Введение
Современные люди все требовательнее к микроклимату жилых помещений, они хотят свободно дышать чистым воздухом, затрачивая меньше физических усилий и финансовых средств на содержание площадей. Так, постройки из камня препятствуют установлению оптимального для организма человека микроклимата, в то же время деревянные сооружения «дышат», что сказывается на счетах за отопление здания [1, 2].
В рамках разработки новой модификации древесно-цементного материала для малоэтажного строительства на основе отходов деревообработки [3] выполнен проект комплекса теплотехнических исследований с целью изучения микроклиматических условий внутри помещений, а также его экспериментальное технико-эксплуатационное (технико-экономическое) обоснование для использования в условиях севера РФ.
Материалы и методы
Модельный объект (МО) возведен из блоков наномодифицированного древесно-цементного материала (НДЦМ) [1] в виде блоков размером 190х300х500 мм, на бетонном монолитном фундаменте. Здание имеет внешние габариты 3000х6600 мм, с деревянным перекрытием на высоте 2700 мм от уровня фундаментной плиты и двускатную кровлю. План МО приведен на рисунке 1, где представлены 5 помещений общей площадью 17.4 м2 (Таблица 1)
Таблица 1– Характеристики помещений МО
| № помещения | Площадь м2 | Окно | Дверь |
| 1 | 2.67 | 1 | 1 |
| 2 | 2.78 | 1 | 2 |
| 3 | 5.9 | 1 | 3 |
| 4 | 2.21 | 0 | 1 |
| 5 | 3.88 | 1 | 1 |
Помещение 4 представляет собой техническую комнату для размещения оборудования и расходных материалов. Помещение 4 выведено за рамки исследования.
Рисунок 1 – План помещений модельного объекта
Перекрытие МО утеплено плитами из минеральной ваты толщиной 150 мм. Фундаментная плита утеплена плитами из экструдированного пенополистирола толщиной 100 мм, поверх которого выполнена сухая стяжка 5-6 мм с нагревательным кабелем – система «теплый пол». Помещения внутри и снаружи будут обшиты доской, где прослойкой между доской и НДЦМ выступает ветро- и влаго-защитная мембрана. Внутренние перегородки каркасного типа толщиной 100 мм, выполнены из древесины.
Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки
В качестве основного источника отопления выбрана система «теплый пол», которая будет смонтирована в два контура: Iк. помещения – 1,2, IIк. Помещения – 3,5 (рисунок 3). Будут применены компоненты финского производителя ENSTO (таблица 2).
Таблица 2 – Компоненты и характеристики системы «теплый пол»
| Контур | Комплектующие, параметры | Длина кабеля, м |
| I | Ensto кабель Tassu 9, 20 Вт/м 870 Вт | 40 |
| II | Ensto кабель Tassu 12, 20 Вт/м 1160 Вт | 54 |
Рисунок 3 – Схема монтажа системы теплый пол в МО
Для изучения микроклиматических параметров помещения и расчета коэффициента теплопроводности НДЦМ требуется установка датчиков температуры по схеме, приведенной на рисунке 2. В качестве основного фиксирующего устройства выбрано оборудование немецкого производителя TESTO: 4х канальный логгер данный температуры Testo 176t4, который по средствам подключаемых термопар позволяет автоматически фиксировать и сохранять в требуемом интервале температурные данные, как внутри помещения, так и снаружи. Предполагается производить учет температуры на внутренней и внешней поверхности стены из НДЦМ, а также снимать показания температуры около пола и под потолком 2 раза в сутки на протяжении 1 календарного года. Измерения температуры будем фиксировать двумя 4х канальными логгерами для первого и второго контура отопления. Мини – логгер данных температуры и влажности Testo 174 H будет замерять и сохранять контролируемые параметры внутри помещений МО.
Температура в помещениях на протяжении всего года исследований будет поддерживаться в диапазоне от 18 до 22 Co, так же будет произведен расчет затраченной энергии Кв/ч для работы нагревательного кабеля, что в комплексе позволит дать оценку эффективности НДЦМ, а также выбранной системе отопления.
Заключение
Таким образом, элементы научного поиска заключаются в определении оптимального режима эксплуатации здания из предлагаемого НДЦМ, с помощью рассмотренного выше оборудования, для достижения комфортных условий при длительном нахождении человека внутри помещения в здании, построенном из нового экологически безопасного материала, полученного с использованием отходов переработки древесины [3].
Список литературы
1. Кувшинов Д. А., Кузьменков А.А. Система мониторинга температуры и влажности воздуха экспериментального каркасного деревянного дома // Сборник статей XXVIII Международной научно-практической конференции. Пенза, 2020. С. 36-40.
2. Кувшинов Д. А. Тестирование системы мониторинга температуры и относительной влажности воздуха экспериментального деревянного дома // В сборнике: Деревянное малоэтажное домостроение: экономика, архитектура и ресурсосберегающие технологии. Сборник статей научно-практической конференции. Петрозаводск, 2020. С. 51-58.
3. Древесно-цементная смесь с модификатором. Патент RU 2641548. Дата регистрации: 18.01.2018. Дата публикации заявки: 23.08.2017. Бюллетень № 24.