Повышение энергоэффективности стен за счёт включения в их конструкцию материалов с изменяющимся фазовым состоянием

Abstract

Материалы с изменяющимся фазовым состоянием (МИФС) представляют большой интерес ввиду их существенных преимуществ в повышении энергоэффективности, поддержании теплового комфорта в зданиях и содействии сокращению загрязнения окружающей среды. Исследования энергосберегающей способности строительных конструкций с МИФС выполнены в основном зарубежными авторами и рассматривают здания, расположенные в теплом климате. В работе представлены результаты численного исследования наружных стен с МИФС в соответствии с требованиями отечественных норм по тепловой защите, для континентального климата г. Красноярска. Предварительно проведена верификация численной реализации алгоритма расчета, который учитывает наличие у МИФС несовпадение температур плавления и кристаллизации (термического гистерезиса). Явление термического гистерезиса во многих исследованиях не учитывается. Между тем, применение упрощенных алгоритмов, которые не включают гистерезис, может привести к существенным неточностям. В связи с этим, в расчетах исследования учтен эффект гистерезиса. Предложена методика по выбору МИФС для использования их в наружных ограждающих конструкциях. Конструкция стены с выбранным МИФС привела к уменьшению расхода тепловой энергии на 13,7 % относительно исходной конструкции в дни отопительного периода, и на 8,5 % – относительно исходной конструкции при одинаковой толщине конструкций. Сделан вывод о перспективности использования нескольких слоев МИФС с различными друг от друга температурами фазового перехода.