теплоизоляционного элемента; б - термо­грамма опытного образца при испытаниях в климатической камере

Для регистрации температуры и плотности тепловых потоков использовалось следующее контрольно-измерительное оборудование:

•измерители самопишущие ИС-210.1 (рис. 5.8, а) для измерения тем­пературы и относительной влажности воздуха, а также температуры поверх­ности ограждения с заданным временным интервалом между измерениями и с привязкой их к теку щему времени;

• электронный измеритель плотности тепловых потоков ИТП-МГ4.03 «ПОТОК); (рис. 5.8, б) для измерения плотности тепловых потоков, прохо­дящих через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зда­ний и сооружений, по [29].

Рис. 5.8. Контрольно-измерительное оборудование: а — измеритель самопишущий ИС-210,1; б - измеритель плотности тепловых потоков ИТП-МГ4.03 «ПОТОК»

Схема расстановки датчиков на испытуемом образце представлена на рис. 5.9.

2

97

И

О

97

195

Рис. 5 9. Схема расстановки датчиков: 1,2,3 - датчики температуры на поверхности образ­ца; Л, Б - датчики температуры и влажности среды; 1, II, III - датчики теплового потока

Температура и плотность тепловых потоков измерялась после дости­жения в испытываемой ограждающей конструкции стационарного режима, наступление которою определялось по контрольным измерениям температур на поверхности и внутри испытываемой конструкции [301.

Ъыл произведен теоретический расчет на распределение тепловых по­лей для условий данного эксперимента в проірамме THERM Расчетные па­раметры наружной и внутренней среды приняты согласно эксперименталь­ным данным, теплотехнические характеристики материалов - по табл. 3 прил. 2. Расчетная модель и полученные температурные поля представлены на рис. 5.10.

И "ж 'К1''IX

А, І ВтML W-32.841

Т^/=-32,ГС Tat=21 8°C

О

Рис.5 10. Результаты теплотехнического расчета опытного образца в программе THERM: А - исходная расчетная модель; б - полученные термограммы

Полученные экспериментальные и расчетные данные представлены в табл. 5.3

Таблица 5.3 Индекс датчика Температура, °С Относительная Тепловой поток, Вт/м2 Фактическая Расчетная Влажность Tint Tmi Text Texl Tint Lex t Воздуха, % 1 - 26,8 - - - - 2 - - - -31,7 - - 3 25,2 - - - - А 27,8 - - - 26,2 -32,2 23,8 - Б - - -32,8 69 - I - - - - - 6,0 II - - - - - 18,2 III - - - - - 12,0

Таким образом, результаты эксперимента имеют хорошую сопостави­мость с теоретическим расчетом (максимальное отклонение по температуре на поверхности составляет 0,6 °С) и подтверждают высокие теплоизоляцион­ные свойства ТЭ.

ВЫВОДЫ

1. Предложен критерий долговечности теплоизоляционных материалов по снижению теплозащитных свойств, обоснованный с позиции энергоэф­фективности. Разработана оригинальная методика определения допустимого уровня снижения теплозащиты основного теплоизоляционного слоя ограж­дающей конструкции. Методика основана на вычислении коэффициента теп­лопроводности утеплителя, при значении которого, расход тепловой энергии на отопление здания соответствует граничному значению между классами энергетической эффективности.

2. По разработанной методике определено значение допустимого уров­ня снижения теплозащиты жилого крупнопанельного 16-этажного здания ти­повой серии 111-97, построенного в г. Красноярске, составившее 14,6 %. Со­гласно данному значению использование экструзионного пенополистирола марки 35 в основном теплоизоляционном слое ограждающей конструкции толщиной 150 мм обеспечит действующий нормативный уровень теплозащи­ты в течение всего срока эксплуатации здания, при условии отсутствия раз­вития деструкции в утеплителе.

3. Разработан новый эффективный теплоизоляционный элемент, пред­назначенный для устройства теплоизоляционного слоя наружных огражде­ний жилых и общественных зданий вместо традиционных пенополистироль­ных утеплителей. Экспериментально подтверждено, что разработанная кон­струкция теплоизоляционного элемента является более энергоэффективной (до 15 %) по сравнению с традиционными пенополистирольными утеплите­лями.