ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 4 (68), 2022


Энергоэффективные системы изоляции малоэтажных сооружений


Жуков А. Д., Бессонов И. В., Попов И. И., Поудел Рави Сагар

 

Жуков А. Д., канд. техн. наук, доц. кафедры строительного материаловедения, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва, тел.: +7-903-567-83-49, e-mail: lj211@yandex.ru

Бессонов И. В., канд. техн. наук, гл. науч. сотр., Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, Россия, г. Москва, тел.: +7-916-674-54-58, e-mail: bessonoviv@mail.ru

Попов И. И., PhD, доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, тел.: +7-951-562-17-33, e-mail: 89042149140@nail.ru

Поудел Рави Сагар, аспирант кафедры строительного материаловедения, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Россия, г. Москва, тел.: +7-999-856-14-33, e-mail: unlessmoney00@gmail.com

 
 
Постановка задачи. Малоэтажное строительство характеризуется сравнительно невысокой стоимостью и возможностью формирования эффективных изоляционных оболочек сооружений. В качестве несущих конструкций используются каркасные и массивные стены, возможно использование бетонного полотна. С учетом сложившихся реалий наиболее актуальным является ориентация систем на применение отечественных материалов, в том числе способных эффективно функционировать в жестких климатических условиях.
Результаты. Установлено, что свойства пенополиэтилена и изделий на его основе позволяют рекомендовать этот материала как для систем фасадной и кровельной изоляции, так и для систем, контактирующих с грунтом. Установлено, что пенополиэтилен практически не изменяет свойств в условиях замерзания до −70 оС и в интервале знакопеременных температур от −60 до +70 оС. При длительном контакте с водой или водонасыщенным грунтом свойства материала также характеризуются стабильностью.
Выводы. Использование рулонного вспененного полиэтилена является перспективным как с точки зрения свойств самого материала, так и ввиду возможности формирования бесшовных изоляционных оболочек. Формирование бесшовных изоляционных оболочек создает практически непроницаемые тепло-, паро- и водоизоляционные барьеры по периметру изолируемого объекта. 
 
Ключевые слова: изоляционная оболочка, плитная теплоизоляция, пенополиэтилен, замковое соединение, термическое сопротивление, каркасное здание, бетонное полотно, климатические воздействия.


DOI: 10.36622/VSTU.2022.68.4.005


Финансирование: исследования свойств пенополиэтилена и систем изоляции с его применением проводились в Московской строительном университете (НИУ МГСУ), Институте строительной физики (НИИСФ РААСН) по инициативе ООО «ТЕПОФОЛ». Часть исследований, изложенных в данной работе, проводилась с использованием оборудования ЦКП имени проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, получившего поддержку Министерства науки и высшего образования РФ, соглашение № 075-15-2021-662.

 

Библиографический список

1. Пат. 199048 Российская Федерация, МПК7 E04B 1/76. Теплоизоляционный многослойный материал / Тер-Закарян К. А.; заявитель и патентообладатель Тер-Закарян К. А. — № 2020115732; заявл. 13.05.2020; опубл. 11.08.2020, Бюл. № 23. — 1 с.
2. Пат. 2645190 Российская Федерация, МПК7 E04B 1/78, E04B 1/76. Замковая технология теплоизоляционного материала для бесшовной сварки соединительных замков / Тер-Закарян К. А.; заявитель и патентообладатель Тер-Закарян К. А. — № 2016138156; заявл. 26.09.2016; опубл. 16.02.2018, Бюл. № 5. — 8 с.
3. Aldawi, F. Thermal Performance Modelling of Residential House Wall Systems / F. Aldawi, F. Alam, A. Date, A. Kumar, M. Rasul // Procedia Engineering. — 2012. — Vol. 49. — Р. 161—168.
4. Chen, I. Effects of thermo-oxidative aging on structure and low temperature impact performance of rotationally molded products / I. Chen, X. Sun, I. Ren, W. Liang, K. Wang // Polymer Degradation and Stability. — 2019. — Vol. 161. — P. 150—156. — DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.016.
5. Fedyuk, R. S. Trends in the development of standards for thermal protection of buildings in Russia / R. S. Fedyuk, A. V. Mochalov, V. A. Simonov // Bulletin of the School of Engineering FEFU. — 2012. — № 2 (11). — Р. 39—44.
6. Gnip, I. J. Predicting the deformability of expanded polystyrene in long-term compression / I. J. Gnip, V. J. Keršulis, S. J. Vaitkus // Mechanics of Composite Materials. — 2005. — Vol. 41 (5). — Р. 407—414.
7. Gnip, I. J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under compressive loading / I. J. Gnip, V. J. Keršulis, S. J. Vaitkus // Mechanics of Composite Materials. — 2005. — Vol. 41 (4). — Р. 357—364.
8. Ibrahim, O. Progress to global strategy for management of energy systems / O. Ibrahim, R. Younes // Journal of Building Engineering. — 2018. —Vol. 20. — P. 303—316. — DOI: 10.1016/j. jobe.2018.07.020.
9. Ivanovа, N. A. The main directions of prospects for the development of housing construction at the local level / N. A. Ivanovа // Moscow Economic Journal. — 2018. — № 4. — P. 65—74.
10. Jelle, B. P. The path to the high-performance thermal building insulation materials and solutions of tomorrow / B. P. Jelle, A. Gustavsen, R. Baetens // Journal of Building Physics. — 2010. — Vol. 34, № 2. — Р. 99—123. — DOI: 10.1177/1744259110372782.
11. Li, K. C. Experimental investigation of Hydrothermal parameters of building materials under isothermal condition / K. C. Li, X. Zhang, J. Gao // Journal of building physics. — 2009. —Vol. 32. — № 4. — Р. 355—370. — DOI: 10.1177/1744259108102832.
12. Orlik-Kozdon, B. Effect of the air channels in thermal insulating material on its thermal resistance / B. Orlik-Kozdon, T. Steidl // Journal of Building Physics. — 2016. — Vol. 39, № 5. — P. 461—470. — DOI: 10.1177/1744259115599957.
13. Quagliarini, E. Basalt fiber ropes and rods: durability tests for their use in building engineering / E. Quagliarini, S. Lenci, F. Monni // Journal of Building Engineering. — 2016. — Vol. 5. — P. 142—150. — DOI: 10.1016/j.jobe.2015.12.003.
14. Shang, J. Construction of Green Community Index System under the Background of Community Construction / J. Shang // Journal of Building Construction and Planning Research. — 2019. — Vol. 7. — Р. 115—1256.
15. Shen, X. Coupled heat and moisture transfer in building material with freezing and thawing process / X. Shen, L. Li, W. Cui, Y. Feng // Journal of Building Engineering. — 2018. —Vol. 20. — P. 609—615. — DOI: 10.1016/j.jobe.2018.07.026.
16. Snegirev, A. Y. Pyrolysis and combustion of polymer mixtures: exploring additivity of the head release rate / A. Y. Snegirev, M. K. Handawy, V. V. Stepanov, V. A. Talalov // Polymer Degradation and Stability. — 2019. — Vol. 161. — P. 245—259. — DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.037.
17. Stepina, I. Modification of wood with monoethanolamino-borate by the data of x-ray photoelectron spectroscopy / I. Stepina, I. Kotlyarova // MATEC Web of Conferences, 2018. art. n. 04005. — doi.org/10.1051/matecconf/201819604005.
18. Stepina, I. Fire protection of timber building structural units by mono-and di-ethaholamine-(N→B)- phenyl borates / I. Stepina // MATEC Web of Conferences, 2018. art. n. 03016. — doi.org/10.1051/matecconf/201819303016.
19. Stepina, I. V. Change in crystalline structure of cellulose caused by wood preservation / I. V. Stepina // Materials Science Forum. — 2018. — Vol. 923. — P. 51—55. — doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.923.51.
20. Ter-Zakaryan, K. A. Foam Polymers in Multifunctional Insulating Coatings / K. A. Ter-Zakaryan, A. D. Zhukov, E. Yu. Bobrova, I. V. Bessonov, E. A. Mednikova // Polymers. — 2021. — Vol. 13 (21). — P. 3698. — https://doi.org/10.3390/polym13213698.
21. Ter-Zakaryan, K. Ar. Short Overview of Practical Application and Further Prospects of Materials Based on Crosslinked Polyethylene / K. Ar. Ter-Zakaryan, Al. D. Zhukov // Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials; J. Thomas, S. Thomas, Z. Ahmad (eds). — Springer, Singapore, 2021. —https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12.
22. Umnyakova, N. P. Experimental heat engineering research for the rational design of wall structures with reflective heat insulation / N. P. Umnyakova, V. M. Tsygankov, V. A. Kuzmin // Housing Construction. — 2018. — № 1—2. — Р. 38—42.
23. Umnyakova, N. Thermal features of three-layer brick walls / N. Umnyakova, O. Chernysheva // XXV Polish-Russian-Slovak seminar «Theoretical Foundation of Civil Engineering» Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 153. — Р. 805—809.

 
 

Ссылка для цитирования

Жуков, А. Д. Энергоэффективные системы изоляции малоэтажных сооружений /А. Д. Жуков, И. В. Бессонов, И. И. Попов, Поудел Рави Сагар // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2022. - № 4 (68). - С. 50-60. - DOI: 10.36622/VSTU.2022.68.4.005.
 

 
 
 

English version 

 

Energy-Efficient Insulation Systems for Low-Rise Buildings

Zhukov А. D., Bessonov I. V., Popov I. I., Poudel Ravi Sagar
 
 

Zhukov А. D., PhD, Assoc. Prof. of the Dept. of Construction Materials, National Research Moscow State University of Civil Engineering, Russia, Moscow, tel.: +7-903-567-83-49, e-mail: lj211@yandex.ru

Bessonov I. V., PhD, Principal Investigator, Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Sciences, Russia, Moscow, tel.: +8-916-674-54-58, e-mail: bessonoviv@mail.ru

Popov I. I., PhD, Assoc. Prof. of the Dept. of Technology, Construction Organization, Expertise and Real Estate Management, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, tel.: +7-951-562-17-33, e-mail: 89042149140@nail.ru

Poudel Ravi Sagar, PhD student, Dept. of Construction Materials, National Research Moscow State University of Civil Engineering, Russia, Moscow, tel.: +8-999-856-14-33, e-mail: unless-money00@gmail.com


 
Statement of the problem. Low-rise construction is characterized by a relatively low cost and the possibility of forming effective insulating structure shells. Frames and massive walls are used as load-bearing structures, it is possible to use concrete. Taking into account the current realities, the most relevant issue is the orientation of systems to the use of domestic materials, including those capable of functioning effectively in harsh climatic conditions.
Results. It was established that the properties of polyethylene foam and products based on it make it possible to recommend this material both in facade and roof insulation systems, and in systems in contact with the ground. It was found that polyethylene foam practically does not change its properties under freezing conditions down to −70 °C and in the range of sign-variable temperatures from −60 to +70 °C. With prolonged contact with water or water-saturated soil, the properties of the material are also stable.
Conclusion. The use of rolled polyethylene foam is promising both in terms of the properties of the material itself and in view of the possibility of forming seamless insulating shells. The formation of seamless insulating shells creates practically impenetrable heat-vapor- and water-insulating barriers along the perimeter of the insulated object.
 
Keywords: insulating shell, slab thermal insulation, polyethylene foam, lock joint, thermal resistance, frame building, concrete surfacing, climatic influences. 


DOI: 10.36622/VSTU.2022.68.4.005

References

1. Pat. 199048 Rossiiskaya Federatsiya, MPK7 E04B 1/76. Teploizolyatsionnyi mnogosloinyi material / Ter-Zakaryan K. A.; zayavitel' i patentoobladatel' Ter-Zakaryan K. A. — № 2020115732; zayavl. 13.05.2020; opubl. 11.08.2020, Byul. № 23. — 1 s.
2. Pat. 2645190 Rossiiskaya Federatsiya, MPK7 E04B 1/78, E04B 1/76. Zamkovaya tekhnologiya teploizolyatsionnogo materiala dlya besshovnoi svarki soedinitel'nykh zamkov / Ter-Zakaryan K. A.; zayavitel' i patentoobladatel' Ter-Zakaryan K. A. — № 2016138156; zayavl. 26.09.2016; opubl. 16.02.2018, Byul. № 5. — 8 s.
3. Aldawi, F. Thermal Performance Modelling of Residential House Wall Systems / F. Aldawi, F. Alam, A. Date, A. Kumar, M. Rasul // Procedia Engineering. — 2012. — Vol. 49. — Р. 161—168.
4. Chen, I. Effects of thermo-oxidative aging on structure and low temperature impact performance of rotationally molded products / I. Chen, X. Sun, I. Ren, W. Liang, K. Wang // Polymer Degradation and Stability. — 2019. — Vol. 161. — P. 150—156. — DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.016.
5. Fedyuk, R. S. Trends in the development of standards for thermal protection of buildings in Russia / R. S. Fedyuk, A. V. Mochalov, V. A. Simonov // Bulletin of the School of Engineering FEFU. — 2012. — № 2 (11). — Р. 39—44.
6. Gnip, I. J. Predicting the deformability of expanded polystyrene in long-term compression / I. J. Gnip, V. J. Keršulis, S. J. Vaitkus // Mechanics of Composite Materials. — 2005. — Vol. 41 (5). — Р. 407—414.
7. Gnip, I. J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under compressive loading / I. J. Gnip, V. J. Keršulis, S. J. Vaitkus // Mechanics of Composite Materials. — 2005. — Vol. 41 (4). — Р. 357—364.
8. Ibrahim, O. Progress to global strategy for management of energy systems / O. Ibrahim, R. Younes // Journal of Building Engineering. — 2018. —Vol. 20. — P. 303—316. — DOI: 10.1016/j.jobe.2018.07.020.
9. Ivanovа, N. A. The main directions of prospects for the development of housing construction at the local level / N. A. Ivanovа // Moscow Economic Journal. — 2018. — № 4. — P. 65—74.
10. Jelle, B. P. The path to the high-performance thermal building insulation materials and solutions of tomorrow / B. P. Jelle, A. Gustavsen, R. Baetens // Journal of Building Physics. — 2010. — Vol. 34, № 2. — Р. 99—123. — DOI: 10.1177/1744259110372782.
11. Li, K. C. Experimental investigation of Hydrothermal parameters of building materials under isothermal condition / K. C. Li, X. Zhang, J. Gao // Journal of building physics. — 2009. —Vol. 32. — № 4. — Р. 355—370. — DOI: 10.1177/1744259108102832.
12. Orlik-Kozdon, B. Effect of the air channels in thermal insulating material on its thermal resistance / B. Orlik-Kozdon, T. Steidl // Journal of Building Physics. — 2016. — Vol. 39, № 5. — P. 461—470. — DOI: 10.1177/1744259115599957.
13. Quagliarini, E. Basalt fiber ropes and rods: durability tests for their use in building engineering / E. Quagliarini, S. Lenci, F. Monni // Journal of Building Engineering. — 2016. — Vol. 5. — P. 142—150. — DOI: 10.1016/j.jobe.2015.12.003.
14. Shang, J. Construction of Green Community Index System under the Background of Community Construction / J. Shang // Journal of Building Construction and Planning Research. — 2019. — Vol. 7. — Р. 115—1256.
15. Shen, X. Coupled heat and moisture transfer in building material with freezing and thawing process / X. Shen, L. Li, W. Cui, Y. Feng // Journal of Building Engineering. — 2018. —Vol. 20. — P. 609—615. — DOI: 10.1016/j.jobe.2018.07.026.
16. Snegirev, A. Y. Pyrolysis and combustion of polymer mixtures: exploring additivity of the head release rate / A. Y. Snegirev, M. K. Handawy, V. V. Stepanov, V. A. Talalov // Polymer Degradation and Stability. — 2019. — Vol. 161. — P. 245—259. — DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.037.
17. Stepina, I. Modification of wood with monoethanolamino-borate by the data of x-ray photoelectron spectroscopy / I. Stepina, I. Kotlyarova // MATEC Web of Conferences, 2018. art. n. 04005. — doi.org/10.1051/matecconf/201819604005.
18. Stepina, I. Fire protection of timber building structural units by mono-and di-ethaholamine-(N→B)- phenyl borates / I. Stepina // MATEC Web of Conferences, 2018. art. n. 03016. — doi.org/10.1051/matecconf/201819303016.
19. Stepina, I. V. Change in crystalline structure of cellulose caused by wood preservation / I. V. Stepina // Materials Science Forum. — 2018. — Vol. 923. — P. 51—55. — doi. org/10.4028/www. scientific. net/MSF.923.51.
20. Ter-Zakaryan, K. A. Foam Polymers in Multifunctional Insulating Coatings / K. A. Ter-Zakaryan, A. D. Zhukov, E. Yu. Bobrova, I. V. Bessonov, E. A. Mednikova // Polymers. — 2021. — Vol. 13 (21). — P. 3698. — https://doi.org/10.3390/polym13213698.
21. Ter-Zakaryan, K. Ar. Short Overview of Practical Application and Further Prospects of Materials Based on Crosslinked Polyethylene / K. Ar. Ter-Zakaryan, Al. D. Zhukov // Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials; J. Thomas, S. Thomas, Z. Ahmad (eds). — Springer, Singapore, 2021. —https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12.
22. Umnyakova, N. P. Experimental heat engineering research for the rational design of wall structures with reflective heat insulation / N. P. Umnyakova, V. M. Tsygankov, V. A. Kuzmin // Housing Construction. — 2018. — № 1—2. — Р. 38—42.
23. Umnyakova, N. Thermal features of three-layer brick walls / N. Umnyakova, O. Chernysheva // XXV Polish-Russian-Slovak seminar «Theoretical Foundation of Civil Engineering» Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 153. — Р. 805—809.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS