Системы бесшовной изоляции для арктических условий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Развитие арктических территорий предполагает применение систем изоляции, устойчивых к суровому климату. Преимущество изделий из пенополиэтилена заключается в возможности создания бесшовных изоляционных оболочек, позволяющих снизить потери тепла через стыки и поддерживать постоянное тепловое сопротивление при резких колебаниях температуры. Бесшовные системы теплоизоляции особенно важны в арктических районах. Цель исследований – адаптация систем применения пенополиэтилена к климатическим особенностям северных территорий. В рамках исследования реализованы частные задачи, связанные с изучением свойств изделий из пенополиэтилена, а также эксплуатационной стойкости этих изделий в условиях отрицательной и знакопеременной температуры. Проведены натурные испытания системы изоляции на основе пенополиэтилена в условиях Северного полюса. Такая модификация особенно важна с учетом логистических и экологических ограничений Заполярья, где компактные, прочные и легкодоступные материалы могут значительно сократить затраты на транспортировку и монтаж. Установлено, что материал в интервале температуры от –60 до +30оС имеет высокую эксплуатационную стойкость. Усадка пенополиэтилена не превышает 4 мм/м. При изоляции объектов, имеющих значительную длину, факт температурных изменений в материале необходимо учитывать при проектировании соединений и креплений изоляционных элементов. Полученные результаты подчеркивают важность учета теплового расширения и сжатия при масштабных применениях, чтобы обеспечить совместимость конструктивных решений стыков с поведением материала и сохранить целостность системы теплоизоляции на протяжении всего срока эксплуатации. Свойства пенополиэтилена позволили рекомендовать изделия на его основе как для использования в системах изоляции жилых и хозяйственных объектов, расположенных в средней полосе России, так и на ее северных территориях, а системы бесшовной изоляции эффективны как с позиций сохранения тепла, так и формирования комфортных условий. Помимо высоких теплозащитных характеристик, применение вспененного полиэтилена способствует снижению эксплуатационных энергетических затрат и соответствует принципам экологичного строительства, обеспечивая долгосрочные экономические и экологические выгоды.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. А. Тер-Закарян

ООО «ТЕПОФОЛ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: karo73@mail.ru

ген. директор

Россия, 105318, г. Москва, ул. Щербаковская, 3, оф. 810

Томас Сабу

University Centre for Nanoscience and Nanotechnology, Mahatma Gandhi University

Email: sabuthomas@mgu.ac.in

проф., д-р, Ph.D

Индия, Priyadarshini Hills, Kottayam, Kerala

А. Д. Жуков

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН

Email: lj211@yandex.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 129337, г. Москва, Ярославское ш., 26; 127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21

Бабукутти Блесси

University Centre for Nanoscience and Nanotechnology, Mahatma Gandhi University

Email: blessy5b@gmail.com

аспирант, международный сотрудник

Индия, Priyadarshini Hills, Kottayam, Kerala

И. В. Бессонов

Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН

Email: bessonoviv@mail.ru

канд. техн. наук, гл. научный сотрудник

Россия, 127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21

Ю. Д. Пережогин

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: pyd57@yandex.ru

канд. техн. наук, доцент

Россия, 450064, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1

Список литературы

  1. Умнякова Н.П., Цыганков В.М., Кузьмин В.А. Экспериментальные теплотехнические исследования для рационального проектирования стеновых конструкций с отражательной теплоизоляцией // Жилищное строительство. 2018. № 1–2. С. 38–42. EDN: YRNXOB
  2. Orlik-Kozdon B., Steidl T. Effect of the air channels in thermal insulating material on its thermal resistance. Journal of building physics. 2016. Vol. 39. No. 5, рр. 461–470. EDN: WUMBSL. https://doi.org/10.1177/1744259115599957
  3. Ter-Zakaryan K.Ar., Zhukov Al.D. Short overview of practical application and further prospects of materials based on crosslinked polyethylene. In: Thomas J., Thomas S., Ahmad Z. (eds) Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. Springer, Singapore. 2021. EDN: YFKTZB. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12
  4. Popov I.I., Shitikova M.V., Levchenko A.V., Zhukov A.D. Experimental identification of the fractional parameter of the fractional derivative standard linear solid model for fiber-reinforced rubber concrete. Mechanics of advanced materials and structure. 13 March 2023. EDN: TQXUYA. https://doi.org/10.1080/15376494.2023.2191600
  5. Ibrahim O., Younes R. Progress to global strategy for management of energy systems. Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20, pp. 303–316. EDN: YILJKP. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.020
  6. Shen X., Li L., Cui W., Feng Y. Coupled heat and moisture transfer in building material with freezing and thawing process. Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20, pp. 609–615. EDN: YIQRBR. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.026
  7. Ter-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Bessonov I.V., Bobrova E.Y., Pshunov T.A., Dotkulov K.T. Modified Polyethylene foam for critical environments. Polymers. 2022. 14. 4688. EDN: JPQEWQ. https://doi.org/10.3390/polym14214688
  8. Chen I., Sun X., Ren I., Liang W., Wang K. Effects of thermo-oxidative aging on structure and low temperature impact performance of rotationally molded products. Polymer Degradation and Stability. 2019. Vol. 161, pp. 150–156. EDN: LANLJG. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.016
  9. Gnip I.J., Keršulis V.J., Vaitkus S.J. Analytical description of the creep of expanded polystyrene under compressive loading. Mechanics of Composite materials. 2005. No. 41 (4), рp. 357–364. EDN: PCMVSC. https://doi.org/10.1007/s11029-005-0061-5
  10. Bessonov I.V., Bogomolova L.K., Zhukov A.D., Zinoveva E.A. Building systems based on foamed modified polymers. Key Engineering Materials. 2021. 887, pp. 446–452. EDN: TBKLAQ. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.887.446
  11. Pilipenko A., Ter-Zakaryan K., Bobrova E., Zhukov A. Insulation systems for extreme conditions. International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment. 2019. Vol. 19, pp. 1819–2586. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.112
  12. Bobrova E.Yu., Ter-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Medvedev A.A., Poserenin A.I. Insulation Systems of Frameless Buildings. Materials Science Forum. 2020. Vol. 992, pp. 66–72. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.992
  13. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Bobrova E.Yu., Pilipenko A.S. Insulation sheath materials for cold preservation. Materials and Technologies in Construction and Architecture. 2019. pp. 452–457. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.974.452
  14. Жуков А.Д., Тер-Закарян К.А., Бессонов И.В., Семенов В.С., Старостин А.В. Системы строительной изоляции с применением пенополиэтилена // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 58–61. EDN: UZLDTD. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-58-61
  15. Zhukov A.D., Ter-Zakaryan K.A., Semenov V.S. Insulation systems with the expanded polyethylene application. ScienceDirect IFAC PaperOnLine. 2018. Vol. 51. Iss. 30, pp. 803–807. EDN: QWWLQN. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.191
  16. Zhukov A., Bessonov I., Medvedev A., Zinovieva E., Mednikova E. Insulation systems for structures on pile supports. E3S Web of Conferences. 2021. 258 (361). 09088. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202125809088
  17. Тer-Zakaryan K.A., Zhukov A.D., Bobrova E.Yu., Bessonov I.V., Mednikova E.A. Foam polymers in multifunctional insulating coatings. Polymers. 2021. 13 (21). 3698. EDN: HHPQWN. https://doi.org/10.3390/polym13213698
  18. Zhukov A., Stepina I., Bazhenova S. Ensuring the durability of buildings through the use of insulation systems based on polyethylene foam. Buildings. 2022. 12 (11). 1937. EDN: XYIZUF. https://doi.org/10.3390/buildings12111937
  19. Stepina I., Zhukov A., Bazhenova S. Modification of cellulosic materials by borazotic compounds. Polymers. 2023. 15 (13). 2788. EDN: UWKUNB. https://doi.org/10.3390/polym15132788
  20. Ter-Zakaryan K.Ar., Zhukov Al.D. Short Overview of Practical Application and Further Prospects of Materials Based on Crosslinked Polyethylene. In: Thomas J., Thomas S., Ahmad Z. (eds) Crosslinkable Polyethylene. Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. Springer, Singapore. 2021. EDN: YFKTZB. https://doi.org/10.1007/978-981-16-0514-7_12

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изделия из пенополиэтилена: а – слоистые изделия; b – изделия линейки AirLayer

Скачать (240KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Свайное здание на вечной мерзлоте. Участок стены меду сваями: I – свая; II – вентилируемое пространство; III – перекрытие над вентилируемым пространством; IV – несущая стена; V – зона повышенной теплоотдачи и проникновения холодного воздуха; 1 – соединение (обвязка) свай; 2 – система утепления фасада; 3 – теплоизоляция пола; 4 – покрытие пола; 5 – внутренняя облицовка стен; 6 – система плавающего пола (сухая сборка), включает в себя: 6.1 – слой рулонного пенополиэтилена толщиной 20 мм, заведенный на стену; 6.2 – хризотилцементная плита, затем напольное покрытие; 6.3 – плинтус; 7 – изоляция над вентилируемым помещением; 7.1 – изоляция до уровня СФТК (полностью перекрывает инфильтрацию холодного воздуха; 8 – защитная облицовка; а – изоляция теплоизоляционными плитами; b, c – бесшовная изоляция рулонным вспененным полиэтиленом

Скачать (119KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Визуализация температурного поля в конструкции, изолированной над вентилируемым пространством (между несущими колоннами): а – визуализация температурного поля для Якутска (-52оC); b – визуализация температурного поля для Норильска (-46оC)

Скачать (193KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Арктические перспективы: а – статуя св. Николая при выходе из порта; b – полярная радуга; c – полярная ночь

Скачать (263KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Базовый лагерь (а) и сборка каркасного домика ТЕПОФОЛ (b)

Скачать (300KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Ф. Конюхов и А. Тер-Закарян (представитель ООО «ТЕПОФОЛ») во время интервью

Скачать (199KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Схема изоляции с помощью рулонного пенополиэтилена по периметру свайного сооружения: I – слой летнего оттаивания; II – вечная мерзлота; III – вечная мерзлота, сохраняемая на всю глубину

Скачать (225KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025